Nghiên cứu hiệu quả của lắp chống sét van rời rạc trên đường dây truyền tải

Lắp đặt chống sét van ở tất cả các pha tại tất cả các vị trí cột của toàn tuyến là phương án bảo vệ cho

đường dây tốt nhất nhưng đòi hỏi chi phí rất lớn nên thường không thể thực hiện được. Trong thực tế các

đơn vị vận hành chỉ chọn một vài vị trí thường xuyên bị sét đánh hoặc các vị trí có nguy cơ cao để lắp đặt

chống sét van hay còn gọi là lắp chống sét van rời rạc. Tuy nhiên khi thực hiện biện pháp này thực tế vận

hành lại cho thấy trong nhiều trường hợp sự cố lại bị chuyển từ cột được lắp chống sét van sang cột bên

cạnh dẫn đến việc lắp đặt chống sét van trở nên không có hiệu quả mà không giải thích được. Bài báo này

trình bày kết quả nghiên cứu việc lắp đặt chống sét van rời rạc trên đường dây truyền tải 220kV để lý giải

nguyên nhân dẫn đến sự không hiệu quả này. Mối tương quan giữa điện trở tiếp địa, chiều dài khoảng vượt

và trị số dòng điện sét đến vị trí xảy ra phóng điện trên cách điện của từng cột được phân tích bằng chương

trình tính toán quá độ điện từ EMTP/ATP. Kết quả thu được có thể được sử dụng như một tài liệu tham khảo

cho các đơn vị vận hành trong việc chọn vị trí lắp đặt phù hợp cho các chống sét van.

pdf 6 trang kimcuc 9100
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu hiệu quả của lắp chống sét van rời rạc trên đường dây truyền tải", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu hiệu quả của lắp chống sét van rời rạc trên đường dây truyền tải

Nghiên cứu hiệu quả của lắp chống sét van rời rạc trên đường dây truyền tải
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 132 (2019) 016-021 
16 
Nghiên cứu hiệu quả của lắp chống sét van rời rạc trên 
đường dây truyền tải 
Effectiveness of the Discrete Installation of Lightning Arresters on Transmission Lines 
Ninh Văn Nam 1,3,*, Phạm Hồng Thịnh2, Trần Văn Tớp1 
1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội 
2 Underground Systems Inc., Milford, CT, USA 
3Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Số 298, đường Cầu Diễn, Bắc Từ Liêm, Hà Nội 
Đến Tòa soạn: 03-4-2018; chấp nhận đăng: 18-01-2019 
Tóm tắt 
Lắp đặt chống sét van ở tất cả các pha tại tất cả các vị trí cột của toàn tuyến là phương án bảo vệ cho 
đường dây tốt nhất nhưng đòi hỏi chi phí rất lớn nên thường không thể thực hiện được. Trong thực tế các 
đơn vị vận hành chỉ chọn một vài vị trí thường xuyên bị sét đánh hoặc các vị trí có nguy cơ cao để lắp đặt 
chống sét van hay còn gọi là lắp chống sét van rời rạc. Tuy nhiên khi thực hiện biện pháp này thực tế vận 
hành lại cho thấy trong nhiều trường hợp sự cố lại bị chuyển từ cột được lắp chống sét van sang cột bên 
cạnh dẫn đến việc lắp đặt chống sét van trở nên không có hiệu quả mà không giải thích được. Bài báo này 
trình bày kết quả nghiên cứu việc lắp đặt chống sét van rời rạc trên đường dây truyền tải 220kV để lý giải 
nguyên nhân dẫn đến sự không hiệu quả này. Mối tương quan giữa điện trở tiếp địa, chiều dài khoảng vượt 
và trị số dòng điện sét đến vị trí xảy ra phóng điện trên cách điện của từng cột được phân tích bằng chương 
trình tính toán quá độ điện từ EMTP/ATP. Kết quả thu được có thể được sử dụng như một tài liệu tham khảo 
cho các đơn vị vận hành trong việc chọn vị trí lắp đặt phù hợp cho các chống sét van. 
