Chống Sét Van Là Gì? LA Trung Thế Khác SPD Hạ Áp Thế Nào

Chống sét van là gì? Chống sét van (LA – Lightning Arrester, còn gọi là surge arrester) là thiết bị hạn chế quá điện áp trên lưới trung, cao thế. Ở điện áp làm việc, nó gần như là vật cách điện; khi có sóng quá áp do sét hoặc do đóng cắt, khối oxit kim loại bên trong dẫn điện mạnh, xả dòng xuống đất và giữ điện áp trên thiết bị ở mức an toàn. Chống sét van trung thế theo IEC 60099-4 khác hẳn thiết bị chống sét lan truyền SPD trong tủ điện nhà bạn.

Bài này giải thích cấu tạo, cách đọc các thông số Uc, Ur, In trên nhãn, trả lời câu hỏi lưới 22 kV dùng chống sét van 18 kV hay 24 kV, và những điểm cần kiểm tra định kỳ.

Chống Sét Van Là Gì? Vai Trò Của LA Trên Lưới Điện

Mục lục

Tiêu chuẩn IEC 60099-4:2014 áp dụng cho chống sét van dùng điện trở oxit kim loại phi tuyến, không có khe hở phóng điện, lắp trên mạch xoay chiều có điện áp hệ thống trên 1 kV. Đây là loại LA gần như duy nhất được lắp mới hiện nay.

Trên lưới điện trung thế, LA làm hai việc chính:

Hạn chế quá điện áp do sét đánh vào hoặc gần đường dây lan truyền tới thiết bị.
Hạn chế quá điện áp thao tác khi đóng cắt máy cắt, cầu dao.

Thiết bị được bảo vệ thường là máy biến áp phân phối, đầu cáp ngầm, máy cắt, recloser và cầu dao phụ tải. Vị trí của LA trên cột điện được minh họa trong bài thiết bị trên đường dây trung thế.

Chống Sét Van Khác SPD, Kim Thu Sét Thế Nào?

Nhiều người gọi chung mọi thứ là “chống sét”, nhưng mỗi thiết bị làm một việc khác nhau:

Thiết bị	Cấp điện áp, vị trí	Nhiệm vụ	Tiêu chuẩn
Chống sét van (LA)	Lưới trung, cao thế (trên 1 kV)	Hạn chế quá áp trên đường dây, bảo vệ máy biến áp, cáp	IEC 60099-4
Chống sét lan truyền SPD	Hạ áp đến 1.000 V, trong tủ điện	Bảo vệ thiết bị điện, điện tử trong nhà, xưởng	IEC 61643-11
Kim thu sét	Mái công trình	Thu sét đánh thẳng, dẫn xuống đất	TCVN 9385:2012
Chống sét có khe hở thế hệ cũ (SiC)	Lưới trung thế cũ	Như chống sét van nhưng dùng khe hở phóng điện	Đang được thay dần

Nếu bạn quan tâm bảo vệ tivi, modem, thiết bị trong nhà, hãy đọc bài chống sét cho thiết bị điện về SPD hạ áp. LA trên cột điện không thay được SPD trong nhà, và ngược lại.

Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động

Khối Oxit Kẽm Không Khe Hở

Bên trong vỏ là chồng đĩa điện trở oxit kim loại, chủ yếu là oxit kẽm (ZnO). Đặc tính điện áp – dòng điện của khối này rất phi tuyến: ở điện áp làm việc, dòng rò qua nó chỉ cỡ mili ampe và chủ yếu là dòng điện dung. Tài liệu của Siemens nêu ví dụ tổng dòng rò khoảng 0,75 mA đỉnh, trong đó thành phần trở chỉ khoảng 55 µA. Khi có sóng sét, điện trở giảm mạnh, LA dẫn hàng nghìn ampe xuống đất trong vài micro giây rồi tự trở lại trạng thái cách điện.

Vì Sao Loại Có Khe Hở Đã Lỗi Thời?

Loại silic cacbua (SiC, thợ quen gọi vilit) cần khe hở phóng điện nối tiếp, phản ứng chậm hơn và đặc tính kém ổn định. Theo tài liệu của Siemens, LA lắp mới hiện nay gần như toàn bộ là loại oxit kim loại không khe hở; loại SiC vẫn còn trên lưới nhưng là thế hệ cũ.

Bộ Tách Và Vỏ Silicone

LA phân phối thường có bộ tách (disconnector) ở chân nối đất. Khi LA hỏng, bộ tách bật ra, cắt nó khỏi lưới để tránh sự cố chạm đất kéo dài và cho thấy bằng mắt là thiết bị đã hỏng. Vỏ ngoài bằng silicone hoặc polymer, nhẹ và không vỡ vụn như vỏ sứ.

Đọc Thông Số Trên Nhãn Chống Sét Van

Uc (MCOV): điện áp làm việc liên tục lớn nhất mà LA chịu được lâu dài.
Ur – điện áp định mức: thể hiện khả năng chịu quá áp tạm thời, thử trong 10 giây; thường Ur xấp xỉ 1,25 lần Uc.
In – dòng phóng điện danh định: dạng sóng 8/20 µs, phổ biến 10 kA ở lưới phân phối.
Điện áp dư: điện áp trên LA khi dòng In chạy qua, chính là mức bảo vệ.
Lớp (class): IEC 60099-4:2014 chia lớp cho lưới phân phối và cho trạm, ví dụ DH, SL; bản 2014 bỏ “cấp phóng điện đường dây”, thay bằng các thông số năng lượng như Qrs, Wth.

Ví dụ từ catalog LA phân phối Eaton UHS lớp DH, In 10 kA:

Ur	Uc	Điện áp dư tại 10 kA
18 kV	15,3 kV	59,6 kV
24 kV	19,5 kV	73,1 kV

Hệ Số 1,4 Giữa Thiết Bị Và Chống Sét Van

Tài liệu của Siemens khuyến nghị mức chịu xung sét (BIL) của thiết bị được bảo vệ nên cao hơn mức bảo vệ của chống sét van ít nhất 1,4 lần. Ví dụ máy biến áp có BIL 125 kV thì mức bảo vệ của LA, tính cả sụt áp trên dây nối, nên dưới khoảng 89 kV.

Lưới 22 kV Dùng Chống Sét Van 18 kV Hay 24 kV?

Câu trả lời nằm ở Uc chứ không chỉ ở Ur. Theo hướng dẫn của Siemens:

Lưới có trung tính nối đất hiệu quả: Uc ≥ 1,05 × Us / √3.
Lưới trung tính cách ly hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang: Uc = Us, vì sự cố chạm đất có thể kéo dài trên 30 phút.

Lưới 22 kV ở Việt Nam có trung tính nối đất trực tiếp. Với điện áp cao nhất của hệ thống Us = 24 kV, Uc tối thiểu là 1,05 × 24 / √3 ≈ 14,5 kV. Loại Ur 18 kV của Eaton có Uc 15,3 kV nên đạt yêu cầu. Vì vậy khi so sánh hai hãng, hãy đọc Uc trên catalog, đừng chỉ nhìn con số 18 kV hay 24 kV.

Với lưới 35 kV trung tính cách ly, Uc phải lấy bằng điện áp dây cao nhất của hệ thống, nên LA cho lưới này có Ur cao hơn nhiều. Ngoài ra, EVN có tiêu chuẩn cơ sở TCCS 13:2021/EVN cho chống sét van 22, 35 và 110 kV; khi lắp trên lưới điện lực, cần theo đúng yêu cầu kỹ thuật của đơn vị quản lý lưới.

Lắp Chống Sét Van Ở Đâu Cho Đúng?

Đầu cực máy biến áp phân phối: càng gần càng tốt.
Đầu cáp ngầm: nơi đường dây nổi chuyển xuống cáp ngầm.
Thiết bị đóng cắt: recloser, cầu dao phụ tải ở vùng hay có sét.

Dây nối càng ngắn, càng thẳng càng tốt. Dây dẫn có điện cảm khoảng 1 µH mỗi mét; với dòng sét tăng 10 kA mỗi micro giây, 10 m dây nối sinh thêm khoảng 100 kV đặt lên thiết bị. Đó là lý do LA đặt xa máy biến áp gần như vô tác dụng.

Chống sét van thường đứng cạnh cầu chì tự rơi FCO ở trạm biến áp treo. Thứ tự lắp giữa hai thiết bị theo thiết kế chuẩn của từng điện lực.

Tiếp Địa Cho Chống Sét Van

Toàn bộ dòng sét đi qua LA rồi xuống đất, nên hệ thống tiếp địa quyết định hiệu quả bảo vệ. Dây tiếp địa phải đủ tiết diện, đi thẳng, ít uốn cong và nối chung với tiếp địa vỏ máy biến áp theo thiết kế. Trị số điện trở nối đất phải đạt theo thiết kế và quy phạm trang bị điện hiện hành, đo kiểm tra định kỳ, nhất là trước mùa mưa bão.

Kiểm Tra Định Kỳ Và Dấu Hiệu Hỏng

Quy chuẩn kiểm định trang thiết bị hệ thống điện QCVN QTĐ-5:2009/BCT (Điều 38) yêu cầu điện trở cách điện của chống sét van ở mạch chính không nhỏ hơn 1.000 MΩ khi đo bằng megomet 1.000 V, đế cách điện không nhỏ hơn 2 MΩ khi đo bằng megomet 500 V. Về chu kỳ, Điều 58 của quy chuẩn nêu “chu kỳ ngắn nhất phải được giới hạn trong vòng ba năm”. Khi lập kế hoạch, nên đối chiếu thêm văn bản hiện hành.

Ngoài đo cách điện, đo dòng rò thành phần trở là cách phát hiện sớm khối ZnO xuống cấp: thành phần này, nhất là sóng hài bậc 3, tăng dần khi LA lão hóa.

Dấu hiệu nhìn bằng mắt:

Bộ tách đã bật, dây nối đất treo lủng lẳng dưới chân LA.
Vỏ nứt, phồng, cháy xém hoặc có vết phóng điện.
Đã có sự cố chạm đất hoặc mất điện kéo dài sau giông sét.

Thay chống sét van là công việc trên lưới trung thế: chỉ Điện lực hoặc đơn vị được giao quản lý vận hành thực hiện, sau khi cắt điện, kiểm tra không còn điện và tiếp địa theo QCVN 25:2025/BCT.

Câu Hỏi Thường Gặp

Chống sét van là gì, LA là viết tắt của gì?

LA là viết tắt của Lightning Arrester, tiếng Việt là chống sét van. Đây là thiết bị hạn chế quá điện áp lắp trên lưới trung, cao thế, thường ở đầu cực máy biến áp và đầu cáp ngầm. Tài liệu quốc tế hiện nay hay dùng tên surge arrester, vì thiết bị bảo vệ cả quá áp do sét lẫn quá áp do đóng cắt.

Chống sét van khác SPD thế nào?

Chống sét van (LA) lắp trên lưới trung, cao thế trên 1 kV, theo IEC 60099-4, bảo vệ máy biến áp và đường dây. SPD là thiết bị chống sét lan truyền hạ áp đến 1.000 V theo IEC 61643-11, lắp trong tủ điện để bảo vệ thiết bị trong nhà, xưởng. Hai thiết bị bổ trợ cho nhau, không thay thế nhau được.

Lưới 22 kV dùng chống sét van 18 kV hay 24 kV?

Lưới 22 kV ở Việt Nam có trung tính nối đất trực tiếp, nên Uc tối thiểu khoảng 1,05 × 24 / √3 ≈ 14,5 kV. Nhiều chống sét van Ur 18 kV có Uc đạt mức này, ví dụ loại của Eaton có Uc 15,3 kV. Quan trọng là đọc Uc trên catalog và theo yêu cầu kỹ thuật của đơn vị quản lý lưới, không chỉ nhìn con số Ur.

Con số 10 kA trên chống sét van nghĩa là gì?

10 kA là dòng phóng điện danh định In, đo bằng xung dòng dạng 8/20 µs. Ở dòng này, nhà sản xuất công bố điện áp dư, tức mức điện áp tối đa đặt lên thiết bị được bảo vệ. Ví dụ chống sét van Eaton Ur 18 kV có điện áp dư 59,6 kV tại 10 kA. Điện áp dư càng thấp, bảo vệ càng tốt.

Vì sao chống sét van bị nổ hoặc hỏng?

Nguyên nhân thường gặp là quá áp tạm thời kéo dài vượt khả năng chịu đựng, ví dụ chọn Uc quá thấp so với chế độ nối đất của lưới, năng lượng sét vượt quá mức thiết kế, ẩm lọt vào bên trong hoặc khối ZnO lão hóa sau nhiều năm. Đo cách điện và dòng rò định kỳ giúp phát hiện sớm trước khi hỏng.

Kết Luận

Tóm lại, chống sét van là gì? Đó là “van xả” quá áp của lưới trung thế: bình thường cách điện, khi có sét thì dẫn dòng xuống đất. Ba điểm cần nhớ: phân biệt rõ với SPD hạ áp, chọn theo Uc phù hợp chế độ nối đất của lưới, và lắp sát thiết bị cần bảo vệ với dây nối ngắn, tiếp địa tốt.