Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về
Các bản dự thảo

Đang tải văn bản...

Quy chuẩn Quốc gia QCVN32:2011/BTTTT chống sét cho các trạm viễn thông mạng cáp ngoại vi viễn thông

Số hiệu:	QCVN32:2011/BTTTT	Loại văn bản:	Quy chuẩn
Nơi ban hành:	Bộ Thông tin và Truyền thông	Người ký:	***
Ngày ban hành:	14/04/2011	Ngày hiệu lực:
		Tình trạng:	Đã biết

LPL	I	II	III	IV
Dòng đỉnh lớn nhất, kA	200	150	100	100
Dòng đỉnh nhỏ nhất, kA	3	5	10	16

Các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các tham số dòng sét đối với các mức bảo vệ chống sét khác nhau được cho trong Bảng 1 và được sử dụng để thiết kế các thành phần của hệ thống bảo vệ chống sét (ví dụ, thiết diện dây dẫn, độ dày của vỏ kim loại, khả năng chịu dòng của SPD, khoảng cách cách ly để tránh đánh lửa gây nguy hiểm).

Các giá trị nhỏ nhất của biên độ dòng sét đối với các LPL khác nhau được sử dụng để xác định bán kính quả cầu lăn để xác định vùng bảo vệ LPZ 0_B mà sét đánh trực tiếp không tiếp cận được (xem 1.5.2 và Hình 4). Giá trị nhỏ nhất của tham số dòng sét cùng với bán kính quả cầu lăn tương ứng được cho trong Bảng 2. Các số liệu này dùng để định vị hệ thống điện cực thu sét và xác định vùng bảo vệ chống sét LPZ 0_B(xem 1.5.2).

Bảng 2. Giá trị nhỏ nhất của dòng sét và bán kính quả cầu lăn tương ứng với LPL

Tiêu chí

LPL

III

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

Bán kính quả cầu lăn r, m

...

Các biện pháp bảo vệ như LPS, các dây che chắn, che chắn điện từ và SPD sẽ quyết định các vùng bảo vệ chống sét. Việc phân biệt các vùng bảo vệ chống sét được đặc trưng bởi sự chênh lệch đáng kể của xung điện từ do sét tại các vùng bảo vệ.

Tùy theo mức độ ảnh hưởng của sét, các vùng bảo vệ chống sét sau đây được định nghĩa:

LPZ 0_A

Là vùng có nguy cơ chịu sét đánh trực tiếp và toàn bộ trường điện từ do sét. Các hệ thống trong đó có thể chịu toàn bộ hoặc một phần dòng xung sét.

LPZ 0_B

Là vùng đã được bảo vệ khỏi sét đánh trực tiếp nhưng vẫn chịu sự đe dọa của toàn bộ trường điện từ do sét. Các hệ thống trong đó có thể chịu một phần dòng xung sét.

LPZ 1

Là vùng trong đó dòng xung được hạn chế do sự chia dòng và các SPD tại vị trí ranh giới. Việc che chắn không gian có thể làm suy giảm trường điện từ do sét.

LPZ 2,..., n

...

Chú thích 1: Nói chung, mức của một LPZ càng cao thì các tham số môi trường điện từ càng thấp.

Nguyên tắc chung của việc bảo vệ là, đối tượng cần bảo vệ phải nằm trong vùng LPZ có các đặc tính về điện từ tương thích với khả năng của chịu đựng của đối tượng với tác động do sét gây ra thiệt hại cần phải giảm bớt (thiệt hại vật lý, hư hỏng các hệ thống điện và điện tử do quá áp).

Hình 4. Minh họa phân vùng chống sét LPZ tại trạm viễn thông

2. Quy định kỹ thuật

2.1. Yêu cầu về rủi ro do sét gây ra cho công trình viễn thông

2.1.1. Yêu cầu đối với nhà trạm viễn thông

Nhà trạm viễn thông phải được trang bị các biện pháp bảo vệ sao cho giá trị rủi ro không được vượt quá giá trị rủi ro chấp nhận được sau:

Bảng 3. Giá trị rủi ro chấp nhận được đối với nhà trạm viễn thông

...

R_T (năm^-1)

Rủi ro tổn thất về con người R_injury

10^-5

Rủi ro tổn thất về dịch vụ R_loss

10^-3

2.1.2. Yêu cầu đối với cáp ngoại vi viễn thông

Cáp ngoại vi viễn thông phải được trang bị các biện pháp bảo vệ sao cho giá trị rủi ro không được vượt quá giá trị rủi ro chấp nhận được sau:

Bảng 4. Giá trị rủi ro chấp nhận được đối với cáp ngoại vi viễn thông

Loại tổn thất

...

Rủi ro tổn thất về dịch vụ R_loss

10^-3

Chú thích: Đối với các cáp ngoại vi viễn thông, không xét đến rủi ro tổn thất về con người.

Phương pháp tính toán rủi ro do sét gây ra đối với nhà trạm viễn thông và đường dây viễn thông được trình bày trong 2.2.

2.2. Phương pháp tính toán rủi ro do sét

2.2.1. Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với nhà trạm viễn thông

Rủi ro do sét gây ra đối với nhà trạm viễn thông được tính theo công thức sau:

R_injury = L._pinj Σ F_i. (2.1)

R_loss = L Σ F_i (2.2)

...

F_i : Tần suất thiệt hại do sét gây ra đối với nhà trạm, do các nguyên nhân sét đánh trực tiếp vào nhà trạm, sét đánh vào cột anten kề bên, sét đánh xuống đất gần nhà trạm, sét lan truyền qua các đường dây đi vào nhà trạm; được tính toán theo 2.2.1.1.

L: Trọng số tổn thất, thể hiện mức độ tổn thất trong một lần thiệt hại do sét gây ra đối với nhà trạm.

- Với rủi ro tổn thất về con người: L = 1;

- Với rủi ro tổn thất về dịch vụ L = 2.74 x 10-3.

p_inj : xác suất giảm nhỏ thiệt hại cho con người, do các biện pháp bảo vệ trong Bảng 8 và Bảng 9.

2.2.1.1 Tính toán tần suất thiệt hại do sét gây ra đối với khu vực nhà trạm viễn thông

Tần suất thiệt hại (F) tại một trạm viễn thông với mật độ sét của khu vực đặt trạm (N_g ) khi xét đến hiệu quả của các biện pháp bảo vệ vốn có hoặc bổ sung, được xác định bằng công thức:

F = Ng (A_d.p_d + A_n.p_n + A_s.p_s+ A_a.p_a) (2.3)

Hay:

...

Trong đó:

N_g: Mật độ sét đánh tại khu vực đặt trạm, được tính tùy theo khu vực địa lý, xem Bảng D1, Phụ lục D.

p: Các hệ số xác suất thiệt hại khác nhau phụ thuộc vào các biện pháp bảo vệ hiện có nhằm làm giảm tần suất thiệt hại (F), xem 2.2.1.2;

F_d = N_g.A_d.p_d - Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào nhà trạm (d);

F_n= N_g.A_n.p_n - Tần suất thiệt hại do sét đánh xuống đất gần khu vực trạm (n);

F_s = N_g.A_s.p_s - Tần suất thiệt hại do sét đánh vào cáp hoặc vùng lân cận cáp dẫn vào trạm (s);

F_a = N_g.A_a.p_a - Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào các vật ở gần, ví dụ cột anten có liên kết bằng kim loại với nhà trạm viễn thông (a).

A_d = - Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào nhà trạm viễn thông:

A_d = (9ph2 + 6ah + 6bh + ab).10-6, km2 (2.5)

...

a: Chiều rộng của nhà trạm viễn thông, m;

b: Chiều dài của nhà trạm viễn thông, m;

h: Chiều cao của nhà trạm, m.

Trong trường hợp diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào cột anten che phủ một phần diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào nhà trạm, diện tích A_d được giảm đi phần bị che phủ đó.

A_n - Diện tích rủi ro do sét đánh xuống đất cạnh nhà trạm làm tăng thế đất ảnh hưởng đến trung tâm viễn thông. A_n được tính bằng diện tích của một miền tạo bởi một đường cách nhà một khoảng cách d = 500 m, trừ đi diện tích rủi ro do sét đánh trực tiếp vào nhà A_d.

Nơi nào có các vật ở gần như các công trình xây dựng cao khác (ví dụ: cột anten,nhà cao tầng) và các cáp dẫn vào thì diện tích A sẽ được giảm đi bởi phần diện tích rủi ro che phủ của các công trình đó, như minh họa trên Hình 5.