Từ khóa: Đường dây truyền tải, chống sét van rời rạc, chống sét, phần mềm EMTP 
Abstract 
Installation of lightning arresters on all phases of every tower theoretically eliminates the lightning outage of 
a transmission line. However, this measure has been found to be unaffordable due to its excessive cost. In 
practice, the so-called discrete installation of surge arrester in which arresters are installed in some selected 
towers is usually adopted. The effectiveness of this method remains questionable since the flashover still 
occurred in adjacent towers of the protected ones, which makes the outage rate unchanged even after 
installing surge arresters. This paper deals with the discrete installation of arresters in a 220 kV- one circuit 
transmission line. The influence of footing resistances, spans and the amplitude of lightning current on the 
tower position of flashover was investigated by using the Electromagnetic Transient Program (EMTP/ATP). 
The results can be used as a practical guide for the utilities to identify whether or not the discrete installation 
of arresters should be used in a specific tower. 
Keywords: Transmission line, discrete installation of surge arresters, lightning protection, EMTP simulation 
1. Giới thiệu* 
Thống kê trong 5 năm gần đây của tổng công ty 
truyền tải điện Việt Nam (NPT) cho thấy, tỉ lệ sự cố 
do sét thường chiếm tỉ lệ gần 70% trong tổng số các 
sự cố trên đường dây truyền tải (hình 1) [1]. Ngoài 
các biện pháp thông thường như giảm điện trở tiếp 
địa cột, tăng số lượng cách điện thì lắp đặt chống sét 
van (CSV) được coi là biện pháp hiệu quả nhất trong 
việc giảm sự cố do sét [2]. Tuy nhiên, lắp đặt CSV tại 
tất cả các vị trí cột và tất cả các pha trên toàn tuyến 
đường dây là khó khả thi vì vốn đầu tư quá lớn. Mặt 
khác, trên một đường dây chỉ có một vài vị trí cột 
thường xuyên bị sét đánh và chính các vị trí này sẽ 
* Địa chỉ liên hệ: Tel.: (+84) 912.485.051 
Email: ninhnamhaui@gmail.com 
quyết định suất sự cố của toàn đường dây. Chính vì 
vậy, để giảm suất sự cố (SSC) mà không tốn nhiều 
chi phí, các công ty truyền tải thường chọn lắp CSV 
tại một vài vị trí cột được coi là nguy hiểm nhất như 
các cột đã từng bị sét đánh, hoặc cột có vị trí cao (cột 
2, hình 2) hoặc cột có điện trở tiếp địa lớn. Phương 
pháp này được gọi là phương pháp lắp CSV rời rạc. 
Thực tế vận hành cho thấy cách lắp đặt chống sét van 
rời rạc như vậy có kết quả không ổn định. Trong khi 
một số khu vực việc lắp CSV rời rạc đã chứng minh 
được hiệu quả thì một số khu vực khác vị trí bị sự cố 
lại chuyển từ những cột được lắp CSV sang những 
cột lân cận chưa được lắp. Do đó, SSC của đường dây 
sau khi lắp CSV gần như không thay đổi. Chính vì 
vậy các đơn vị vận hành gặp rất nhiều khó khăn trong 
việc xác định chính xác những vị trí cần lắp đặt CSV 
để cải thiện SSC của đường dây. 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 132 (2019) 016-021 
17 
Hiệu quả của CSV trên đường dây truyền tải đã 
được nghiên cứu từ nhiều năm qua [3-6] nhưng các 
kết quả này đều chỉ xét khi lắp CSV trên một pha 
hoặc nhiều pha trên toàn bộ đường dây. Vấn đề lắp 
CSV rời rạc hầu như chưa được nghiên cứu. Theo 
hiểu biết của nhóm tác giả, chỉ có [7] đã từng nêu 
hiện tượng này nhưng không đi sâu vào nghiên cứu 
chi tiết và có bất kỳ kết quả nào để có thể ứng dụng 
trong thực tế. 
