1/ Nguyên nhân hình thành sét :
Liva _ Trong những năm qua, cứ mỗi khi mùa mưa đến, ngoài việc
chuẩn bị các biện pháp phòng chống bão lụt chúng ta còn phải quan tâm đến một
hiện tượng thiên nhiên khác có tác hại nghiêm trọng đến cơ sở vật chất và con
người - đó là dông sét. Có thể hiểu nôm na rằng
sét là sự phóng điện giữa đám mây dông và một điểm nào đó trên mặt đất khi điện
trường khí quyển đạt đến một giá trị tới hạn.
Việt Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt
đới nên
dòng điện sét thường rất lớn khoảng 30kA, do đó nếu một công trình
nào đó bị sét đánh thì phần kiến trúc của công trình đó có thể bị phá vỡ do ảnh
hưởng của áp suất và nhiệt độ phát tán cao, các thiết bị điện trong công trình
có thể bị hỏng do trường điện từ của dòng sét cảm ứng và con người có thể bị tổn
thương nếu ở gần điểm phóng điện sét.
Liva _ Trong thực tế đã xảy ra nhiều trường hợp
một cơn phóng điện sét đã làm cho hàng chục người bị thương và chết (xảy ra ở xã
Hiệp Thành - Bạc Liêu) còn những vụ sét làm chết người hàng năm thì xảy ra liên
tục khắp nơi nhất là các vùng trọng điểm như Đồi Rìu, Bàu Sầm, Bảo Vinh
....thuộc Huyện Long Khánh - Đồng Nai, các xã vùng sâu thuộc Huyện Đức Linh, Hàm Tân - Bình Thuận, hoặc một
số xã thuộc các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, ngay tại TpHCM năm nào cũng xảy ra
vài trường hợp tử vong do phóng điện sét.
Cơ chế hình thành một cơn sét nói chung khá phức tạp, có nhiều công trình
nghiên cứu về quá trình nhiễm điện của một đám mây dông cũng như cơ chế phát
triển của tia sét hướng xuống đất, ngoài ra cũng còn nhiều vấn đề khác liên quan đến sét và
chúng tôi mong rằng sẽ có dịp được trình bày chi tiết hơn trong các bài báo
khác, ở đây chúng tôi chỉ xin đề cập đến một giả thuyết phổ biến nhất để giải
thích nguyên nhân tạo dông sét như sau :
Dông là hiện tượng khí quyển liên quan với sự phát triển mạnh mẽ của đối
lưu nhiệt và các nhiễu động khí quyển, nó thường xảy ra vào mùa hè là thời
điểm mà sự trao đổi nhiệt giữa mặt đất và không khí rất lớn. Những luồng không
khí nóng mang theo hơi nước bay lên đến một độ cao nào đấy và nguội dần, lúc đó
hơi nước tạo thành những giọt nước nhỏ hay gọi là tinh thể băng chúng tích tụ
trong không gian dưới dạng những đám mây. Trái đất càng bị nóng thì không khí
nóng càng bay lên cao hơn, mây càng dày hơn đến một lúc nào đó thì các tinh thể
băng trong mây sẽ lớn dần và rơi xuống thành mưa. Mây càng dày
thì màu của nó càng đen hơn.
Sự va chạm của các luồng khí nóng đi lên và các
tinh thể băng đi xuống trong đám mây sẽ làm xuất hiện các điện tích mà ta gọi là
đám mây bị phân cực điện hay đám mây tích điện. Các phần tử
điện tích âm có khối lượng lớn nên nằm dưới đáy đám mây còn các phần tử điện
tích dương nhẹ hơn nên bị đẩy lên phần trên của đám
mây.
Như vậy trong bản thân đám mây đã hình thành một điện
trường cục bộ của một lưỡng cực điện và dưới tác dụng của điện trường cục bộ này
các phần tử sẽ di chuyển nhanh hơn, điện tích được tạo ra nhiều hơn và điện
trường càng mạnh hơn. Quá trình này tiếp diễn cho đến
lúc điện trường đạt giá trị tới hạn và gây ra phóng điện nội bộ trong đám mây mà
ta gọi là chớp.