A_s - Diện tích rủi ro do sét đánh xuống các đường cáp (thông tin, điện lực) dẫn vào trạm. Trường hợp tổng quát, cáp dẫn vào nhà trạm viễn thông gồm các loại treo và chôn, diện tích A_sđược tính bằng công thức:

(2.6)

Trong đó:

...

di : Khoảng cách tương ứng của mỗi đoạn, m;

- Đối với cáp treo, d_i = 1000 m;

- Đối với cáp ngầm, d_i = 250 m;

n: Số đoạn đường dây chôn ngầm hoặc treo nổi;

A_a : Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào cột anten có liên kết bằng kim loại với nhà trạm.

- Đối với cột anten có dạng tháp, diện tích A_a được tính tương tự như A_d;

- Đối với cột anten là cột trụ tròn, cột tam giác, cột tứ giác có dây co và kích thước nhỏ, A_a được tính bằng diện tích hình tròn bán kính 3h (h là chiều cao cột anten) A_a = p(3h)²

Các diện tích rủi ro do sét đánh vào khu vực trạm viễn thông được minh họa trên Hình 5.

...

2.2.1.2. Xác định các hệ số xác suất thiệt hại p

Mỗi hệ số xác suất thiệt hại p thể hiện khả năng làm giảm số thiệt hại do sét của đặc tính bảo vệ tự nhiên của công trình lắp đặt (vật liệu nhà, mạng cáp treo nổi hoặc ngầm) và các biện pháp bảo vệ cho nhà hoặc tại các giao diện cũng như các biện pháp bảo vệ khác cả bên trong và bên ngoài (các thiết bị chống sét, lưới che chắn cáp, kỹ thuật cách điện...). Trong thiết kế chống sét, khi áp dụng một biện pháp bảo vệ sẽ giảm nhỏ xác suất hư hỏng do sét đánh tương ứng, thể hiện qua các hệ số p.

Nếu áp dụng một vài biện pháp bảo vệ cho một đối tượng thì hệ số xác suất thực sự sẽ bằng tích các giá trị riêng rẽ, có nghĩa là:

p = P p_i, (với p_i ≤ 1).

Các giá trị hệ số xác suất p được trình bày trong các bảng từ Bảng 5 đến Bảng 9.

Bảng 5. Các trị số p cho các vật liệu xây dựng nhà trạm

Các vật liệu làm nhà

p_d, p_a, p_n

Không có tính che chắn (gỗ, gạch, bê tông không có thép gia cường)

...

Bê tông cốt thép có kích thước lưới chuẩn

0,1

Kim loại

0,01

Bảng 6. Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ bên ngoài nhà trạm

Các biện pháp bảo vệ bên ngoài nhà trạm

p_d, p_inj

Không có chống sét cho nhà cả bên ngoài lẫn bên trong

...

Trang bị hệ thống LPS bên ngoài (theo quy định tại 2.3.1 1)

0,1

Chú thích: p_inj là hệ số xác suất gây tổn thương cho con người

Bảng 7. Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ trên cáp dẫn vào trạm

Các biện pháp chống sét cảm ứng

p_s, p_n

Khi cáp bên ngoài không được che chắn, không có các thiết bị chống sét

Cáp thông tin bên ngoài được che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại 20 Ω/km (theo quy định tại 2.3.1.2)

...

Cáp thông tin bên ngoài được che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại 5 Ω /km (theo quy định tại 2.3.1.2)

0,1

Cáp thông tin bên ngoài được che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại 1 Ω /km (theo quy định tại 2.3.1.2)

0,01

Lắp biến áp cách ly tại giao diện mạng hạ áp (điện áp đánh xuyên lớn hơn 20 kV) (theo quy định tại 2.3.1.2)

0,1

Lựa chọn và lắp thiết bị chống sét có phối hợp tốt với khả năng chịu đựng của thiết bị, kỹ thuật lắp đặt có chất lượng (theo quy định tại 2.3.1.2)

0,01

Sử dụng cáp quang phi kim loại (theo quy định tại 2.3.1.2)

...

Bảng 8. Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ bên trong nhà trạm

Các biện pháp bảo vệ bên trong nhà trạm

p_d, p_a,p_n, p_inj

Thực hiện các cấu hình đấu nối và tiếp đất theo TCN 68 - 141:1999 (theo quy định tại phần a) mục 2.3.1.3)

0,5

Áp dụng đồng thời các kỹ thuật lắp đặt bên trong nhà trạm (theo quy định tại phần b) và c) mục 2.3.1.3)

0,1

...

Loại bề mặt

p_inj

Bê tông ẩm

10-2

Bê tông khô

10-3

Nhựa đường, gỗ

10-5

Lớp cách điện bằng vật liệu có điện áp đánh thủng lớn

...

2.2.2. Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với cáp ngoại vi viễn thông

Xét trường hợp tổng quát, tuyến cáp (cáp kim loại hoặc cáp quang có thành phần kim loại) bao gồm các đoạn chôn ngầm và treo. Rủi ro thiệt hại (R) cần xem xét là rủi ro tổn thất dịch vụ hàng năm do sét đánh trực tiếp. Rủi ro thiệt hại được tính bằng công thức:

R = F_pa.L_a + F_pb.L_b + F_ps.L_s (2.6)

Trong đó:

F_pa: Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo;

F_pb: Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp chôn ngầm;

F_ps: Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào kết cấu nơi cáp đi vào;

L_a: Lượng tổn thất dịch vụ trong một lần thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào cáp treo;

L_b: Lượng tổn thất dịch vụ trong một lần thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào cáp chôn ngầm;

...

- Đối với tuyến cáp kim loại:

L_a = 2 x 10-3;

L_b = 3 x 10-3;

L_s= 2 x 10-3.

- Đối với tuyến cáp quang:

L_a = L_b = L_s= 10-3;

2.2.2.1. Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo và chôn ngầm

Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo và chôn ngầm được tính bằng công thức:

F_pa = 2 x N_g x [L - 3(H_a + H_b )] x D x p(I_a) x C_d x10-6, (thiệt hại/năm) (2.7)

...

Trong đó:

L: Độ dài đường dây, (m);

H_a: chiều cao của công trình nối với đầu “a” của đường dây, (m);

H_b: chiều cao của công trình nối với đầu “b” của đường dây, (m);

p(I_a): Hệ số xác suất dòng gây hư hỏng, được tính bằng công thức:

p(i) = 10-2 e(a-bi) với i ≥ 0

a = 4,605 và b = 0,0117 với i ≤ 20 kA

a = 5,063 và b = 0,0346 với i > 20 kA

Hệ số vị trí;

...

C_d = 0,50 với vị trí bao quanh bởi các cấu trúc có độ cao nhỏ hơn;

C_d = 1,0 với vị trí biệt lập (không có cấu trúc nào ở lân cận);

C_d = 2,0 đối với vị trí trên đỉnh đồi hoặc gò.

Mật độ sét, (km-2. năm-1) (xem Phụ lục D);

D: Khoảng cách sét đánh, (m);

- Với cáp chôn:

D = 0,482 (ρ)1/2 với ρ ≤ 100 Ω.m;

D = 2,91 + 0,191 (ρ)1/2 với 100 Ω.m <ρ < 1000 Ω.m;

D = 0,283 (ρ)1/2 với ρ > 1000 Ω.m;

...

D = 3 H, (m); H là độ cao treo cáp (thường được quy định giữa 4 m đến 15 m);

I_a : Dòng gây hư hỏng, (kA) (xem Phụ lục B.1);

K_d : Hệ số hiệu chỉnh thiệt hại;

K_d = 2,5 với cáp chôn không được che chắn;

K_d = 1,0 với cáp chôn được che chắn;

2.2.2.2. Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào công trình mà cáp đi vào (F )

Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào công trình gây ra cho cáp được tính bằng công thức:

F_ps = N_g.A_d.p(I_a). C_d(thiệt hại/năm); (2.9)

Trong đó:

...

A_d = (9ph2 + 6ah + 6bh + ab) 10-6, (km2);

Trong đó: a = chiều dài, (m);

b = chiều rộng, (m);

c = chiều cao, (m);

p(I_a): Xác suất biên độ dòng sét đánh vào kết cấu tạo ra dòng điện gây hư hỏng cáp;

I_a: Dòng gây hư hỏng cáp, xem Phụ lục B.2.

