Trong môi trường công nghiệp và dân dụng hiện đại, các thiết bị điện tử ngày càng nhạy cảm và dễ bị tổn thương bởi các sự cố điện. Hiện tượng xung điện (còn được gọi là quá áp thoáng qua) là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây hư hỏng hệ thống mạng và camera, dẫn đến thiệt hại lớn về tài sản và gián đoạn hoạt động. Giải pháp tối ưu để ngăn chặn mối đe dọa này là sử dụng thiết bị chống xung điện (SPD). Bài viết này cung cấp tổng quan về thiết bị chống sét lan truyền (SPD), giúp bạn hiểu cách chúng hoạt động, phân loại và cách chọn thiết bị phù hợp nhất cho hệ thống của mình.
Hiện tượng xung điện là gì?
Xung điện là hiện tượng dòng điện sét, sau khi đánh vào hệ thống tiếp đất, truyền một phần năng lượng của nó qua đường dây điện hoặc đường dây tín hiệu vào trong tòa nhà, tạo ra các xung điện áp quá mức có thể làm hỏng thiết bị điện tử.
Nguyên nhân gây ra hiện tượng tăng áp đột ngột:
- Sét đánh trực tiếp vào công trình: Dòng điện sét tập trung tại một điểm và lan truyền qua hệ thống dây điện.
- Sét đánh vào các vật dẫn điện gần công trình: Tạo ra hiện tượng cảm ứng điện từ và sinh ra các xung điện áp.
- Cảm ứng điện từ do sét gây ra: Sét đánh vào các vật thể ở gần, tạo ra từ trường mạnh ảnh hưởng đến các vật dẫn điện.
Thiệt hại do xung điện gây ra:
- Thiệt hại đối với thiết bị điện tử: Máy tính, thiết bị viễn thông, hệ thống điều khiển…
- Cháy hoặc nổ: Do nhiệt lượng sinh ra từ dòng điện quá áp.
- Gián đoạn hoạt động: Ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh và các hoạt động hàng ngày.
Thiết bị chống sét lan truyền là gì?
Thiết bị chống sét lan truyền (Tên tiếng Anh: Surge Protection Device (SPD) hoặc Transient Voltage Surge Suppressor (TVSS)) là một thiết bị được thiết kế để bảo vệ các thiết bị điện và điện tử khỏi các xung điện áp (quá áp) do sét đánh hoặc các thao tác chuyển mạch trên lưới điện gây ra.
Khi phát hiện xung điện áp vượt quá giới hạn cho phép, thiết bị chống sét lan truyền (SPD) sẽ ngay lập tức chuyển hướng năng lượng dư thừa xuống đất trong một thời gian rất ngắn (vài nano giây), do đó hạn chế điện áp đến thiết bị và ngăn ngừa hư hỏng, giúp bảo vệ các thiết bị bên trong (thiết bị điện, máy tính, máy chủ) khỏi các xung điện áp.
Chức năng và tầm quan trọng của thiết bị chống sét lan truyền
Chức năng của thiết bị chống sét lan truyền là không thể phủ nhận, đặc biệt là trong các hệ thống có giá trị cao:
- Bảo vệ thiết bị: Ngăn ngừa hư hỏng vĩnh viễn hoặc giảm tuổi thọ của các thiết bị nhạy cảm (PLC, máy tính, camera, thiết bị mạng).
- Bảo vệ dữ liệu: Đảm bảo tính liên tục và toàn vẹn dữ liệu cho hệ thống máy chủ và mạng.
- Duy trì hoạt động: Giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động do sự cố điện, đặc biệt quan trọng đối với dây chuyền sản xuất và hệ thống an ninh.
Hệ thống chống sét lan truyền
Hệ thống chống sét lan truyền là một giải pháp tích hợp bao gồm nhiều tầng bảo vệ được lắp đặt tại các điểm chiến lược trong hệ thống điện, tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế (thường có ba cấp độ bảo vệ: Loại I, Loại II, Loại III). Một hệ thống chống sét lan truyền hoàn chỉnh bao gồm:
- Thiết bị chống sét lan truyền chính (bảo vệ chống sét lan truyền nguồn điện).
- Thiết bị chống sét lan truyền thứ cấp (bảo vệ chống sét lan truyền tín hiệu/mạng).
- Hệ thống nối đất tiêu chuẩn.
Phân loại, thông số và cách lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền
Phân loại thiết bị chống sét lan truyền
Phân loại theo loại nguồn điện:
- Thiết bị chống sét lan truyền AC: Dùng cho dòng điện xoay chiều, thường được sử dụng trong mạng lưới điện dân dụng và công nghiệp.
- Thiết bị chống sét lan truyền DC: Dùng cho dòng điện một chiều, thường được tìm thấy trong hệ thống năng lượng mặt trời (PV) và hệ thống viễn thông.
Phân loại theo ứng dụng:
- Bảo vệ chống sét lan truyền đường dây điện: Được lắp đặt trong bảng phân phối chính hoặc phụ để bảo vệ nguồn điện chính.
- Bảo vệ chống sét lan truyền đường dây tín hiệu: Bảo vệ các đường truyền dữ liệu như cáp mạng (mạng RJ45), đường dây camera và tín hiệu điều khiển.
Một số thông số kỹ thuật quan trọng
Hiểu rõ các thông số kỹ thuật của thiết bị chống sét lan truyền (SPD) là điều cần thiết khi lựa chọn thiết bị:
- Uc (Điện áp hoạt động liên tục tối đa): Điện áp cao nhất mà SPD có thể chịu được liên tục mà không bị kích hoạt.
- Up (Mức điện áp bảo vệ): Điện áp tối đa mà thiết bị của bạn phải chịu khi xung điện bị triệt tiêu. Càng thấp càng tốt.
- In (Dòng xả định mức): Dòng xung điện mà SPD có thể xử lý một lần trong khi vẫn duy trì hiệu suất.
- Imax (Dòng xả tối đa): Dòng xung điện tối đa mà SPD có thể chịu được trước khi cần thay thế.
Một số thiết bị chống sét lan truyền giá rẻ thường dùng
Bộ chống sét lan truyền Ethernet là một thiết bị nhỏ nhưng thiết yếu được thiết kế để bảo vệ thiết bị kết nối Ethernet khỏi hư hỏng do xung điện. Chúng hoạt động bằng cách ngay lập tức chuyển hướng điện áp dư thừa xuống đất trước khi nó có thể tiếp cận và gây hại cho các thiết bị mạng.
Một số model chống sét lan truyền thông dụng gồm:
- Goksja LKD105F4H-E100 (100Mbps)
- Goksja LKD105F4H-E1000 (1000mbps)
- GoksjaLKD-16WF-HE1000M (16 Port Gigabit)
- Goksja LKD-24WF-HE1000M (24 Port Gigabit)
- Goksja LKD40KA385C/2