Tin tức công ty, Tin tức

Bán kính bảo vệ của kim thu sét: Cách Tính Chuẩn TCVN & NFC 17-102

Đã đăng trên bởi DMP

Bán Kính Bảo Vệ Kim Thu Sét: Cách Tính Chuẩn TCVN & NFC 17-102

Khi lắp đặt hệ thống chống sét, nhiều người thường quan tâm đến chiều cao kim thu sét mà quên mất một yếu tố quan trọng không kém: bán kính bảo vệ của kim thu sét. Đây chính là vùng không gian mà kim có thể “che chắn” công trình khỏi nguy cơ bị sét đánh trực tiếp. Vậy tiêu chuẩn nào đang được áp dụng? Cách tính bán kính bảo vệ ra sao?Bán kính bảo vệ của kim thu sét là gì?

Ban kinh bao ve cua kim thu set la gi

Bán kính bảo vệ của kim thu sét là gì?

Bán kính bảo vệ là phạm vi không gian xung quanh kim thu sét mà trong đó công trình được bảo vệ khỏi nguy cơ sét đánh trực tiếp.

Bán kính bảo vệ kim thu sét được tính theo tiêu chuẩn nào?

Hiện nay tại Việt Nam, việc xác định bán kính bảo vệ chủ yếu dựa trên hai bộ tiêu chuẩn chính:

  • TCVN 9385:2012 (Tiền thân là TCXDVN 46:2007): Áp dụng cho các dòng kim thu sét cổ điển (kim nhọn Franklin). Tiêu chuẩn này sử dụng phương pháp “Quả cầu lăn” để xác định vùng bảo vệ.
  • NFC 17-102 (Pháp): Áp dụng cho các dòng kim thu sét hiện đại, sử dụng công nghệ phát xạ sớm (ESE). Đây là tiêu chuẩn phổ biến nhất thế giới để tính toán cho các dòng kim như Stormaster, Ingesco,

Vì sao cần tuân thủ tiêu chuẩn bán kính bảo vệ?

Việc tuân thủ tiêu chuẩn không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn mang ý nghĩa an toàn lâu dài:

  • Đảm bảo vùng bảo vệ bao phủ toàn bộ công trình
  • Giảm nguy cơ sét đánh trực tiếp vào mái, ban công, thiết bị trên cao
  • Hạn chế hư hỏng kết cấu và nguy cơ cháy nổ
  • Dễ dàng nghiệm thu, bảo hiểm và kiểm định kỹ thuật

Nhiều trường hợp nhà đã lắp kim thu sét nhưng vẫn bị sét đánh, nguyên nhân chính là tính sai hoặc bỏ qua bán kính bảo vệ.

Các tiêu chuẩn quy định bán kính bảo vệ kim thu sét phổ biến

1. IEC 62305 (Tiêu chuẩn quốc tế)

Đây là tiêu chuẩn chống sét được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. IEC 62305 không đưa ra một con số cố định cho bán kính bảo vệ, mà yêu cầu:

  • Đánh giá rủi ro sét
  • Xác định cấp bảo vệ (Level I, II, III, IV)
  • Tính vùng bảo vệ bằng phương pháp kỹ thuật

2. TCVN 9385:2012 (Việt Nam)

Tiêu chuẩn Việt Nam được xây dựng dựa trên IEC 62305, áp dụng cho:

  • Nhà ở dân dụng
  • Công trình công nghiệp
  • Hạ tầng kỹ thuật và viễn thông

TCVN yêu cầu thiết kế vùng bảo vệ bằng phương pháp góc bảo vệ hoặc quả cầu lăn, tùy quy mô công trình.

3. NFC 17-102 (Pháp)

Tiêu chuẩn này thường áp dụng cho kim thu sét tia tiên đạo (ESE). Bán kính bảo vệ được tính dựa trên:

  • Chiều cao kim
  • Thời gian phát tia sớm (ΔT)
  • Cấp bảo vệ mong muốn

Bán kính bảo vệ phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Không có một con số chung cho mọi công trình. Bán kính bảo vệ phụ thuộc vào:

  • Chiều cao kim thu sét
  • Cấp bảo vệ sét (I, II, III, IV)
  • Loại kim (thường hay tia tiên đạo)
  • Chiều cao công trình xung quanh
  • Địa hình và mật độ sét khu vực

Cách tính bán kính bảo vệ cho kim thu sét cổ điển (Franklin) là gì?

Với kim thu sét truyền thống, bán kính bảo vệ không phải là một vòng tròn cố định mà thay đổi theo độ cao h. Theo TCVN 9385:2012, vùng bảo vệ được mô tả là một hình nón.