2.3. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho công trình viễn thông

2.3.1. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho nhà trạm viễn thông

Để giảm nhỏ rủi ro thiệt hại đến mức cho phép quy định trong 2.2.1, cần áp dụng một số hoặc toàn bộ các biện pháp bảo vệ sau:

...

Hệ thống LPS bên ngoài (chống sét đánh trực tiếp) phải bao gồm các thành phần cơ bản sau:

- Hệ thống điện cực thu sét;

- Hệ thống dây dẫn sét;

- Hệ thống tiếp đất;

- Kết cấu đỡ.

a) Hệ thống điện cực thu sét

- Các điện cực thu sét phải được bố trí, lắp đặt ở các vị trí sao cho nó tạo ra vùng bảo vệ che phủ hoàn toàn đối tượng cần bảo vệ. Vị trí lắp đặt của các điện cực thu sét được xác định bằng các phương pháp sau:

+ Phương pháp góc bảo vệ, phù hợp với các toà nhà có dạng đơn giản, nhưng hạn chế về chiều cao;

+ Phương pháp quả cầu lăn, phù hợp với mọi trường hợp;

...

Chi tiết về các phương pháp trên được nêu trong Phụ lục A. Giá trị của góc bảo vệ, bán kính quả cầu lăn, kích thước lưới đối với mỗi mức của LPS được quy định trong Bảng 10.

Bảng 10. Giá trị lớn nhất của bán kính quả cầu lăn, kích thước lưới và góc bảo vệ tương ứng với mức của LPS

Mức LPS

Phương pháp bảo vệ

Bán kính quả cầu lăn r, m

Kích thước lưới W, m

Góc bảo vệ α0

...

Xem Hình 6

10 x 10

III

15 x 15

...

Chú thích:

1. Không áp dụng được với các giá trị lớn hơn giá trị được đánh dấu bởi •

2. H là độ cao của điện cực thu sét so với mặt phẳng chuẩn của diện tích được bảo vệ.

3. Góc bảo vệ không thay đổi với các giá trị H dưới 2 m.

Hình 6. Xác định góc bảo vệ tương ứng với mức của LPS

- Các điện cực thu sét có thể sử dụng các dạng: thanh, dây, mắt lưới và kết hợp.

- Có thể dùng các thành phần bằng kim loại của công trình như tấm kim loại che phủ vùng cần bảo vệ, các thành phần kim loại của cấu trúc mái, các ống, bình chứa bằng kim loại làm các điện cực thu sét “tự nhiên”, miễn là chúng thỏa mãn các điều kiện sau:

...

+ Không bị bao phủ bởi các vật liệu cách điện;

+ Không gây ra các tình huống nguy hiểm khi bị thủng hay bị nung nóng do sét đánh.

- Các điện cực thu sét có thể có kết cấu đỡ là bản thân đối tượng cần bảo vệ; Nếu dùng kết cấu đỡ bằng cột, phải làm bằng vật liệu đảm bảo độ bền cơ học, phù hợp với điều kiện khí hậu.

b) Hệ thống dây dẫn sét

- Các dây dẫn sét phải được phân bố xung quanh chu vi của công trình cần bảo vệ sao cho khoảng cách giữa hai dây không vượt quá 30 m. Trong mọi trường hợp, cần ít nhất hai dây dẫn xuống.

- Các dây dẫn sét phải được nối với hệ thống điện cực tiếp đất.

- Các dây dẫn sét phải được lắp đặt thẳng, đứng, sao cho chúng tạo ra đường dẫn ngắn nhất, thẳng nhất xuống đất và tránh tạo ra các mạch vòng. Không lắp đặt các dây dẫn sét ở các vị trí gây nguy hiểm cho con người.

c) Hệ thống tiếp đất

- Hệ thống tiếp đất bao gồm các điện cực, dây nối các điện cực và cáp nối đất.

...

- Phải lựa chọn dạng điện cực tiếp đất, cấu trúc bố trí các điện cực sao cho phù hợp với điều kiện địa hình thực tế nơi trang bị tiếp đất.

- Hệ thống điện cực tiếp đất phải được liên kết với các hệ thống tiếp đất khác (nếu có) theo quy định trong QCVN 9:2010/BTTTT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếp đất cho các trạm viễn thông.

d) Vật liệu

Vật liệu và kích thước vật liệu được lựa chọn làm hệ thống chống sét đánh trực tiếp phải đảm bảo sao cho hệ thống này không bị hư hỏng do ảnh hưởng điện, điện từ của dòng sét, ảnh hưởng của hiện tượng ăn mòn và các lực cơ học khác.

e) Các điện cực thu sét, dây dẫn sét phải được cố định và liên kết với nhau một cách chắc chắn, đảm bảo không bị gãy, đứt hoặc lỏng lẻo do các lực điện động hoặc các lực cơ học khác. Các mối nối phải được đảm bảo bằng các phương pháp hàn, vặn vít, lắp ghép bằng bu lông và có số lượng càng nhỏ càng tốt.

2.3.1.2. Chống sét lan truyền từ bên ngoài nhà trạm

Các thiết bị điện tử bên trong nhà trạm viễn thông có thể bị hư hỏng do sét lan truyền và cảm ứng qua các đường dây thông tin, điện lực bằng kim loại dẫn vào nhà trạm. Để hạn chế các ảnh hưởng đó, phải áp dụng các biện pháp sau:

a) Biện pháp bảo vệ đối với đường dây thông tin đi vào trạm

- Lựa chọn loại cáp viễn thông dẫn vào và đi ra khỏi nhà trạm có vỏ che chắn với trở kháng truyền đạt nhỏ hoặc cáp quang không có thành phần kim loại; vỏ che chắn cáp phải được liên kết đẳng thế theo quy định trong QCVN 9:2010/BTTTT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếp đất cho các trạm viễn thông.

...

b) Biện pháp bảo vệ đối với đường dây điện lực đi vào nhà trạm

- Lắp đặt thiết bị bảo vệ xung trên đường dây điện lực, nơi đường dây dẫn vào trạm theo quy định trong TCVN 8071:2009, Công trình viễn thông - Quy tắc thực hành chống sét và tiếp đất.

- Dùng máy biến thế hạ áp riêng để cung cấp nguồn điện cho nhà trạm.

2.3.1.3. Hệ thống LPS bên trong (Chống sét lan truyền và cảm ứng bên trong nhà trạm)

a) Liên kết đẳng thế

Thực hiện liên kết đẳng thế tại ranh giới giữa các vùng chống sét (LPZ) đối với các thành phần và hệ thống kim loại (các đường ống dẫn kim loại, các khung giá cáp, khung giá thiết bị).

b) Thực hiện các biện pháp che chắn bên trong nhà trạm

- Liên kết các thành phần kim loại của tòa nhà với nhau và với hệ thống chống sét đánh trực tiếp, ví dụ mái nhà, bề mặt bằng kim loại, cốt thép và các khung cửa bằng kim loại của tòa nhà.

- Dùng các loại cáp có màn chắn kim loại hoặc dẫn cáp trong ống kim loại có trở kháng thấp. Vỏ che chắn hoặc ống dẫn bằng kim loại phải được liên kết đẳng thế ở hai đầu và tại ranh giới giữa các vùng chống sét (LPZ). Ống dẫn cáp phải được chia làm hai phần bằng vách ngăn bằng kim loại, một phần chứa cáp thông tin, một phần chứa cáp điện lực và các dây dẫn liên kết.

...

Phải thực hiện các quy định về cấu hình đấu nối và tiếp đất bên trong nhà trạm theo QCVN 9:2010/BTTTT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếp đất cho các trạm viễn thông.

2.3.2. Các biện pháp bảo vệ chống sét cho cáp ngoại vi viễn thông

2.3.2.1. Nguyên tắc chung

Các thành phần kim loại của cáp phải liên tục suốt chiều dài của cáp, nghĩa là chúng phải được kết nối qua tất cả các măng sông, bộ tái tạo... Các thành phần kim loại phải được kết nối (trực tiếp hoặc qua SPD) với thanh liên kết đẳng thế tại các đầu cáp.

Việc áp dụng các biện pháp bảo vệ đường dây viễn thông sẽ làm giảm tần suất thiệt hại do sét, được thể hiện qua hệ số bảo vệ (K_p) như sau:

F’_d = F_d. K_p(2.10)

Trong đó:

F’_d là tần suất thiệt hại sau khi áp dụng biện pháp bảo vệ;

F_d là tần suất thiệt hại trước khi áp dụng biện pháp bảo vệ.

...

