Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Nguyễn Mạnh Hà BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN DÂN DỤNG

/ Đà Nẵng 14-8-2016

CHƯƠNG 1

HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

I. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1. Khái quát về hệ thống cung cấp điện

1.1.1. Hệ thống điện:

Hệ thống điện là tập hợp gồm nguồn điện, mạng lưới cung cấp điện và các phụ tải tiêu thụ điện năng. Hệ thống điện Việt Nam là hệ thống điện xoay chiều hình sin tần số 50Hz.

- Nguồn điện : Là nơi phát ra điện năng. Nguồn điện có nhiệm vụ chuyển hóa các dạng năng lượng khác thành điện năng để dễ truyền tải đi xa.

- Mạng lưới cung cấp điện : có nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng, bao gồm đường dây dẫn điện, máy biến áp,...

- Phụ tải: Là các thiết bị tiêu thụ điện năng như đèn, quạt. Trong mạng điện người ta coi các nhà máy, xí nghiệp, nhà ở, cơ quan,… cũng là các phụ tải điện.

Hệ thống điện Việt Nam có nhiều cấp khác nhau phù hợp với bán kính cấp điện và khả năng truyền tải 500; 220; 110; 66; 35; 22; 15; 6; 0,4 kV.

Cấp điện áp 500, 220kV gọi là cấp truyền tải vì nhiệm vụ chủ yếu của nó là dẫn năng lượng từ nơi sản xuất điện năng đến nơi tiêu thụ điện năng. Ở cấp này không có thiết bị tiêu thụ điện trực tiếp. Cơ quan quản lý hệ thống truyền tải là Tổng công ty truyền tải điện quốc gia, bao gồm 4 công ty truyền tải điện trực thuộc tương ứng với 4 vùng của cả nước. Cấp điện áp truyền tải mang tính độc quyền tự nhiên do Nhà nước quản lý.

Cấp điện áp từ 110kV trở xuống gọi là cấp điện áp phân phối vì nhiệm vụ của nó là cung cấp điện năng trực tiếp cho các thiết bị tiêu thụ điện hoặc các phụ tải điện. Cấp điện áp này do các công ty điện lực quản lý vận hành. Cấp điện áp phân phối có thể được tư nhân hoá hoặc có nhiều đơn vị tham gia bán điện cạnh tranh nhau. Theo lộ trình phát triển ngành điện Việt Nam, dự kiến sau năm 2014 sẽ tiến hành thí điểm cạnh tranh bán lẻ điện.

1.1.2. Hệ thống cấp điện công trình công trình xây dựng:

Hệ thống cấp điện công trình là thành phần không thể tách rời của bất kỳ công trình xây dựng nào và có những đặc điểm riêng sau:

- Là hệ thống cung cấp điện trực tiếp đến phụ tải tiêu thụ điện với cấp điện áp <1000V, cụ thể là điện áp 380V với mạng điện 3 pha và 220V với mạng điện 1 pha.

- Nguồn điện bao gồm các loại: Máy biến áp, máy phát điện diezen, bộ lưu điện UPS. Máy biến áp nhận điện từ đường dây 22kV để biến đổi sang cấp 380V dùng cho công trình.

- Đường dây dẫn điện: sử dụng các loại cáp ruột đồng có vỏ bọc cách điện hoặc có vỏ bọc cách điện kèm theo lớp giáp thép bảo vệ tác động cơ học. Vỏ bọc cách điện bằng nhựa PVC hoặc XLPE với các mức cách điện 1000V (3 pha), 600V (1 pha) hoặc 750V (1 pha).Ở những nơi mà cáp có thể bị tác động cơ học thì dùng cáp bọc có lớp giáp thép bảo vệ.

Trang 1

Nguyễn Mạnh Hà

Do cung cấp điện trực tiếp đến phụ tải điện nên công tác thiết kế, vận hành hệ thống cấp điện công trình đòi hỏi người kỹ sư phải am hiểu về thiết bị, am hiểu quy trình công nghệ của máy móc để xác định được độ lớn của phụ tải điện.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

1.1.3. Yêu cầu đối với hệ thống cấp điện công trình :

- Chất lượng cung cấp điện: Sai lệch điện áp là Uđm±5%Uđm, sai lệch tần số là 50Hz±0,2Hz.