Liva _ Ngoài ra khoảng không gian bên dưới đám mây thường có một lớp điện tích
dương gọi là điện tích không gian vì vậy giữa phần đáy đám mây mang điện âm và
lớp điện tích dương này lại hình thành một điện trường riêng và chính điện
trường này làm phát sinh một tia sét ban đầu gọi là dòng tiên đạo di chuyển
xuống đất với tốc độ khoảng 150km/s. Trong quá trình phát triển xuống đất, dòng tiên đạo mang theo một điện thế rất
lớn sẽ ion hóa lớp không khí trên đường đi của nó, nơi nào có cách điện không
khí yếu thì dòng tiên đạo sẽ phát triển về hướng đó vì vậy ta thấy dòng tia sét
đi xuống không phải là đường thẳng mà thường có dạng ngoằn ngoèo, phân nhánh.
Ngoài ra do hiệu ứng cảm ứng điện nên phần mặt đất nằm bên dưới đám mây dông sẽ
mang một lượng điện dương. Lượng điện này sẽ phân bố trên các vật có khả năng
dẫn điện như nhà cửa, cây cối, công trình, trụ điện, tháp anten......, vật nào
dẫn điện càng tốt thì điện tích phân bố trên vật đó càng lớn và điện trường của
nó càng mạnh so với các vật xung quanh. Vì vậy, khi dòng tiên
đạo phát triển xuống gần mặt đất thì nó sẽ chọn vật có điện trường mạnh nhất để
đánh vào mà ta gọi là phóng điện sét, nơi tiếp xúc của chúng gọi là kênh
sét. Đây là thời điểm trao đổi điện tích giữa đám mây và mặt đất được gọi
là giai đoạn trung hòa điện tích, dòng điện trong kênh sét lúc này rất lớn có
thể đến 200kA nên bị nóng lên rất mạnh khoảng 20.000oC và do đó ta thấy nó sáng
chói lên (cũng được gọi là chớp). Dưới tác dụng của nhiệt độ này, lớp không khí
chung quanh kênh sét bị giãn nỡ mạnh gây ra tiếng nổ
lớn mà ta gọi là sấm. Do ánh sáng có vận tốc lớn hàng triệu lần so với âm thanh
nên ta thấy ánh chớp trước rồi sau đó một lúc mới nghe thấy tiếng
sấm.
2/ Một số biện pháp phòng tránh sét thông
dụng và hiệu quả :
Ở đây chúng ta cần phân biệt các loại sét khác nhau như
sét đánh trực tiếp, sét đánh gián tiếp, sét cảm
ứng.
- Sét đánh trực tiếp là sét đánh thẳng vào nhà cửa công trình hoặc đánh
vào bồn nước kim loại hay trụ anten nằm trên công trình đó, đánh vào cây cối,
đánh vào người đang di chuyển khi đang có dông .....Đây là
loại sét nguy hiểm nhất vì nó có thể gây thiệt hại nặng nề cho công trình hoặc
gây chết người.
- Sét đánh gián tiếp là sét đánh vào đường dây điện thoại, đường dây tải
điện cao thế hoặc hạ thế ở một nơi nào đó rồi theo
đường dây truyền vào công trình làm hư hỏng thiết bị điện đang sử dụng. Chúng ta
thường thấy hiện tượng bóng đèn, điện thoại, TV, tủ lạnh
.... bị cháy hoặc người đang gọi điện thoại bị
điện giật mạnh sau một cơn dông sét tất cả là do ảnh hưởng của loại sét
này.
- Sét cảm ứng bao gồm cảm ứng tĩnh điện và cảm ứng điện từ. Sét cảm ứng
tĩnh điện thường chỉ nguy hiểm cho các công trình có chứa chất dễ cháy nổ như
xăng dầu, khí đốt do tác động của phóng điện thứ cấp còn sét cảm ứng điện từ chỉ
nguy hiểm đối với các thiết bị hiện đại dùng các linh kiện điện tử nhạy với xung
điện trong các công trình bưu điện, viễn thông, phát thanh truyền
hình.