K_p = exp [b₁ (I_a - I_a’)] với I_a và I_a’ ≤ 20 kA (2.11)

K_p = exp [b₂ (I_a - I_a’)] với I_avà I_a’ > 20 kA

K_p = exp [(a₂ – a₁ ) + (b₁I_a- b₂ I_a’) với I_a≤ 20 kA và I_a’ > 20 kA

Trong đó:

I_alà dòng hư hỏng trước khi áp dụng biện pháp bảo vệ;

I_a’ là dòng hư hỏng sau khi áp dụng biện pháp bảo vệ;

a₁ = 4,605

a₂= 5,063

b₁= 0,0117

...

2.3.2.2. Các biện pháp bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào cáp

a) Đối với cáp chôn, có thể xem xét các biện pháp bảo vệ sau:

- Sử dụng dây che chắn, thường là dây thép mạ kẽm;

- Sử dụng ống thép, thường là ống thép mạ kẽm.

b) Đối với cáp treo, có thể xem xét các biện pháp bảo vệ sau:

- Sử dụng dây đỡ làm dây che chắn (xem phần a), mục 2.3.2.3);

- Thay thế bằng tuyến cáp chôn và áp dụng các biện pháp bảo vệ theo a).

c) Đối với cả cáp treo và cáp chôn, có thể xem xét các biện pháp sau:

- Thay thế bằng cáp quang không có thành phần kim loại hoặc đường truyền vô tuyến (xem phần a), mục 2.3.2.3);

...

- Sử dụng cáp có điện áp đánh thủng vỏ lớn (xem phần c), mục 2.3.2.3).

2.3.2.3. Lựa chọn cáp

a) Cáp sợi quang không có thành phần kim loại

Cáp quang không có thành phần kim loại sẽ không bị sét đánh trực tiếp, vì vậy sử dụng cáp quang phi kim loại sẽ cho K_p = 0.

b) Cáp có dòng đánh thủng vỏ lớn

Nếu dòng gây hư hỏng (I_a) được xác định bởi dòng điện đánh thủng vỏ (I_s, có thể chọn cáp có dòng điện đánh thủng vỏ lớn hơn bằng cách:

- Tăng điện áp đánh thủng vỏ bằng cách chọn vật liệu cách điện bằng nhựa thay vì bằng giấy hoặc tăng cường sự cách điện tại các mối nối;

- Giảm điện trở lớp vỏ bằng cách dùng vỏ kim loại dày hơn.

Hệ số bảo vệ đạt được khi tăng dòng gây hư hỏng được tính bằng công thức 2.11.

...

Nếu dòng gây hư hỏng được xác định bởi dòng thử (I_t), có thể chọn cáp có dòng thử cao hơn bằng cách:

- Dùng vỏ có độ bền cơ khí cao (ví dụ bằng sắt);

- Dùng vỏ kim loại dày hơn.

Hệ số bảo vệ đạt được khi tăng dòng gây hư hỏng được tính bằng công thức 2.11.

2.3.2.4. Sử dụng thiết bị bảo vệ xung SPD

SPD có thể được lắp đặt tại điểm đường dây đi vào công trình có khả năng bị sét đánh trực tiếp, để làm giảm tần suất thiệt hại do sét đánh vào công trình (F_ps). SPD phải được nối giữa các sợi của cáp với thanh liên kết đẳng thế của công trình.

Việc lắp đặt SPD sẽ làm tăng dòng đánh thủng vỏ cáp I_s (xem Phụ lục B.3)

Hệ số bảo vệ đạt được khi tăng dòng gây hư hỏng vỏ cáp được tính theo công thức 2.11 và B.4 (theo Phụ lục B).

2.3.2.5. Trang bị dây chống sét ngầm cho cáp chôn

...

Y ≥ 2,5. (ρ) 1/2, (m) (2.12)

Trong đó:

ρ = Điện trở suất của đất, Ω.m.

Giá trị dòng gây hư hỏng mới (I’_a) được tính bằng công thức:

I’_a = I_a /η, (kA); (2.13)

Trong đó, η là hệ số che chắn, xem Phụ lục C.

3. Quy định về quản lý

Các trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông của doanh nghiệp thiết lập hạ tầng mạng viễn thông phải tuân thủ các yêu cầu quy định tại Quy chuẩn này.

4. Trách nhiệm của tổ chức, cá nhân

...

4.2. Các doanh nghiệp thiết lập hạ tầng mạng viễn thông có trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông có trách nhiệm thực hiện công bố hợp quy theo các quy định, hướng dẫn của Bộ Thông tin và Truyền thông và chịu sự kiểm tra thường xuyên, đột xuất của cơ quan quản lý nhà nước theo các quy định hiện hành.

5. Tổ chức thực hiện

5.1. Cục Quản lý chất lượng Công nghệ thông tin và Truyền thông và các Sở Thông tin và Truyền thông có trách nhiệm hướng dẫn và tổ chức triển khai quản lý các trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông theo Quy chuẩn này.

5.2. Quy chuẩn này được áp dụng thay thế Tiêu chuẩn Ngành TCN 68-135:2001 “Chống sét bảo vệ các công trình viễn thông - Yêu cầu kỹ thuật”.

5.3. Trong trường hợp các quy định nêu tại Quy chuẩn này có sự thay đổi, bổ sung hoặc được thay thế thì thực hiện theo quy định tại văn bản mới.

Phụ lục A

(Quy định)

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ LẮP ĐẶT ĐIỆN CỰC THU SÉT

...

Vị trí của hệ thống điện cực thu sét được coi là thỏa đáng nếu đối tượng cần bảo vệ được đặt hoàn toàn bên trong vùng được bảo vệ do hệ thống điện cực thu sét tạo nên.

Để xác định vùng được bảo vệ, cần xem xét kích thước vật lý của hệ thống điện cực thu sét bằng kim loại.

A.1.1. Vùng được bảo vệ bởi hệ thống điện cực thu sét gồm 1 điện cực thẳng đứng

Vùng được bảo vệ bởi 1 điện cực thu sét thẳng đứng có dạng một hình nón có đỉnh nằm trên đỉnh của điện cực thu sét, nửa góc đỉnh là α, phụ thuộc vào mức của LPS và chiều cao của điện cực thu sét, theo như Bảng 10. Ví dụ về vùng được bảo vệ được thể hiện trên Hình A.1 và A.2.

Ký hiệu

A Đỉnh của điện cực thu sét;

B Mặt phẳng chuẩn;

OC Bán kính vùng được bảo vệ;

...

a Góc bảo vệ theo Bảng 10

Hình A.1. Vùng được bảo vệ bởi một điện cực thu sét thẳng đứng

h1 chiều cao vật lý của một điện cực thu sét

Chú thích: Góc bảo vệ α₁ tương ứng với độ cao h₁ của điện cực thu sét, là độ cao so với mái của bề mặt được bảo vệ; góc bảo vệ α₂ tương ứng với độ cao h₂ = h₁+ H, với mặt đất là mặt phẳng chuẩn;

Hình A.2. Vùng được bảo vệ bởi một điện cực thu sét thẳng đứng

A.1.2. Vùng được bảo vệ bởi điện cực thu sét dạng dây

Vùng được bảo vệ bởi một dây thu sét được xác định bằng tập hợp của vùng được bảo vệ của các điện cực các thẳng đứng liên tiếp nhau có các đỉnh nằm trên dây. Xem ví dụ trên Hình A.3.

...

A.1.3. Vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn dạng lưới

Vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn kết hợp lại thành lưới được xác định bởi tập hợp các vùng được bảo vệ bởi từng dây dẫn riêng lẻ.

Ví dụ về vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn dạng lưới được thể hiện ở Hình A.4 và A.5.

Hình A.4. Vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn dạng lưới tách biệt, xác định theo phương pháp góc bảo vệ và phương pháp quả cầu lăn

Chú thích: H = h

Hình A.5. Vùng được bảo vệ bởi các dây dẫn dạng lưới không tách biệt, xác định theo phương pháp mắt lưới và phương pháp quả cầu lăn

A.2. Xác định vị trí của hệ thống điện cực thu sét bằng phương pháp quả cầu lăn

...

Chú thích 1: Bán kính quả cầu lăn phải tuân theo mức LPS được lựa chọn (xem Bảng 10)

Chú thích 2: H= h

Hình A.6. Thiết kế hệ thống điện cực thu sét theo phương pháp quả cầu lăn

Trên các cấu trúc có độ cao lớn hơn bán kính quả cầu lăn, có thể xảy ra hiện tượng các tia sét đánh vào thân cấu trúc. Mỗi điểm ở mặt bên của cấu trúc mà quả cầu lăn chạm phải sẽ là điểm có thể bị sét đánh. Tuy nhiên, xác suất này có thể bỏ qua với các cấu trúc thấp hơn 60 m.