- An toàn cung cấp điện: người + thiết bị - Tin cậy: cấp điện liên tục ﬁ phụ tải ưu tiên, không ưu tiên,…

- Kinh tế: Chi phí đầu tư ít nhất.

- Mỹ quan: phù hợp với đặc điểm cụ thể của mỗi công trình.

1.2. Các khái niệm cơ bản:

1.2.1. Cấu trúc mạng cung cấp điện trong công trình xây dựng

Mạng cung cấp điện cho công trình xây dựng có nhiều loại như mạng điện 3 pha, mạng điện 1 pha, mạng điện có dây bảo vệ,.... Việc chọn loại nào tùy thuộc vào quy mô, tầm quan trọng và yêu cầu an toàn của công trình. Dù là mạng điện 1 pha hay 3 pha, nhìn chung đều có những thành phần sau:

- Dây pha (ký hiệu A, B, C hoặc L1, L2, L3) là dây dẫn dòng điện từ nguồn đến phụ tải. - Dây trung tính là dây dẫn dòng điện từ phụ tải trở về nguồn sau khi đi qua phụ tải, ký hiệu O hoặc N

Dây pha

Ud=380V

- Dây nối vỏ an toàn (dây bảo vệ, dây PE) để nối vỏ các thiết bị điện, chống bị điện giật.

Up=220V

Trung tính

N/O

Nối vỏ

Đầu cực nối dây

Thiết bị điện 3 pha

Thiết bị điện 1 pha

Dây pha Dây pha

Sơ đồ mạng điện 3 pha

Trong mạng điện 3 pha thì điện áp đo giữa 2 pha khác nhau gọi là điện áp dây của lưới điện, ký hiệu Ud. Điện áp đo giữa dây pha với dây trung tính (hoặc dây pha với đất) gọi là điện áp pha của lưới điện, ký hiệu Up.

Mối quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha:

Trang 2

Nguyễn Mạnh Hà

Ud = 3 .Up

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Trong công trình xây dựng thường dùng điện áp 3 pha có Ud=380V, Up=220V Các thiết bị 3 pha có 3 đầu cực để nối dây gồm 3 cực nối dây pha và 1 cực để nối dây trung tính. Ngoài ra có thể có dây nối vỏ.

Dây pha

Up=220V

Trung tính

N/O

Nối vỏ

Đầu cực nối dây

Thiết bị điện 1 pha

Các thiết bị 1 pha có 2 đầu cực để nối dây gồm 1 cực nối dây pha và 1 cực để nối dây trung tính. Ngoài ra có thể có dây nối vỏ.

Sơ đồ mạng điện 1 pha

Các dây pha và dây trung tính thường được chế tạo trong cùng một sợi cáp khi tiết diện ruột cáp nhỏ, ngược lại nếu tiết diện ruột cáp to thì người ta chế tạo cáp một pha chỉ có một ruột dẫn. Riêng dây bảo vệ theo quy định phải được lắp đặt bằng một sợi cáp riêng.

1.2.2. Điện trở và điện kháng của dây dẫn điện:

a) Điện trở R của dây dẫn điện:

Điện trở R là phần tử tiêu tán điện năng thành nhiệt năng toả vào môi trường xung quanh một cách vô ích. Vật liệu làm dây dẫn thường là đồng và nhôm, trong đó đồng dẫn điện tốt hơn nhôm.

Điện trở R trên đường dây gây ra tác hại lớn là: làm dây dẫn điện nóng lên, làm tổn thất năng lượng và tổn thất điện áp của mạng điện.

Trên sơ đồ điện, điện trở R được ký hiệu bằng hình chữ nhật và ký hiệu bằng chữ R. Đơn vị đo điện trở là W .

R (W )

b) Điện kháng X của dây dẫn điện:

Trang 3

Nguyễn Mạnh Hà

Dây dẫn điện khi có dòng điện chạy qua, cho dù dây thẳng hoặc uốn cong, thì luôn luôn có từ trường xung quanh nó. Từ trường này liên tục tích năng lượng rồi lại phóng năng lượng

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

trả vào lưới điện nên có tác dụng cản trở dòng điện giống như điện trở R. Do đó để đặc trưng cho hiện tượng này người ta dùng thông số điện kháng X của đường dây.

