QCVN 32:2020/BTTTT quy chuẩn về chống sét cho các trạm viễn thông

QCVN 32:2020/BTTTT

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHỐNG SÉT CHO CÁC TRẠM VIỄN THÔNG VÀ MẠNG CÁP NGOẠI VI VIỄN THÔNG

National technical regulation on lightning protection for telecommunication stations and outside cable network

Lời nói đầu

QCVN 32:2020/BTTTT thay thế QCVN 32:2011/BTTTT

Các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp tính trong QCVN 32:2020/BTTTT được xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn IEC 62305 phần 1, 2, 3 (2010), và các Khuyến nghị K.39 (1996), K.40 (2018) và K.47 (2012) của ITU-T.

QCVN 32:2020/BTTTT do Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Vụ Khoa học và Công nghệ trình duyệt, Bộ Khoa học và công nghệ thẩm định, Bộ Thông tin và Truyền thông ban hành kèm theo Thông tư số 16/2020/TT-BTTTT ngày 17 tháng 7 năm 2020 của Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông.

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHỐNG SÉT CHO CÁC TRẠM VIỄN THÔNG VÀ MẠNG CÁP NGOẠI VI VIỄN THÔNG

National technical regulation on lightning protection for telecommunication stations and outside cable network

1. QUY ĐỊNH CHUNG

1.1. Phạm vi điều chỉnh

Quy chuẩn này được áp dụng cho các trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông nhằm hạn chế các thiệt hại do sét gây ra, đảm bảo an toàn cho con người và khả năng cung cấp dịch vụ viễn thông và dịch vụ ứng dụng viễn thông.

Trạm viễn thông trong quy chuẩn này bao gồm các công trình sau:

- Trung tâm chuyển mạch, truyền dẫn;

- Trung tâm dữ liệu;

- Trạm thu phát sóng vô tuyến điện cố định sử dụng trong nghiệp vụ vô tuyến điện cố định, thông tin di động, hàng không, hàng hải, dẫn đường, định vị, vệ tinh, phát chuẩn, nghiệp dư;

- Đài phát thanh, đài truyền hình.

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia này quy định:

- Rủi ro thiệt hại cho phép do sét gây ra đối với trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông;

- Phương pháp tính toán tần suất thiệt hại do sét gây ra đối với trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông;

- Các biện pháp chống sét bảo vệ trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông.

1.2. Tài liệu viện dẫn

• QCVN 9:2016/BTTTT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếp đất cho các trạm viễn thông.
• TCVN 8071:2009, Công trình viễn thông - Quy tắc thực hành chống sét và tiếp đất.

1.3. Giải thích từ ngữ và chữ viết tắt

1.3.1. Diện tích rủi ro (risk area)

Diện tích của miền bao quanh công trình viễn thông, khi sét đánh vào diện tích này có thể gây nguy hiểm cho công trình viễn thông.

1.3.2. Dòng sét (lightning current)

Xung dòng điện dải tần số thấp, xuất hiện không có chu kỳ nhất định, tăng vọt đến giá trị đỉnh, rồi giảm xuống đến giá trị không. Các đặc trưng của dòng sét là:

- Giá trị đỉnh (biên độ) xung, I;

- Thời gian sườn trước đạt giá trị đỉnh, T1;

- Thời gian sườn sau giảm đến nửa giá trị đỉnh, T2;

- Dạng sóng dòng xung, T1/T2;

Hình 1 trình bày dạng sóng dòng sét chuẩn và cách xác định các thông số dòng sét.

1.3.3. Điện áp xung (surge voltage)

Điện áp xung có các đặc điểm đặc trưng theo cách tương tự như dòng xung. Hình 2 trình bày dạng sóng điện áp sét chuẩn và cách xác định các thông số điện áp sét.

1.3.4. Dòng gây hư hỏng (cho cáp) (failure current (for cable))

Dòng sét nhỏ nhất gây hư hỏng cho cáp viễn thông, gây ra gián đoạn dịch vụ.

1.3.5. Dòng đánh thủng vỏ (cáp) (sheath breakdown current (cable))

Dòng điện nhỏ nhất chạy trong vỏ kim loại của cáp, gây ra điện áp đánh xuyên giữa các thành phần kim loại trong lõi cáp và vỏ kim loại cáp, dẫn đến hư hỏng cáp.

1.3.6. Dòng thử (test current)

Dòng điện nhỏ nhất chạy trong vỏ kim loại của cáp, gây ra hư hỏng cho cáp do các tác động cơ hoặc nhiệt.

1.3.7. Dòng điện mối nối (đối với cáp quang) (electric current junction)

Dòng điện nhỏ nhất chạy trong các thành phần kết nối của cáp quang, gây ra hư hỏng cho cáp do các tác động của cơ hoặc nhiệt.

1.3.8. Điện áp đánh thủng (breakdown voltage)

Điện áp xung đánh thủng giữa các thành phần kim loại trong lõi cáp và vỏ kim loại của cáp.

1.3.9. Mạng cáp ngoại vi viễn thông (outside telecommunication cable network)

Bộ phận của mạng viễn thông chủ yếu nằm bên ngoài trạm viễn thông, bao gồm tất cả các cáp viễn thông được treo nổi, chôn trực tiếp, đi trong cống bể, đi trong các đường hầm.

1.3.10. Mật độ sét (ground flash density)

Số lần sét đánh xuống một đơn vị diện tích mặt đất trong một năm (lấy bằng 1 km2).

1.3.11. Mức Keraunic (Keraunic level)

Giá trị ngày dông trung bình trong một năm, lấy từ tổng số ngày dông trong một chu kỳ hoạt động 12 năm liên tục của mặt trời, tại một trạm quan trắc khí tượng.

1.3.12. Ngày dông (thunderstorm day)

Ngày mà về đặc trưng khí tượng, người quan trắc có thể nghe rõ tiếng sấm.

1.3.13. Sét (lightning)

Hiện tượng phóng điện có tia lửa kèm theo tiếng nổ trong không khí, nó có thể xảy ra bên trong đám mây, giữa hai đám mây mang điện tích trái dấu hoặc giữa đám mây tích điện với đất. Các công trình viễn thông trong quá trình khai thác, chịu tác động của sét như sau:

- Tác động do sét đánh trực tiếp: là tác động của dòng sét đánh trực tiếp vào công trình viễn thông;

- Tác động do sét lan truyền và cảm ứng: là tác động thứ cấp của sét do các ảnh hưởng tĩnh điện, điện từ, ghép điện từ...

1.3.14. Tần suất thiệt hại (number of damages due to flashes)

Số lần sét đánh trung bình hàng năm gây thiệt hại cho công trình viễn thông.

1.3.15. Thiết bị bảo vệ xung (surge protective device)

Thiết bị hạn chế quá áp đột biến và rẽ hướng các dòng xung.

1.3.16. Trở kháng truyền đạt (trở kháng ghép) của vỏ che chắn kim loại của cáp (metal shielded external, communication cables transfer impedance)

Trở kháng truyền đạt (trở kháng ghép) của vỏ che chắn kim loại của cáp là tỉ số giữa điện áp sụt từ mặt trong ra mặt ngoài vỏ che chắn kim loại của cáp trên toàn bộ dòng điện chảy trong vỏ che chắn kim loại.

1.3.17. Vùng chống sét (lightning protection zone)

Vùng được phân chia trong một khu vực trạm viễn thông, được đặc trưng bởi mức độ khắc nghiệt của trường điện từ và ảnh hưởng do sét gây nên.

1.3.18. Xác suất thiệt hại (damage probability)

Xác suất một lần sét đánh gây thiệt hại cho trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông.

1.3.19. Rủi ro (R) (Risk)

Giá trị trung bình có thể có của tổn thất hàng năm (về con người và dịch vụ) do sét, tương ứng với tổng giá trị (về con người và dịch vụ) của đối tượng được bảo vệ.

1.3.20. Rủi ro chấp nhận được (RT) (tolerable risk of damages)

Giá trị rủi ro lớn nhất có thể chấp nhận được đối với đối tượng được bảo vệ.

1.3.21. Mức bảo vệ chống sét (LPL) (Lightning Protection Level)

Con số liên quan đến một tập hợp các tham số dòng sét tương ứng với xác suất mà các giá trị thiết kế lớn nhất và nhỏ nhất sẽ không bị vượt quá trong hiện tượng sét đánh tự nhiên.

1.3.22. Các biện pháp bảo vệ (protective solutions)

Các biện pháp được áp dụng với đối tượng cần bảo vệ để làm giảm rủi ro.

1.3.23. Hệ thống bảo vệ chống sét (LPS) (Lightning Protection System)

Là một hệ thống hoàn chỉnh được dùng để làm giảm các thiệt hại vật lý do sét đánh vào trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông.

1.3.24. Hệ thống bảo vệ chống sét bên ngoài (external lightning protection system)

Phần của hệ thống bảo vệ chống sét bao gồm hệ thống điện cực thu sét, hệ thống dẫn sét xuống và hệ thống điện cực tiếp đất.

1.3.25. Hệ thống bảo vệ chống sét bên trong (Internal lightning protection system)

Phần của hệ thống bảo vệ chống sét bao gồm các kết nối đẳng thế và/ hoặc cách điện với hệ thống bảo vệ chống sét bên ngoài.

1.3.26. Hệ thống điện cực thu sét (air-termination system)

Một phần của hệ thống chống sét bên ngoài, sử dụng các thành phần kim loại như thanh, các dây dẫn dạng lưới nhằm mục đích thu các tia sét.

1.3.27. Hệ thống dẫn sét xuống (down-conductor system)

Một phần của hệ thống chống sét bên ngoài, nhằm mục đích dẫn dòng sét từ hệ thống điện cực thu sét xuống hệ thống điện cực tiếp đất.

1.3.28. Hệ thống điện cực tiếp đất (earth-termination system)

Một phần của hệ thống chống sét bên ngoài, nhằm mục đích dẫn và phân tán dòng sét vào trong đất.

1.3.29. Các bộ phận dẫn bên ngoài (external conductive parts)

Các bộ phận kim loại đi vào hoặc đi ra trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông cần bảo vệ, như các hệ thống đường ống, cáp kim loại, ống dẫn kim loại... có thể mang một phần dòng sét.

1.3.30. Kết nối đẳng thế (equipotential bonding)

Kết nối với hệ thống bảo vệ chống sét của các bộ phận kim loại tách biệt, bằng các kết nối trực tiếp hoặc qua các thiết bị bảo vệ xung, để làm giảm chênh lệch điện thế do dòng sét gây ra.

1.3.31. Dây che chắn (shielding wire)

Dây kim loại dùng để làm giảm thiệt hại vật lý do sét đánh xuống đường dây viễn thông.

1.3.32. Hệ thống các biện pháp bảo vệ chống xung điện từ do sét (LPMS) (LEMP protection measures system)

Một hệ thống hoàn chỉnh của các biện pháp bảo vệ chống lại xung điện từ do sét (LEMP) cho các hệ thống lắp đặt bên trong công trình.

1.3.33. Trạm viễn thông (telecommunication station)

Một khu vực bao gồm một hoặc nhiều nhà trạm trong đó chứa các thiết bị viễn thông, cột cao ăng ten và các loại trang thiết bị phụ trợ để cung cấp dịch vụ viễn thông, dịch vụ ứng dụng viễn thông. Trạm viễn thông không bao gồm nhà và các thiết bị nhà thuê bao.

1.3.34. Công trình viễn thông (telecommunication plant)

Công trình xây dựng, bao gồm hạ tầng kỹ thuật viễn thông thụ động (nhà, trạm, cột, cống, bể) và thiết bị mạng được lắp đặt vào đó.

1.3.35. Nhà trạm viễn thông (telecommunication building)

Nhà trong đó đặt hệ thống thiết bị viễn thông.

1.3.36. Chữ viết tắt

1.4. Quy trình quản lý rủi ro thiệt hại do sét

Việc xác định cần thiết trang bị các biện pháp bảo vệ chống sét cho trạm viễn thông và mạng ngoại vi viễn thông phải được thông qua quy trình quản lý rủi ro như sau:

1.5. Tiêu chí cơ bản về bảo vệ chống sét

1.5.1. Mức bảo vệ chống sét

Quy chuẩn này quy định 4 mức bảo vệ chống sét. Với mỗi mức LPL, một tập hợp các tham số dòng sét được ấn định.

Giá trị lớn nhất của tham số dòng sét tương ứng với mức LPL I sẽ không bị vượt quá với xác suất là 99%.

Giá trị lớn nhất của tham số sét tương ứng với LPL I sẽ giảm xuống tới 75% đối với LPL II và 50% đối với các mức III và IV

Các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các tham số dòng sét đối với các mức bảo vệ chống sét khác nhau trong Bảng 1 và được sử dụng để thiết kế các thành phần của hệ thống bảo vệ chống sét (ví dụ, thiết diện dây dẫn, độ dày của vỏ kim loại, khả năng chịu dòng của SPD, khoảng cách cách ly để tránh đánh lửa gây nguy hiểm).

Các giá trị nhỏ nhất của biên độ dòng sét đối với các LPL khác nhau được sử dụng để xác định bán kính quả cầu lăn để xác định vùng bảo vệ LPZ 0B mà sét đánh trực tiếp không tiếp cận được (xem 1.5.2 và Hình 4). Giá trị nhỏ nhất của tham số dòng sét cùng với bán kính quả cầu lăn tương ứng được cho trong Bảng 2. Các số liệu này dùng để định vị hệ thống điện cực thu sét và xác định vùng bảo vệ chống sét LPZ 0B (xem 1.5.2)

Bảng 2 - Giá trị nhỏ nhất của dòng sét và bán kính quả cầu lăn tương ứng với LPL

1.5.2. Vùng bảo vệ chống sét

Các biện pháp bảo vệ như LPS, các dây che chắn, che chắn điện từ và SPD sẽ quyết định các vùng bảo vệ chống sét. Việc phân biệt các vùng bảo vệ chống sét được đặc trưng bởi sự chênh lệch đáng kể của xung điện từ do sét tại các vùng bảo vệ.

Tùy theo mức độ ảnh hưởng của sét, các vùng bảo vệ chống sét được định nghĩa:

LPZ 0A

Là vùng có nguy cơ chịu sét đánh trực tiếp và toàn bộ trường điện từ do sét. Các hệ thống trong đó có thể chịu toàn bộ hoặc một phần dòng xung sét;

LPZ 0B

Là vùng đã được bảo vệ khỏi sét đánh trực tiếp nhưng vẫn chịu sự đe dọa của toàn bộ trường điện từ do sét. Các hệ thống trong đó có thể chịu một phần dòng xung sét;

LPZ 1

Là vùng trong đó dòng xung được hạn chế do sự chia dòng và các SPD tại vị trí ranh giới. Việc che chắn không gian có thể làm suy giảm trường điện từ do sét;

LPZ 2,...,n

Là vùng trong đó dòng xung được hạn chế hơn nữa do sự chia dòng và các SPD bổ sung tại vị trí ranh giới. Việc che chắn không gian bổ sung có thể làm suy giảm hơn nữa trường điện từ do sét.

CHÚ THÍCH 1: Nói chung, mức của một LPZ càng cao thì các tham số môi trường điện từ càng thấp.

Nguyên tắc chung của việc bảo vệ là, đối tượng cần bảo vệ phải nằm trong vùng LPZ có các đặc tính về điện từ tương thích với khả năng của chịu đựng của đối tượng với tác động do sét gây ra thiệt hại cần phải giảm bớt (thiệt hại vật lý, hư hỏng các hệ thống điện và điện tử do quá áp).

--- Nhấn nút TẢI VỀ hoặc XEM ONLINE để tham khảo đầy đủ nội dung của QCVN 32:2020/BTTTT ----