Với các cấu trúc cao hơn, phần lớn các tia sét sẽ đánh vào đỉnh, các cạnh chính nằm ngang. Chỉ một lượng nhỏ các tia sét sẽ đánh vào thân cấu trúc.

Ngoài ra, các số liệu thu thập được cho thấy xác suất các tia sét đánh vào thân cấu trúc giảm nhanh chóng như độ cao của điểm sét đánh trên các cấu trúc cao khi đo từ mặt đất. Do vậy, cần phải lắp đặt điện cực thu sét ở phần thân trên cao của cấu trúc (thường là ở phần 20% phía trên cao của độ cao của cấu trúc). Trong trường hợp này, phương pháp quả cầu lăn chỉ áp dụng để định vị điện cực thu sét của phần trên của cấu trúc.

A.3. Định vị hệ thống điện cực thu sét dùng phương pháp lưới

Với mục đích bảo vệ các bệ mặt bằng phẳng, điện cực thu sét dạng lưới được coi là bảo vệ được toàn bộ bề mặt, nếu tất cả các điều kiện sau được thỏa mãn:

...

- Các đường cạnh của mái;

- Phần nhô ra trên mái;

- Tại các đường trên chóp của mái, nếu độ dốc của mái vượt quá 1/10. Chú thích:

- Phương pháp lưới thích hợp với các mái bằng hoặc nghiêng mà không cong;

- Phương pháp lưới thích hợp với các bề mặt phẳng ở cạnh của cấu trúc để bảo vệ khỏi sét đánh vào cạnh thân của cấu trúc;

- Nếu độ dốc của mái vượt quá 1/10, có thể dùng các dây dẫn thu sét song song với nhau thay vì dạng lưới, miễn là khoảng cách giữa các dây không lớn hơn độ rộng của mắt lưới theo yêu cầu.

b) Kích thước của lưới phải không lớn hơn các giá trị cho ở Bảng 10.

c) Hệ thống điện cực dạng lưới phải được lắp đặt sao cho dòng sét luôn luôn đi vào 2 đường dây dẫn riêng biệt xuống hệ thống điện cực tiếp đất.

d) Không có bộ phận kim loại nào nằm ngoài vùng được bảo vệ bởi hệ thống điện cực thu sét.

...

Phụ lục B

(Quy định)

XÁC ĐỊNH DÒNG GÂY HƯ HỎNG CHO CÁP KIM LOẠI VÀ CÁP QUANG CÓ THÀNH PHẦN KIM LOẠI

B.1. Xác định dòng gây hư hỏng đối với cáp chôn ngầm và cáp treo trong trường hợp sét đánh trực tiếp vào cáp

B.1.1. Dòng gây hư hỏng cho cáp kim loại

Dòng gây hư hỏng cho cáp kim loại, I_a, được xác định như sau:

Trong đó:

...

I_s : Dòng đánh thủng vỏ (xem mục B.3);

B.1.2. Dòng gây hư hỏng cho cáp quang có thành phần kim loại

Dòng gây hư hỏng cho cáp quang có thành phần kim loại, I_a, được xác định như sau:

Trong đó:

I_t Dòng thử;

I_c: Dòng điện mối nối;

I_s: Dòng đánh thủng vỏ (đối với cáp quang có thành phần kim loại ở cả vỏ và lõi) (xem mục B.3).

Chú thích:

...

- Giá trị dòng I_t, I_c được xác định trong phòng thử nghiệm và có thể được cung cấp bởi nhà sản xuất cáp.

B.2. Xác định dòng gây hư hỏng, I_a, đối với cáp đi vào kết cấu bị sét đánh

Khi sét đánh trực tiếp vào kết cấu mà đường dây đi vào, gây hư hỏng cho cáp, dòng gây hư hỏng, I_a, được xác định với giả thuyết sau:

- 50% dòng sét chảy vào trong hệ thống tiếp đất của công trình;

- 50% dòng sét còn lại sẽ được chia giữa n đường dây dịch vụ đi vào công trình (đường dây viễn thông, đường dây điện lực, đường dẫn nước);

- Toàn bộ dòng sét qua đường dây viễn thông sẽ chảy vào trong vỏ của cáp có che chắn hoặc được chia giữa m sợi của cáp không có vỏ che chắn.

Đối với sét đánh xuống công trình mà đường dây viễn thông đi vào, dòng gây hư hỏng được tính như sau:

- Đối với cáp kim loại có che chắn:

I_a= 2.n.I_s(B.3)

...

I_a= 2.n.m.I_c (B.4)

Trong đó:

I_slà dòng đánh thủng vỏ xác định theo mục B.3;

I_clà dòng chảy vào từng sợi:

+ Với cáp không có che chắn, không có SPD, I_c = 0

+ Với cáp không có che chắn, có trang bị SPD, I_c= 8.S_c ; [kA]

Trong đó, S_c là thiết diện ngang của dây dẫn, tính theo mm2.

- Đối với cáp quang:

...

n: Số đường ống và cáp kim loại đi vào kết cấu (viễn thông, điện, nước...);

B.3. Xác định dòng đánh thủng vỏ cáp, I_s

Công thức tính dòng đánh thủng vỏ cáp trong Phụ lục này được áp dụng với cáp có một lớp vỏ kim loại. Với các loại cáp viễn thông phổ biến, các giá trị điện áp đánh thủng sau được xem xét:

- Cáp có lớp cách điện bằng giấy: U_b = 1,5 kV

- Cáp có lớp cách điện bằng chất dẻo: Ủy ban nhân dân= 5 kV.

B.3.1. Dòng đánh thủng vỏ cáp chôn

Dòng đánh thủng vỏ cáp kim loại hoặc cáp quang (có thành phần kim loại ở cả vỏ và lõi) chôn ngầm được tính bằng công thức sau:

I_s= U_b /(K.R.ρ1/2), kA; (B.4)

Trong đó:

...

U_b : Điện áp đánh xuyên của cáp, V;

ρ: Điện trở suất của đất, Ω.m;

B.3.2. Dòng đánh thủng vỏ cáp treo

Dòng đánh thủng vỏ cáp kim loại hoặc cáp quang (có thành phần kim loại ở cả vỏ và lõi) treo, có vỏ kim loại được tiếp đất, được tính bằng công thức sau:

I_s = U_b /(K.R. ρ_e 1/2), kA; (B.5)

Trong đó:

ρ_e : Điện trở suất hiệu dụng của đất, Ω.m, được tính bằng công thức:

ρ_e = p.D.R_g /ln(2.H/a); (B.6)

Trong đó:

...

a: Bán kính của cáp, m;

R_g: Giá trị điện trở tiếp đất, Ω.m.

Phụ lục C

(Quy định)

TÍNH TOÁN HỆ SỐ CHE CHẮN CỦA DÂY CHỐNG SÉT NGẦM BẢO VỆ CÁP THÔNG TIN CHÔN NGẦM

Tác dụng che chắn của dây chống sét ngầm phụ thuộc vào vị trí lắp đặt của dây chống sét ngầm và được đánh giá bằng hệ số che chắn η.

Hệ số che chắn η được xác định bằng tỷ số các dòng điện trên vỏ cáp khi có (I’sh) và không có (Ish) dây chống sét ngầm như sau:

η = I’sh/Ish

...

Hệ số che chắn của một dây chống sét ngầm được xác định bằng biểu thức:

η = ln(x/s)/ln(x2/s.r) (C.1)

Trong đó (xem Hình C.1 a):

r: Bán kính trung bình của vỏ cáp;

s: Bán kính của dây chống sét ngầm;

x: Khoảng cách giữa các trục của cáp và dây chống sét ngầm.

Bảng C.1 và C.2 cho các giá trị hệ số che chắn đối với một số kích thước dây dẫn và khoảng cách giữa dây dẫn và dây chống sét ngầm khác nhau.

Bảng C.1. Hệ số che chắn với r = 10 mm

x (m)

...

s = 3 mm

s = 5 mm

s = 8 mm

s = 12 mm

0,15

0,61

0,59

0,56

0,52

...

0,25

0,60

0,58

0,55

0,52

0,49

0,50

0,59

0,57

...

0,51

0,49

1,00

0,57

0,56

0,53

0,51

0,49

...

x (m)

s = 2 mm

s = 3 mm

s = 5 mm

s = 8 mm

s = 12 mm

0,15

0,68

0,65

...