Một hệ thống chống sét hoàn chỉnh phải thể hiện đầy đủ các nội dung chống
sét nói trên, tuy nhiên đối với đa số các hộ gia đình người ta thường chỉ quan
tâm đến việc chống sét đánh trực tiếp.
Có nhiều biện pháp kỹ thuật phòng chống sét nhưng cho tới nay thì chưa có một
thiết bị hoặc hệ thống chống sét nào đạt được hiệu quả tuyệt đối. Một mô hình
chống sét thông dụng đã được công nhận là có hiệu quả trong một phạm vi giới hạn
nhất định vẫn còn được sử dụng rộng rãi nhiều nơi trên thế giới đó là hệ thống
dùng kim thu sét cổ điển Franklin vì nó đã chứng minh khả năng bảo vệ với một độ tin cậy
cho phép đã tồn tại hàng trăm năm qua.
Kim thu sét Franklin là một thanh kim
loại có đầu nhọn dài khoảng 3m được lắp tại nơi cao nhất trong khu vực cần bảo
vệ, nó hoạt động theo nguyên lý phóng điện điểm, nghĩa là trong điện trường khí
quyển của dông bão, kim thu sét này sẽ liên tục nhả điện tích vào vùng không
gian do đó quanh đầu kim thu sét sẽ có điện trường cục bộ mạnh so với các điểm
xung quanh và hình thành một tia lửa điện mồi (dòng mồi) nên nó dễ dàng thu hút
dòng sét tiên đạo từ mây đi xuống, dòng điện sét này sẽ truyền từ kim qua hệ
thống dây dẫn để đi xuống đất và tản nhanh trong đất nhờ bãi tiếp địa tản sét.
Như vậy hệ thống chống sét sẽ tạo ra một phạm vi an toàn cho công trình mà nó
bảo vệ . Tuy nhiên trong thực tế vẫn có hiện tượng sét
đánh vào công trình đã có hệ thống chống sét mà người ta gọi là sét đánh vòng,
do đó để đảm bảo an toàn chúng ta không nên tự lắp lấy hệ thống chống sét mà
phải nhờ đến chuyên viên kỹ thuật tính toán thiết kế sao cho hệ thống đảm bảo
các thông số kỹ thuật như phạm vi bảo vệ, điện trở tản sét, khả năng sét đánh
vòng, khả năng phóng điện thứ cấp ....., có như thế thì hệ thống chống sét mới
hoàn thành tốt nhiệm vụ của nó. Trong trường hợp ngược lại thì chính hệ thống đó
là nguyên nhân dẫn đến các tai họa cho công trình và
những người sống trong công trình đó.
3/ Lựa chọn đầu thu sét
:
Theo đà tiến bộ của khoa học kỹ thuật, người ta đã nghiên cứu chế tạo các
loại kim thu sét tích cực (thay cho loại kim thu sét cổ
điển thụ động nêu trên) để chủ động bắt sét không cho nó đánh vào công trình cần
bảo vệ. Hiện trên thị trường Việt Nam có gần một chục loại kim chủ động của
các nước khác nhau như Mỹ, Pháp, Uc, Ý .....
Các loại kim thu sét này hoạt động dựa trên các nguyên lý làm việc khác
nhau nhưng nói chung có thể chia làm hai loại chính
:
a/ Loại phóng điện sớm: đó là các loại kim thu sét có đặc
tính phát ra dòng mồi khá sớm khi
điện trường khí quyển chưa đạt đến trị số tới hạn nghĩa là nó chủ động đón bắt
dòng phóng điện sét ở một điểm nào đó trong không gian cách xa công trình mà nó
bảo vệ. Chúng ta có thể hình dung là khi hoạt động thì kim thu sét như được kéo
dài ra một đoạn gấp hàng chục lần chiều dài thực của chúng, đoạn này được gọi là
độ cao ảo của kim thu sét và như thế chúng có phạm vi bảo
vệ lớn hơn rất nhiều so với kim thu sét cổ điển ở cùng một độ cao.
b/ Loại phân tán điện tích: đó là các loại kim thu sét có đặc tính
tạo ra một lớp điện tích không gian mang điện dương trong vùng khí quyển nằm bên
trên đầu kim dựa trên nguyên lý phóng điện điểm . Trường tĩnh
điện mây dông càng mạnh thì dòng phóng điện càng mạnh và lớp điện tích không
gian càng nhiều, nó tác dụng như một màn chắn tĩnh điện làm cho điện trường giữa
đám mây dông và đất yếu đi nghĩa là loại bỏ nguy cơ phóng điện
sét.