Điện kháng X bản thân nó không gây tổn thất năng lượng nhưng gây ra tổn thất điện áp dọc dây dẫn, làm điện áp ở thiết bị điện giảm thấp hơn so với điện áp của nguồn điện.

Trên sơ đồ điện, điện kháng X ký hiệu như cuộn dây và kèm theo ký hiệu bằng chữ X. Đơn vị đo điện kháng cũng là W .

X I I

Từ trường sinh ra dọc dây dẫn khi có dòng điện chạy qua

c) Tham số tính toán của dây dẫn điện:

Khi tính toán mạng điện có dòng điện chạy qua, dây dẫn được thay thế đồng thời bằng các tham số R, X như sau:

X R

= R r l 0.

= X x l 0.

Để thuận lợi cho việc tính toán, các nhà sản xuất cáp điện lập sẵn bảng tra thông số điện trở r0 và điện kháng x0 trên mỗi đơn vị chiều dài km ứng với mỗi tiết diện ruột đồng dẫn điện. Như vậy khi biết chiều dài và tiết diện sợi cáp thì có thể xác định điện trở và điện kháng theo công thức:

Trong đó: R, X là điện trở và điện kháng của cáp, tính bằng W .

/km và tra theo bảng bên l là chiều dài của sợi cáp, tính bằng km. r0, x0 là điện trở và điện kháng trên mỗi km, tính bằng W dưới.

Ví dụ: Hai sợi cáp điện 1 pha, mỗi sợi dài 350m, cấp điện áp 400V, tiết diện 95mm2. Hai sợi cáp này được lắp chung trong cùng một máng cáp. Hãy xác định điện trở và điện kháng của mỗi sợi cáp.

Trang 4

Nguyễn Mạnh Hà

Đáp số: X= 0,021W ; R = 0,07W

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

/km) của cáp đồng 1-2 ruột

x0 (W

x0 (W (tham khảo hãng ALCATEL)

Mã dây cáp đồng

r0 (W /km) cáp đồng

Lắp chung ‡

2 sợi

Tiết diện (mm2)

Một sợi cáp lắp độc lập - - 0,33 0,32 0,31 0,29 0,2699 0,2601 0,2501 0,24 0,23 0,2199 0,2099 0,2099 0,2001

13,35 8 5 3,33 1,84 1,2 0,74 0,54 0,39 0,28 0,2 0,158 0,123 0,103 0,078

1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240

cáp gần nhau 0,1 0,09 0,09 0,09 0,07 0,07 0,0701 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06

M-1,5 M-2,5 M-4 M-6 M-10 M-16 M-25 M-35 M-50 M-70 M-95 M-120 M-150 M-185 M-240

Bảng tra r0 và x0 của cáp điện ruột đồng có điện áp dưới 1000V /km) của sợi cáp có 3-4 ruột (tham khảo hãng FURUKAWA) - - 0,095 0,09 0,073 0,0675 0,0662 0,0637 0,0625 0,0612 0,0602 0,0602 0,0596 0,0596 0,0587

1.2.3. Điện áp (U): Điện thế j

tại một điểm của mạch điện là giá trị đo bằng V giữa điểm đo và điểm được chọn làm chuẩn (điểm đất). Độ lớn của điện thế phụ thuộc vào điểm được chọn làm chuẩn, do đó với các mặt chuẩn khác nhau thì điện thế của cùng một điểm trên mạch điện vẫn có những giá trị khác nhau.

Điện áp giữa 2 điểm là hiệu điện thế giữa 2 điểm đó: UAB=j A-j B. Độ lớn của điện thế không phụ thuộc vào việc chọn điểm đất nên điện áp được sử dụng trong tính toán.

Đơn vị đo điện áp là V hoặc kV.

Chiều của điện áp quy ước từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp.

j A L1 j B j A j B

Đất

j C j L3

1.2.4. Nguồn điện áp (Unguồn): Nguồn điện áp là đại lượng đặc trưng cho khả năng tạo ra và duy trì một giá trị điện áp, không phụ thuộc vào sự biến động của phụ tải.

Trang 5

Nguyễn Mạnh Hà

Khả năng tạo ra tức là khả năng sinh ra điện áp của nguồn điện. Khả năng duy trì là khả năng đáp ứng công suất của nguồn điện cho phụ tải tiêu thụ điện. Khái niệm nguồn điện áp thường liên quan đến nguồn cung cấp điện như: máy biến áp, máy phát điện,...