0,59

0,55

0,25

0,65

0,63

0,60

0,57

0,54

0,50

...

0,61

0,59

0,56

0,54

1,00

0,61

0,60

0,58

0,55

...

C.2. Hệ số che chắn của nhiều dây chống sét ngầm được bố trí trên một đường tròn xung quanh cáp

C.2.1. Trường hợp dùng hai dây chống sét ngầm

Xem Hình C.1 b.

Bảng C.3. Hệ số che chắn của 2 dây chống sét ngầm

x (m)

g = 30°

g = 45°

g = 60°

g = 90°

...

0,38

0,36

0,34

0,33

0,25

0,38

0,35

0,34

0,33

...

0,37

0,35

0,34

0,33

1,00

0,37

0,35

0,34

0,33

...

Xem Hình C.1 c.

Bảng C.4. Hệ số che chắn của 3 dây chống sét ngầm (x = 0,25 m)

g = 30°

g = 60°

g = 90°

g = 120°

0,33

0,26

0,23

...

C.2.3. Trường hợp dùng n dây chống sét ngầm bố trí đối xứng xung quanh cáp, với khoảng cách x = 0,25 m

Xem Hình C.1 d, C.1 e, C.1 f.

Bảng C.5. Hệ số che chắn của n dây chống sét ngầm bố trí đối xứng xung quanh cáp (với x = 0,25 m)

n = 4

n = 6

n = 8

0,16

0,09

0,06

...

Hình C.1. Bố trí dây chống sét ngầm xung quanh cáp

Phụ lục D

(Tham khảo)

ĐẶC ĐIỂM DÔNG SÉT CỦA VIỆT NAM

Bảng D.1. Mật độ sét tại các tỉnh, thành phố của Việt Nam

Tỉnh, thành phố

...

Mật độ sét đánh

(số lần/km²/năm)

An Giang

Tp. Long Xuyên, Tx. Châu Đốc, An Phú, Châu Phú, Châu Thành, Chợ Mới, Phú Tân, Tân Châu, Tịnh Biên, Thoại Sơn, Tri Tôn

13,7

Bà Rịa Vũng Tàu

Tp. Vũng Tàu, Tx. Bà Rịa, Châu Đức, Côn Đảo, Long Điềm, Đất Đỏ, Xuyên Mộc

...

Tân Thành, Châu Đức

10,9

Bắc Cạn

Tx. Bắc Kạn, Bạch Thông, Chợ Đồn, Chợ Mới, Na Rì, Ngân Sơn, Pác Nặm

8,2

Chợ Đồn

10,9

...

Tx. Bắc Giang, Hiệp Hòa, Lạng Giang, Lục Nam, Lục Ngạn, Sơn Động, Tân Yên, Việt Yên, Yên Dũng, Yên Thế

8,2

Bắc Ninh

Tx. Bắc Ninh, Gia Bình, Lương Tài, Quế Võ, Yên Phong

8,2

Từ Sơn, Tiên Du, Thuận Thành

10,9

...

Tx Bạc Liêu

10,9

Giá Rai, Đông Hải, Hồng Dân, Phước Long, Vĩnh Lợi

13,7

Bến Tre

Tx. Bến Tre, Châu Thành, Chợ Lách, Giồng Trôm, Mỏ Cày

13,7

Thạnh Phú, Ba Tri, Bình Đại

...

Bình Định

Tp.Quy Nhơn, Tuy Phước

5,7

An Lão, An Nhơn, Hoài Ân, Hoài Nhơn, Phù Cát, Phù Mỹ, Tây Sơn, Vân Canh, Vĩnh Thạnh

8,2

Bình Dương

Tx. Thủ Dầu Một, Dĩ An, Tân Uyên, Thuận An

...

Bến Cát, Dầu Tiếng, Phú Giáo

14,9

Bình Phước

Tx. Đồng Xoài, Bình Long, Chơn Thành, Đồng Phú

14,9

Bù Đốp, Bù Đăng, Lộc Ninh, Phước Long

13,7

...

Tp. Phan Thiết, Hàm Tân, Hàm Thuận Bắc, Hàm Thuận Nam, Tánh Linh

8,2

Đức Linh

10,9

Phú Quý

7,0

Bắc Bình

5,7

Tuy Phong

...

Cà Mau

Tx. Cà Mau, U Minh, Thới Bình, Trần Văn Thời, Cái Nước, Đầm Dơi, Phú Tân, Năm Căn, Ngọc Hiển

13,7

Cao Bằng

Tx. Cao Bằng, Bảo Lạc, Bảo Lâm, Hà Quảng, Hạ Lang, Hà An, Nguyên Bình, Phục Hòa, Quảng Uyên, Thạch An, Thông Nông, Trà Lĩnh, Trùng Khánh

9,2

...

Q. Bình Thủy, Q. Cái Răng, Q. Ninh Kiều, Q. Ô Môn, Cờ Đỏ, Phong Điền, Thốt Nốt, Vĩnh Thạnh

13,7

Đà Nẵng

Q. Hải Châu, Q. Liên Chiểu, Q. Ngũ Hành Sơn, Q. Sơn Trà, Thanh Khê, Hòa Vang

8,2

Hoàng Sa

7,0

...

Tp. Buôn Ma Thuột, Buôn Đôn, Ea Súp, Cư M’Gar, Ea H’Leo, Krông Buk, Krông Năng

13,7

Krông Păk, Krông Ana, Lắk, Krông Bông, Ea Kar

10,9

M’Đrắk

8,2

Điện Biên

Tp. Điện Biên Phủ, Điện Biên, Điện Biên Đông

...

Tx. Mường Lay, Mường chà, Mường Nhé, Tủa Chùa, Tuần Giáo

10,9

Đắc Nông

Đắk Nông, Krông Nô

10,9

Đắk Mil, Đắk R’ Lấp, Đắk Song

13,7

...

Tp. Biên Hòa, Long Thành, Nhơn Trạch, Vĩnh Cửu, Trảng Bom

13,7

Tx. Long Khánh, Tân Phú, Định Quán, Thống Nhất

10,9

Xuân Lộc, Cẩm Mỹ

8,2

Đồng Tháp

Tx. Cao Lãnh, Lấp Vò, Sa Đéc, Tân Hồng, Tam Nông, Tháp Mười, Hồng Ngự, Cao Lãnh, Thanh Bình, Lai Vung, Châu Thành

...

Gia Lai

Tx. An Khê, Chư Pah, Ia Grai, Mang Yang, Đắc Đoa, Đắc Pơ

8,2

Tp. Pleiku, K’Bang, Ia Pa, Đức Cơ, Krông Pa

10,9

Chư Prông, Chư Sê, A Yun Pa

13,7

...

Tx Hà Giang, Bắc Mê, Bắc Quang, Mèo Vạc, Quản Bạ, Vị Xuyên,

10,9

Hoàng Su Phì, Quang Bình, Xín Mần, Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh

8,2

Hà Nam

Tx. Phủ Lý, Kim Bảng, Thanh Liêm, Duy Tiên

10,9

Bình Lục, Lý Nhân

...

Hà Nội

Q. Ba Đình, Q. Cầu Giấy, Q. Đống Đa, Q. Hai Bà Trưng, Q. Hoàng Mai, Q. Hoàn Kiếm, Q. Long Biên, Q. Tây Hồ, Q. Thanh Xuân, Gia Lâm, Thanh Trì, Từ Liêm, Đông Anh

10,9

Sóc Sơn

8,2

Q. Hà Đông, Tx. Sơn Tây, Ba Vì, Chương Mỹ, Đan Phượng, Hoài Đức, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Quốc Oai, Thạch Thất, Thanh Oai, Thường Tín, Ứng Hòa

10,9

Phúc Thọ, Đan Phượng, Thạch Thất, Quốc Oại, Hoài Đức

...

Hà Tĩnh

Tx. Hà Tĩnh, Cẩm Xuyên, Can Lộc, Đức Thọ, Hương Sơn, Kỳ Anh, Nghi Xuân, Thạch Hà, Vũ Quang

8,2

Hương Khê

10,9

Hậu giang

Châu Thành, Phụng Hiệp

...

Tx. Vị Thanh, Vị Thủy, Long Mỹ, Châu Thành A

13,7

Hải Dương

Tp. Hải Dương, Bình Giang, Cẩm Giàng, Chí Linh, Gia Lộc, Nam Sách, Ninh Giang, Thanh Miện

8,2

Kinh Môn, Kim Thành, Thanh Hà, Tứ Kỳ

10,9

...

Q. Hồng Bàng, Q. Kiến An, Q. Lê Chân, Q. Ngô Quyền, An Dương, An Lão, Kiến An, Bạch Long Vĩ, Thủy Nguyên

10,9

Q. Hải An, Tx. Đồ Sơn, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo, Kiến Thụy, Cát Hải

8,2

Hòa Bình

Tx Hòa Bình, Đà Bắc, Kim Bôi, Kỳ Sơn, Lạc Thủy, Lương Sơn, Mai Châu

10,9

Cao Phong, Tân Lạc, Lạc Sơn, Yên Thủy

...

Hưng Yên

Tx. Hưng Yên, Phù Cừ, Tiên Lữ

8,2

Ân Thi, Khoái Châu, Kim Động, Mỹ Hào, Văn Giang, Văn Lâm, Yên Mỹ

10,9

Khánh Hòa

Tp. Nha Trang.

...

Tx. Cam Ranh, Diên Khánh, Vạn Ninh, Ninh Hòa

5,7

Khánh Sơn, Khánh Vĩnh

8,2

Trường Sa

7,0

Kiên Giang

Tx. Rạch Giá, Tx. Hà Tiên, An Biên, An Minh, Châu Thành, Giồng Riềng, Gò Quao, Hòn Đất, Kiên Hải, Kiên Lương, Tân Hiệp, Vĩnh Thuận

...

Phú Quốc.

7,0

Kon Tum

Tx. Kom Tum, Kon Plông, Kon Rẫy, Đắk Glei, Đắk Hà, Sa Thầy

8,2

Đắk Tô, Ngọc Hồi.

5,7

...

Tp. Đà Lạt, Đam Rông, Đơn Dương, Đức Trọng, Lâm Hà

10,9

Tx. Bảo Lộc, Bảo Lâm, Cát Tiên, Di Linh 8,2 Đạ Huoai, Đạ Tẻh

5,7

Lạc Dương

13,7

Lào Cai

Tp Lào Cai, Sa Pa, Bắc Hà, Bát Xát, Mường Khương, Si Ma Cai

...

Bảo Thắng, Bảo Yên, Văn Bàn

10,9

Lạng Sơn Lai Châu

TP. Lạng Sơn, Bắc Sơn, Bình Gia, Cao Lộc, Chi Lăng, Đình Lập, Hữu Lũng, Lộc Bình, Tràng Định, Văn Lãng, Văn Quan

8,2

Tx Lai Châu, Tx Lai Châu, Mường Tè, Phong Thổ, Sìn Hồ, Tam Đường, Than Uyên

8,2

...

Tx. Tân An, Bến Lức, Cần Đước, Cần Guộc, Châu Thành, Đức Hòa, Tân Trụ, Tân Hưng, Tân Thạnh, Thủ Thừa

13,7

Đức Huệ, Mộc Hóa, Thạnh Hóa, Vĩnh Hưng

14,9

Nam Định

Tp. Nam Định, Giao Thủy, Hải Hậu, Mỹ Lộc, Nam Trực, Nghĩa Hưng, Trực Ninh, Vụ Bản, Xuân Trường, Ý Yên

...

Nghệ An

Tp. Vinh, Tx. Cửa Lò, Hưng Nguyên, Nam Đàn, Thanh Chương, Đô Lương, Yên Thành, Quỳnh Lưu, Diễn Châu

8,2

Anh Sơn, Con Cuông, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ, Tương Dương, Kỳ Sơn, Quế Phong

10,9

Quỳ Châu, Quỳ Hợp

13,7

...

Tx. Ninh Bình Tx. Tam Điệp, Hoa Lư, Kim Sơn, Yên Khánh, Yên Mô

8,2

Gia Viễn, Nho Quan

10,9

Ninh Thuận

Tx. Phan Rang, Ninh Phước

1,4

Bắc Ái, Ninh Sơn

...

Ninh Hải

3,4

Phú Thọ

Tp. Việt Trì, Tx. Phú Thọ, Đoan Hùng, Hạ Hòa, Lâm Thao, Phù Ninh, Cẩm Khê, Tam Nông, Thanh Ba, Thanh Sơn, Thanh Thuỷ, Yên Lập

10,9

Phú Yên

Tp. Tuy Hòa

...

Đông Xuân, Sông Hinh, Sơn Hòa

8,2

Phù Hòa, Sông Cầu, Tuy An, Tuy Hòa

5,7

Quảng Bình

Tp. Đồng Hới, Bố Trạch, Lệ Thủy, Minh Hóa, Quảng Ninh, Quảng Trạch

8,2

Tuyên Hóa

...

Quảng Nam

Tx. Tam Kỳ, Tx. Hội An, Bắc Trà My, Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn, Nam Trà My, Phú Ninh, Núi Thành, Quế Sơn, Thăng Bình, Tiên Phước, Hiệp Đức

8,2

Đông Giang, Nam Giang, Phước Sơn, Tây Giang, Nam Trà My

10,9

Quảng Ngãi

Tx. Quảng Ngãi, Bình Sơn, Đức Phổ, Lý Sơn, Mộ Đức, Nghĩa Hành, Tư Nghĩa, Sơn Tịnh

...

Ba Tơ, Minh Long, Sơn Hà, Sơn Tây, Tây Trà, Trà Bồng

10,9

Quảng Ninh

Tp. Hạ Long, Tx. Uông Bí, Đông Triều, Yêu Hưng, Hoành Bồ, Bình Liêu

8,2

Tx. Móng Cái, Ba Chẽ, Cô Tô, Đầm Hà, Hải Hà, Hoành Bồ, Tiên Yên, Vân Đồn, Cẩm Phả

10,9

...

Tx. Đông Hà, Cam Lộ, Cồn Cỏ, Đa Krông, Gio Linh, Hải Lăng, Hướng Hóa, Vĩnh Linh

8,2

Tx. Quảng Trị, Đa Krông, Hải Lăng, Triệu Phong

10,9

Sơn La

Tx Sơn La, Bắc Yên, Mai Sơn, Mộc Châu, Mường La, Phù Yên, Quỳnh Nhai, Sông Mã, Sốp Cộp, Thuận Châu, Yên Châu

10,9

...

Tx. Sóc Trăng, Cù Lao Dung, Kế Sách, Long Phú, Mỹ Xuyên, Vĩnh Châu

10,9

Mỹ Tú, Ngã Năm, Thạnh Trị

13,7

Tây Ninh

Tx. Tây Ninh, Châu Thành, Hòa Thành, Tân Biên, Tân Châu

13,7

Gò Dầu, Trảng Bàng, Bến cầu, Dương Minh Châu

...

Thái Bình

Tp. Thái Bình, Đông Hưng, Hưng Hà, Kiến Xương, Quỳnh Phụ, Thái Thụy, Tiền Hải, Vũ Thư

8,2

Thái Nguyên

Tp. Thái Nguyên, Định Hóa, Đồng Hỷ, Phổ Yên, Phú Bình, Phú Lương,Võ Nhai, Tx.Sông Công, Đại Từ

8,2

...

Tp. Thanh Hóa, Tx. Bỉm Sơn, Tx. Sầm Sơn, Đông Sơn, Hà Trung, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Như Thanh, Như Xuân, Nông Cống, Nga Sơn, Thiệu Hóa, Thọ Xuân, Quảng Xương, Tĩnh Gia, Triêu Sơn, Vĩnh Lộc, Yên Định

8,2

Bá Thước, Thạch Thành, Cẩm Thủy

13,7

Lang Chánh, Mướng Lát, Quan Hóa, Quan Sơn, Thường Xuân, Ngọc Lặc, Cẩm Thủy

10,9

Thừa Thiên Huế

Tp. Huế, Phong Điền, Phú Lộc, Phú Vang, Quảng Điền

...

A Lưới, Hương Trà, Hương Thủy, Nam Đông

13,7

Tiền Giang

Tp. Mỹ Tho, Tx. Gò Công, Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước, Chợ Gạo, Gò Công Đông, Gò Công Tây

13,7

Tp. Hồ Chí Minh

Quận 2,Quận 3, Quận 4, Quận 5, Quận 6, Quận 7, Quận 8, Quận 9, Quận 10, Quận 11, Q. Tân Phú, Q. Bình Tân, Q. Bình Thạnh, Q. Gò Vấp, Q. Phú Nhuận, Q. Tân Bình, Q. Thủ Đức, Bình Chánh, Nhà Bè, Hóc Môn

...

Cần Giờ

10,9

Củ Chi

14,9

Trà Vinh

Tx. Trà Vinh, Càng Long

13,7

Cầu Kè, Cầu Ngang, Châu Thành, Duyên Hải, Tiểu Cần, Trà Cú

...

Tuyên Quang

Tx. Tuyên Quang, Chiêm Hóa, Hàm Yên, Na Hang, Sơn Dương

10,9

Sơn Dương

8,2

Vĩnh Long

Tx. Vĩnh Long, Long Hồ, Mang Thít

...

Tam Bình, Trà Ôn, Vũng Liêm, Bình Minh

10,9

Vĩnh Phúc

Tp. Vĩnh Yên, Tx. Phúc Yên, Bình Xuyên, Lập Thạch, Tam Dương, Vĩnh Tường, Yên Lạc

10,9

Tam Đảo, Mê Linh

8,2

...

Tp. Yên Bái, Tx. Nghĩa Lộ, Lục Yên, Mù Cang Chải, Trạm Tấu, Trấn Yên, Văn Chấn, Văn Yên, Yên Bình

10,9

Bảng D.2. Sự phân bố các đặc tính chính của sét mặt đất

Đặc tính sét

Tỷ lệ phần trăm các khả năng trị số đặc tính có thể xảy ra lớn hơn giá trị sau đây

Đơn vị

...

Số sét lặp

...

Khoảng thời gian giữa các sét

...

150

400

Dòng sét thứ nhất, I_max

...

130

Biên độ dòng sét tiếp theo

...

Độ dốc sét thứ nhất, (dI/dt)

...

GA/s

Độ dốc sét tiếp theo, (dI/dt)

...

100

200

GA/s

PHỤ LỤC E

(Tham khảo)

TÍNH TOÁN RỦI RO TỔN THẤT CHO MỘT TRẠM VIỄN THÔNG ĐIỂN HÌNH

...

- Kích thước và vật liệu nhà trạm: (5 x 3 x 3) m; bê tông cốt thép;

- Độ cao anten và khoảng cách từ anten tới nhà: cao 80 m, cách nhà 4 m;

- Đặc điểm và chiều dài của các cáp vào nhà trạm:

+ Cáp điện lực dài 600 m, không có che chắn, chôn ngầm;

+ Cáp thông tin dài 1000 m, không có che chắn, treo nổi;

Hình E.1. Mô hình trạm viễn thông có cột cao anten kề bên

E.1. Tính toán các diện tích rủi ro, A

- Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào nhà trạm, trong trường hợp này A_d = 0 (do nhà được bao phủ bởi diện tích rủi ro của cột anten);

...

A_a = Π (3h)2 = Π. (3.80)2 = 1800956 (m2) = 0,2 (km2);

- Diện tích rủi ro sét đánh xuống đường cáp thông tin:

A_stele = 2.d_1tele.L_tele - A_a/2= 2.1000. 1000 - 90000 = 1,91. 10-6 (m2) = 1,9 (km2)

- (diện tích rủi ro sét đánh xuống các đường cáp được giảm do sự che phủ bởi diện tích rủi ro sét đánh xuống cột anten);

- Diện tích rủi ro sét đánh xuống cáp điện lực:

A_spower= 2. d_1power.L_power- A_a/2 = 2. 250. 600 - 90000 = 0,21. 10-6 (m2) = 0,2 (km2)

- Diện tích rủi ro sét đánh xuống lân cận nhà trạm, A_n, được giảm do sự bao phủ của diện tích rủi ro sét đánh vào cột anten và diện tích rủi ro sét đánh vào các đường dây, riêng từng trường hợp ta có:

+ Trường hợp bao phủ bởi cáp thông tin:

A_n(tele) = Π d2/2 - A_a/2 = 0,3 (km2);

...

A_n(power)= Π d2/2 - A_a/2 + (Πd2/3 - 2 d₁. d₁√3/2) = 0,5 (km2) - (các thành phần trong ngoặc biểu thị diện tích của mảnh vòng tròn khi d= 2 d₁)

Hình E.2. Các diện tích rủi ro

E.2. Tính toán tần suất thiệt hại

Mật độ sét của khu vực đặt trạm viễn thông tại thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên, theo Bảng D.1, Phụ lục D là N_g = 3,7 lần/km2.năm.

Tần suất thiệt hại F phụ thuộc vào N_g, các diện tích rủi ro vừa tính toán trên và các hệ số xác suất thiệt hại tương ứng với các biện pháp bảo vệ, có giá trị lấy theo các Bảng 5 đến Bảng 9.

Khi không có các biện pháp bảo vệ, chỉ xét che chắn của cấu trúc nhà và sự đấu nối vỏ che chắn của cáp anten vào trạm, tần suất thiệt hại sẽ là:

- Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào nhà trạm:

F_d = N_g.A_d. p_d = 0 (do A_d = 0)

...

F_n = N_g. A_n .p_n = N_g .(A_n(tele)+ A_n(power)).p_n

với p_n= 0,1 do toà nhà có cấu trúc bê tông cốt thép (theo Bảng 5),

F_n= 3,7. (0,3 + 0,5). 0,1 = 0,296 (lần/năm);

- Tần suất thiệt hại do sét đánh vào cáp hoặc vùng lân cận cáp:

F_s= N_g. (A_s(tele) + A_s(power)). p_s

với p_s = 1 do không có các biện pháp bảo vệ trên cáp (theo Bảng 7):

F_s= 3,7. (1,9 + 0,2).1 = 7,7 (lần/năm)

- Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào cột anten:

F_a = N_g. A_a. p_a

...

F_a= 3,7.0,2. 0,01 = 0,0047 (lần/năm);

E.3. Tính toán rủi ro tổn thất

- Rủi ro tổn thất cho con người ở bên trong khu vực trạm viễn thông được tính theo công thức 2.1, với giả thiết lớp bề mặt sàn làm bằng bê tông khô (p_injury = 10^-3 theo Bảng 9):

R_injury= L.p_injury. ΣFi =1.10-3. (0,296 + 7,7 + 0,0047) = 8.10-3

Rủi ro như trên là quá cao so với yêu cầu rủi ro cho phép (10-5), do vậy cần trang bị thêm các biện pháp bảo vệ.

- Rủi ro tổn thất dịch vụ được tính theo công thức 2.2:

R_loss = L.ΣFi = 2,47.10-3.8 = 19,76.10-3

Rủi ro như trên là quá cao so với tiêu chuẩn rui ro cho phép (10-3), do vậy cần trang bị thêm các biện pháp bảo vệ.

Từ tính toán trên, ta thấy nguồn tần suất thiệt hại do sét lớn nhất là từ các đường dây thông tin và điện lực (F_s = 7,7 lần/năm), do vậy, cần phải lắp đặt trang bị bảo vệ trên các đường dây này. Nếu phương pháp lắp đặt có chất lượng, sẽ làm giảm F_n và F_smột hệ số p = 0,01. Nhờ vậy, tần suất thiệt hại sẽ là:

...

- Rủi ro tổn thất cho con người có thể được giảm bằng cách trang bị hệ thống chống sét bên ngoài (p_injury = 0,1 theo Bảng 6) và bề mặt của diện tích làm việc được phủ bằng vật liệu nhựa đường hoặc gỗ (p_injury =10-5), thì rủi ro tổn thất cho con người sẽ là:

R_injury= 8,51.10-2.10-1.10-5 = 8,51.10-8

Giá trị này là đạt so với tiêu chuẩn cho phép. Vì vậy, việc trang bị bảo vệ cho con người như trên là đã đủ.

- Rủi ro tổn thất dịch vụ:

R_loss = 8,51.10-2. 2,74.10-3 = 23,3.10-5 = 0,233.10-3

Giá trị này là đạt so với tiêu chuẩn cho phép. Vì vậy, việc trang bị bảo vệ cho dịch vụ như trên là đã đủ.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] IEC 62305 - 1: 2006, Protection against lightning - Part 1: General principles

...

[3] IEC 62305 -3: 2006, Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard

[4] ITU-T Recommendation K. 39 (1996), Risk assessment of damages to telecommunication sites due to lightning discharges

[5] ITU-T Recommendation K.40 (1996), Protection against LEMP in telecommunication centers

[6] ITU-T Recommendation K. 25 (1999), Protection of optical fibre cables

[7] ITU-T Recommendation K. 47 (2008), Protection of telecommunication lines using metallic conductors against direct lightning discharges.