Điều 2. Hiệu lực thi hành Điều 2. QUY ĐỊNH KỸ THUẬT Điều 2.1. Yêu cầu về rủi ro do sét gây ra Điều 2.2. Phương pháp tính toán rủi ro do sét
1. Thông tư này có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01 tháng 4 năm 2021.
2. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chống sét cho các trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông, Ký hiệu QCVN 32:2011/BTTTT quy định tại Khoản 10 Điều 1 Thông tư số 10/2011/TT-BTTTT ngày 14 tháng 4 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về viễn thông hết hiệu lực thi hành kể từ ngày 01 tháng 4 năm 2021.
2.1.1. Yêu cầu đối với trạm viễn thông Trạm viễn thông phải được trang bị các biện pháp bảo vệ sao cho giá trị rủi ro không được vượt quá giá trị rủi ro chấp nhận được sau: Bảng 3 - Giá trị rủi ro chấp nhận được đối với trạm viễn thông Loại tổn thất RT (năm-1) Rủi ro tổn thất về con người Rinjury 10-5 Rủi ro tổn thất về dịch vụ Rloss 10-3 2.1.2. Yêu cầu đối với mạng cáp ngoại vi viễn thông Mạng cáp ngoại vi viễn thông phải được trang bị các biện pháp bảo vệ sao cho giá trị rủi ro không được vượt quá giá trị rủi ro chấp nhận được sau: Bảng 4 - Giá trị rủi ro chấp nhận được đối với mạng cáp ngoại vi viễn thông Loại tổn thất RT (năm-1) Rủi ro tổn thất về dịch vụ Rloss 10-3 CHÚ THÍCH: Đối với các cáp ngoại vi viễn thông, không xét đến rủi ro tổn thất về con người. Phương pháp tính toán rủi ro do sét gây ra đối với trạm viễn thông và mạng cáp ngoại vi viễn thông được trình bày trong 2.2.
2.2.1. Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với trạm viễn thông Rủi ro do sét gây ra đối với trạm viễn thông được tính theo công thức sau: Rinjury = L.pinj Σ Fj. (2.1) Rloss = L Σ Fi (2.2) Trong đó: Fi: Tần suất thiệt hại do sét gây ra đối với nhà trạm, do các nguyên nhân sét đánh trực tiếp vào nhà trạm, sét đánh vào cột ăng ten kề bên, sét đánh xuống đất gần nhà trạm, sét lan truyền qua các đường dây đi vào nhà trạm; được tính toán theo 2.2.1.1. L: Trọng số tổn thất, thể hiện mức độ tổn thất trong một lần thiệt hại do sét gây ra đối với nhà trạm. - Với rủi ro tổn thất về con người: L = 1; - Với rủi ro tổn thất về dịch vụ L = 2.74 x 10-3. Pinj: xác suất giảm nhỏ thiệt hại cho con người, do các biện pháp bảo vệ trong Bảng 8 và Bảng 9. 2.2.1.1. Tính toán tần suất thiệt hại do sét gây ra đối với khu vực trạm viễn thông Tần suất thiệt hại (F) tại một trạm viễn thông với mật độ sét của khu vực đặt trạm (Ng) khi xét đến hiệu quả của các biện pháp bảo vệ vốn có hoặc bổ sung, được xác định bằng công thức: F = Ng (Ad.pd + An.pn + As.ps + Aa.pa) (2.3) Hay: F = Fd + Fn + Fs + Fa (2.4) Trong đó: Ng: Mật độ sét đánh tại khu vực đặt trạm, được tính tùy theo khu vực địa lý, xem Bảng E1, Phụ lục E. p: Các hệ số xác suất thiệt hại khác nhau phụ thuộc vào các biện pháp bảo vệ hiện có nhằm làm giảm tần suất thiệt hại (F), xem 2.2.1.2; Fd = Ng.Ad.pd - Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào nhà trạm (d); Fn = Ng.An.pn - Tần suất thiệt hại do sét đánh xuống đất gần khu vực trạm (n); Fs = Ng.As.ps - Tần suất thiệt hại do sét đánh vào cáp hoặc vùng lân cận cáp dẫn vào trạm (s); Fa = Ng.Aa.pa - Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào các vật ở gần, ví dụ cột ăng ten có liên kết bằng kim loại với trạm viễn thông (a). Ad - Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào trạm viễn thông: Ad = (9πh2 + 6ah + 6bh + ab)x10-6, km2 (2.5) Trong đó: a: Chiều rộng của trạm viễn thông, m; b: Chiều dài của trạm viễn thông, m; h: Chiều cao của nhà trạm, m. Trong trường hợp diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào cột ăng ten che phủ một phần diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào nhà trạm, diện tích Ad được giảm đi phần bị che phủ đó. An - Diện tích rủi ro do sét đánh xuống đất cạnh nhà trạm viễn thông làm tăng thế đất ảnh hưởng đến trạm viên thông. An được tính bằng diện tích của một vùng tạo bởi một đường cách nhà trạm viễn thông một khoảng cách d = 500 m, trừ đi diện tích rủi ro do sét đánh trực tiếp vào nhà trạm Ad. Nơi nào có các vật ở gần như các công trình xây dựng cao khác (ví dụ: cột ăng ten, nhà cao tầng) và các cáp dẫn vào thì diện tích An sẽ được giảm đi bởi phần diện tích rủi ro che phủ của các công trình đó, như minh họa trên Hình 5. As - Diện tích rủi ro do sét đánh xuống các đường cáp (thông tin, điện lực) dẫn vào nhà trạm viễn thông. Trường hợp tổng quát, cáp dẫn vào nhà trạm viễn thông gồm các loại treo và chôn, diện tích As được tính bằng công thức: As = 2.(2.6) Trong đó: li: Chiều dài của mỗi đoạn đường dây, m; di: Khoảng cách tương ứng của mỗi đoạn, m; - Đối với cáp treo, di = 1 000 m; - Đối với cáp ngầm, di = 250 m; n: Số đoạn đường dây chôn ngầm hoặc treo nổi; Aa: Diện tích rủi ro sét đánh trực tiếp vào cột ăng ten có liên kết bằng kim loại với nhà trạm. - Đối với cột ăng ten có dạng tháp, diện tích Aa được tính tương tự như Ad; - Đối với cột ăng ten là cột trụ tròn, cột tam giác, cột tứ giác có dây co và kích thước nhỏ, Aa được tính bằng diện tích hình tròn bán kính 3 h (h là chiều cao cột ăng ten) Aa = π(3h)2. Diện tích rủi ro do sét đánh vào khu vực trạm viễn thông được mô tả theo Hình 5. Hình 5 - Mô tả các diện tích rủi ro sét đánh vào khu vực trạm viễn thông 2.2.1.2. Xác định các hệ số xác suất thiệt hại p Mỗi hệ số xác suất thiệt hại p thể hiện khả năng làm giảm số thiệt hại do sét của đặc tính bảo vệ tự nhiên của công trình lắp đặt (vật liệu nhà, mạng cáp treo nổi hoặc ngầm) và các biện pháp bảo vệ cho nhà hoặc tại các giao diện cũng như các biện pháp bảo vệ khác cả bên trong và bên ngoài (các thiết bị chống sét, lưới che chắn cáp, kỹ thuật cách điện...). Trong thiết kế chống sét, khi áp dụng một biện pháp bảo vệ sẽ giảm nhỏ xác suất hư hỏng do sét đánh tương ứng, thể hiện qua các hệ số p. Nếu áp dụng một vài biện pháp bảo vệ cho một đối tượng thì hệ số xác suất thực sự sẽ bằng tích các giá trị riêng rẽ, có nghĩa là: ptt = П pi , (với pi ≤ 1). Các giá trị hệ số p được trình bày trong các bảng từ Bảng 5 đến Bảng 9. Bảng 5 - Các trị số p cho các vật liệu xây dựng nhà trạm viễn thông Các vật liệu làm nhà trạm viễn thông pd, pa, pn Không có tính che chắn (gỗ, gạch, bê tông không có thép gia cường) 1 Bê tông cốt thép có kích thước lưới chuẩn 0,1 Kim loại 0,01 Bảng 6 - Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ bên ngoài nhà trạm viễn thông Các biện pháp bảo vệ bên ngoài nhà trạm viễn thông pd , pinj Không có chống sét cho nhà cả bên ngoài lẫn bên trong 1 Trang bị hệ thống LPS bên ngoài (theo quy định tại A.1.1) 0,1 CHÚ THÍCH: pinj là hệ số xác suất gây tổn thương cho con người Bảng 7 - Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ trên cáp dẫn vào trạm viễn thông Các biện pháp chống sét cảm ứng ps, pn Khi cáp bên ngoài không được che chắn, không có các thiết bị chống sét 1 Cáp thông tin bên ngoài được che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại 20 Ω/km (theo quy định tại A.1.2) 0,5 Cáp thông tin bên ngoài được che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại 5 Ω/km (theo quy định tại A.1.2) 0,1 Cáp thông tin bên ngoài được che chắn, có trở kháng truyền đạt cực đại 1 Ω/km (theo quy định tại A.1.2) 0,01 Lắp biến áp cách ly tại giao diện mạng hạ áp (điện áp đánh xuyên lớn hơn 20 kV) (theo quy định tại A.1.2) 0,1 Lựa chọn và lắp thiết bị chống sét có phối hợp tốt với khả năng chịu đựng của thiết bị, kỹ thuật lắp đặt có chất lượng (theo quy định tại A.1.2) 0,01 Sử dụng cáp quang phi kim loại (theo quy định tại A.1.2) 0 Bảng 8 - Các trị số p cho các biện pháp bảo vệ bên trong nhà trạm viễn thông Các biện pháp bảo vệ bên trong nhà trạm viễn thông pd, pa, pn, pinj Thưc hiện các cấu hình đấu nối và tiếp đất theo QCVN 9:2016/BTTTT 0,5 Áp dụng đồng thời các kỹ thuật lắp đặt bên trong nhà trạm (theo quy định tại phần b) và c) mục A.1.3) 0,1 Bảng 9 - Các trị số p cho các lớp bề mặt sàn khác nhau để làm giảm điện áp chạm và điện áp bước Loại bề mặt pinj Bê tông ẩm 10-2 Bê tông khô 10-3 Nhựa đường, gỗ 10-5 Lớp cách điện bằng vật liệu có điện áp đánh thủng lớn 10-6 2.2.2. Tính toán rủi ro do sét gây ra đối với mạng cáp ngoại vi viễn thông Xét trường hợp tổng quát, tuyến cáp (cáp kim loại hoặc cáp quang có thành phần kim loại) bao gồm các đoạn chôn ngầm và treo. Rủi ro thiệt hại (R) cần xem xét là rủi ro tổn thất dịch vụ hàng năm do sét đánh trực tiếp. Rủi ro thiệt hại được tính bằng công thức: R = Fpa x La + Fpb x Lb + Fps x Ls (2.7) Trong đó: Fpa: Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo; Fpb: Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp chôn ngầm; Fps: Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào kết cấu nơi cáp đi vào; La: Lượng tổn thất trong một lần thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào cáp treo; Lb: Lượng tổn thất trong một lần thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào cáp chôn ngầm; Ls: Lượng tổn thất trong một lần thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào kết cấu mà cáp đi vào. - Đối với tuyến cáp kim loại: La = 2 x 10-3; Lb = 3 x 10-3; Ls = 2 x 10-3. - Đối với tuyến cáp quang: La = Lb = Ls = 10-3; 2.2.2.1. Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo và chôn ngầm Tần suất thiệt hại đối với đoạn cáp treo và chôn ngầm được tính bằng công thức: Fpa = 2 x Ng x [L - 3(Ha + Hb)] x D x p(la) x Cd x 10-6, (thiệt hại/năm) (2.7) Fpb = 2 x Ng x [L- 3(Ha + Hb)] x D x p(la) x Cd x Kd x 10-6, (thiệt hại/năm) (2.8) Trong đó: L: Độ dài đường dây, (m); Ha: chiều cao của công trình nối với đầu “a” của đường dây, (m); Hb: chiều cao của công trình nối với đầu “b” của đường dây, (m); p(la): Hệ số xác suất dòng gây hư hỏng, được tính bằng công thức: p(i) = 10-2 e(a-bi) với i ≥ 0 a = 4,605 và b = 0,0117 với i ≤ 20 kA a = 5,063 và b = 0,0346 với i > 20 kA Cd: Hệ số vị trí; Bảng 10 - Hệ số vị trí lắp đặt Vị trí lắp đặt Cd Đường dây lắp đặt trên đồi ở khu vực nông thôna) 2 Nông thôn 1 Ngoại vi đô thị 0,5 Đô thị 0,1 Đô thị với nhà cao tầngb) 0,01 a) Kinh nghiệm chỉ ra rằng đường dây viễn thông lắp đặt trên đỉnh đồi ở khu vực nông thôn thường chịu sét đánh trực tiếp nhiều hơn đường dây lắp đặt ở đồng bằng. Đường dây lắp đặt dọc theo sườn đồi ở khu vực nông thôn cũng tương tự. b) Nhà cao tầng cao hơn 20 m. Ng: Mật độ sét, (km-2. năm-1) (xem Phụ lục E); D: Khoảng cách sét đánh, (m); - Với cáp chôn: D = 0,482 (p)1/2 với p ≤ 100 Ω.m; D = 0,283 (p)1/2 với p > 1000 Ω.m; - Với cáp treo: D = 3 H, (m); H là độ cao treo cáp (thường được quy định giữa 4 m đến 15 m); la: Dòng gây hư hỏng, (kA) (xem Phụ lục C.1); Kd: Hệ số hiệu chỉnh thiệt hại; Kd = 2,5 với cáp chôn không được che chắn; Kd = 1,0 với cáp chôn được che chắn; 2.2.2.2. Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào công trình mà cáp đi vào (Fps) Tần suất thiệt hại do sét đánh trực tiếp vào công trình gây ra cho cáp được tính bằng công thức: Fps = Ng.Ad.p(la). Cd (thiệt hại/năm); (2.9) Trong đó: Ad: Diện tích rủi ro sét đánh vào kết cấu, được tính bằng công thức: Ad = (9πh2 + 6ah + 6bh + ab) 10-6, (km2); Trong đó: a = chiều dài, (m); b = chiều rộng, (m); c = chiều cao, (m); p(la): Xác suất biên độ dòng sét đánh vào kết cấu tạo ra dòng điện gây hư hỏng cáp; la: Dòng gây hư hỏng cáp, xem Phụ lục C.2.