  • Ở độ cao thấp (thường dưới 20m), bán kính bảo vệ Rp có thể tính xấp xỉ bằng chiều cao kim h.
  • Tuy nhiên, để chính xác nhất, các kỹ sư thường dùng phương pháp quả cầu lăn với bán kính tương ứng theo từng cấp bảo vệ (Cấp I: 20m, Cấp II: 30m, Cấp III: 45m, Cấp IV: 60m).

Công thức tính bán kính bảo vệ cho kim thu sét hiện đại (ESE)?

Tính Bán Kính Bảo Vệ Của Kim Thu Sét

Bán kính bảo vệ của kim ESE (Rp) lớn hơn nhiều so với kim cổ điển nhờ khả năng chủ động đón dòng sét. Công thức chuẩn theo NFC 17-102 là:

bankinh

Trong đó:

  • Rp​: Bán kính bảo vệ tại mặt phẳng cần bảo vệ (m).
  • h: Chiều cao của đầu kim ESE so với mặt phẳng cần bảo vệ (m).
  • r: Bán kính quả cầu lăn (m)
  • Cấp I: 20 mét là mức bảo vệ tiêu chuẩn cấp 1 (Mức bảo vệ cao nhất)
  • Cấp II: 30 mét là mức bảo vệ tiêu chuẩn cấp 2 (Mức bảo vệ cao)
  • Cấp III: 45 mét là mức bảo vệ tiêu chuẩn cấp 3 (Mức bảo vệ trung bình)
  • Cấp IV: 60 mét là mức bảo vệ tiêu chuẩn cấp 4 (Mức bảo vệ tiêu chuẩn)
  • Δ: Quãng đường phóng điện sớm của tia tiên đạo (m). Đây là thông số đặc trưng của kim ESE, thể hiện khả năng mở rộng vùng bảo vệ. Nó được tính bằng công thức: Δ=v⋅ΔT = 106*ΔT
  • Trong thực tế, vận tốc lan truyền của tia tiên đạo (v) được quy ước là 106 m/s. Do đó, giá trị Δ (tính bằng mét) sẽ bằng với giá trị ΔT (tính bằng micro giây – µs).
  • ΔT: Thời gian phát xạ sớm (µs). Đây là thông số kỹ thuật quan trọng nhất của một kim ESE, do nhà sản xuất cung cấp và được kiểm định trong phòng thí nghiệm. Các giá trị ΔT phổ biến là 15µs, 30µs, 40µs, 50µs, và 60µs. ΔT càng lớn, bán kính bảo vệ tối đa của kim thu sét càng rộng. nhưng Hiểu quả tối ưu theo tiêu chuẩn NFC 17-102 là ΔT cao nhất 60µs.

Bán kính bảo vệ tối đa của một kim thu sét là bao nhiêu?

Thông thường, các loại kim thu sét ESE hiện đại có bán kính bảo vệ tối đa khoảng 51m đến 107m (tương ứng với Cấp bảo vệ IV và độ cao lắp đặt trên 5m).

Lưu ý quan trọng: Không nên lầm tưởng rằng kim càng đắt tiền thì bán kính càng vô hạn. Hiệu quả bảo vệ sẽ giảm dần khi khoảng cách từ kim đến vật thể tăng lên quá xa.

Bảng tra cứu nhanh bán kính bảo vệ theo cấp độ công trình

Cấp độ bảo vệ Đặc điểm công trình Bán kính quả cầu lăn (D)
Cấp I Kho xăng dầu, kho thuốc súng, công trình đặc biệt nguy hiểm 20m
Cấp II Nhà cao tầng, khu dân cư đông đúc 30m
Cấp III Nhà ở dân dụng, trường học 45m
Cấp IV Công trình ở khu vực ít người, cây cối 60m

Làm sao để chọn bán kính bảo vệ phù hợp?

Người thiết kế cần căn cứ vào:

  • Quy mô và chiều cao công trình.
  • Mức độ rủi ro sét tại khu vực.
  • Yêu cầu an toàn theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế.

Nhà dân dụng nên chọn bán kính bảo vệ bao nhiêu là đủ?

Đối với nhà phố, nhà cấp 4 hoặc nhà 2–3 tầng:

  • Thường chọn cấp bảo vệ III hoặc IV
  • Kim cao từ 2–4m so với mái
  • Bán kính bảo vệ thực tế có thể đạt từ 20–45m tùy theo tiêu chuẩn và phương pháp tính

Kim thu sét tia tiên đạo có bán kính bảo vệ lớn hơn kim thường không?