Hình 1. Số lần sự cố do sét trong NPT 
Trong bài báo này, vấn đề lắp CSV rời rạc được 
nghiên cứu chi tiết dựa trên các tham số chính của 1 
đường dây 220 kV một lộ điển hình trong lưới điện 
Việt Nam. Ảnh hưởng của các tham số điện trở tiếp 
địa, khoảng vượt, số lượng CSV lắp đặt kết hợp với 
dòng điện sét cho phép nhận dạng những trường hợp 
đặc biệt mà việc lắp CSV rời rạc hoàn toàn không có 
hiệu quả. Từ đó các khuyến nghị khi áp dụng phương 
pháp lắp CSV rời rạc được đưa ra nhằm đạt được hiệu 
quả giảm SSC tốt nhất. 
Hình 2. Cột số 2 có vị trí cao nhất thường được các 
đơn vị vận hành chọn lắp CSV 
2. Cơ chế phóng điện trên cách điện của cột không 
được lắp CSV khi lắp CSV rời rạc 
Khi CSV được lắp liên tục trên toàn bộ các vị trí 
cột của đường dây, các vị trí cột là tương đương nhau 
vì thế khi lắp CSV trên pha nào, cách điện của pha đó 
trên toàn bộ đường dây đã được bảo vệ. Còn khi CSV 
được lắp rời rạc, khi sét đánh vào đỉnh cột có lắp 
CSV, cách điện của pha được lắp CSV sẽ được bảo 
vệ hoàn toàn. Tuy nhiên, sóng sét lan truyền sang cột 
lân cận không được lắp CSV và có thể gây phóng 
điện ở các cột này. Để hiểu rõ cơ chế xảy ra phóng 
điện trên cách điện trong trường hợp lắp CSV rời rạc, 
ta xét một ví dụ đơn giản đường dây 1 mạch treo 1 
dây chống sét ở hình 2, CSV được lắp ở pha trên 
cùng (Pha A), cột 1 và 3 không lắp CSV. 
2.1. Khi sét đánh đỉnh cột hoặc DCS 
Sơ đồ thay thế mô tả truyền sóng khi sét đánh 
vào đỉnh cột 2 được thể hiện ở hình 3, ở đây chỉ mô tả 
cho pha A được lắp CSV. 
Hình 3. Mô tả quá trình truyền sóng khi sét đánh đỉnh 
cột 2 có treo CSV ở pha A 
Khi sét đánh vào đỉnh cột 2 điện áp sét sẽ được 
tản theo 3 hướng: 1- theo tiếp địa của cột 2 tản vào 
trong đất là Uc2, 2- theo DCS sang tiếp địa của hai cột 
lân cận 1 và 3 có độ lớn là Ucs21 và Ucs23, 3-qua CSV 
(nếu CSV làm việc) lan truyền trên dây pha sang 2 
cột lân cận là Ud21 và Ud23. Tại cột 3 điện áp sét trên 
dây chống sét lại được chia làm 3 phần: một phần đi 
xuống tiếp địa cột 3 (Uc3), 1 phần phản xạ lại cột 2 
(Ucs32) phần còn lại tiếp tục lan truyền sang cột lân 
cận 4 (Ucs34). Nếu coi tổn hao trên dây chống sét là 
không đáng kể, điện áp trên cột 3 có thể được biểu 
diễn bởi quan hệ: 
 Ucs23=Uc3+Ucs34-Ucs32 (1) 
Nếu ta cũng coi sóng lan truyền trên dây dẫn từ 
cột 2 sang cột 3 có tổn hao không đáng kể, hiệu điện 
thế trên cách điện của cột 3 lúc này sẽ là chênh lệch 
điện áp giữa điện áp trên dây dẫn tại cột 3 và điện áp 
trên đỉnh cột 3: 
 Ucđ3=Ud23-Uc3 (2) 
Lý luận tương tự đối với cột 1 ta cũng ước 
lượng được điện áp đặt lên cách điện cột 1. Ta biết 
rằng ở cột 3 không có CSV nên nếu Ucđ3 lớn hơn điện 
áp chịu đựng của cách điện, phóng điện có thể xảy ra 
trên cột 3 mặc dù sét không đánh trực tiếp vào cột 
này. Vì điện áp trên đỉnh cột 3 phụ thuộc vào trị số 
điện trở tiếp địa cột 3 và điện áp từ cột 2 lan truyền 
tới theo công thức (1), nên việc Ucđ3 có đủ lớn để gây 
ra phóng điện ở cột thứ 3 tùy thuộc vào tương quan 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 132 (2019) 016-021 
18 
trị số điện trở tiếp địa của cột 2 và cột 3. Tương tự 
như vậy ta có thể nhận thấy cách điện trên bất kỳ cột 
nào (cột 1, cột 4 v.v..) cũng có thể bị phóng điện mặc 
dù sét không đánh trực tiếp vào các cột này. 
