4. Giải thích các thuật ngữ

4.1. Thiệt hại và tổn thất

4.1.1. Nguồn thiệt hại

Dòng điện sét là nguồn gây thiệt hại chính. Các nguồn sau đây được phân biệt bởi điểm sét đánh (xem Bảng 1);

S1: sét đánh vào kết cấu,

S2: sét đánh gần kết cấu,

S3: sét đánh vào đường dây,

S4: sét đánh gần đường dây.

4.1.2. Kiểu thiệt hại

...

...

...

Với các ứng dụng thực tiễn đánh giá rủi ro này, rất hữu ích để phân biệt giữa ba kiểu thiệt hại cơ bản có thể xuất hiện như hậu quả do sét đánh. Các kiểu thiệt hại gồm (xem Bảng 1):

D1: tổn thương sinh vật do điện giật,

D2: thiệt hại vật chất,

D3: hỏng các hệ thống điện và điện tử.

Thiệt hại của kết cấu do sét có thể được giới hạn ở một phần của kết cấu hoặc toàn bộ kết cấu. Thiệt hại cũng có thể liên quan đến các kết cấu xung quanh hoặc môi trường (ví dụ như phát thải hóa chất hoặc phóng xạ).

4.1.3. Kiểu tổn thất

Mỗi kiểu thiệt hại, một mình hoặc kết hợp với những kiểu khác, có thể tạo ra hậu quả tổn thất khác nhau trong kết cấu cần bảo vệ. Kiểu tổn thất có thể xuất hiện, phụ thuộc vào các đặc trưng của bản thân kết cấu và các thử bên trong nó. Các kiểu tổn thất sau đây phải được tính đến (xem Bảng 1):

L1: tổn thất về sự sống của con người (bao gồm tổn thương vĩnh viễn);

L2: tổn thất về các dịch vụ công cộng;

...

...

...

L4: tổn thất về giá trị kinh tế (kết cấu, kiến trúc, và tổn thất về hoạt động).

Bảng 1 - Các nguồn thiệt hại, kiểu thiệt hại và kiểu tổn thất theo điểm sét đánh

Sét đánh

Kết cấu

Điểm sét đánh

Nguồn thiệt hại

Kiểu thiệt hại

Kiểu tổn thất

...

...

...

D1

D2

D3

L1, L4^a

L1, L2, L3, L4

L1^b, L2, L4

S2

D3

...

...

...

S3

D1

D2

D3

L1, L4^a

L1, L2, L3, L4

L1^b, L2, L4

...

...

...

D3

L1^b, L2, L4

^a Chỉ đối với các tài sản ở nơi mà động vật có thể bị mất.

^b Chỉ đối với các kết cấu có rủi ro nổ và đối với các bệnh viện hoặc các kết cấu khác mà việc hỏng các hệ thống bên trong gây nguy hiểm ngay đến tính mạng con người.

4.2. Rủi ro và các thành phần rủi ro

4.2.1. Rủi ro

Rủi ro, R, là giá trị tương đối của tổn thất trung bình có thể có hằng năm. Đối với mỗi kiểu tổn thất mà có thể xuất hiện trong một kết cấu, phải đánh giá rủi ro tương ứng.

Các rủi ro cần được đánh giá trong một kết cấu có thể là gồm:

R₁: rủi ro tổn thất về tính mạng con người (bao gồm tổn thương vĩnh viễn),

...

...

...

R₃: rủi ro tổn thất về di sản văn hóa,

R₄: rủi ro tổn thất về giá trị kinh tế.

Để đánh giá các rủi ro, R, phải xác định và tính toán các thành phần rủi ro liên quan (các rủi ro riêng phần phụ thuộc vào nguồn thiệt hại và kiểu thiệt hại).

Mỗi rủi ro, R, là tổng các thành phần rủi ro. Khi tính rủi ro, các thành phần rủi ro có thể được tạo nhóm theo nguồn thiệt hại và kiểu thiệt hại.

4.2.2. Thành phần rủi ro đối với một kết cấu do sét đánh vào kết cấu

R_A:

Thành phần liên quan đến tổn thương sinh vật do điện giật vì điện áp tiếp xúc và điện áp bước bên trong kết cấu và bên ngoài các khu vực rộng đến 3 m xung quanh dây dẫn sét xuống đất. Tổn thất kiểu L1, trong trường hợp các kết cấu nhốt gia súc, và tổn thất kiểu L4 cũng có thể phát sinh do có thể mất động vật.

CHÚ THÍCH: Trong các kết cấu đặc biệt, con người có thể bị đe dọa do sét đánh trực tiếp (ví dụ tầng cao nhất của bãi đỗ xe hoặc sân vận động). Các trường hợp này cũng có thể được xem xét sử dụng các nguyên tắc của tiêu chuẩn này.

R_B:

...

...

...

R_C:

Thành phần liên quan đến hư hỏng hệ thống bên trong do LEMP. Tổn thất kiểu L2 và L4 có thể xảy ra trong tất cả các trường hợp cùng với kiểu L1 trong trường hợp các kết cấu có rủi ro nổ, và các bệnh viện hoặc các kết cấu khác mà hỏng hệ thống bên trong gây nguy hiểm ngay đến tính mạng con người.

4.2.3. Thành phần rủi ro đối với một kết cấu do sét đánh gần kết cấu

R_M:

Thành phần liên quan đến hỏng các hệ thống bên trong do LEMP. Tổn thất L2 và L4 có thể xảy ra trong tất cả các trường hợp cùng với kiểu L1 trong trường hợp các kết cấu có rủi ro nổ, và các bệnh viện hoặc các kết cấu khác mà hỏng của hệ thống bên trong gây nguy hiểm ngay đến tính mạng con người.

4.2.4. Thành phần rủi ro đối với một kết cấu do chùm sét đánh vào đường dây nối với kết cấu

R_U:

Thành phần liên quan đến tổn thương sinh vật do điện giật khi tiếp xúc với điện áp bên trong kết cấu. Tổn thất kiểu L1, trong trường hợp các thuộc tính nông nghiệp, các tổn thất kiểu L4 cũng có thể xảy ra tổn thất có thể về động vật.

R_V:

...

...

...

R_W:

Thành phần liên quan đến hỏng các hệ thống bên trong do quá điện áp cảm ứng trên các đường dây đi vào và được truyền tới kết cấu. Tổn thất kiểu L2 và L4 có thể xảy ra trong tất cả các trường hợp, cùng với kiểu L1 trong trường hợp kết cấu có rủi ro nổ, và các bệnh viện hoặc các kết cấu khác, nơi mà hư hỏng của hệ thống bên trong gây nguy hiểm ngay đến tính mạng con người.

CHÚ THÍCH 1: Các đường dây được tính đến trong đánh giá này chỉ là các đường dây đi vào kết cấu.

CHÚ THÍCH 2: Chùm sét tới hoặc gần các đường ống không được coi là nguồn thiệt hại dựa vào liên kết giữa các đường ống đến thanh liên kết đẳng thế. Nếu không có thanh liên kết đẳng thế, cũng nên xét đến mối đe dọa này.

4.2.5. Thành phần rủi ro đối với một kết cấu do chùm sét đánh gần đường dây nối với kết cấu

R_Z:

Thành phần liên quan đến hư hỏng của hệ thống bên trong do quá áp cảm ứng trên các đường dây đầu vào và truyền tới kết cấu. Tổn thất kiểu L2 và L4 có thể xảy ra trong mọi trường hợp, cùng với kiểu L1 trong trường hợp kết cấu có rủi ro nổ, và các bệnh viện hoặc các kết cấu khác, nơi mà khi hỏng hệ thống bên trong gây nguy hiểm ngay đến tính mạng con người.

CHÚ THÍCH 1: Các đường dây được tính đến trong đánh giá này chỉ là các đường dây đi vào kết cấu.

CHÚ THÍCH 2: Chùm sét tới hoặc gần các đường ống không được coi là nguồn thiệt hại dựa vào liên kết giữa các đường ống đến thanh liên kết đẳng thế. Nếu không có thanh liên kết đẳng thế, cũng nên xét đến mối đe dọa này.

...

...

...

Các thành phần rủi ro được xem xét cho mỗi kiểu tổn thất trong một kết cấu được liệt kê dưới đây:

R₁: Rủi ro của tổn thất về cuộc sống con người:

R₁ = R_A1 + R_B1 + R_C1¹⁾ + R_M1¹⁾ + R_U1 + R_V1 + R_W1¹⁾ + R_Z1¹⁾                               (1)

¹⁾ Chỉ với các kết cấu có rủi ro nổ và với các bệnh viện có thiết bị điện cứu sinh hoặc các kết cấu khác khi hỏng các hệ thống bên trong gây nguy hiểm ngay đến tính mạng con người.

R₂: Rủi ro của tổn thất về dịch vụ công cộng:

R₂ = R_B2 + R_C2 + R_M2 + R_V2 + R_W2 + R_Z2                                                       (2)

R₃: Rủi ro của tổn thất về di sản văn hóa:

R₃ = R_B3 + R_V3                                                                                           (3)

R₄: Rủi ro của tổn thất về giá trị kinh tế:

...

...

...

²⁾ Chỉ với các thuộc tính mà động vật có thể bị tổn thất.

Các thành phần rủi ro tương ứng với mỗi kiểu tổn thất cũng được kết hợp trong Bảng 2.

Bảng 2 - Các thành phần rủi ro được xem xét đối với mỗi kiểu tổn thất trong một kết cấu

Nguồn thiệt hại

Sét tới kết cấu

Sét đánh gần kết cấu

Sét đánh vào đường dây nối với kết cấu

Sét đánh gần đường dây nối với kết cấu

S1

...

...

...

S3

S4

Thành phần rủi ro

R_A

R_B

R_C

R_M

R_U

R_V

...

...

...

R_Z

Rủi ro đối với mỗi kiểu tổn thất

...

...

...

R₁

*

*

*^a

*^a

*

*

*^a

*^a

...

...

...

*

*

*

*

*

*

R₃

...

...

...

*

*

R₄

*^b

...

...

...

*

*

*^b

*

*

*

 ^a Chỉ với các kết cấu có rủi ro nổ, và với các bệnh viện hoặc các kết cấu khác mà việc hỏng các hệ thống bên trong gây nguy hiểm ngay đến tính mạng con người.

 ^b Chỉ với các tài sản mà động vật có thể bị mất.

Các đặc trưng của kết cấu và của các biện pháp bảo vệ có thể ảnh hưởng đến các thành phần rủi ro với một kết cấu được đưa ra trong Bảng 3.

...

...

...

Các đặc trưng của kết cấu hoặc hệ thống bên trong

Các biện pháp bảo vệ

R_A

R_B

R_C

R_M

R_U

R_V

R_W

...

...

...

Diện tích thu

X

X

X

X

X

X

X

X

...

...

...

X

Điện trở suất của sàn

...

...

...

X

Hạn chế về vật lý, vật liệu cách điện, thông báo cảnh báo, thiết bị đẳng thế đất

X

...

...

...

X

LPS

X

X

...

...

...

X^a

X^b

X^b

SPD liên kết

X

X

...

...

...

X

X

Giao diện cách ly

X^c

X^c

...

...

...

X

X

X

Hệ thống SPD phối hợp

X

X

...

...

...

X

X

Màn chắn không gian

X

X

...

...

...

Bọc kim loại đường dây bên ngoài

X

X

X

...

...

...

Bọc kim loại đường dây bên trong

X

X

...

...

...

X

X

Mạng liên kết

...

...

...

X

Các biện pháp phòng cháy

...

...

...

X

Độ nhạy cháy

X

...

...

...

X

Nguy cơ đặc biệt

X

...

...

...

X

Điện áp chịu xung

X

X

...

...

...

X

X

X

^a Chỉ đối với LPS bên ngoài dạng lưới.

^b Do liên kết đẳng thế.

^c Chỉ khi chúng thuộc về thiết bị.

5. Quản lý rủi ro

5.1. Qui trình cơ bản

Áp dụng qui trình sau:

...

...

...

- nhận biết tất cả các kiểu tổn thất trong kết cấu và rủi ro liên quan R (R₁đến R4);

- đánh giá rủi ro R cho mỗi kiểu tổn thất từ R₁ đến R₄;

- đánh giá nhu cầu bảo vệ, bằng cách so sánh rủi ro R_1, R₂ và R₃ với rủi ro có thể chấp nhận được R_T;

- đánh giá hiệu quả về chi phí bảo vệ bằng cách so sánh các chi phí của toàn bộ tổn thất có và không có biện pháp bảo vệ. Trong trường hợp này, việc đánh giá các thành phần rủi ro R₄ phải được thực hiện để đánh giá các chi phí này (xem Phụ lục D).

5.2. Kết cấu cần xét đến khi đánh giá rủi ro

Kết cấu cần xét đến bao gồm:

- bản thân kết cấu;

- hệ thống lắp đặt bên trong kết cấu;

- các thứ bên trong của kết cấu;

...

...

...

- môi trường bị ảnh hưởng bởi thiệt hại tới kết cấu.

Bảo vệ không bao gồm các đường dây được nối bên ngoài kết cấu.

CHÚ THÍCH: Kết cấu cần xét đến có thể được chia thành nhiều khu vực (xem 6.7).

5.3. Rủi ro cho phép R_T

Tổ chức có thẩm quyền có trách nhiệm đánh giá để xác định giá trị của rủi ro cho phép.

Giá trị đại diện của rủi ro cho phép R_T, trong trường hợp chùm sét liên quan đến tổn thất cuộc sống con người hoặc tổn thất các giá trị xã hội, văn hóa, được nêu trong Bảng 4.

Bảng 4 - Các giá trị đại diện của rủi ro cho phép R_T

Các kiểu tổn thất

...

...

...

L1

Tổn thất đến cuộc sống con người hoặc các tổn thương vĩnh viễn

10^-5

L2

Tổn thất về dịch vụ công cộng

10^-3

L3

Tổn thất về di sản văn hóa

10^-4

...

...

...

5.4. Qui trình cụ thể để đánh giá nhu cầu bảo vệ

Theo TCVN 9888-1 (IEC 62305-1), các rủi ro R_1, R₂ và R₃  phải được xét đến khi đánh giá nhu cầu bảo vệ chống sét.

Với mỗi rủi ro được xem xét, thực hiện các bước sau đây:

- nhận biết các thành phần R_X tạo nên rủi ro;

- tính các thành phần rủi ro để nhận biết R_X;

- tính tổng rủi ro R (xem 4.3);

- nhận biết rủi ro cho phép R_T;

- so sánh rủi ro R với giá trị cho phép R_T.

Khi R ≤ R_T, không cần bảo vệ chống sét.

...

...

...

Qui trình đánh giá nhu cầu bảo vệ được đưa ra trên Hình 1.

CHÚ THÍCH 1: Trong trường hợp không thể giảm rủi ro tới mức cho phép thì chủ sở hữu tại chỗ phải được thông báo và cung cấp mức bảo vệ cao nhất cho việc lắp đặt.

CHÚ THÍCH 2: Trường hợp cơ quan có thẩm quyền yêu cầu có bảo vệ chống sét cho các kết cấu có rủi ro nổ thì tối thiểu cần áp dụng hệ thống LPS cấp II. Trường hợp ngoại lệ không sử dụng mức bảo vệ chống sét cấp II thì phải có luận chứng kỹ thuật và phải được cơ quan có thẩm quyền cho phép. Ví dụ: cho phép sử dụng mức bảo vệ chống sét cấp I trong tất cả các trường hợp, đặc biệt trong các trường hợp mà tại đó môi trường hoặc các thứ bên trong kết cấu đặc biệt nhạy với tác động của sét. Ngoài ra, các cơ quan có thẩm quyền có thể lựa chọn cho phép hệ thống bảo vệ chống sét cấp III khi hoạt động của sét không thường xuyên và/hoặc độ không nhạy của các thứ trong kết cấu đảm bảo việc này.