Ngoài ra còn một dạng kết hợp của hai loại trên để tạo
thành một hệ thống chống sét khác gọi là loại phóng điện trì hoãn. Loại
này có ưu điểm làm tăng phạm vi bảo vệ nhưng lại rất
tốn kém so với hai loại trên.
Trong gần 20 năm qua, chúng tôi đã nghiên cứu đặc tính kỹ thuật của trên
20 loại kim thu sét khác nhau gồm cả những loại chưa có mặt ở thị trường Việt
Nam và cũng đã thiết kế thi công hàng trăm hệ thống chống sét cho nhiều chủng
loại công trình khác nhau, nói chung về nguyên lý làm việc thì chúng có hiệu quả
cao hơn nhiều so với loại kim thu sét cổ điển và mỗi loại có những ưu khuyết
điểm khác nhau. Hơn nữa, do các loại kim thu sét chủ động chỉ mới phát triển
mạnh tại Việt Nam trong vòng 5 năm trở lại nên phải cần có thêm thời gian để
theo dõi và đánh giá xem loại kim nào đạt yêu cầu về chất lượng, độ bền và hiệu
quả trong việc bảo vệ công trình trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như nước ta,
ngoài ra giá cả cũng là một yếu tố cần quan tâm vì chúng không phù hợp lắm đối
với đa số các hộ gia đình muốn lắp một hệ thống chống sét riêng cho nhà của
mình.
Tóm lại như đã trình bày ở trên, một hệ thống chống sét ngoài kim thu sét
còn có phần dẫn sét và bãi tiếp địa tản dòng sét trong đất mà đây là các phần
không dễ dàng lắp đặt nhất là đối với nhà cửa công trình thuộc các khu đô thị . Dây dẫn sét có tác dụng chuyển tải dòng sét xuống đất
dễ dàng, nó phải chịu được nhiệt độ phát nóng cục bộ để không bị biến dạng . Bãi tiếp địa có nhiệm vụ tản nhanh dòng sét trong đất
để tránh điện áp cao tồn tại trên hệ thống chống sét tức là phòng tránh hiện
tượng phóng điện thứ cấp và ảnh hưởng của điện áp bước, đó là các yếu tố nguy
hiểm có thể làm hư hỏng công trình
và gây chết người. Do đó ta thấy rằng một khi hệ thống chống sét không đạt chất
lượng kỹ thuật thì thật là tai họa cho chúng ta khi có
sét đánh vào công trình. Vì vậy nếu các bạn có yêu cầu lắp đặt hệ thống chống
sét thì có thể liên hệ với chúng tôi để được hướng dẫn cụ thể bằng cách dựa vào
đặc điểm thực tế tại công trình của bạn như điện trở suất đất, đặc tính địa lý
của vùng, vị trí lắp đặt và cấu trúc bãi tiếp địa, khoảng cách an toàn trong
không khí và trong đất ...... hầu đạt được một hệ thống chống sét phát huy hết
khả năng của chúng trong việc bảo vệ an toàn cho công trình và những người sống
trong công trình đó./.
Liva , Ingesco , Kim Thu Sét Ingesco
CÔNG
TY TNHH THANH MINH PHƯƠNG
VP1: 25 Bàu Cát 3,
Phường 14, Q. Tân Bình, TP.HCM
VP2: 160/74 Vườn Lài,
P.Tân Thành, Q. Tân Phú, TP.HC
Tel:
(08) 3949 1889 - 3949 2995 - Fax: 3849 4768
Hotline: 0913 895 491 (Mr. Phương)
Email: Kimthusetliva@gmail.comwww.livalapcx070.blogspot.com www.livalap.blogspot.com www.livalivaliva.blogspot.com www.ThanhMinhPhuong.com | |||
Thứ Hai, 24 tháng 10, 2011
Liva _ Nguyên nhân hình thành nên sét
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét