Chống Sét Đường Tín Hiệu

Chống sét đường tín hiệu ngày nay được quan tâm do ngày càng nhiều thiết bị hư hỏng do sét lan truyền gây ra. Sét được sinh ra bất kỳ nơi, bất cứ lúc nào khi có hiện tượng mưa gió, giông bão, lốc xoáy … Dù không trực tiếp đánh vào các tòa nhà, công trình, nhà xưởng thì sét cũng gây ra các hậu quả nghiêm trọng. Trong phạm vi 2km từ vị trí phát sinh ra sét có thể làm hỏng các thiết bị vô tuyến, điện, điện tử, vi xử lý, PLC, Scadar, mạng truyền thông … nói chung là các thiết bị liên quan tới điện và điều khiển trong công nghiệp.

Như vậy, Chống sét đường tín hiệu không chỉ là nhu cầu hiện tại mà còn là điều bắt buộc cho các tủ điện được thiết kế chuyên nghiệp, an toàn. Chống sét đường tín hiệu 4-20mA, 0-10V, xung, Digital, mạng LAN, mạng Ethernet, Profibus, RS485, RS422, Mobus, Canbus … dần trở thành một điều không thể thiếu trong hệ thống điều khiển.

Có thể trước kia bạn không biết hoặc bạn chưa gặp phải các thiết bị hư hỏng do sét lan truyền gây ra vì thế mà các thiết bị chống sét đường tín hiệu chưa được quan tâm. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ các thiết bị chống sét ngày càng nhiều & đáp ứng hầu hết các yêu cầu về đường tín hiệu.

Vậy, các loại chống sét đường tín hiệu nào phải có trong hệ thống đo lường và điều khiển trong công nghiệp ? Trước tiên chúng ta cùng tìm hiểu sét lan truyền là gì mà chúng ta phải chống lại nó.

Sét lan truyền là gì?

Trước khi tìm các biện pháp chống sét thì chúng ta cần phải biết sét lan truyền là gì & tại sao nó lại gây ra nhiều hệ lụy mà rất nhiều người không biết tới. Lý do tại tại sao việc chống sét lan truyền lại quan trọng & được xem là một tiêu chuẩn bắt buộc phải có trong các công trình công nghiệp.

Sét lan truyền là gì?

Sét lan truyền là một hiện tượng sét không đánh trực tiếp vào các thiết bị điện, điện tử trong nhà hoặc trong các công trình công nghiệp nhưng các thiết bị điện, điện tử lại bị cháy hoặc hư hỏng.

Sét lan truyền có phạm vi hoạt động trong bán kính 2km từ vị trí xảy ra sét. Các hệ thống điện, điện tử có thể hoặc cháy hoàn toàn khi có sét xảy ra trong khu vực này mặc dù sét chỉ kéo dài vài micro giây.

Trong khoảng thời gian ngắn này điện áp của sét lên cao hàng nghìn Voltage ( V ) làm tăng điện áp của các thiết bị điện một cách đột ngột. Khi điện áp này vượt ngưỡng chịu đựng của thiết bị thì các bo mạch, linh kiện điện tử sẽ bị phá hủy. Đó chính là tác hại của sét lan truyền.

Dù sét ở rất xa ngôi nhà hay công trình của bạn thì nó cũng có thể làm hỏng các thiết bị điện bất kỳ lúc nào. Chính vì thế một thiết bị chống sét đường tín hiệu cho các công trình công nghiệp là không thể thiếu.

Thiết bị chống sét lan truyền là gì?

Thiết bị chống sét lan truyền còn được gọi tên tiếng Anh là Surge Protection Devices ( SPD ). Đây là một thiết bị được thiết kế ra nhằm bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp tăng đột ngột do sét gây ra.

Các thiết bị chống sét lan truyền nhằm hạn chế tối đa sự quá áp đột biến trên các đường dây bằng cách chuyển hướng điện áp xuống đất thông qua chân PE hay còn gọi là nối đất.

Các loại chống sét lan truyền đường tín hiệu

Chống sét lan truyền có rất nhiều loại khác nhau như :

– Chống sét lan truyền 1 pha

– Chống sét lan truyền 3 pha

– Chống sét lan truyền mạng Lan RJ45

– Chống sét lan truyền AC

– Chống sét lan truyền DC

– Chống sét lan truyền tín hiệu Analog 4-20mA, 0-10V

– Chống sét lan truyền tín hiệu Ditial, xung

– Chống sét lan truyền modbus RTU, Profinet, RS485, RS422, Ethernet …

Trong bài chia sẻ này mình sẽ giới thiệu thiết bị chống sét lan truyền đường tín hiệu 4-20mA, 0-10v, digital, xung, modbus RTU, modbus TCP-IP, Profinet, RS485, RS232, CAN bus, internbus remote bus …

Chống sét đường tín hiệu Analog 4-20mA K400CL

K400CL được thiết kế riêng cho đường tín hiệu 4-20mA. Thiết kế khá đơn giản với 2 terminal đầu vào là 5-7 và hai terminal đầu ra là 6-8 cho tín hiệu 4-20mA. Phần nối mass sẽ được tích hợp bên dưới DIN Rail của K400CL-1. Với thiết kế này chúng ta chỉ cần nối mass thanh Rail với tiếp địa là tất cả các thiết bị analog 4-20mA sẽ được truyền xuống đất khi có sét xảy ra.