CHÚ THÍCH 3: Khi các thiệt hại của một kết cấu do sét cũng có thể liên quan đến các kết cấu và môi trường xung quanh (ví dụ như phát thải hóa chất hoặc phóng xạ), các biện pháp bảo vệ bổ sung cho kết cấu và các biện pháp thích hợp cho các khu vực này có thể được tổ chức có thẩm quyền yêu cầu.

5.5. Qui trình đánh giá hiệu quả về chi phí của việc bảo vệ

Bên cạnh sự cần thiết bảo vệ chống sét của một kết cấu, cũng có thể hữu ích để xác định những lợi ích kinh tế của các biện pháp bảo vệ đang lắp đặt nhằm giảm tổn thất kinh tế L4.

Đánh giá các thành phần rủi ro R₄ cho phép người sử dụng đánh giá chi phí tổn thất kinh tế có và không áp dụng các biện pháp bảo vệ (xem Phụ lục D).

Qui trình để xác định hiệu quả về chi phí bảo vệ yêu cầu:

- nhận biết các thành phần R_X tạo nên rủi ro R4;

...

...

...

- tính chi phí tổn thất hàng năm do mỗi thành phần rủi ro R_X gây ra;

- tính chi phí C_L hàng năm của tổng tổn thất trong trường hợp không có các biện pháp bảo vệ;

- áp dụng các biện pháp bảo vệ được lựa chọn;

- tính các thành phần rủi ro R_X với các biện pháp bảo vệ được chọn hiện thời;

- tính chi phí tổn thất hàng năm do áp dụng biện pháp bảo vệ đối với mỗi thành phần rủi ro R_X trong kết cấu được bảo vệ;

- tính tổng chi phí C_RL hàng năm của tổn thất khi đã có biện pháp bảo vệ được chọn;

- tính chi phí C_PM hàng năm của biện pháp bảo vệ được chọn;

- so sánh các chi phí.

Nếu C_L < C_RL + C_PM, chống sét có thể coi là không hiệu quả về chi phí.

...

...

...

Quy trình đánh giá hiệu quả về chi phí của việc bảo vệ được phác họa trên Hình 2.

Có thể hữu ích nếu đánh giá một số biến thể kết hợp các biện pháp bảo vệ để tìm giải pháp tối ưu về hiệu quả chi phí.

^a Khi R_A + R_B < R_T, không cần một LPS hoàn chỉnh; trong trường hợp này, các SPD phù hợp với TCVN 9888-3 (IEC 62305-3) là đủ.

^b Xem Bảng 3.

Hình 1 - Qui trình quyết định nhu cầu bảo vệ và lựa chọn các biện pháp bảo vệ

Hình 2 - Qui trình để đánh giá các hiệu quả về chi phí của các biện pháp bảo vệ

5.6. Các biện pháp bảo vệ

...

...

...

Các biện pháp bảo vệ được coi là hiệu quả chỉ khi chúng phù hợp với các yêu cầu của các tiêu chuẩn tương ứng sau đây:

- TCVN 9888-3 (IEC 62305-3) đối với bảo vệ chống tổn thương sinh vật và thiệt hại vật chất trong một kết cấu;

- TCVN 9888-4 (IEC 62305-4) đối với bảo vệ chống hỏng các hệ thống điện và điện tử.

5.7. Lựa chọn các biện pháp bảo vệ

Việc lựa chọn các biện pháp bảo vệ thích hợp nhất được thực hiện bởi nhà thiết kế theo sự góp phần của mỗi thành phần rủi ro trong tổng rủi ro R và theo các khía cạnh kỹ thuật và kinh tế của các biện pháp bảo vệ khác nhau.

Thông số quan trọng phải được nhận biết để xác định biện pháp hiệu quả hơn nhằm giảm rủi ro R.

Với mỗi kiểu tổn thất, có một số biện pháp bảo vệ, tách rời hoặc kết hợp, thực hiện điều kiện R ≤ R_T. Giải pháp được thông qua sẽ được lựa chọn có tính đến các khía cạnh kỹ thuật và kinh tế. Một qui trình đơn giản để lựa chọn các biện pháp bảo vệ được đưa ra trong sơ đồ Hình 1. Trong mọi trường hợp, người cài đặt hoặc người lập kế hoạch kế hoạch cần xác định các thành phần rủi ro quan trọng nhất và giảm thiểu chúng, cũng có tính đến các khía cạnh kinh tế.

6. Đánh giá các thành phần rủi ro

6.1. Công thức cơ bản

...

...

...

R_X = N_X x P_X x L_X                                                                    (5)

trong đó:

N_X là số lượng trường hợp nguy hiểm hàng năm (xem Phụ lục A);

P_X là xác suất thiệt hại tới một kết cấu (xem Phụ lục B);

L_X là hậu quả tổn thất (xem Phụ lục C).

Số lượng trường hợp nguy hiểm N_X chịu ảnh hưởng do mật độ chùm sét xuống đất (N_G) và các đặc tính vật lý của kết cấu cần bảo vệ, môi trường xung quanh, các đường dây được nối và đất.

Xác suất thiệt hại P_X chịu ảnh hưởng bởi các đặc trưng của kết cấu cần bảo vệ, các đường dây được nối và các biện pháp bảo vệ được cung cấp.

Hậu quả tổn thất L_X chịu ảnh hưởng bởi việc sử dụng mà kết cấu chỉ định, sự góp mặt của con người, loại dịch vụ công cộng được cung cấp, giá trị hàng hóa bị ảnh hưởng bởi thiệt hại và các biện pháp được cung cấp để hạn chế tổng tổn thất.

CHÚ THÍCH: Khi thiệt hại tới một kết cấu do sét cũng có thể liên quan đến các kết cấu hoặc môi trường xung quanh (như phát thải phóng xạ hoặc hóa chất), hậu quả tổn thất cần thêm vào giá trị của L_X.

...

...

...

Để đánh giá các thành phần rủi ro liên quan đến chùm sét tới kết cấu, áp dụng mối tương quan sau:

- thành phần liên quan đến tổn thương sinh vật do điện giật (D1)

R_A = N_D x P_A x L_A                                                                    (6)

- thành phần liên quan đến thiệt hại vật chất (D2)

R_B = N_D x P_B x L_B                                                                                                                                       (7)

- thành phần liên quan đến hỏng các hệ thống bên trong (D3)

R_C = N_D x P_C x L_C                                                                                                                                      (8)

Các thông số để đánh giá các thành phần rủi ro này được nêu trong Bảng 5.

6.3. Đánh giá thành phần rủi ro do chùm sét đánh gần kết cấu (S2)

...

...

...

- thành phần liên quan đến hỏng các hệ thống bên trong (D3)

R_M = N_M x P_M x L_M                                                                  (9)

Các thông số để đánh giá các thành phần rủi ro này được đưa ra trong Bảng 5.

6.4. Đánh giá thành phần rủi ro do chùm sét đánh vào đường dây nối với kết cấu (S3)

Để đánh giá thành phần rủi ro liên quan đến chùm sét đánh vào đường dây đi vào kết cấu, áp dụng mối tương quan sau:

- thành phần liên quan đến tổn thương sinh vật do điện giật (D1)

R_U = (N_L + N_DJ) x P_U x L_U                                                                                                              (10)

- thành phần liên quan đến thiệt hại vật chất (D2)

R_V = (N_L + N_DJ) x P_V x L_V                                                                                                               (11)

...

...

...

R_W = (N_L + N_DJ) x P_W x L_W                                                                                                           (12)

CHÚ THÍCH 1: Trong nhiều trường hợp cho phép bỏ qua N_DJ.

Các thông số để đánh giá các thành phần rủi ro này được nêu trong Bảng 5.

Khi đường dây có nhiều đoạn (xem 6.8), các giá trị R_U, R_V và R_W là tổng của các giá trị R_U, R_V và R_W có liên quan đến mỗi đoạn dây. Các đoạn dây được xem như là những đoạn nối giữa kết cấu và nút đầu tiên.

Trong trường hợp một kết cấu có nhiều đường dây được nối theo tuyến khác nhau, các tính toán được thực hiện cho mỗi đường dây.

