Chống sét lan truyền cho đèn LED nhà xưởng là việc bảo vệ driver đèn khỏi xung điện áp cao lan theo đường dây nguồn khi sét đánh gần hoặc lưới điện đóng cắt, bằng cách chọn driver có mức chịu xung đủ cao và lắp thêm thiết bị chống sét lan truyền (SPD) cho tủ điện chiếu sáng khi cần. Xung sét lan truyền là nguyên nhân phổ biến làm chết driver hàng loạt, nên hiểu khi nào cần SPD giúp bạn tránh cả hai sai lầm: bỏ qua và lắp thừa.
Đèn LED nhà xưởng treo trên cao, chạy dây dài dọc mái tôn rộng, rất dễ hứng xung điện áp cảm ứng khi có giông sét. Một cú sét gần đó có thể phá driver cả dãy đèn trong tích tắc. Bài này giải thích cơ chế, cách đọc mức chịu xung của driver, và khung quyết định khi nào nên lắp SPD riêng.
Sét lan truyền là gì và khác gì sét đánh trực tiếp?
Sét lan truyền là xung quá áp thoáng qua lan theo dây nguồn hoặc dây tín hiệu, sinh ra do sét đánh xuống gần công trình tạo cảm ứng lên đường dây, hoặc do thao tác đóng cắt tải lớn trên lưới. Nó khác với sét đánh trực tiếp, là khi dòng sét chạy thẳng vào công trình và phải xử lý bằng kim thu sét cùng hệ tiếp địa.
Với hệ chiếu sáng, mối đe dọa thường trực là sét lan truyền chứ không phải sét đánh thẳng. Xung này chỉ kéo dài phần triệu giây nhưng điện áp có thể lên vài nghìn vôn, đủ phá linh kiện bán dẫn trong driver. Xung do đóng cắt lưới xảy ra cả khi trời không mưa, nên đây là rủi ro quanh năm.
Vì sao xung sét là kẻ giết driver đèn LED nhà xưởng?
Vì driver là phần nhạy cảm nhất trong bộ đèn. Driver chứa linh kiện bán dẫn và tụ điện, được bảo vệ xung bằng một linh kiện gọi là MOV. Khi xung vượt ngưỡng MOV chịu được, nó xuyên qua và phá tụ cùng bán dẫn, làm driver chết dù chip LED vẫn còn tốt.
Đây là lý do nhiều dàn đèn hỏng cùng lúc sau một trận giông: không phải chip kém, mà driver không đỡ nổi xung. Chọn đèn nên nhìn vào mức chịu xung của driver, không chỉ nhìn công suất và quang thông.
Đọc mức chịu xung 4kV, 6kV, 10kV của driver thế nào?
Mức chịu xung của driver được thử theo IEC 61000-4-5, chia thành các cấp theo điện áp xung đặt vào:
| Cấp thử IEC 61000-4-5 | Điện áp xung | Ý nghĩa thực tế |
|---|---|---|
| Level 1 | 0,5 kV | môi trường được bảo vệ tốt |
| Level 2 | 1,0 kV | dân dụng nhẹ |
| Level 3 | 2,0 kV | công nghiệp thường |
| Level 4 | 4,0 kV | công nghiệp khắc nghiệt |
Driver dân dụng thường chịu 2,5 đến 4 kV. Theo khuyến nghị của các hãng đèn và driver công nghiệp, driver dùng cho nhà xưởng nên chịu tối thiểu 6 kV, ưu tiên 10 kV ở khu gần thiết bị nặng hoặc vùng hay giông sét. Đây là khuyến nghị ngành để có dư biên, không phải con số bắt buộc trong tiêu chuẩn. Một số hãng driver công bố mức chịu xung chế độ vi sai (giữa các dây nguồn) 6 kV và chế độ chung (giữa dây nguồn với đất) tới 10 kV, vượt Level 4.
SPD là gì? Phân biệt Type 1, Type 2 và Type 3
SPD là thiết bị chống sét lan truyền lắp vào tủ điện, dẫn xung xuống đất trước khi nó tới tải. Theo IEC 61643-11, SPD hạ áp chia ba loại theo vị trí và khả năng:
- Type 1: lắp ở tủ tổng đầu vào công trình có hệ thu sét trực tiếp, chịu dòng xung sóng 10/350µs lớn.
- Type 2: lắp ở tủ phân phối, chịu dòng xung sóng 8/20µs, là loại phổ biến bảo vệ tủ chiếu sáng.
- Type 3: lắp gần tải nhạy cảm, cho mức bảo vệ dư thấp, thường dùng kết hợp sau Type 2.
Với tủ điện chiếu sáng nhà xưởng, loại thường dùng là Type 2 hoặc loại kết hợp Type 2 và Type 3. POTECH cung cấp module SPD DONE DL-B20P-SPD phân loại Type 2 và 3, dòng phóng danh định 10 kA, mức bảo vệ dư Up không quá 1,5 kV, tham khảo tại trang SPD DONE DL-B20P-SPD.
Uc, In và Up nghĩa là gì và vì sao Up quyết định đèn có sống?
Khi chọn SPD, ba thông số cần đọc trước tiên:
- Uc: điện áp làm việc liên tục tối đa mà SPD chịu được mà không dẫn, phải cao hơn điện áp lưới danh định để không lão hóa sớm.
- In: dòng phóng danh định, đo bằng kA, cho biết dòng xung SPD dẫn được nhiều lần liên tiếp mà không hỏng.
- Up: mức bảo vệ điện áp dư, là điện áp còn lại đặt lên tải sau khi SPD cắt xung.
Trong ba số này, Up quyết định trực tiếp đèn có sống hay không. SPD dù dòng phóng lớn nhưng Up cao thì phần điện áp dư vẫn có thể vượt mức chịu xung của driver. Nguyên tắc là chọn SPD có Up thấp hơn mức chịu xung của driver, để driver luôn nằm trong vùng an toàn.
Khi nào nhà xưởng của bạn nên lắp SPD riêng cho hệ chiếu sáng?
Không phải hệ đèn nào cũng cần SPD ngoài, nhưng nên lắp khi rơi vào một hoặc nhiều tình huống sau:
- Nhà xưởng ở vùng hay giông sét, nhất là mái tôn diện rộng thu cảm ứng mạnh.
- Lưới điện không ổn định, hay đóng cắt tải lớn, từng có sự cố mất trung tính đẩy điện áp lên cao.
- Driver đèn chỉ chịu xung mức thấp, khoảng 2 đến 4 kV.
- Điều khoản bảo hành của hãng đèn yêu cầu lắp SPD mới giữ hiệu lực.
Ngay cả khi driver đã ghi mức chịu 6 đến 10 kV, vẫn có lý do lắp SPD ngoài: linh kiện chống xung trong driver suy giảm dần sau mỗi lần chịu tải và chỉ đỡ được số lần hữu hạn, còn sự cố mất trung tính có thể đẩy áp vượt xa mọi ngưỡng. SPD ngoài gánh phần lớn xung, kéo dài tuổi thọ driver. Ngược lại, xưởng nhỏ trong khu lưới ổn định, ít giông sét, dùng driver chịu xung cao thì có thể chưa cần.
Lắp SPD Type mấy, ở vị trí nào và đấu ra sao?
Với hệ chiếu sáng nhà xưởng, cách bố trí gọn là lắp SPD Type 2 tại tủ phân phối cấp cho hệ đèn, thêm Type 3 gần tủ đèn nếu cần bảo vệ dư thấp hơn. Vài quy tắc đấu nối quyết định hiệu quả:
- Đấu SPD song song với đường nguồn, không đấu nối tiếp tải.
- Giữ tổng chiều dài dây đấu, gồm dây tới SPD và dây xuống thanh nối đất, càng ngắn càng tốt, theo hướng dẫn lắp đặt thường lấy dưới 0,5 m, để không làm tăng điện áp dư thực tế.
- Lắp aptomat hoặc cầu chì bảo vệ phía trước SPD, để khi SPD hỏng ở trạng thái ngắn mạch không gây cháy nổ.
- Hệ tiếp địa phải đạt chuẩn thì SPD mới thoát xung hiệu quả.
Việc chọn thông số và đấu nối nên do kỹ sư điện tính theo cấp điện áp và dòng xung dự kiến của công trình, chiếu theo IEC 61643-11 cho SPD, IEC 62305 cho chống sét công trình và TCVN 9385:2012 cho tiêu chuẩn Việt Nam.
Chọn giải pháp chống sét cho đèn nhà xưởng POTECH
POTECH tư vấn theo hai lớp: chọn đèn LED nhà xưởng dùng driver Mean Well có mức chịu xung cao, và lắp thêm SPD cho tủ chiếu sáng ở công trình có rủi ro sét. Cách này bảo vệ cả dàn đèn với chi phí nhỏ ở tủ điện, tránh thay driver hàng loạt sau mỗi mùa giông. Xem dải sản phẩm tại đèn LED nhà xưởng.
Câu hỏi thường gặp về chống sét lan truyền cho đèn LED
Đèn LED đã ghi chịu xung 6kV thì có cần lắp SPD nữa không?
Tùy rủi ro khu vực. Mức chịu xung của driver chỉ đỡ được số lần hữu hạn và linh kiện chống xung suy giảm dần, nên ở vùng hay giông sét hoặc lưới không ổn định vẫn nên lắp SPD ngoài để gánh phần lớn xung. Xưởng nhỏ lưới ổn định thì có thể chưa cần.
Lắp SPD Type mấy cho tủ điện chiếu sáng nhà xưởng?
Thường là Type 2 tại tủ phân phối cấp cho hệ đèn, thêm Type 3 gần tủ đèn nếu cần mức bảo vệ dư thấp hơn. Type 1 chỉ cần ở đầu vào công trình có kim thu sét trực tiếp.
Thông số nào của SPD quan trọng nhất với đèn?
Là Up, mức bảo vệ điện áp dư. Cần chọn SPD có Up thấp hơn mức chịu xung của driver, vì phần điện áp dư này mới là thứ đặt lên đèn sau khi SPD cắt xung.