Thông số kỹ thuật K400CL-1:

– Khu vực sử dụng : C1, C2, C3, D1

– Uc : 25VAC / 36VDC

– IIMP : 500A

– In : 350mA

– In ( 8 / 20 ) ms : 10kA

– Imax L-G : 20kA

– V ( L-N ) – ( L-G ) : < 60V / 650V

– Kích thước : 6,2 x 93 x 102,5 mm

– Chuẩn : IP65

– Thời gian đáp ứng : < 1ns

Như vậy K400CL được dùng để chống sét duy nhất cho tín hiệu 4-20mA. Việc kết nối đơn giản, dể sử dụng, thiết kế nhỏ gọn không chỉ giúp giảm thiểu tối đa thời gian tìm hiểu và còn tiết kiệm không gian lắp đặt trong tủ điện điều khiển.

Bộ chống sét tín hiệu Analog / Digital S400CL-1

S400CL-1 là một phiên bản nâng cấp của K400CL bởi nó dùng được cho cả Digital và Analog. Nếu tủ điện của chúng ta có nhiều loại tín hiệu Didital và Analog việc sữ dụng S400CL-1 sẽ đồng bộ toàn bộ các tín hiệu đầu vào. Từ đó chúng ta dễ dàng quản lý, kiểm tra các tín hiệu trước khi vào PLC.

Thông số kỹ thuật S400CL-1

– Hãng sản xuất : Seneca – Italy

– Model : S400CL-1

– Tín hiệu đầu vào – ra : 4-20mA / Xung / Digital

– Khu vực sử dụng : C1 / C2 / C3 / D1

– Nguồn 24Vdc

– Điện áp max 30Vdc / 21Vdc

– In : 5KA giữa 2 đầu input – output  / giữa input và đất

– Imax : 10KA giữa 2 đầu input – output  / giữa input và đất

– Kích thướt : 6,2 x 94,8 x 69,1 mm

– Terminal kết nối dây từ : 0,2…2.5mm2

– Thời gian đáp ứng 1ns

– Xung max 315mA

– Tần số : 6Mhz             

– Tiêu chuẩn CE

Nếu như tủ điện của bạn có nhiều tín hiệu Analog và Digital thì S400CL-1 sẽ giúp chúng ta đồng bộ thiết bị & tủ điện sẽ đẹp, chuyên nghiệp hơn. Đây là một thiết bị chống sét không thể thiếu trong các tủ điện chuyên nghiệp ngày nay.

Thiết bị chông sét tín hiệu mạng S400ETH-DSK

Thiết bị chống sét tín hiệu lan truyền mạng LAN RJ45 Model S400ETH-DSK được sử dụng cho các đường truyền mạng LAN, Ethernet trong các công trình dân dụng, công nghiệp, hệ thống camera sử dụng mạng Ethernet để truyền dẫn.

Thiết bị chống sét lan truyền mạng cần có thời gian đáp ứng nhanh. S400ETH-DSK có thời gian đáp ứng < 1ns với các tiêu chuẩn Class.D, CAT5 với tốc độ 1Gbit/s, có thể dùng chung có các PoE.

Khu vực sử dụng thiết bị chống sét S400ETH-DSK là B2 – C1 với khả năng chịu quá áp từ %Vdc lên tới 57Vdc / PoE+ trên đường truyền mạng.

Thông số kỹ thuật của S400ETH-DSK :

– Sản xuất tại : Seneca – Italy

– Tần số hoạt động : > 100Mhz

– Uc : < 5Vdc

– In : ≤ 1,5 A

– In ( 8/20 ): 350A
– Up : (Core-Core) ≤90 V (B2-1kV/25A) ≤ (Core- Ground) 700 V (B2-1kV/25A)
– Kích thước : 28 x 110 x 60
– Kết nối : RJ45
– Bảo vệ : Token Ring, ISDN, DS1, Ethernet, Power over Ethernet

– Thời gian đáp ứng : < 1ns
– Điện áp giới hạn : (core-core) ≤  35V / (Core-Ground) ≤ 700V

Như vậy, thiết bị chống sét lan truyền mạng S400ETH-DSK dùng để bảo vệ hệ thống mạng sử dụng cổng RJ45 trong các tòa nhà, tủ điện công nghiệp. S400ETH-DSK sản xuất theo tiêu chuẩn của Seneca – Ý dùng cho công nghiệp, không chỉ đáp ứng tốt cho hệ thống mạng công nghiệp mà còn dùng rất tốt cho hệ thống mạng tòa nhà, khu dân cư, biệt thự, nghỉ dưỡng … với tiêu chuẩn 5 sao.

Một thiết bị dù nhỏ ít được quan tâm nhưng nếu không sử dụng có thể gây thiệt hại nghiêm trọng cho hệ thống mạng của bạn. Sự gián đoạn đường truyền mạng, sửa chữa tiêu tốn nhiều chi phí gấp hàng chục lần so với việc bảo vệ hệ thống mạng một cách bài bản, đúng quy trình kỹ thuật.

Thiết bị chống sét lan truyền mạng công nghiệp S400NET

Trước đây, tôi rất hiếm khi thấy các thiết bị chống sét lan truyền được dùng cho hệ thống mạng công nghiệp. Cho tới khi các tín hiệu modbus RTU, Modbus TCP-IP, Can Open, RS485, RS422…bỗng dưng ngưng hoạt động sau một trận mưa lớn kèm sét tại một công trình xử lý nước thải.

Các anh em kỹ thuật gần như không hiểu tại sao các cảm biến vẫn hoạt động cho tín hiệu truyền về nhưng trung tâm lại không thể nhận được tín hiệu. Khi kiểm tra từng đầu nối tín hiệu mạng công nghiệp thì vẫn không bị vấn đề gì nhưng tín hiệu không thể nhận tại các đầu nối này.

Đây chính là dấu hiệu của sét lan truyền làm hỏng các linh kiện truyền thông khi có sét xảy ra. Dù hệ thống có trang bị cột thu lôi và các thiết bị chống sét khác nhưng đường truyền tín hiệu vẫn bị hư hỏng khi có sét xảy ra nếu không có một thiết bị chống sét mạng công nghiệp chuyên dụng.

Thiết bị chống sét lan truyền mạng công nghiệp S400NET được thiết kế chuyên dụng cho hệ thống truyền thông công nghiệp với các chuẩn : PROFIBUS DP, RS485, RS422, INTERBUS remote bus, CAN Bus, ModBUS RTU/ASCII/ TCP-IP.

Thông số kỹ thuật của S400NET:
– Sản xuất tại : Seneca – Italy
– Tần số hoạt động : 60Mhz
– Un: 5Vdc
– Uc : < 5,2Vdc / 3,6Vac
– In : ≤ 1,5 A
– In ( 8/20 ): 350A
– Up : (Core-Core) ≤ 45 V (C3-25A) /(Core-Ground) ≤ 45 V (C3- 25A)
– Vout : (core-core) ≤ 15V / (Core-Ground) ≤ 15 V
– Kích thước : 28 x 110 x 60
– Kết nối : RJ45
– Bảo vệ : PROFIBUS DP, RS485, RS422, INTERBUS remote bus, CAN Bus, ModBUS RTU/ASCII/ TCP-IP.
– Thời gian đáp ứng : < 1ns
– Điện áp giới hạn : (core-core) ≤  35V / (Core-Ground) ≤ 700V

Đối với các tín hiệu truyền thông như Modbus RTU, Modbus TCP-IP, RS485, RS422, Profibus, Can bus … cần được trang bị một thiết bị chống sét lan truyền mạng công nghiệp để đảm bảo tín hiệu không bị ảnh hưởng khi có sét xảy ra. Các đường truyền này thường chỉ dùng 2 dây và có thể kéo đi xa 1200m. Chỉ cần có sét xảy ra trong phạm vi truyền tín hiệu thì tín hiệu truyền về trung tâm có thể bị gián đoạn bất cứ lúc nào.

Việc tìm nguyên ngân, vị trí bị ảnh hưởng bởi sét lan truyền gây ra cho hệ thống mạng truyền thông công nghiệp còn phức tạp, tốn thời gian hơn rất nhiều so với các loại tín hiệu analog hoặc Digital. Bởi đường truyền mạng truyền thông công nghiệp được đi chung duy nhất trên một dây tín hiệu 2 lỏi, trong khi đó các tín hiệu Digital, analog lại đi độc lập trên từng tín hiệu.

Từ đây chúng ta thấy tầm quan trọng của bộ chống sét lan truyền tín hiệu mạng công nghiệp S400NET cho hệ thống sử dụng các loại tín hiệu như PROFIBUS DP, RS485, RS422, INTERBUS remote bus, CAN Bus, ModBUS RTU/ASCII/ TCP-IP. Tôi tin rằng với chia sẽ của mình sẽ giúp ích và thay đổi nhận thức của các anh em thiết kế hệ thống điện, điều khiển trong công nghiệp.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 0978.79.55.66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn