Bài giảng An toàn điện: Chương 3 Bảo vệ nối đất

Chia sẻ: ViAmman2711 ViAmman2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

169
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng An toàn điện: Chương 3 Bảo vệ nối đất trình bày các nội dung chính sau: Các hệ thống nối đất chuẩn, điện trở suất của đất, loại nối đất, các kiểu nối đất, quy định về điện trở nối đất tiêu chuẩn. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng An toàn điện: Chương 3 Bảo vệ nối đất

LOGO CÁC NỘI DUNG SẼ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm chung 2. Các hệ thống nối đất chuẩn 3. Điện trở suất của đất 4. Loại nối đất 5. Các kiểu nối đất 6. Qui định về điện trở nối đất tiêu chuẩn 1 2 1. Khái niệm chung 1.1. Mục đích nối đất  Giảm điện áp tiếp xúc đến mức an toàn khi có sự cố 1.1. Mục đích nối đất chạm vỏ thiết bị → Tạo ra một con đường để dòng điện 1.2. Phân loại hệ thống nối đất sự cố chạy qua dễ dàng.  Bảo vệ bằng cách nối đất là một biện pháp bảo vệ cổ điển nhưng rất phổ biến vì nó đơn giản và kinh tế. 3 4 1
1.2. Phân loại hệ thống nối đất 1.2.1. Hệ thống nối đất vận hành  Hệ thống nối đất vận hành 1.2.1. Hệ thống nối đất vận hành là hệ thống nối đất được thực hiện theo yêu cầu đòi 1.2.2. Hệ thống nối đất bảo vệ hỏi của thiết bị điện để cho 1.2.3. Hệ thống nối đất chống sét thiết bị điện có thể vận hành. 5 6 1.2.2. Hệ thống nối đất bảo vệ 1.2.3. Hệ thống nối đất chống sét  Hệ thống nối đất bảo vệ là hệ  Hệ thống nối đất chống sét là thống được thực hiện theo yêu hệ thống khi có sét thì lượng cầu an toàn sử dụng thiết bị điện đo sét tạo ra sẽ được hệ điện, để đề phòng tai nạn do vỏ thống thu và đưa xuồng đất thiết bị có điện áp. qua hệ thống nối đất. 7 8 2
2. Các hệ thống nối đất chuẩn 2.1. Giới thiệu 2.1. Giới thiệu  Theo tiêu chuẩn IEC 60364-3, hệ thống 2.2. Hệ thống TT điện được định nghĩa bằng 2 chữ cái, 2.3. Hệ thống IT đó là hệ thống TT, IT, TN. 2.4. Hệ thống TN-S  Bên cạnh hai chữ cái, còn dùng thêm 2.5. Hệ thống TN-C một hoặc 2 chữ cái nữa để chỉ cách bố 2.6. Hệ thống TN-S-C trí dây trung tính và dây bảo vệ: TN-C, TN-S, TN-C-S. 2.7. Qui định về dây PE và PEN 10 9 2.1. Giới thiệu 2.1. Giới thiệu  Chữ thứ nhất: thể hiện tính chất của trung tính  Chữ thứ hai: thể hiện hình thức bảo vệ, xác nguồn, thể hiện mối quan hệ nguồn điện và hệ định mối quan hệ của các phần dẫn điện lộ ra thống nối đất. Chỉ rõ tình trạng điểm trung tính của ngoài của hệ thống, mạng điện lắp đặt và hệ lưới điện đối với đất. thống nối đất. • T: Nối đất trực tiếp (Terrestrial) • T: Vỏ kim loại của thiết bị sử dụng điện • I: Tất cả các phần mang điện cách ly với đất được nối đến hệ thống nối đất. hoặc một điểm được nối đất thông qua một trở • N: Vỏ kim loại của thiết bị sử dụng điện kháng (Insulated). được nối với dây trung tính. 3
2.1. Giới thiệu 2.2. Hệ thống TT  Chữ thứ ba: liên quan đến mạng điệnTN  Ý nghĩa: Mạng điện TT tức là mạng điện 3 pha trung tính nguồn hay còn gọi là trung tính vận hạnh (N) nối • C: dây dẫn bảo vệ PE và dây dẫn trung đất và vỏ thiết bị nối trung tính bảo vệ (PE). Thường tính N được hỗn hợp hay hòa lẫn vào gọi là mạng 3 pha 4 dây nhau, mà người ta thường gọi là PEN. • S: dây dẫn bảo vệ PE và dây dẫn trung tính N được tách biệt. 2.2. Hệ thống TT 2.2. Hệ thống TT  Các đặc điểm  Các đặc điểm • Sơ đồ rất đơn giản • Trong điều kiện làm việc bình • Sử dụng hai hệ thống nối đất riêng thường, dây PE không có sụt áp. biệt nên cần bảo vệ quá áp • Trong trường hợp hư hòng cách • Tiết diện dây PE nhỏ hơn dây điện, xung điện áp xuất hiện trên trung tính dây PE thấp và các nhiễu điện từ có thể bỏ qua. 4
2.2. Hệ thống TT 2.3. Hệ thống IT  Ứng dụng: Sử dụng rộng rãi  Ý nghĩa: Mạng điện IT là mạng điện 3 pha trung tính trong nguồn (N) cách đất. Vỏ các thiết bị được nối lên trung • Công nghiệp tính bảo vệ (PE). • Nông nghiệp • Trong xây dựng • ,… 2.3. Hệ thống IT 2.3. Hệ thống IT  Các đặc điểm  Các đặc điểm • Vỏ các thiết bị điện và vật dẫn điện tự • Giảm ngưỡng quá áp khi xuất hiện sự cố nhiên của tòa nhà được nối với điện cực chạm từ cuộn cao áp sang cuộn hạ áp của nối đất riêng. máy biến áp nguồn. • Tiết diện dây PE nhỏ hơn dây trung tính • Khi hòng cách điện, dòng điện sự cố thứ • Trong điều kiện làm việc bình thường, nhất thường thấp và không gây nguy hiểm. dây PE không có sụt áp • Khi sự cố thứ hai xảy ra trên pha khác, nó sẽ tạo ra dòng điện ngắn mạch, gây nguy hiểm. 5
2.3. Hệ thống IT 2.4. Hệ thống TN-S  Ý nghĩa: là mạng điện 3 pha trung tính vận hành và  Ứng dụng trung tính bảo vệ yêu cầu tách riêng ngay từ điện chính • Hầm mỏ của nguồn phía sau trạm biến áp. Thường được gọi là • Bệnh viện mạng 3 pha 5 dây • Chế tạo thuỷ tinh • ,.. 2.4. Hệ thống TN-S 2.4. Hệ thống TN-S  Các đặc điểm  Các đặc điểm • Tiết diện dây PE thường được xác • Dòng điện sự cố và điện áp lớn → định theo dòng sự cố lớn nhất có thể trang bị thiết bị bảo vệ tự động ngắt xảy ra. nguồn khi có sự cố hỏng cách điện. • Trong điều kiện làm việc bình • Dây PE tách biệt với dây trung tính, thường, không có sụt áp và dòng không được nối đất lặp lại. điện trên dây PE nên tránh được hiểm họa cháy và nhiễu điện 6
2.4. Hệ thống TN-S 2.5. Hệ thống TN-C  Ứng dụng • Ý nghĩa: là mạng điện 3 pha trung tính nguồn (trung • Sử dụng cho tải 1 pha tính vận hành) và trung tính bảo vệ nối chung nhau. • Sử dụng cho tải 3 pha Được gọi là dây PEN. 2.5. Hệ thống TN-C 2.5. Hệ thống TN-C  Các đặc điểm  Các đặc điểm • Sử dụng nhiều điểm nối đất lặp lại → đảm bảo • Khi hư hỏng cách điện, dòng sự cố gây độ dây PEN được tiếp đất trong mọi trường hợp. sụt áp nguồn, nhiễu điện từ lớn và khả năng • Dòng điện sự cố và điện áp lớn → cần trang bị gây cháy cao. thiết bị bảo vệ tự động ngắt nguồn khi có sự cố • Trường hợp tải không đối xứng, trong dây hỏng cách điện. PEN sẽ xuất hiện dòng điện → Dòng điện • Trong điều kiện làm việc bình thường, vỏ thiết này có thể gây nhiễu cho máy tính hay hệ bị, đất và trung tính có cùng điện áp. thống thông tin. 7
2.5. Hệ thống TN-C 2.6. Hệ thống TN-C-S  Ứng dụng: Thường thích hợp cho tải 3 pha hơn tải 1 • Ý nghĩa: Là mạng 3 pha có đoạn dây trung tính vận pha hành (N) và trung tính bảo vệ (PE) chung nhau và có đoạn thì hai dây này được yêu cầu tách riêng để cấp nguồn cho tài 1 pha. 2.6. Hệ thống TN-C-S 2.7. Qui định về dây PE và PEN  Ứng dụng: được sử dụng cho cả tải 3 pha và tải 1 pha  Dây PE • Liên kết các vật tự nhiên và các vỏ kim loại không có điện của các thiết bị để tạo ra lưới điện đẳng áp. • Được nối vào đầu nối đất chính của mạng 8
2.7. Qui định về dây PE và PEN 2.7. Qui định về dây PE và PEN  Dây PE  Dây PEN • Được bọc và thường có màu vàng sọc • Dây PEN có chức năng của dây trung xanh lục tính và dây bảo vệ • Không có thiết bị đóng cắt • Không sử dụng cho cáp di động • Trong hệ thống IT, TN, dây PE nên • Tiết diện không được nhỏ hơn giá trị đặt gần dây pha → đảm bảo đạt giá trị cần thiết của dây trung tính. cảm kháng nhỏ nhất trong mạch sự cố chạm đất. 3. Điện trở suất của đất 3.1. Điện trở nối đất Uđ Rđ   Điện trở đất Iđ 3.1. Điện trở nối đất • Điện trở tản của vật nối đất 3.2. Điện trở suất của đất • Điện trở của bản thân cực nối đất 3.3. Các yếu tố ảnh hưởng • Điện trở của dây dẫn nối đất từ các thiết bị điện đến các vật nối đất.  Khi nói đến điện trở nối đất là nói đến điện trở tản của vật nối đất. 35 36 9
3.2. Điện trở suất của đất 3.3. Các yếu tố ảnh hưởng  Điện trở suất của đất 3.3.1 Thành phần của đất • Điện trở suất của đất quyết định 3.3.2. Độ ẩm điện trở tản của đất. 3.3.3. Nhiệt độ • Điện trở suất của một khối lập 3.3.4. Độ nén của đất phương đất mỗi cạnh dài 1m. • Đơn vị Ωm (Ωcm) 37 38 3.3.1. Thành phần của đất 3.3.2. Độ ẩm  Độ ẩm  Thành phần của đất • Thành phần đất khác nhau → điện trở suất khác nhau • Đất hoàn toàn khô → ρ bằng vô cùng. • Đất chứa nhiều muối, axít thì có điện trở suất nhỏ • Tỉ lệ độ ẩm từ 15% trở lên → ảnh hưởng đến Rđ không đáng kể. • Độ ẩm > 70 - 80% → Rđ có thể tăng lên • Độ ẩm càng tăng thì ρ càng giảm. 39 40 10
3.3.3. Nhiệt độ 3.3.4. Độ nén của đất  Nhiệt độ  Độ nén của đất • Khi nhiệt độ hạ xuống quá thấp sẽ • Độ nén của đất cao → ρ giảm làm cho đất như bị đông kết lại → ρ • Độ nén của đất thấp → ρ tăng tăng lên rất nhanh. • T < 1000C thì ρ giảm xuống vì các chất muối trong đất được hòa tan dễ. • T > 1000C nước bị bốc hơi → ρ của nước tăng lên. 41 42 4. Loại nối đất 4.1. Nối đất tự nhiên  Nối đất tự nhiên: Sử dụng các ống dẫn nước, các cọc sắt, các sàn sắt có sẵn trong đất. 4.1. Nối đất tự nhiên • Kết cấu nhà cửa 4.2. Nối đất nhân tạo • Các công trình có nối đất • Các vỏ cáp trong đất • ,… 43 44 11
4.2. Nối đất nhân tạo 4.2. Nối đất nhân tạo  Nối đất nhân tạo  Nối đất nhân tạo • Đảm bảo giá trị điện trở đất nằm trong • Các thanh thép dẹp chiều dài giới hạn cho phép và ổn định thời gian không nhỏ hơn 4m và tiết diện lâu dài. không nhỏ hơn 48mm2 cho các • Sử dụng các cọc thép tròn, thép góc, thép trang thiết bị có điện áp < ống, thép dẹt ... dài 2 - 5m chôn sâu 1000V và không nhỏ hơn xuống đất sao cho đầu trên cùng của 100mm2 cho các trang thiết bị chúng cách mặt đất 0,5 -0,8m. có điện áp >1000V 45 46 5. Các kiểu nối đất 5.1. Nối đất tập trung  Quy định chung 5.1. Nối đất tập trung • Đóng nhiều cọc đóng xuống đất 5.2. Nối đất mạch vòng • Các cọc nối với nhau bằng các thanh ngang hay cáp đồng trần. • Khoảng cách giữa các cọc thường bằng 2 lần chiều dài của cọc và không nhỏ hơn chiều dài của cọc 47 48 12
5.1. Nối đất tập trung 5.1. Nối đất tập trung  Mạch điện bảo vệ nối đất tập trung Mạch điện tương đương  Phạm vi sử dụng • Đất ẩm • Điện trở suất thấp • ở xa công trình U .g1 .g ng • Dòng điện qua người: I ng  g1  g 2  g ng  g đ • Vì g1, g2, gng rất nhỏ so với gđ nên U .g1 .g ng I ng  gđ 49 50 5.1. Nối đất tập trung 5.2. Nối đất mạch vòng  Để đảm bảo an toàn cho người  Quy định chung U .g1 .g ng • Các điện cọc nối đất theo chu I ng .Rng  U txcp voi I ng  gđ vi công trình cần bảo vệ • Giảm gng (tăng cường cách điện của • Cách mép ngoài từ 1 đến 1,5 m người đối với đất) khi phạm vi công trình rộng • Giảm g1 (tăng cách điện của dây dẫn) • Tăng gđ (giảm điện trở nối đất) 51 52 13
5.2. Nối đất mạch vòng 5.2. Nối đất mạch vòng  Quy định chung  Mặt cắt nối đất mạch vòng • Nối đất mạch vòng còn đặt ngay trong khu vực công trình • Sử dụng ở các thiết bị có điện áp trên 1000V, dòng điện chạm đất lớn. 53 54 LOGO 6. Qui định về điện trở nối đất tiêu chuẩn  Đối với thiết bị có điện áp ≤ 1000V • Rnđ ≤ 4Ω khi công suất máy phát hay MBA là ≥ 100KVA • Rnđ ≤ 10Ω khi công suất máy phát hay MBA là < 100KVA  Đối với thiết bị có điện áp U > 1000V • Rnđ ≤ 5Ω trong bất cứ thời gian nào trong năm 55 56 14