Trong trường hợp của một kết cấu có nhiều đường dây được nối với các tuyến giống nhau, các tính toán chỉ được thực hiện cho đường dây có đặc trưng kém nhất, tức là đường dây có các giá trị N_L và N_l cao nhất được nối với hệ thống bên trong có giá trị U_W thấp nhất (đường dây viễn thông so với đường dây điện, đường dây trần do với đường dây có vỏ bọc, đường dây điện hạ áp so với đường dây điện cao áp có biến áp HV/LV, v.v...)

CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp các đường dây có diện tích thu nhận chờm lên nhau, diện tích chờm lên này chỉ được xét đến một lần.

6.5. Đánh giá thành phần rủi ro do chùm sét đánh gần đường dây nối với kết cấu (S4)

Để đánh giá thành phần rủi ro liên quan đến chùm sét đánh gần đường dây nối với kết cấu, áp dụng mối tương quan sau:

...

...

...

R_Z = N_l x P_Z x L_Z                                                                                                                                      (13)

Các thông số để đánh giá các thành phần rủi ro này được nêu trong Bảng 5.

Khi đường dây có nhiều đoạn (xem 6.8), giá trị R_Z là tổng của các thành phần R_Z liên quan đến mỗi đoạn dây. Các đoạn dây được coi là những đoạn nối giữa kết cấu và nút đầu tiên.

Bảng 5 - Các thông số liên quan đến đánh giá các thành phần rủi ro

Ký hiệu

Tên gọi

Giá trị theo điều

Số lượng trường hợp nguy hiểm trung bình hàng năm do chùm sét

N_D

...

...

...

A.2

N_M

- gần kết cấu

A.3

N_L

- tới đường dây đi vào kết cấu

A.4

N_l

- gần đường dây đi vào kết cấu

...

...

...

N_DJ

- tới kết cấu lân cận (xem Hình A.5)

A.2

Khả năng chùm sét tới kết cấu sẽ gây ra

P_A

- tổn thương sinh vật do điện giật

B.2

P_B

- thiệt hại vật chất

...

...

...

P_C

- hỏng các hệ thống bên trong

B.4

Khả năng chùm sét đánh gần kết cấu sẽ gây ra

P_M

- hỏng các hệ thống bên trong

B.5

Khả năng chùm sét đánh vào đường dây sẽ gây ra

P_U

...

...

...

B.6

P_V

- thiệt hại vật chất

B.7

P_W

- hỏng các hệ thống bên trong

B.8

Khả năng chùm sét đánh gần đường dây sẽ gây ra

P_Z

...

...

...

B.9

Tổn thất do

L_A= L_U

- tổn thương sinh vật do điện giật

C.3

L_B= L_V

- thiệt hại vật chất

C.3, C.4, C.5, C.6

L_C = L_M = L_W = L_Z

...

...

...

C.3, C.4, C.6

Trong trường hợp một kết cấu có nhiều đường dây nối theo các tuyến khác nhau, các tính toán sẽ được thực hiện cho mỗi đường dây.

Trong trường hợp một kết cấu có nhiều đường dây nối cùng một tuyến, các tính toán chỉ thực hiện cho đường dây có đặc trưng kém nhất, nghĩa là đường dây có các giá trị N_L và N_l cao nhất được nối tới hệ thống bên trong có giá trị U_W thấp nhất (đường dây viễn thông so với đường dây điện, đường dây trần so với đường dây có vỏ bọc, đường dây điện hạ áp so với đường dây điện cao áp có biến áp HV/LV, v.v...)

6.6. Tổng hợp các thành phần rủi ro

Các thành phần rủi ro đối với các kết cấu được tổng hợp trong Bảng 6 theo các kiểu thiệt hại khác nhau và theo các nguồn thiệt hại khác nhau

Bảng 6 - Các thành phần rủi ro đối với các kiểu thiệt hại và nguồn thiệt hại khác nhau

Thiệt hại

Nguồn thiệt hại

S1

...

...

...

S2

Sét đánh gần kết cấu

S3

Sét đánh vào đường dây đi vào

S4

Sét đánh gần đường dây đi vào

D1

Tổn thương sinh vật do điện giật

R_A = N_D x P_A x L_A

...

...

...

R_U=(N_L+N_DJ)xP_UxL_U

D2

Thiệt hại vật chất

R_B = N_D x P_B x L_B

R_V=(N_L+N_DJ)xP_VxL_V

D3

...

...

...

R_C = N_D x P_C x L_C

R_M = N_M x P_M x L_M

R_W=(N_L+N_DJ)xP_WxL_W

R_Z = N_l x P_Z x L_Z

Nếu kết cấu được phân chia theo các khu vực Z_S (xem 6.7), mỗi thành phần rủi ro phải được đánh giá cho mỗi khu vực Z_S.

Tổng các rủi ro R của kết cấu là tổng các thành phần rủi ro liên quan đến các khu vực Z_S cấu thành kết cấu.

6.7. Phân vùng kết cấu theo các khu vực Z_S

Để đánh giá mỗi thành phần rủi ro, một kết cấu có thể được chia thành các khu vực Z_S, mỗi khu vực có các đặc trưng đồng nhất. Tuy nhiên, một kết cấu có thể là hoặc được cho là một khu vực đơn.

Các khu vực Z_S được định nghĩa chủ yếu theo:

...

...

...

- các khoang chống cháy (các thành phần rủi ro R_B và R_V);

- các vỏ không gian (các thành phần rủi ro R_C và R_M).

Ngoài ra, các khu vực cũng có thể được định nghĩa theo

- kiến trúc các hệ thống bên trong (các thành phần rủi ro R_C và R_M),

- các biện pháp bảo vệ hiện có hoặc được trang bị (tất cả các thành phần rủi ro),

- các giá trị tổn thất L_X (tất cả các thành phần rủi ro).

Phân vùng kết cấu trong các khu vực Z_S phải tính đến tính khả thi của việc thực hiện các biện pháp bảo vệ thích hợp nhất.

CHÚ THÍCH: Các khu vực Z_S theo tiêu chuẩn này có thể là LPZ theo TCVN 9888-4 (IEC 62305-4). Tuy nhiên chúng cũng có thể khác với LPZ.

6.8. Phân chia các đường dây thành các phân đoạn S_L

...

...

...

Đối với tất cả các thành phần rủi ro, các phân đoạn S_L được định nghĩa chủ yếu theo

- loại đường dây (trên không hay chôn ngầm),

- các yếu tố ảnh hưởng đến các diện tích thu nhận (C_D, C_E, C_T),

- các đặc trưng của đường dây (chắn nhiễu hay không chắn nhiễu, trở kháng chắn nhiễu).

Nếu tồn tại nhiều giá trị thông số trên một phân đoạn thì giá trị dẫn tới rủi ro cao nhất được xem xét.

6.9. Đánh giá các thành phần rủi ro trong một kết cấu có các khu vực Z_S

6.9.1. Tiêu chuẩn chung

Để đánh giá các thành phần rủi ro và lựa chọn các thông số liên quan tham gia vào, áp dụng các quy tắc sau:

- các thông số liên quan đến số lượng trường hợp nguy hiểm N phải được đánh giá theo Phụ lục A;

...

...

...

Ngoài ra:

- đối với các thành phần R_A, R_B, R_U, R_V, R_W và R_Z, chỉ có một giá trị được cố định cho mỗi khu vực đối với mỗi tham số tham gia. Trong trường hợp có thể áp dụng nhiều giá trị thì chọn giá trị cao nhất.

- đối với các thành phần R_C và R_M, nếu trong một khu vực có nhiều hệ thống bên trong, các giá trị P_C và P_M được đưa ra bởi công thức:

P_C = 1 - (1 – P_C1) x (1 - P_C2) x (1 - P_C3)                                       (14)

P_M = 1 - (1 - P_M1) x (1-P_M2) x (1 - P_M3)                                         (15)

Trong đó P_Ci, và P_Mi là các thông số liên quan đến hệ thống bên trong i =1, 2, 3,...

- các thông số liên quan đến tổng tổn thất L được đánh giá theo Phụ lục C.

Ngoại trừ đối với P_C và P_M, nếu trong một khu vực có nhiều thông số khác nhau bất kỳ tồn tại thì giá trị của thông số dẫn đến rủi ro cao nhất được xem xét.

6.9.2. Kết cấu khu vực đơn

...

...

...

Xác định kết cấu có một khu vực đơn có thể dẫn đến các biện pháp bảo vệ tốn kém vì mỗi biện pháp phải mở rộng cho toàn bộ kết cấu

6.9.3. Kết cấu nhiều khu vực

Trong trường hợp này, kết cấu được chia thành nhiều khu vực Z_S. Rủi ro với kết cấu là tổng các rủi ro liên quan đến tất cả các khu vực của kết cấu, trong từng khu vực, rủi ro là tổng của tất cả các thành phần rủi ro liên quan trong khu vực.

Chia một kết cấu thành các khu vực cho phép nhà thiết kế tính đến các đặc trưng của từng phần kết cấu khi đánh giá các thành phần rủi ro và lựa chọn các biện pháp bảo vệ thích hợp nhất khu vực điều chỉnh theo khu vực, giảm chi phí tổng thể của bảo vệ chống sét.

6.10. Phân tích chi phí-lợi ích đối với tổn thất kinh tế (L₄)

Cần hoặc không cần xác định bảo vệ để giảm thiểu các rủi ro R₁, R₂ và R₃, rất hữu ích để đánh giá biện chứng kinh tế khi áp dụng các biện pháp bảo vệ để giảm rủi ro tổn thất kinh tế R₄

Các mục mà việc đánh giá rủi ro R₄ phải thực hiện được xác định theo

- kết cấu tổng thể,

- một phần của kết cấu,

...

...

...

- một phần của một lắp đặt bên trong,

- một bộ phận của thiết bị,

- kiến trúc bên trong kết cấu.

Chi phí tổn thất, chi phí của các biện pháp bảo vệ và tiết kiệm có thể được đánh giá theo Phụ lục D. Có thể sử dụng R_T = 10^-3, nếu dữ liệu cho phân tích này không có sẵn giá trị đại diện cho rủi ro cho phép.

Phụ lục A

(tham khảo)

Đánh giá số lượng các trường hợp nguy hiểm hàng năm

A.1. Qui định chung

...

...

...

Mật độ sét đánh xuống đất N_G là số các chùm sét trên một km² mỗi năm. Giá trị này có sẵn từ các mạng lưới định vị sét xuống đất ở nhiều khu vực trên thế giới.

CHÚ THÍCH: Nếu không có sẵn bản đồ N_G, ở vùng ôn đới có thể ước tính theo:

N_G » 0,1 T_D                                                                                                                                       (A.1)

Trong đó T_D là những ngày có bão hàng năm (mà có thể thu được từ bản đồ cường độ hoạt động của bão Isokeraunic).

Các trường hợp có thể coi là nguy hiểm cho một kết cấu cần bảo vệ là

- tới kết cấu,

- gần kết cấu,

- tới đường dây đi vào kết cấu,

- gần đường dây đi vào kết cấu,

...

...

...

A.2. Đánh giá số lượng trường hợp nguy hiểm trung bình hàng năm N_D do sét tới kết cấu và N_DJ tới kết cấu lân cận

A.2.1. Xác định diện tích thu nhận A_D

Đối với các kết cấu được cách ly trên đất phẳng, diện tích thu nhận A_D là diện tích được xác định bởi giao tuyến giữa mặt đất và đường thẳng có độ dốc 1/3 đi từ phần trên của kết cấu (điểm tiếp xúc với kết cấu) và quay xung quanh kết cấu. Xác định giá trị A_D có thể thực hiện bằng đồ họa hoặc toán học.

A.2.1.1. Kết cấu hình chữ nhật

Đối với kết cấu hình chữ nhật được cách ly có chiều dài L, chiều rộng W và chiều cao H so với mặt đất, diện tích thu nhận như sau:

A_D = L x W + 2 x (3 x H) x (L + W) + p x (3 x H)²                   (A.2)

Trong đó L, W và H được tính bằng mét (xem Hình A.1).

Hình A.1 - Diện tích thu nhận A_D của kết cấu được cách ly

...

...

...

Nếu kết cấu có hình dáng phức tạp như các phần nhô ra trên mái được nâng cao (xem Hình A.2), sử dụng phương pháp đồ họa để đánh giá A_D (xem Hình A.3).

Giá trị diện tích thu nhận xấp xỉ chấp nhận được sẽ lớn hơn ở giữa diện tích thu nhận A_DMIN được đánh giá theo công thức (A.2) có tính đến chiều cao tối thiểu H_min của kết cấu, và diện tích thu nhận đặc trưng cho phần nhô ra của mái nhà được nâng cao A_D’. A_D’ có thể được tính bằng:

A_D’ = p x (3 x H_P)²                                                                                                       (A.3)

Trong đó H_P là chiều cao của phần nhô ra.

Kích thước tính bằng mét

Hình A.2 - Kết cấu có hình dạng phức tạp

...

...

...

 Phần nhô ra có H = H_P = H_MAX công thức (A.3)

 Diện tích thu nhận được xác định bằng phương pháp đồ họa

Hình A.3 - Các biện pháp khác nhau để xác định diện tích thu nhận đối với kết cấu cho trước

A.2.2. Kết cấu như một phần của tòa nhà

Trong trường hợp kết cấu S cần xét chỉ là một phần của tòa nhà B, kích thước của kết cấu S có thể được sử dụng khi đánh giá A_D với điều kiện đáp ứng các điều kiện sau (xem Hình A.4):

- kết cấu S là phần thẳng đứng tách rời của tòa nhà B;

- tòa nhà B không có rủi ro nổ;

- lan truyền lửa giữa kết cấu S và các phần khác của tòa nhà B được hạn chế bằng các tường có khả năng chịu cháy tới 120 min (REI 120) hoặc bằng các biện pháp bảo vệ tương đương khác;

- lan truyền quá điện áp dọc theo các dường dây chung, nếu có, được hạn chế bằng SPD lắp tại điểm đi vào kết cấu của các đường dây đó hoặc bằng biện pháp bảo vệ tương đương khác

...

...

...

Khi không đáp ứng các điều kiện này, sử dụng kích thước của toàn bộ tòa nhà B.

Hình A.4 - Kết cấu được xét đến để đánh giá diện tích thu nhận A_D

A.2.3. Vị trí tương đối của kết cấu

Vị trí tương đối của kết cấu, bù cho các kết cấu xung quanh hoặc vị trí để hở, sẽ được tính đến bởi hệ số vị trí C_D (xem Bảng A.1).

Một đánh giá chính xác hơn về ảnh hưởng của các đối tượng xung quanh có thể thu được khi xem xét chiều cao tương đối của kết cấu liên quan đến các đối tượng xung quanh hoặc mặt đất trong khoảng cách 3 x H từ kết cấu với giả thiết C_D = 1.

Bảng A.1 - Hệ số vị trí kết cấu C_D

Vị trí tương đối

C_D

...

...

...

0,25

Kết cấu được bao xung quanh bởi các đối tượng có cùng chiều cao hoặc thấp hơn.

0,5

Kết cấu được cách ly: không có các đối tượng khác trong vùng lân cận

1

Kết cấu được cách ly trên một đỉnh đồi hoặc gò

2

A.2.4. Số lượng trường hợp nguy hiểm đối với kết cấu N_D

N_D Có thể được đánh giá theo tích:

...

...

...

trong đó

N_G là mật độ sét xuống đất (1/km² x năm);

A_D là diện tích thu nhận của kết cấu (m²) (xem Hình A.5);

C_D là hệ số vị trí của kết cấu (xem Bảng A.1).

A.2.5. Số lượng trường hợp nguy hiểm đối với kết cấu lân cận N_DJ

Số lượng các trường hợp nguy hiểm trung bình hàng năm do sét tới kết cấu được nối ở điểm cuối của đường dây N_DJ (xem 6.5 và Hình A.5) có thể được đánh giá theo tích:

N_DJ = N_G x A_DJ x C_DJ x C_T x 10^-6                                            (A.5)

trong đó

N_G là mật độ sét xuống đất (1/km² x năm);

...