Có. Theo NFC 17-102, kim thu sét tia tiên đạo được phép tính bán kính bảo vệ lớn hơn, dựa trên:

  • Chiều cao kim
  • Thời gian phát tia sớm (ΔT)
  • Cấp bảo vệ

Tuy nhiên, cần lắp đúng chuẩn và có hồ sơ kiểm định để đảm bảo hiệu quả thực tế.

Bán kính bảo vệ có áp dụng cho chống sét lan truyền không?

Không. Bán kính bảo vệ chỉ áp dụng cho sét đánh trực tiếp.
Để bảo vệ thiết bị điện, inverter solar, camera, máy tính…, bạn vẫn cần:

Nếu công trình nằm ngoài bán kính bảo vệ thì phải làm gì?

Bạn có thể:

  • Nâng chiều cao kim thu sét
  • Lắp thêm kim thu sét phụ
  • Kết hợp lưới thu sét hoặc dây chống sét trên mái
  • Tính lại cấp bảo vệ theo tiêu chuẩn IEC/TCVN và NFC 17-102

Khi nào cần lắp thêm kim thu sét?

Bạn nên cân nhắc lắp thêm kim khi:

  • Công trình quá rộng
  • Có nhiều khối nhà tách rời
  • Có bồn nước, thang sắt, pin năng lượng mặt trời nằm ngoài vùng bảo vệ
  • Kết quả mô phỏng cho thấy có điểm nằm ngoài bán kính an toàn

Khi nao can lap them kim thu set

Lắp kim thu sét sai tiêu chuẩn có ảnh hưởng gì?

Có thể dẫn đến:

  • Vùng bảo vệ không đủ bao phủ công trình
  • Sét đánh vào vị trí khác thay vì kim
  • Tăng nguy cơ hư hỏng thiết bị và cháy nổ

Tiêu chuẩn Việt Nam quy định bán kính bảo vệ thế nào?

TCVN 9385:2012 áp dụng phương pháp tương tự IEC 62305, yêu cầu:

  • Đánh giá rủi ro sét
  • Xác định cấp bảo vệ phù hợp
  • Thiết kế vùng bảo vệ bằng phương pháp quả cầu lăn hoặc góc bảo vệ

Lỗi thường gặp khi tính bán kính bảo vệ kim thu sét

  • Chỉ dựa vào chiều cao kim, bỏ qua cấp bảo vệ
  • Không tính đến công trình xung quanh
  • Áp dụng sai tiêu chuẩn (dùng NFC cho kim thường)
  • Không kiểm tra lại sau khi cải tạo, nâng tầng

Những lỗi này khiến hệ thống chống sét “có cũng như không”.

Quy trình thiết kế vùng bảo vệ đúng chuẩn

  1. Khảo sát thực tế công trình
  2. Đánh giá rủi ro sét
  3. Chọn tiêu chuẩn áp dụng
  4. Xác định cấp bảo vệ
  5. Tính toán vùng bảo vệ
  6. Vẽ sơ đồ và mô phỏng
  7. Thi công và đo kiểm tiếp địa

Vai trò của hệ thống tiếp địa trong bán kính bảo vệ

Dù bán kính bảo vệ được tính đúng, nhưng nếu:

  • Điện trở đất cao
  • Dây dẫn sét nhỏ
  • Mối nối kém

Thì dòng sét không thoát xuống đất hiệu quả, có thể gây phóng ngược vào công trình. Vì vậy, bán kính bảo vệ chỉ phát huy tác dụng khi đi kèm hệ tiếp địa đạt chuẩn.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Bán kính bảo vệ kim thu sét có đo thực tế được không?

Không đo trực tiếp. Thường được xác định bằng bản vẽ, phần mềm mô phỏng hoặc tính toán theo tiêu chuẩn.

Nhà ống có cần quan tâm bán kính bảo vệ không?

Có. Nhà ống thường cao và hẹp, nếu kim đặt không đúng vị trí, nhiều khu vực vẫn nằm ngoài vùng bảo vệ.

Lắp một kim cho hai nhà liền kề có được không?

Có thể, nếu tính toán cho thấy cả hai công trình đều nằm trong cùng vùng bảo vệ và hệ tiếp địa đủ tải.

Tóm Lại

Bán kính bảo vệ của kim thu sét không phải là một con số cố định, mà là kết quả của quá trình tính toán dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật, chiều cao kim và cấp bảo vệ công trình. Để đảm bảo an toàn thực sự, bạn cần kết hợp kim thu sét đúng chuẩn, hệ thống tiếp địa đạt yêu cầu và thiết bị chống sét lan truyền. Một thiết kế bài bản ngay từ đầu sẽ giúp công trình được bảo vệ toàn diện, bền vững và tiết kiệm chi phí về lâu dài.

Gợi ý tin liên quan: