CHỐNG SÉT CHO NHÀ XƯỞNG CÓ MÁI TÔN – GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ VÀ ĐÁP ỨNG TIÊU CHUẨN AN TOÀN

CHỐNG SÉT CHO NHÀ XƯỞNG CÓ MÁI TÔN – GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ VÀ ĐÁP ỨNG TIÊU CHUẨN AN TOÀN

Nhà xưởng công nghiệp với kết cấu khung thép mái tôn là dạng công trình phổ biến trong các khu công nghiệp, kho vận và sản xuất hiện đại. Tuy nhiên, đặc điểm kết cấu này tiềm ẩn nguy cơ cao bị sét đánh, do có diện tích mái lớn, nằm trống trải và sử dụng vật liệu dẫn điện tốt. Chính vì vậy, hệ thống chống sét không chỉ là một cấu phần kỹ thuật bắt buộc theo quy chuẩn pháp lý, mà còn đóng vai trò trọng yếu trong bảo vệ con người, thiết bị và tài sản.

Bài viết sau đây trình bày một cách toàn diện và nghiêm túc về các giải pháp chống sét hiệu quả cho nhà xưởng có mái tôn, bao gồm yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn cấu hình, quy trình thi công, cũng như các sai sót thường gặp và biện pháp khắc phục.

1. Đặc điểm kết cấu mái tôn và nguy cơ bị sét đánh

Tính chất dẫn điện của mái tôn:

Mái tôn thường sử dụng vật liệu tôn kẽm, tôn lạnh hoặc tôn mạ màu – đều là các kim loại có điện trở suất thấp, dẫn điện tốt. Khi có sét hình thành, tấm mái có khả năng thu hút tia sét do hiệu ứng điện cảm.

Diện tích tiếp xúc lớn với môi trường:

Mái tôn thường có diện tích rất lớn (1.000 m² – 20.000 m²), cao hơn mặt đất, trống trải và không có vật cản xung quanh, dẫn đến khả năng trở thành điểm đánh sét đầu tiên.

Hậu quả khi không có hệ thống chống sét phù hợp:

• Gây hư hại cho thiết bị điện, điều khiển (tủ điện, biến tần, máy tính công nghiệp, PLC).

• Gây cháy nổ tại khu vực dễ cháy (kho hóa chất, khu vực lưu trữ vật liệu).

• Nguy cơ tai nạn điện cho công nhân.

• Mất an toàn, gián đoạn sản xuất, ảnh hưởng đến năng suất và pháp lý.

2. Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống chống sét cho nhà xưởng có mái tôn

Hệ thống chống sét phải được thiết kế và thi công tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật sau:

3. Cấu trúc hệ thống chống sét phù hợp với mái tôn nhà xưởng

3.1. Hệ thống chống sét trực tiếp

Gồm 3 thành phần:

• Kim thu sét: Thu nhận xung sét. Có thể dùng dạng cổ điển (Franklin) hoặc công nghệ tiên tiến (ESE – Early Streamer Emission).

• Dây dẫn sét (thoát sét): Dẫn xung điện từ kim thu xuống hệ thống tiếp địa.

• Hệ thống tiếp địa: Tán dòng sét xuống đất an toàn.

a) Lựa chọn kim thu sét

b) Lưới thu sét tự nhiên bằng mái tôn

• Trong một số trường hợp, nếu kết cấu mái có khung thép liên kết điện tốt, toàn bộ mái tôn và vì kèo có thể sử dụng như hệ thống thu sét tự nhiên.

• Tuy nhiên, cần:

  • Đảm bảo tất cả mối nối thép – tôn có khả năng dẫn điện liên tục.

  • Tối thiểu 2 điểm tiếp đất cho mỗi 20m chiều dài nhà xưởng.

3.2. Thiết bị chống sét lan truyền (SPD)

• Lắp tại tủ điện tổng, tủ phân phối, bảng điều khiển.

• Ngăn chặn xung sét lan truyền theo đường điện, tín hiệu, mạng, điều khiển.

• Phân loại SPD theo cấp độ bảo vệ: Type 1 – Type 2 – Type 3 (theo IEC 61643).

3.3. Hệ thống tiếp địa

• Cọc thép mạ đồng D14 hoặc thép mạ kẽm nhúng nóng.

• Kết nối bằng mối hàn hóa nhiệt hoặc kẹp chuyên dụng.

• Điện trở tiếp địa phải ≤ 10 Ω đối với chống sét, ≤ 4 Ω nếu sử dụng kết hợp với hệ thống điện.

• Đo kiểm điện trở bằng máy chuyên dụng trước khi nghiệm thu.

4. Phương pháp thiết kế hệ thống chống sét cho nhà xưởng mái tôn

Quy trình gồm các bước:

Bước 1: Đánh giá rủi ro theo TCVN 9386-1

• Xác định loại công trình, giá trị bảo vệ, điều kiện môi trường.

• Tính toán cấp bảo vệ LPL (Level of Protection): I, II, III hoặc IV.

Bước 2: Xây dựng sơ đồ thu sét

• Xác định vị trí đặt kim thu sét (trên đỉnh mái hoặc tháp cao).

• Tính bán kính bảo vệ dựa theo chiều cao kim và cấp LPL.

• Xác định số lượng dây thoát sét cần có.

Bước 3: Thiết kế hệ thống tiếp địa

• Bố trí cọc đóng vòng quanh nhà xưởng (khoảng cách 6–10m).

• Đảm bảo điện trở toàn hệ ≤ yêu cầu tiêu chuẩn.

• Kết nối tất cả hệ thống chống sét, tủ điện vào cùng một hệ thống tiếp địa chung (nếu có tính toán điện áp lan truyền hợp lý).

5. Các lỗi phổ biến trong thi công chống sét cho mái tôn

6. Kiểm tra, vận hành và bảo trì hệ thống sau khi lắp đặt

• Đo điện trở tiếp địa: Mỗi 6–12 tháng/lần bằng máy đo chuyên dụng.

• Kiểm tra SPD: Xem đèn báo trạng thái, thay khi có hỏng hóc.

• Kiểm tra kết nối cơ khí – điện tại các điểm nối kim thu – dây dẫn – tiếp địa.

• Bảo trì sau mưa bão hoặc khi có dấu hiệu bị sét đánh gần.

Việc thiết kế và thi công hệ thống chống sét cho nhà xưởng mái tôn cần được thực hiện một cách nghiêm túc, có tính toán khoa học và tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn quốc gia – quốc tế liên quan. Không những là yêu cầu kỹ thuật bắt buộc để đảm bảo an toàn cho con người và tài sản, đây còn là điều kiện tiên quyết trong nghiệm thu hệ thống PCCC, hồ sơ pháp lý và bảo hiểm công trình.

Chủ đầu tư nên lựa chọn các đơn vị thiết kế – thi công có năng lực chuyên môn, đồng thời yêu cầu hồ sơ đầy đủ gồm bản vẽ, biên bản đo điện trở đất, chứng chỉ vật tư và bản kiểm tra SPD để đảm bảo hệ thống hoạt động lâu dài và hiệu quả.