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Nếu máy biến áp, máy phát điện có công suất bé hơn tổng phụ tải tiêu thụ thì nó không phải là nguồn điện vì không có khả năng duy trì nguồn cung cấp.

1.2.5. Điện áp định mức của mạng điện:

Với một mạng điện thực tế, giá trị điện áp đo được tại bất kỳ điểm nào đó không phải là một hằng số. Ví dụ trong ngôi nhà đang ở, hôm nay đo được 221V nhưng có thể ngày mai đo được 219V. Tuy nhiên mọi người đều nói điện áp của mạng điện là 220V - đây chính là giá trị điện áp định mức của mạng điện.

Điện áp định mức là giá trị điện áp định danh cho một mạng điện, được Nhà nước quy định và là thông số dùng để thiết kế, kiểm tra, lựa chọn thiết bị trong mạng điện.

Ký hiệu điện áp định mức Uđm. Với mạng điện 3 pha Uđm là điện áp dây, với mạng điện 1 pha Uđm là điện áp pha.

Mạng cung cấp điện trong công trình xây dựng có Uđm=220V (mạng một pha) hoặc Uđm=380V (3 pha).

1.2.6. Công suất:

Các thiết bị điện khi hoạt động sẽ tiêu thụ năng lượng điện để sinh công hữu ích như cơ năng của động cơ, quang năng của đèn điện, nhiệt năng trong bếp điện,...

Đối với các động cơ điện như quạt, bơm nước,... ngoài việc tiêu thụ công suất hữu ích nó còn tiêu thụ công suất phản kháng từ lưới điện để tạo ra từ trường của dây quấn trong cuộn dây. Đa số các thiết bị điện đều sử dụng động cơ như máy giặt, tủ lạnh,...nên nhìn tổng thể, các thiết bị điện có tới 3 loại công suất khác nhau:

- Công suất tác dụng (ký hiệu P ): là công suất mà thiết bị điện tiêu thụ từ lưới điện để chuyển thành công suất hữu ích. Công suất hữu ích có thể ở dạng nhiệt (bếp điện), ở dạng cơ năng (quạt, bơm nước,...). ở dạng quang năng (đèn điện) và nhiều dạng năng lượng khác.

Đơn vị đo công suất tác dụng là W, kW.

Pcơ

Lò vi sóng kiêm lò nướng Động cơ điện

- Công suất phản kháng (ký hiệu Q): là công suất mà thiết bị điện tiêu thụ từ lưới điện để tạo ra từ trường trong cuộn dây của các thiết bị điện. Công suất này không sinh ra công hữu ích nên còn gọi là công suất vô công.

Về mặt vật lý, công suất Q chỉ là những luồng công suất nạp/phóng qua thiết bị điện có cuộn dây như các động cơ điện, còn với các thiết bị không có cuộn dây như bếp điện, đèn điện thì Q=0.

Trang 6

Nguyễn Mạnh Hà

Đơn vị đo công suất phản kháng là VAR, kVAR.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

N A

P Q

Dây quấn trong động cơ điện Các công suất P, Q cấp cho động cơ

- Công suất biểu kiến (ký hiệu S): Thực tế thiết bị điện tiêu thụ 2 loại công suất P và Q, trong đó P là công suất hữu ích (người dùng phải trả tiền) còn Q là công suất vô công (người dùng không phải trả tiền). Công suất Q là công suất vô công nhưng nó lại nạp và phóng liên tục trên dây dẫn điện nên khi tính toán mạng điện, ngoài trị số P còn phải kể đến sự ảnh hưởng của Q thông qua một thông số chung gồm cả P và Q gọi là công suất biểu kiến.

+ P Q

Trong kỹ thuật điện người ta chứng minh được rằng công suất biểu kiến tính bằng công

thức .

Đây là công suất dùng để tính toán thiết kế mạng điện, từ khâu chọn lựa dây dẫn, xác định dòng điện, tổn thất điện áp,...

Công suất biểu kiến còn gọi là công suất toàn phần.

Đơn vị đo công suất biểu kiến là VA, kVA.

1.2.7. Dòng điện (I):

Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các điện tích. Các dây dẫn điện đều làm bằng kim loại (đồng, nhôm) nên các điện tích dịch chuyển bên trong dây dẫn là các electron mang điện tích âm . Có thể hình dung một đoạn dây dẫn kim loại là một ống chứa đầy các electron, khi có nguồn điện tác động vào thì các electron này chuyển động tạo thành dòng điện.

Đơn vị đo dòng điện là A, kA.

A B C N

A N

3 p U 3.

I3p

I1p

I 1

S 1 U

S3p

S1p

Trang 7

Nguyễn Mạnh Hà

Khi thiết bị điện làm việc nó tiêu thụ một lượng công suất biểu kiến từ lưới điện là S3p (thiết bị 3 pha) hoặc S1p (thiết bị 1 pha) thì trên dây dẫn điện cung cấp có dòng điện chạy qua được xác định theo các công thức:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Trong hai công thức trên thì I1p và I3p tính bằng A, S1p và S3p tính bằng kVA, Up và Ud tính bằng kV

+ P Q

1.2.8. Hệ số công suất cosj :

Công thức tính công suất biểu kiến

và trị số cosj cho ta thấy 3 đại lượng P, Q, S lập thành một tam giác vuông gọi là tam giác công suất với cạnh thẳng đứng đứng là Q, cạnh nằm ngang là P và cạnh huyền là S, góc kẹp giữa S và P là j được gọi là hệ số công suất 

S Q

Do P là công suất hữu ích không thay đổi được còn Q là công suất vô công, do đó nếu Q bé thì có nghĩa là lượng công suất nạp/phóng trên dây dẫn điện ít đi, dẫn đến dòng điện sẽ giảm xuống nên có thể chọn dây dẫn và các thiết bị bé hơn. Mà khi Q bé có nghĩa là cosj lớn nên có thể nói cosj là một chỉ số nói lên hiệu quả sử dụng điện.

Thực tế người ta mong muốn giảm Q càng nhỏ càng tốt nhưng không thể triệt tiêu hoàn toàn vì nhiệm vụ của nó rất quan trọng là tạo môi trường từ hóa để truyền năng lượng từ phần đứng yên sang phần quay của động cơ.

P Q

Căn cứ vào tam giác công suất ta có các biểu thức:

Q = P.tgj P = S.cosj Q = S.sinj

Công suất tiêu thụ của mỗi thiết bị điện được đặc trưng bằng một tam giác công suất (P,Q,S). Nếu có n thiết bị điện nối chung tại một điểm thì tại điểm đó công suất tiêu thụ cũng là một tam giác công suất (P,Q,S) được tính như sau::

j =

Q P

P, Q, S

P = P1 + P2 +…+ Pn Q = Q1 + Q2 +…+ Qn

P2,Q2,S2

P1,Q1,S1

j 1

S2 S Q Q2 j S1 j 2 Q1

Trang 8

Nguyễn Mạnh Hà

P P1 P2

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

1.2.9. Điện năng (A): Là năng lượng hữu ích sinh ra trong một khoảng thời gian D t bởi một thiết bị điện tiêu thụ công suất tác dụng ổn định P được tính theo công thức:

A = P.D t

t 1

P t dt ( ).

= ∫

t 0

Thực tế P không phải là hằng số mà biến đổi theo thời gian nên điện năng phải tính theo công thức tích phân:

Điện năng được đo bằng Wh, kWh. Trong hóa đơn tiền điện hàng tháng, nhân dân hay gọi là số điện chính là số kWh.

Thiết bị dùng để đo điện năng gọi là công tơ. Số cuối cùng trên dãy số của công tơ có đơn vị 1/10kWh. Với mạng điện 3 pha người ta dùng công tơ 3 pha, với mạng điện 1 pha người ta dùng công tơ 1 pha.

1.2.10. Ngắn mạch:

Là hiện tượng dòng điện tăng rất cao (gấp hàng chục, hàng trăm thậm chí hàng ngàn lần so với bình thường) do dây dẫn chạm đất, do chạm chập giữa các pha,…

Khi xảy ra ngắn mạch thì điện trở tại điểm đó gần bằng 0 nên dòng điện tăng lên rất cao. Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng của lưới điện, xảy ra trong thời gian rất ngắn (vài ms), gây hậu quả lớn như cháy, nổ, hư hỏng thiết bị.