...

...

C_DJ là hệ số vị trí của kết cấu lân cận (xem Bảng A.1).

C_T là hệ số loại đường dây (xem Bảng A.3);

A.3. Đánh giá số lượng trường hợp nguy hiểm trung bình hàng năm do sét đánh gần kết cấu N_M

N_M có thể được đánh giá theo tích:

N_M = N_G x A_M x 10^-6                                                             (A.6)

trong đó

N_G là mật độ sét xuống đất (1/km² x năm);

A_M là diện tích thu nhận các chùm sét đánh gần kết cấu (m²);

Diện tích thu nhận A_M mở rộng tới đường dây được định vị tại khoảng cách 500 m tính từ vành đai của kết cấu (xem Hình A.5):

...

...

...

A.4. Đánh giá số lượng trường hợp nguy hiểm trung bình hàng năm do sét đánh vào đường dây N_L

Đường dây có thể gồm nhiều phân đoạn khác nhau. Đối với mỗi đoạn của đường dây, giá trị N_L có thể được đánh giá bằng:

N_L = N_G x A_L x C_l x C_E x C_T x 10^-6                                          (A.8)

trong đó

N_L là số các quá biên độ điện áp không thấp hơn 1 kV (1/năm) trên đoạn dây)

N_G là mật độ sét xuống đất (1/km² x năm);

A_L là diện tích thu nhận các chùm sét đánh vào đường dây (m²) (xem Hình A.5);

C_l là hệ số lắp đặt của đường dây (xem Bảng A.2);

C_T là hệ số loại đường dây (xem Bảng A.3);

...

...

...

với diện tích thu nhận đối với các chùm sét đánh vào đường dây:

A_L = 40 x L_L                                                                        (A.9)

L_L là chiều dài của đoạn dây (m).

Khi chiều dài của một đoạn dây chưa xác định, giả thiết L_L = 1000 m.

CHÚ THÍCH 1: Ủy ban quốc gia có thể cải tiến thông tin này để đáp ứng tốt hơn các điều kiện quốc gia cho các đường dây viễn thông và đường dây điện.

Bảng A.2 - Hệ số lắp đặt đường dây C_l

Tuyến

C_l

Trên không

...

...

...

Chôn ngầm

0,5

Cáp chôn ngầm chạy hoàn toàn trong đầu nối đất mạch vòng (5.2 của IEC 62305-4:2010)

0,01

Bảng A.3 - Hệ số loại đường dây C_T

Lắp đặt

C_T

Đường dây hạ áp, đường dây viễn thông và dây dữ liệu,

1

...

...

...

0,2

Bảng A.4 - Hệ số về môi trường đường dây C_E

Môi trường

E

Nông thôn

1

Ngoại ô

0,5

Đô thị

...

...

...

Đô thị có các tòa nhà cao tầng ^a

0,01

^a Được xây dựng cao hơn 20 m.

CHÚ THÍCH 2: Điện trở suất của đất ảnh hưởng đến diện tích thu nhận của các đoạn dây chôn ngầm A_L. Nhìn chung, điện trở suất của đất càng lớn thì diện tích thu nhận cũng càng lớn (A_L tỷ lệ thuận với Ö r). Hệ số lắp đặt trong Bảng A.2 được dựa trên giá trị r = 400 Wm.

CHÚ THÍCH 3: Thông tin thêm nữa về các diện tích thu nhận A_l đối với các đường dây viễn thông có thể có trong khuyến nghị ITU-T K.47^[7].

A.5. Đánh giá số lượng trường hợp nguy hiểm trung bình hàng năm do sét đánh gần đường dây N_l

Đường dây có thể gồm nhiều đoạn. Với mỗi đoạn, giá trị N_l có thể được đánh giá bằng công thức:

N_l = N_­G x A_l x C_l x C_E x C_T x 10^-6                                         (A.10)

trong đó

...

...

...

N_G là mật độ sét xuống đất (1/km² x năm);

A_l là diện tích thu nhận các chùm sét xuống đất gần đường dây (m²) (xem Hình A.5);

C_l là hệ số lắp đặt (xem Bảng A.2);

C_T là hệ số loại đường dây (xem Bảng A.3);

C_E là hệ số môi trường (xem Bảng A.4).

Với diện tích thu nhận đối với các chùm sét đánh gần đường dây

A_l = 4 000 x L_L                                                                                                                                     (A.11)

Trong đó L_L là chiều dài của đoạn dây (m).

Khi chiều dài của một đoạn dây chưa xác định thì giả thiết L_L = 1 000 m.

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Đánh giá chính xác hơn của A_l cũng có thể có trong Electra n. 161^[8] và 162^[9], 1995 đối với các đường dây điện và trong khuyến nghị ITU-T K.46 ^[10] đối với các đường dây viễn thông.

Hình A.5 - Các diện tích thu nhận (A_D, A_D, A_I, A_L)

Phụ lục B

(tham khảo)

Đánh giá xác suất thiệt hại PX

B.1. Qui định chung

Xác suất được đưa ra trong phụ lục này là hợp lệ nếu các biện pháp bảo vệ phù hợp với:

...

...

...

- TCVN 9888-4 (IEC 62305-4) về các biện pháp bảo vệ để giảm hỏng các hệ thống bên trong.

Giá trị khác có thể được chọn, nếu hợp lý.

Các giá trị xác suất P_X nhỏ hơn 1 có thể được lựa chọn chỉ khi biện pháp hoặc các đặc trưng có giá trị cho toàn bộ kết cấu hoặc vùng kết cấu (Z_S) được bảo vệ và cho tất cả các thiết bị có liên quan.

B.2. Xác suất P_A mà chùm sét tới kết cấu sẽ gây tổn thương sinh vật do điện giật

Các giá trị của xác suất P_A của điện giật tới sinh vật do điện áp tiếp xúc và điện áp bước từ chùm sét tới kết cấu, tùy thuộc vào hệ thống bảo vệ chống sét LPS được sử dụng và các biện pháp bảo vệ bổ sung được trang bị:

P_A = P_TA x P_B                                                                                                                                            (B.1)

trong đó

P_TA phụ thuộc vào các biện pháp bảo vệ bổ sung chống điện áp tiếp xúc và điện áp bước, như biện pháp được liệt kê trong Bảng B.1. Các giá trị P_TA được nêu trong Bảng B.1.

P_B phụ thuộc vào mức độ bảo vệ chống sét (LPL) mà hệ thống LPS được thiết kế theo TCVN 9888-3 (IEC 62305-3). Giá trị của P_B được nêu trong Bảng B.2.

...

...

...

Biện pháp bảo vệ bổ sung

P_TA

Không có các biện pháp bảo vệ

1

Các thông báo cảnh báo

10^-1

Cách ly điện (ví dụ tối thiểu là 3mm polyethylene liên kết ngang) các bộ phận dễ nổ (ví dụ các đầu dẫn xuống)

10^-2

Đẳng thế đất hiệu quả

...

...

...

Các hạn chế vật lý hoặc khuôn khổ xây dựng được sử dụng như một hệ thống dây dẫn xuống.

0

Nếu thực hiện nhiều hơn một biện pháp, giá trị P_TA là tích của các giá trị tương ứng.

CHÚ THÍCH 1: Các biện pháp bảo vệ chỉ có hiệu quả trong việc giảm thiểu P_A trong kết cấu cần bảo vệ bằng một hệ thống LPS hoặc các kết cấu có khung kim loại đặc hoặc khung bê tông cốt thép hoạt động như một hệ thống LPS tự nhiên, mà tại đó thỏa mãn các thiết bị liên kết và nối đất theo TCVN 9888-3 (IEC 62305-3).

CHÚ THÍCH 2: Để biết thêm thông tin xem 8.1 và 8.2 của TCVN 9888-3:2013 (IEC 62305-3:2010).

B.3. Xác suất P_B mà chùm sét tới thiết bị sẽ gây thiệt hại vật chất

LPS thích hợp làm biện pháp bảo vệ để giảm xác suất P_B.

Các giá trị của xác suất P_B của thiệt hại vật chất do chùm sét tới kết cấu, là hàm của mức bảo vệ chống sét (LPL) được nêu trong Bảng B.2.

Bảng B.2 - Các giá trị xác suất P_B phụ thuộc vào biện pháp bảo vệ để giảm thiệt hại vật chất

...

...

...

Loại hệ thống LPS

P_B

Kết cấu không được bảo vệ bằng hệ thống LPS

-

1

Kết cấu cần bảo vệ bằng hệ thống LPS

IV

0,2

III

...

...

...

II

0,05

I

0,02

Kết cấu có một hệ thống cột thu lôi thích hợp với hệ thống LPS I và một khung bê tông cốt thép hoặc kim loại liền khối hoạt động như một hệ thống dẫn xuống đất tự nhiên.

0,01

Kết cấu có mái bằng kim loại và một hệ thống cột thu lôi, có thể bao gồm các thành phần tự nhiên, bảo vệ hoàn chỉnh của bất kỳ các lắp đặt mái nhà chống sét đánh trực tiếp và một khung kim loại liền khối hoặc bê tông cốt thép hoạt động như một hệ thống dẫn xuống đất tự nhiên.

0,001

CHÚ THÍCH 1: Có thể có các giá trị P_B khác với các giá trị cho trong Bảng B.2 nếu khi dựa trên nghiên cứu chi tiết có tính đến các yêu cầu về kích cỡ và tiêu chí chắn xác định trong TCVN 9888-1 (IEC 62305-1).

...

...

...

B.4. Xác suất P_C mà chùm sét tới kết cấu sẽ gây hỏng các hệ thống bên trong

Hệ thống SPD kết hợp thích hợp cho việc bảo vệ để giảm xác suất P_C.

Xác suất P_C mà chùm sét tới kết cấu sẽ gây ra hỏng hệ thống bên trong được đưa ra bởi công thức:

P_C = P_SPD x C_LD                                                          (B.2)

P_SPD phụ thuộc vào hệ thống SPD kết hợp phù hợp với TCVN 9888-4 (IEC 62305-4) và theo mức bảo vệ chống sét (LPL) mà SPD được thiết kế. Các giá trị xác suất P_SPD được nêu trong Bảng B.3.

C_LD là hệ số phụ thuộc vào các điều kiện chắn nhiễu, nối đất và cách ly của đường dây nối với hệ thống bên trong. Các giá trị C_LD được nêu trong Bảng B.4.

Bảng B.3 - Giá trị xác suất P_SPD là hàm của LPL mà SPD được thiết kế

LPL

P_SPD

...

...

...

1

III - IV

0,05

II

0,02

I

0,01

CHÚ THÍCH 2

0,005 - 0,01

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Cho phép giảm các giá trị xác suất P_SPD đối với SPD có đặc trưng bảo vệ tốt hơn (dòng điện danh nghĩa càng cao I_N, mức bảo vệ càng thấp U_P, v.v...) so với yêu cầu xác định đối với LPL I tại các vị trí lắp đặt tương ứng (xem Bảng A.3 của TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010) để có thông tin về xác suất dòng điện sét, và Phụ lục E của TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010), Phụ lục D của TCVN 9888-4:2013 (IEC 62305-4:2010) về chia dòng diện sét). Cho phép sử dụng các phụ lục này cho các SPD có xác suất P_SPD cao hơn.

Bảng B.4 - Giá trị của các hệ số C_LD và C_LI phụ thuộc vào điều kiện chắn nhiễu, nối đất và cách ly

Loại đường dây bên ngoài

Đấu nối tại đầu vào

C_LD

C_LI

Đường dây trên không không có chắn nhiễu

Không xác định

1

...

...

...

Đường dây chôn ngầm không có chắn nhiễu

Không xác định

1

1

Dây trung tính nối đất nhiều điểm

Không

1

0,2

Đường dây chôn ngầm có chắn nhiễu (dây điện hoặc dây viễn thông)

...

...

...

1

0,3

Đường dây trên không có chắn nhiễu (dây điện hoặc dây viễn thông)

Màn chắn không được liên kết với cùng một thanh liên kết như thiết bị.

1

0,1

Đường dây chôn ngầm có chắn nhiễu (dây điện hoặc dây viễn thông)

Màn chắn được liên kết với cùng một thanh liên kết như thiết bị.

1

...

...

...

Đường dây trên không có chắn nhiễu (dây điện hoặc dây viễn thông)

Màn chắn được liên kết với cùng một thanh liên kết như thiết bị.

1

0

Cáp hoặc dây bảo vệ chống sét trong các ống cáp bảo vệ chống sét, đường ống kim loại hoặc ống kim loại.

Màn chắn được liên kết với cùng một thanh liên kết như thiết bị.

0

0

(Không có đường dây bên ngoài)

...

...

...

0

0

Loại bất kỳ

Giao diện cách ly theo TCVN 9888-4 (IEC 62305-4)

0

0

CHÚ THÍCH 3: Khi đánh giá xác suất P_C, các giá trị của C_LD trong Bảng B.4 đề cập đến các hệ thống bên trong có chắn nhiễu; đối với các hệ thống không có chắn nhiễu, cần giả thiết C_LD = 1.

CHÚ THÍCH 4: Đối với các hệ thống bên trong không được che chắn

- không nối với các đường dây bên ngoài (các hệ thống độc lập), hoặc

...

...

...

- nối với các đường dây bên ngoài là cáp hoặc hệ thống bảo vệ chống sét có dây nối trong ống cáp bảo vệ chống sét, đường ống kim loại hoặc ống kim loại, được liên kết với cùng một thanh liên kết như thiết bị.

Không cần hệ thống SPD phối hợp phù hợp với TCVN 9888-4 (IEC 62305-4) để giảm xác suất P_C, với điều kiện là điện áp cảm ứng U_l không lớn hơn điện áp chịu xung U_W của hệ thống bên trong (U_l ≤ U_W). Để đánh giá điện áp cảm ứng U_l xem Phụ lục A của TCVN 9888-4:2013 (IEC 62305-4:2010).

B.5. Xác suất P_M mà chùm sét đánh gần kết cấu sẽ gây hỏng các hệ thống bên trong

Hệ thống LPS dạng lưới, màn chắn, phòng ngừa định tuyến, điện áp chịu xung được tăng lên, các giao diện cách ly và các hệ thống SPD phối hợp đều thích hợp cho bảo vệ để giảm P_M.

Xác suất P_M mà chùm sét đánh gần kết cấu sẽ gây ra hỏng cho các hệ thống bên trong phụ thuộc vào các biện pháp SPM được áp dụng.

Khi không có hệ thống SPD kết hợp đáp ứng các yêu cầu của TCVN 9888-4 (IEC 62305-4) thì giá trị P_M bằng với giá trị P_MS.

Khi có hệ thống SPD kết hợp phù hợp với TCVN 9888-4 (IEC 62305-4), giá trị P_M được cho bởi công thức:

P_M = P_SPD x P_MS                                                               (B.3)

Đối với các hệ thống bên trong có thiết bị không phù hợp với mức điện áp chịu đựng hoặc điện trở suất cho trong các tiêu chuẩn sản phẩm liên quan thì giả thiết P_M = 1.

...

...

...

P_MS = (K_S1 x K_S2 x K_S3 x K_S4)²                                             (B.4)

trong đó

K_S1 có tính đến hiệu quả che chắn của kết cấu, hệ thống LPS hoặc màn chắn khác ở vùng biên LPZ 0/1;

K_S2 có tính đến hiệu quả che chắn của các màn chắn bên trong kết cấu ở vùng biên LPZ X/Y (X>0, Y>1);

K_S3 có tính đến các đặc trưng của dây dẫn bên trong (xem Bảng B.5);

K_S4 có tính đến điện áp chịu xung của hệ thống cần bảo vệ.

CHÚ THÍCH 1: Khi thiết bị có giao diện cách ly là máy biến áp cách ly có màn chắn nối đất giữa các cuộn dây, hoặc sử dụng cáp sợi quang hoặc các bộ ghép quang, thì giả thiết P_MS = 0.

Bên trong LPZ, ở khoảng cách an toàn từ màn chắn tại biên tối thiểu bằng với chiều rộng mắt lưới w_m, các hệ số K_S1 và K_S2 đối với LPS hoặc các màn chắn không gian dạng lưới có thể được đánh giá theo công thức:

K_S1 = 0,12 x w_m1                                                                  (B.5)

...

...

...

trong đó w_m1 (m) và w_m2 (m) là các chiều rộng mắt lưới của các mành chắn không gian dạng lưới hoặc là chiều rộng của vật dẫn đi xuống LPS loại mắt lưới, hoặc là khoảng cách giữa các cọc kim loại của kết cấu, hoặc là khoảng cách giữa khung bê tông cốt thép đóng vai trò như LPS tự nhiên.

Đối với các màn chắn kim loại liền có chiều dày không nhỏ hơn 0,1 mm thì K_S1 = K_S2 = 10^-4.

CHÚ THÍCH 2: Khi một mạng liên kết dạng mắt lưới được cung cấp phù hợp với TCVN 9888-4 (IEC 62305-4), các giá trị K_S1 và K_S2 có thể được giảm một nửa.

Khi mạch vòng cảm ứng chạy sát với các vật dẫn điện của màn chắn biên LPZ ở khoảng cách từ màn chắn ngắn hơn khoảng cách an toàn, thì các giá trị của K_S1 và K_S2 sẽ lớn hơn. Ví dụ, các giá trị của K_S1 và K_S2 cần được tăng gấp đôi khi khoảng cách đến các màn chắn nằm trong phạm vi từ 0,1 w_m đến 0,2 w_m.

Đối với mỗi tầng LPZ, kết quả K_S2 là tích của các giá trị K_S2 liên quan của mỗi LPZ.

CHÚ THÍCH 3: Giá trị tối đa của K_S1 và K_S2 được giới hạn ở 1.

Bảng B.5 - Giá trị của hệ số K_S3 phụ thuộc vào dây nối bên trong

Loại dây nối bên trong

K_S3

...

...

...

1

Cáp không có chắn nhiễu - dự phòng theo tuyến để tránh các vòng lặp lớn ^b

0,2

Cáp không có chắn nhiễu - dự phòng theo tuyến để tránh các vòng lặp ^c

0,01

Các cáp có chắn nhiễu và cáp đi trong các đường ống kim loại ^d

0,0001

^a Các vòng dẫn điện có định tuyến khác nhau trong các tòa nhà lớn (diện tích khép kín cỡ 50 m²)

^b Các vòng dẫn điện có định tuyến trong cùng đường ống hoặc các vòng dẫn điện có định tuyến khác nhau trong các tòa nhà nhỏ (diện tích khép kín cỡ 10 m²).

...

...

...

^d Các màn chắn và đường ống kim loại được liên kết với thanh liên kết đẳng thế ở cả hai đầu và thiết bị được nối với cùng một thanh liên kết.

Hệ số K_S4 được đánh giá theo:

K_S4 = 1/U_w                                                                                                                             (B.7)

trong đó:

U_w là điện áp chịu xung danh định của hệ thống cần bảo vệ, tính bằng kV.

CHÚ THÍCH 4: Giá trị lớn nhất của K_S4 được giới hạn ở 1.

Nếu thiết bị có các mức chịu xung khác nhau trong một hệ thống bên trong, cần chọn hệ số K_S4 liên quan đến mức chịu xung thấp nhất.

B.6. Xác suất P_U mà chùm sét đánh vào đường dây sẽ gây tổn thương sinh vật do điện giật

Các giá trị xác suất P_U gây tổn thương sinh vật bên trong kết cấu do điện áp tiếp xúc từ một chùm sét đánh vào đường dây bên trong kết cấu phụ thuộc vào các đặc trưng của màn chắn đường dây, điện áp chịu xung của các hệ thống bên trong nối với đường dây, các biện pháp bảo vệ như những hạn chế vật lý hoặc thông báo cảnh báo và các giao diện cách ly hoặc các SPD cung cấp liên kết đẳng thế ở lối vào của đường dây phù hợp với TCVN 9888-3 (IEC 62305-3).

...

...

...

Các giá trị P_U được cho theo công thức:

P_U = P_TU x P_EB x P_LD x C_LD                                                                               (B.8)

trong đó:

P_TU

phụ thuộc vào các biện pháp bảo vệ chống các điện áp tiếp xúc, như các giới hạn vật lý hoặc các chú ý cảnh báo. Các giá trị P_U được cho trong Bảng B.6;

P_EB

phụ thuộc vào liên kết đẳng thế sét (EB) phù hợp với TCVN 9888-3 (IEC 62305-3) và vào mức bảo vệ chống sét (LPL) mà SPD được thiết kế. Các giá trị PEB được cho trong Bảng B.7;

P_LD

là xác suất hỏng các hệ thống bên trong do chùm sét đánh vào đường dây nối vào tùy thuộc vào các đặc trưng của đường dây. Các giá trị P_LD được cho trong Bảng B.8.

...

...

...

là hệ số phụ thuộc vào các điều kiện màn chắn, nối đất và cách ly của đường dây. Các giá trị C_LD được cho trong Bảng B.4.

CHÚ THÍCH 2 : Khi các SPD phù hợp với TCVN 9888-3 (IEC 62305-3) được trang bị cho liên kết đẳng thế tại đầu vào của đường dây, việc nối đất và nối liên kết phù hợp với TCVN 9888-4 (IEC 62305-4) có thể cải thiện việc bảo vệ.

Bảng B.6 - Các giá trị P_TU mà chùm sét đánh vào đường dây đi vào sẽ gây ra điện giật cho sinh vật do các điện áp tiếp xúc nguy hiểm

Biện pháp bảo vệ

P_TU

Không có các biện pháp bảo vệ

1

Thông báo cảnh báo

10^-1

...

...

...

10^-2

Các hạn chế vật lý

0

CHÚ THÍCH 3: Nếu thực hiện nhiều hơn một biện pháp bảo vệ, giá trị P_TU là tích của các giá trị tương ứng.

Bảng B.7 - Giá trị xác suất P_EB là hàm của LPL mà SPD được thiết kế

Mức bảo vệ chống sét LPL

P_EB

Không dùng thiết bị SPD

1

...

...

...

0,05

II

0,02

I

0,01

CHÚ THÍCH 3

0,005 - 0,001

CHÚ THÍCH 4: Cho phép giam các giá trị P_EB đối với các thiết bị SPD có các đặc trưng bảo vệ tốt hơn (dòng danh định I_N càng cao, mức bảo vệ U_P càng thấp, v.v...) so với các yêu cầu xác định cho mức bảo vệ chống sét LPL cấp I tại các vị trí lắp đặt liên quan (xem Bảng A.3 của TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010) để có thông tin về các xác suất dòng diện sét, và Phụ lục E của TCVN 9888-1:2013 (IEC 62305-1:2010), Phụ lục D của TCVN 9888-4:2013 (IEC 62305-4:2010) 0 về việc chia dòng điện sét). Cho phép sử dụng các phụ lục này cho các SPD có xác suất cao hơn P_EB.

Bảng B.8 - Các giá trị xác suất P_LD phụ thuộc vào trở kháng R_S của màn chắn cáp và điện áp chịu xung U_W của thiết bị

...

...

...

Các điều kiện chia tuyến, liên kết và chắn nhiễu

Điện áp chịu đựng U_W tính theo kV

1

1,5

2,5

4

6

Đường dây điện hoặc đường dây viễn thông

Đường dây trên không hoặc chôn ngầm, được bảo vệ hoặc không được bảo vệ mà màn chắn không được liên kết với cùng thanh nối như thiết bị.

...

...

...

1

1

1

1

Dây trên không hoặc chôn ngầm được bảo vệ mà màn chắn được liên kết với cùng thanh nối như thiết bị.

5W/km < R_S ≤ 20W/km