2.2. Khi sét đánh dây pha 
Khi sét đánh trực tiếp vào dây pha tại cột 2, 
dòng điện sét lan truyền trên dây pha sang cột 3 và 
cột 1 (Ud23 và Ud21). Nếu CSV làm việc, một phần 
điện áp sét sẽ được tản xuống điện trở tiếp địa cột 2 
với giá trị Uc2, phần còn lại được tản sang các cột lân 
cận qua dây chống sét là Ucs21 và Ucs23 (hình 4). Điện 
áp trên cách điện tại cột 3 cũng được xác định theo 
công thức (2) giống như trường hợp sét đánh đỉnh 
cột. Vì thế phóng điện trên cột 3 hoặc cột 1 nơi không 
treo CSV hoàn toàn có thể xảy ra tùy thuộc vào tương 
quan giữa Rtđ2 và Rtđ3 hoặc Rtđ1. 
Hình 4. Mô tả quá trình truyền sóng khi sét đánh dây 
pha tại cột 2 có treo CSV tại pha A, CSV làm việc 
3. Mô hình tính toán và mô phỏng 
6m
17,5m
DCS
A
BC
5m
Hình 5. Kích thước cột 220kV loại Đ212A 
Trong bài báo này, cột và các thông số của một 
đường dây 220 kV một mạch điển hình trong lưới 
điện Việt Nam được sử dụng làm đối tượng nghiên 
cứu. Loại cột được sử dụng là cột dạng Đ212A (hình 
5), dây dẫn loại ACSR330/42- phân pha, DCS dùng 
loại PHLOX116, khoảng vượt 350 m. Đường dây 
truyền tải trong EMTP sử dụng mô hình phụ thuộc 
tần số J-Marti [8] với 1 dây chống sét và 3 dây pha. 
Mô hình các phần tử như nguồn sét, cột, dây dẫn, 
cách điện, tiếp địa cột, CSV đã được miêu tả trong 
[9,10]. 
4. Kết quả và thảo luận 
4.1. Trường hợp lắp 1CSV 
Hình 6 thể hiện điện áp trên các pha của cột 3 
khi sét đánh đỉnh cột 2 với dòng điện sét 147kA 
(1,2/50µs), Rtđ2 =10  và Rtđ3= 5 . Kết quả mô 
phỏng cho thấy trên cột 3 chỉ có phóng điện trên cách 
điện pha A, các pha khác không bị phóng điện. Như ở 
phần 2.1 đã giải thích, sự phóng điện này là do chênh 
lệch điện áp trên cách điện của cột 3 vượt quá khả 
năng chịu đựng của cách điện do dòng điện sét đi qua 
CSV chạy trên dây pha A sang cột 3 gây ra. 
Hình 6. Điện áp trên cách điện cột 2 và cột 3 khi 
CSV pha A của cột 2 làm việc, phóng điện xảy ra trên 
cách điện cột 3 
Mô phỏng cũng cho thấy khi điện trở tiếp địa 
cột 2 Rtđ2 > 10 Ω và dòng điện sét > 147kA, phóng 
điện luôn xảy ra trên các pha không lắp CSV của cột 
2 mà không phụ thuộc vào giá trị của Rtđ3. Phóng điện 
có xảy ra ở pha không lắp CSV (cột 2) và các pha của 
cột 3 hay không tùy thuộc thuộc vào giá trị điện trở 
tiếp địa Rtđ2, Rtđ3 và cường độ dòng điện sét. Ứng với 
mỗi giá trị Rtđ3, cặp giá trị dòng điện sét Is và điện trở 
của cột bị sét đánh Rtđ2 được chia làm 3 vùng (hình 
7). Xét trường hợp điện trở tiếp địa của cột lân cận 
Rtđ3 = 5, phóng điện sẽ xảy ra trên cách điện cột bên 
cạnh không lắp CSV nếu Is và Rtđ2 nằm trong vùng II 
của hình 7. Ở vùng I, không có phóng điện trên cách 
điện của bất kỳ cột nào mà chỉ có CSV của cột 2 làm 
việc. Khi Is và Rtđ2 nằm trong vùng III, phóng điện 
xảy ra trên cách điện của pha không lắp CSV của cột 
2 (cột bị sét đánh). 
Do sóng phản xạ từ cột bên cạnh trở lại làm cho 
điện áp đặt lên cách điện giảm xuống nên khả năng 
xảy ra phóng điện trên mỗi cột còn phụ thuộc vào 
chiều dài khoảng vượt (Lkv).Trên hình 8, khi Lkv tăng 
từ 100m đến 350m, dòng điện sét gây phóng điện 
giảm 15kA. Hiện tượng này là do khi khoảng vượt 
tăng từ 100m đến 350m tương đương với thời gian 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 132 (2019) 016-021 
19 
bắt đầu có sóng phản xạ quay về cột 3 từ cột lân cận 
sẽ tăng từ 0,67µs lên 2,3 µs (tốc độ truyền sóng lấy 
bằng tốc độ ánh sáng) làm cho Ucs23 càng giảm về 
phía đuôi sóng dẫn đến điện áp đặt lên cách điện của 
cột 3 Ucđ3 càng tăng, do đó ngưỡng dòng điện sét gây 
phóng điện giảm. Khi khoảng vượt tăng đến 400m 
hoặc hơn thì ngưỡng dòng sét gây phóng điện cột bên 
cạnh hầu như ít thay đổi dao động quanh giá trị 
147kA. Hiện tượng này là do điện áp phản xạ chỉ ảnh 
hưởng đến thời gian đuôi sóng của điện áp trên cách 
điện cột 3 nên hầu như không ảnh hưởng đến đặc tính 
phóng điện của cách điện nữa. 
Hình 7. Phân bố các vùng xảy ra phóng điện trên 
cách điện khi sét đánh vào cột 2, CSV cột 2 làm việc, 
khi Rtđ3 =5. Vùng I: không phóng điện, vùng II: 
phóng điện trên cách điện cột 3, vùng III: phóng điện 
trên cách điện cột 2 
Hình 8. Phân bố các vùng xảy ra phóng điện trên các 
pha không treo CSV khi thay đổi khoảng vượt, 
Rtđ2=10, Rtđ3=5 
4.2. Trường hợp lắp 2CSV 
Do số CSV tăng lên 2, ngưỡng dòng điện sét 
xảy ra phóng điện trên cách điện của cột lân cận cũng 
tăng lên (hình 9) so với trường hợp chỉ dùng 1 CSV. 
Chú ý rằng ngưỡng phóng điện này ứng với trường 
hợp cả 2 CSV trên cột 2 đều làm việc và phóng điện 
được ghi nhận ở pha A của cột 3. Mô phỏng cũng cho 
thấy với Rtđ2 > 18 Ω, dòng điện sét lớn hơn 130kA sẽ 
luôn gây phóng điện trên pha còn lại không lắp CSV 
của cột 2 với mọi giá trị Rtđ3. Ở dải Rtd2 này, vùng II 
sẽ bị biến mất và khi đó chỉ còn vùng I và III. 
Hình 9. Phân bố các vùng xảy ra phóng điện trên 
cách điện khi sét đánh vào cột 2, CSV cột 2 làm việc, 
khi Rtđ3 =5. 
Hình 10. Phân bố các vùng xảy ra phóng điện trên 
các pha không treo CSV khi thay đổi khoảng vượt, 
Rtđ2=10, Rtđ3=5 
Cũng giống như trường hợp lắp 1 CSV, khoảng 
vượt càng tăng thì ngưỡng chịu đựng dòng điện sét 
của cách điện cột 3 càng giảm do ảnh hưởng của sóng 
phản xạ giảm (hình 10). Mặc dù vậy, chênh lệch về 
dòng ngưỡng Is lớn hơn (23kA so với 15 kA) làm cho 
diện tích vùng II lớn hơn trường hợp chỉ có 1 CSV. 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 132 (2019) 016-021 
20 
4.3. Trường lắp 3 CSV 
Khi cột bị sét đánh lắp cả 3 CSV, không còn 
hiện tượng phóng điện trên cách điện của cột bị sét 
đánh nữa. Mặc dù vậy, phóng điện trên cột lân cận 
vẫn phụ thuộc vào điện trở tiếp địa của cột đó. Khi 
Rtđ3 của cột lân cận nhỏ để gây ra hiệu điện thế giữa 
dây pha và đỉnh cột Ucđ3 đủ lớn mới có thể gây ra 
phóng điện trên cách điện của cột 3. Khi Rtđ3 tăng lên, 
phóng điện không xảy ra ở cột lân cận nữa mà dòng 
sét sẽ tiếp tục được lan truyền ra các cột xa hơn rồi 
tổn hao hết trên các dây pha và dây chống sét. Trong 
trường hợp này đường đặc tính (Is, Rtđ2) chỉ còn 2 
vùng là vùng I và vùng II do vùng III không tồn tại 
nữa (hình 11). 
Hình 11. Phân bố các vùng xảy ra phóng điện trên 
cách điện khi sét đánh vào cột 2, CSV cột 2 làm việc, 
khi Rtđ3 =5. 
Đối với trường hợp này sự phụ thuộc của phóng 
điện trên cột lân cận vào khoảng vượt được chia làm 
3 dải, Lkv400m 
(hình 12). Khi khoảng vượt nhỏ hơn 200m, dòng 
ngưỡng gây phóng điện trên cột 3 giảm khi khoảng 
vượt tăng do ảnh hưởng của sóng phản xạ ở thời gian 
đầu sóng giống như các trường hợp sử dụng 1 CSV 
hoặc 2 CSV. Khi 200m<Lkv<400m, dòng ngưỡng 
không thay đổi do ảnh hưởng của sóng phản xạ cân 
bằng với tổn hao trên đường dây. Khi Lkv>400m, ảnh 
hưởng của sóng phản xạ gần như không đáng kể so 
với tổn hao do điện trở của dây dẫn gây ra. Do cả 3 
CSV cùng làm việc nên dòng điện sét chạy qua cột 
bên cạnh qua DCS hầu như không đáng kể. Do vậy 
hiện tượng phản xạ từ cột lận trở lại không còn đáng 
kể nữa. Điện áp trên cách điện của cột bên cạnh chủ 
yếu do dòng điện chạy trên dây dẫn tạo ra Ud23 gây ra. 
Mà Ud23 khi đến được cột 3 tổn hao càng nhiều nếu 
chiều dài khoảng vượt càng lớn. Điều này dẫn tới 
khoảng vượt càng tăng, dòng sét ngưỡng để xảy ra 
phóng điện trên cột 3 càng tăng. 
Hình 12. Phân bố các vùng xảy ra phóng điện trên 
các pha không treo CSV khi thay đổi khoảng vượt, 
Rtđ2=10, Rtđ3=5 
4.4. Trường hợp sét đánh dây pha 
Khi dòng sét đánh vào dây pha đủ lớn để CSV 
làm việc, dòng sét sẽ chủ yếu tản xuống tiếp địa tại 
chân cột và một phần nhỏ chạy trên dây pha sang cột 
lân cận cho dù với điện trở tiếp địa nào. Kết quả mô 
phỏng cho thấy trị số dòng điện ngưỡng gây phóng 
điện ở cột lân cận hầu như không bị ảnh hưởng bởi 
điện trở tiếp địa. Hình 13 trình bày kết quả tính toán 
dòng ngưỡng xảy ra phóng điện ở cột 3 đối với 
trường hợp lắp 1CSV ở pha A. Ta nhận thấy khi điện 
trở tiếp địa của cột thay đổi từ 5  đến 120  thì 
dòng ngưỡng chỉ tăng từ 7,2kA lên 7,5 kA. 
Hình 13. Quan hệ giữa dòng điện gây phóng điện cột 
3 khi sét đánh dây pha A với Rtđ3 thay đổi từ 10 đến 
100 
Tương tự như vậy, chiều dài của khoảng vượt 
cũng hầu như không ảnh hưởng đến giá trị dòng sét 
ngưỡng xảy ra phóng điện trên cách điện của cột lân 
cận (hình 14). Khi chiều dài khoảng vượt tăng từ 
100m đến 1200m thì dòng ngưỡng cũng chỉ tăng từ 
7,2kA đến 7,3kA. 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 132 (2019) 016-021 
21 
Lkv (m)
200 400 600 800 1000 1200
Is
 (
k
A
)
7.18
7.20
7.22
7.24
7.26
7.28
7.30
7.32
Hình 14. Quan hệ giữa dòng điện gây phóng điện cột 
3 theo chiều dài khoảng vượt khi sét đánh vào dây 
pha, Rtđ2=10, Rtđ3=5 
5. Kết luận 
 Lắp CSV rời rạc trên một vài vị trí cột được coi 
là nguy hiểm của đường dây hiệu quả nhất khi dùng 
để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào dây pha. Mà 
trường hợp này có xác suất xảy ra rất thấp đối với 
đường dây có treo dây chống sét. Khi dòng sét đánh 
vào dây pha quá lớn, mặc dù CSV ở vị trí cột bị sét 
đánh đã làm việc thì phóng điện ở cột lân cận vẫn có 
thể xảy ra. Trong trường hợp này, hiện tượng phóng 
điện ở cột lân cận không treo CSV hầu như không bị 
ảnh hưởng bởi trị số tiếp địa của cột. 
 Khi sét đánh đỉnh cột hoặc dây chống sét, CSV 
được lắp rời rạc trên các vị trí này sẽ bảo vệ được 
cách điện của vị trí đó. Mức độ bảo vệ của CSV tại 
cột đó có thể được chia làm 3 vùng: 
- Vùng I: Nếu dòng điện sét nhỏ, điện trở của cột có 
lắp CSV nhỏ thì CSV có thể không làm việc hoặc làm 
việc nhưng không có cách điện nào bị phóng điện. 
Không có sự cố phóng điện do sét và SSC của đường 
dây được cải thiện rõ rệt. 
- Vùng II: Nếu dòng điện sét đủ lớn để kết hợp với 
điện trở tại cột bị sét đánh thành một điểm trong vùng 
II, phóng điện sẽ xảy ra trên cột bên cạnh mặc dù sét 
không đánh trực tiếp vào cột này. Sự cố chỉ chuyển từ 
cột có lắp CSV sang cột không lắp CSV, SSC của 
đường dây không thay đổi hay việc lắp CSV không 
có hiệu quả. 
- Vùng III: Nếu dòng điện sét hoặc điện trở tại cột bị 
sét đánh quá lớn, phóng điện sẽ xảy ra trên cách điện 
không được lắp CSV của cột bị sét đánh trừ trường 
hợp tất cả các pha của cột bị sét đánh có lắp CSV. 
Mặc dầu vậy, hiện tượng xảy ra phóng điện ở cột bên 
cạnh vẫn xảy ra khi lắp 3 CSV ở cột bị sét đánh nếu 
dòng điện sét hoặc điện trở cột bị sét đánh đủ lớn. 
 Khoảng vượt cũng là yếu tố quan trọng ảnh 
hưởng đến khả năng phóng điện của cột lân cận 
không lắp CSV. Chính vì vậy, lắp CSV rời rạc chỉ đạt 
hiệu quả ở một dải trị số nhất định của điện trở tiếp 
địa và khoảng vượt. Ngoài các trị số này, lắp CSV rời 
rạc không làm cho suất cắt của đường dây thay đổi 
mà vị trí phóng điện chỉ chuyển từ cột này sang cột 
kia. Trong trường hợp đó cần thực hiện lắp đặt CSV 
liên tục trên một nhóm cột nhằm đảm bảo trị số SSC 
sau khi lắp CSV thực sự giảm. 
Tài liệu tham khảo 
[1] Tổng công ty truyền tải điện quốc gia (NPT), báo cáo 
số 4457/EVNNPT-KT, báo cáo công tác giảm thiểu 
sự cố có nguyên nhân do sét trên các đường dây 
220kV, 500kV, 2015. 
[2] IEEE, Guide for Improving the Lightning 
Performance of Transmission Lines, IEEE Standard 
1243–1997, 1997. 
[3] J. A. Tarchini and W. Gimenez, Line surge arrester 
selection to improve lightning performance of 
transmission lines, IEEE Bol. PnwerTech Conf, Bol. 
Italy (2003) 23-26 
[4] Y. A. Wahab, Z. Z. Abidin, and S. Sadovic, Line 
surge arrester application on the quadruple circuit 
transmission line, IEEE Bol. PowerTech Conf. Proc., 
vol. 3 (2003) 299-305. 
[5] R. Rashedin, S. Venkatesan, A. Haddad, H. Griffiths, 
and N. Harid, Lightning Performance of 275 kV 
Transmission, Univ. Power Eng. Conf, UPEC 2008. 
43rd Int (2008) 2-6. 
[6] T. H. Pham, S. A. Boggs, H. Suzuki, and T. Imai, 
Effect of externally gapped line arrester placement on 
insulation coordination of a twin-circuit 220 kv line, 
IEEE Trans. Power Delivery, vol. 27, no. 4 (2012) 
1991–1997. 
[7] IEEE Std C62.22™, IEEE Guide for the Application 
of Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating-
Current Systems, 2009. 
[8] Juan. A. Martinez, Ferley Castro-Aranda, Lightning 
Performance Analysis of Overhead Transmission 
Lines Using the EMTP, IEEE Trans. Power Delivery, 
vol. 20, no. 3 (2005), 2200-2010 
[9] Nam V Ninh, Thinh Pham, Top V. Tran, Coupling 
effect in transmission line submitted to lightning 
strikes, The 9th RCEEE 2016, Hanoi University of 
Science and Technology (2016) 20-24 
[10] Nam V Ninh, Thinh Pham, Top V. Tran, A Method 
to Improve Lightning Performance of Transmission 
Lines in High Footing Resistance Areas, 2017 
International Symposium on Electrical Insulating 
Materials (ISEIM), Toyohashi, Japan (2017) 761-764. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_hieu_qua_cua_lap_chong_set_van_roi_rac_tren_duong.pdf