Một hệ thống chống sét tốt phải có khả năng nhận năng lượng sét từ hệ thống kim thu sét và giải phóng năng lượng này vào lòng đất một cách nhanh nhất, nhằm giảm thiểu khả năng lan truyền năng lượng sét trong hệ thống làm phá hỏng các thiết bị.
Một hệ thống chống sét tốt phải có khả năng nhận năng lượng sét từ hệ thống kim thu sét và giải phóng năng lượng này vào lòng đất một cách nhanh nhất, nhằm giảm thiểu khả năng lan truyền năng lượng sét trong hệ thống làm phá hỏng các thiết bị. Phạm vi thu sét của một hệ thống thu và dẫn sét không cố định nhưng có thể coi là một hàm của mức độ tiêu tán dòng điện sét. Bởi vậy phạm vi thu sét là một đại lượng thống kê.
Mặt khác, phạm vi thu sét ít bị ảnh hưởng bởi cách cấu tạo hệ thống thu và dẫn sét, cho nên sự sắp đặt theo chiều ngang và chiều thẳng đứng là tương đương nhau. Do đó không nhất thiết phải sử dụng các đầu thu nhọn hoặc chóp nhọn, ngoại trừ việc đó là cần thiết về mặt thực tiễn.
Hệ thống tiếp địa là bộ phận không thể tách rời đối với bất kỳ hệ thống chống sét nào. Nó đảm bảo cho việc dẫn các dòng xung sét từ các thiết bị bảo vệ xuống tổ đất tiếp địa công tác và tiêu tán năng lượng các xung này. Tiếp địa đóng vai trò quan trọng trong việc chống sét, nếu thiết bị chống sét không được tiếp địa tốt (điện trở đất quá cao), việc sét đánh vào mạng điện gây hậu quả lớn hoàn toàn có thể xảy ra. Tuỳ thuộc vào yêu cầu tiếp địa và điện trở đất của công trình ,chúng ta có thể xây dựng hệ thống tiếp địa an toàn bằng đóng cọc, hoặc khoan giếng thả cọc với số lượng cọc hoàn toàn có thể tính toán được.
Cấu trúc chung của hệ thống đất chống sét:
Một hệ thống tiếp địa thông thường bao gồm các cọc sắt hoặc cọc sắt bọc đồng (có thể chỉ cần mạ đồng là đủ) được chôn chìm trong lòng đất. Các cọc này có thể dùng thép góc hoặc thép tròn để chế tạo, chiều dài thông thường từ 1,2 – 1,5 m. Các cọc được liên kết với nhau tạo thành một hệ thống lưới tiếp địa có điện trở phù hợp với yêu cầu chống sét của công trình. Trong nhiều trường hợp, điện trở của lưới tiếp địa quá cao cho dù đã gia tăng thêm số cọc đóng vào lòng đất. Để có thể đạt điện trở đất như mong muốn, trong kỹ thuật chống sét sử dụng các loại hoá chất làm giảm trở kháng đất (GEM). Để giảm điện trở cho hệ thống tiếp địa và đảm bảo sự làm việc ổn định của hệ thống, ngày nay các mối liên kết giữa dây dẫn sét với cọc tiếp địa được liên kết với nhau bằng phương pháp hàn hoá nhiệt ( Cad-Weld) thay vì dùng kẹp nối hay hàn hơi như trước kia …
Hoá chất giảm điện trở đất (GEM) : Đây là hoá chất gồm hai thành phần khi trộn lẫn với nhau trong nước khi đổ lên vùng chôn các điện cực sẽ tạo nên một lớp keo hồ ( GEM ) đồng nhất. Chính vì thế nó không bị rửa trôi giống như muối tro và tồn tại trong đất nhiều năm. Hợp chất này tỏ ra đặc biệt thích hợp ở những vùng đất trung du, đồi núi của Việt Nam.
Mối hàn hoá nhiệt( Cad-Weld): Là công nghệ tiên tiến, dựa vào phản ứng nhiệt nhôm có nhiệt độ nóng chảy cao trên 30000 C, được hàn bởi khuôn hàn nên có độ thẩm mỹ cao, đồng nhất về khối, không có khiếm khuyết dị tật, bởi vị trí được hàn được nóng chảy hoàn , các xỉ than và phụ gia hàn được nổi lên trên . Nên nó có ưu điểm hơn so với các loại hàn hơi, hay kẹp cáp thông thường là tránh được sự ăn mòn điện hoá giữa các kim loại được nối với nhau, độ thẩm mỹ cao , khả năng tiêp xúc tốt và bền về cơ học.
Hệ thống tiếp địa thường được bố trí gần công trình. Trong điều kiện bất khả kháng thì mới đặt xa công trình, khi đó phải tham khảo thêm các tiêu chuẩn về điện trở đất. Sau khi hoàn thành hệ thống này sẽ được nối lên các kẹp nối để liên kết với hệ thống thu và dẫn sét. Yêu cầu hệ thống chống sét lan truyền sau khi hoàn thành hệ thống tiếp đất này có giá trị điện trở đất phải phù hợp với các tiêu chuẩn của ngành, của nhà nước, của nước sản xuất thiết bị.
Đẳng thế hệ thống đất:
Một công trình có thể bao gồm nhiều hệ thống tiếp địa: Hệ thống đất trực tiếp, hệ thống đất chống sét lan truyền, hệ thống đất công tác (nối mass). Để đảm bảo cân bằng điện thế, tránh xảy ra hiện tượng chênh lệch điện thế giữa các hệ thống mass làm phá hỏng thiết bị điện tử cần phải thực hiện nối đẳng thế các hệ thống tiếp địa. Nhưng việc nối đẳng thế có thể gây rủi ro do nếu dòng điện sét quá lớn gây ra hiện tượng dòng điện sét lan truyền từ hệ thống đất qua đường đẳng thế xâm nhập vào thiết bị làm cho thiết bị cắt sét bị đánh ngược, làm tăng đột biến điện áp gây hỏng máy móc, thiết bị. Để khắc phục hiện tượng này ta lắp đặt thêm thiết bị nối đẳng thế để nối các hệ thống tiếp địa. Thiết bị này làm việc như một biến trở cực lớn tăng điện trở tối đa phân cách khi mức xung sét tại tổ đất trực tiếp là quá cao đến một giới hạn nhất định.
Một số thông số đối với thiết bị nối đẳng thế thông dụng hiện nay:
Giá trị điện áp cắt 1 chiều : < 350V +/-20%
Giá trị điện áp xung dạng sóng (1KV/1ms): 1KV
Điện áp hồ quang chịu đựng : > 80V
Điện trở cách ly: >1000 Mohm
Điện dung thiết bị ( tại tần số 1 MHz): >10pF
Dòng điện xả xoay chiều 50HZ trong thời gian 5 lần/ s: 100A
Dải dòng điện xả xoay chiều (8/20µs): 100kA
Dòng điện xung kích xả max (8/20µs; 1 lần): 150kA
Dòng xung kích xả max (10/350µs; 1 time): 60kA