In>>

Ngắn mạch xảy ra ở nhiều dạng khác nhau: chạm đất một pha qua điện trở nhỏ, chạm đất hai pha, chập các dây pha, dây lửa và dây nguội chạm nhau,…

In>>

Trang 9

Nguyễn Mạnh Hà

Đất có R nhỏ

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Để loại trừ nhanh mạch điện bị sự cố ngắn mạch người ta dùng các thiết bị bảo vệ tự động như aptomat, cầu chì lắp ở đầu điểm đấu nối của dây dẫn điện.

Mạng điện công trình hay xảy ra hiện tượng ngắn mạch do các nguyên nhân sau:

- Lớp vỏ cách điện bị bong gây chạm vào các điểm đất như vỏ tủ điện, kết cấu thép,…

- Chuột, côn trùng cắn đứt vỏ bảo vệ dây cáp điện trong tủ điện

- Các điểm nối dây không chắc chắn nên bị bung ra chạm vào vỏ thiết bị.

- Các mối nối sau khi thi công, quấn băng keo cách điện không tốt nên bị bong.

1.2.11. Quá tải Là hiện tượng dòng điện tăng lên vượt quá giá trị định mức (1,1‚ 1,8Iđm) của thiết bị điện nhưng vẫn chưa có khả năng gây nguy hiểm cho thiết bị.

Cầu chì

Rơle nhiệt 3 pha

Nếu dòng điện này vẫn nằm trong giới hạn cho phép thì thiết bị vẫn làm việc bình thường, nếu nó vượt quá giá trị cho phép nó trở thành sự cố cần phải loại trừ.

Nguyên nhân gây ra quá tải là thiết bị điện làm việc quá công suất của chúng, ví dụ động cơ trong máy giặt phải giặt với khối lượng lớn hơn quy định, …

Tác hại của hiện tượng quá tải: làm cho thiết bị điện bị lão hóa, nhanh hư hỏng, phát nóng mạnh.

Trang 10

Nguyễn Mạnh Hà

Để bảo vệ các thiết bị khỏi hiện tượng quá tải người ta dùng thiết bị bảo vệ quá tải là rơle nhiệt hoặc cầu chì. Khi dòng điện vượt quá giá trị định mức của thiết bị thì bộ bảo vệ vẫn cho thiết bị làm việc thêm một thời gian đặt trước rồi mới cắt nguồn điện.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

1.2.12. Hiện tượng rò điện:

Rò điện là hiện tượng dây dẫn bị chạm ra vỏ thiết bị hoặc chạm xuống đất nhưng dòng điện rất bé (từ vài mA đến vài chục mA hoặc vài trăm mA).

Khi có rò điện thì thiết bị vẫn hoạt động bình thường nên con người không nhận biết được hiện tượng này.

Ir <<

Đất có R lớn

Nguyên nhân gây rò điện là do lớp vỏ cách điện bị bong tróc và ruột dẫn điện chạm ra vỏ thiết bị với điện trở lớn.

Rò điện gây ra nguy hiểm cho người chạm vào vỏ thiết bị vì con người chỉ chịu được dòng điện ≤ 10mA, nếu vượt quá giá trị này thì tính mạng bị đe dọa. Ngoài ra rò điện gây nguy cơ cháy nổ rất cao vì nó làm nóng chỗ bị chạm nên dễ sinh ra tia lửa.

Trang 11

Nguyễn Mạnh Hà

Để bảo vệ tránh hiện tượng rò điện người ta dùng thiết bị bảo vệ dòng rò, gọi là RCD.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

II. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CÔNG TRÌNH

Phụ tải điện là nơi tiêu thụ điện năng. Khái niệm phụ tải điện là khái niệm rất rộng, có thể là các thiết bị dùng điện, các phòng ở, phòng làm việc, các hộ gia đình, tòa nhà,....

Việc xác định độ lớn phụ tải điện có ý nghĩa quan trọng về mặt kinh tế - kỹ thuật. Thật vậy, nếu xác định phụ tải thiếu thì hệ thống đường dây điện không đủ cung cấp do bị quá tải. Ngược lại nếu xác định phụ tải thừa dẫn đến lãng phí do dây dẫn to hơn, thiết bị phân phối điện lớn hơn mức cần thiết.

Từ những nhận định trên ta thấy việc xác định độ lớn phụ tải điện rất quan trọng. Tuy nhiên việc xác định rất phức tạp vì thiết bị điện rất đa dạng, thời gian hoạt động của từng thiết bị lại khác nhau và có tính ngẫu nhiên, khó dự báo quy luật hoạt động,…

Để thuận lợi cho việc tính toán, TCVN 9206:2012 - “Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế” phân công trình xây dựng thành 2 nhóm:

- Nhóm nhà ở bao gồm: biệt thự, nhà riêng lẻ, nhà liền kề, chung cư, ký túc xá, khách sạn, nhà khách, nhà trọ và các loại nhà để ở khác.

- Nhóm công trình công cộng bao gồm: Thư viện, bảo tàng, nhà hát, đài phát thanh, đài truyền hình, trường học, bệnh viện, trạm y tế, phòng khám chữa bệnh, siêu thị, trung tâm thương mại, chợ, nhà làm việc cơ quan, trụ sở cơ quan, văn phòng làm việc, nhà ga, bưu điện,…

Với cách phân nhóm cụ thể ở phạm vi hẹp như vậy, TCVN 9206:2012 xác định phương pháp tính phụ tải điện cho từng loại công trình cụ thể đảm bảo độ tin cậy.

2.1. Phân loại phụ tải điện công trình

2.1.1. Phân loại theo quy mô sử dụng

- Phụ tải nhỏ: là phụ tải có công suất tác dụng P < 80kW. Công trình có quy mô phụ tải nhỏ chủ yếu là hộ gia đình bình thường, các doanh nghiệp nhỏ,….Nguồn điện cung cấp là các đường dây điện hạ áp ba pha 380V/220V của lưới điện công cộng do ngành điện đầu tư.

- Phụ tải lớn: là phụ tải có công suất tác dụng P ‡

80kW. Công trình có quy mô phụ tải lớn là các cơ quan, công sở, trung tâm thương mại, chung cư,…Nguồn điện cung cấp cấp là các trạm biến áp hạ áp 22/0,4kV, 35/0,4kV,... do chủ đầu tư công trình bỏ vốn xây dựng và được tính vào giá thành đầu tư xây dựng toàn bộ công trình chính.

2.1.2. Phân loại theo chức năng sử dụng điện

a) Phụ tải điện chiếu sáng:

Đây là loại phụ tải điện đặc trưng mà bất kỳ công trình xây dựng nào cũng bắt buộc phải có.

Đặc điểm của phụ tải này là khá thuần nhất, không đa dạng về chủng loại nên dễ tính toán công suất. Thực tế trong công trình xây dựng sử dụng các bóng đèn huỳnh quang cho chiếu sáng thông thường và các bóng đèn sợi đốt cho chiếu sáng sự cố.

Mạch điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng là một mạch điện độc lập với các mạch khác và được phân thành các mạch nhỏ hơn theo phạm vi quản lý:

- Mạch chiếu sáng chung của công trình: hành lang, cầu thang, đường nội bộ, phòng quản lý,… đấu nối nguồn điện tại bảng điện phân phối đầu vào của công trình.

Trang 12

Nguyễn Mạnh Hà

- Mạch chiếu sáng riêng của từng căn hộ, từng phòng làm việc,… đấu nối nguồn điện tại bảng điện đầu vào của căn hộ hoặc phòng làm việc.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

b) Phụ tải điện sinh hoạt:

Đây là loại phụ tải tiêu thụ điện chủ yếu trong công trình xây dựng. Loại phụ tải này phục vụ cho con người trong quá trình làm việc và sinh hoạt hằng ngày như: điều hoà, ti vi, tủ lạnh, máy giặt, máy tính, quạt điện,…

Đặc điểm của phụ tải là công suất nhỏ nhưng lại rất đa dạng về chủng loại cũng như quy luật làm việc do đó tính toán độ lớn của nó chính xác là việc rất khó khăn. Thực tế loại phụ tải này thường bao gồm:

- Các động cơ không đồng bộ loại nhỏ (trong máy giặt, tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ,…)

- Các thiết bị điện tử (máy tính, máy in,…)

- Các thiết bị nhiệt (lò vi sóng, máy sấy tóc, bàn là, nồi cơm điện,…)

- Các ổ cắm điện: phục vụ cho các thiết bị không xác định trước, thiết bị di động.

Thiết bị điện lắp trong phòng làm việc trong công sở, nhà ở dân cư, phòng ở khách sạn,… có những loại trên đều là những phụ tải điện sinh hoạt.

Mạch điện cung cấp cho phụ tải điện sinh hoạt là một mạch điện độc lập với các mạch khác và được đấu nối nguồn điện tại bảng điện đầu vào của căn hộ hoặc phòng làm việc.

c) Phụ tải điện của các thiết bị dùng chung:

Đây là loại phụ tải chuyên dụng thường thấy trong các công trình lớn như công trình công cộng (trường đại học, siêu thị,…) hoặc nhà ở loại lớn (như khách sạn, chung cư,…)

Đặc điểm loại phụ tải này là sử dụng các loại động cơ không đồng bộ cỡ lớn (>5kW) và dải công suất biến đổi từ vài kW đến vài chục kW nên một số phụ tải yêu cầu cấp điện bằng nguồn điện 3 pha. Xác định độ lớn của phụ tải loại này phải căn cứ vào catologue của từng loại thiết bị cụ thể mới đảm bảo độ chính xác.

Thực tế ở các công trình xây dựng phụ tải này gồm các loại sau:

- Thang máy, bơm nước, điều hòa trung tâm, thông gió, bơm nước cứu hỏa

- Thiết bị thí nghiệm đặc chủng.

- Thiết bị chẩn đoán ở bệnh viện.

Mạch điện cung cấp cho phụ tải này là một mạch điện độc lập với các mạch khác và được đấu nối nguồn điện tại bảng điện đầu vào của công trình.

2.2. Các đại lượng dùng để xác định nhu cầu phụ tải điện:

2.2.1. Công suất định mức của thiết bị (Pđm) Pđm là công suất hữu ích ở đầu ra của thiết bị (chưa kể đến tổn hao). Giá trị này được ghi trên nhãn máy hoặc ghi trong lý lịch kèm theo thiết bị. Pđm có thể dưới các dạng sau:

- Dạng cơ năng (động cơ điện): Pđm chính là công suất trên trục cơ. - Dạng nhiệt năng (lò vi sóng, nồi cơm điện,… ): Pđm là công suất tỏa nhiệt trên điện trở. Đơn vị của Pđm là W, kW hoặc HP (sức ngựa). Theo quy định của Nhà nước về hệ thống đơn vị đo lường Việt Nam, 1HP = 745,7W.

Trang 13

Nguyễn Mạnh Hà

2.2.2. Công suất đặt (Pđ): Công suất đặt là lượng công suất tác dụng mà mạng điện phải cung cấp cho thiết bị điện để nó hoạt động. Đây là loại công suất phải xác định trong quá trình tính toán phụ tải điện của các công trình xây dựng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Đối với từng thiết bị điện cụ thể thì Pđ bao gồm công suất định mức của thiết bị Pđm và tổn hao công suất bên trong thiết bị.

. os

Công thức tính Pđ của thiết bị khi biết dòng điện, điện áp và hệ số công suất:

P U I c ñ p

U I c 3 .

. os

- Thiết bị điện 1 pha:

P ñ

- Thiết bị điện 3 pha:

Trong đó:

Up, Ud là điện áp pha, điện áp dây của mạng điện. Ip là dòng điện chạy trong dây dẫn 1 pha Id là dòng điện chạy trong dây dẫn của mạng điện 3 pha. cosj là hệ số công suất của thiết bị điện.

P ñ

P = ñm h

Công suất đặt của thiết bị cũng có thể tính toán thông qua công suất định mức Pđm và hiệu suất h của thiết bị:

+ + ...

Công suất đặt của một nhóm thiết bị điện (lắp đặt trong một bộ phận, một khu vực hoặc toàn bộ công trình) bằng tổng công suất đặt của toàn bộ thiết bị có trong nhóm đó:

∑

P ñ

P ñi

P ñ1

P ñ2

P ñn

= 1

Trong đó:

PđS là công suất đặt của nhóm Pđi là công suất đặt của thiết bị thứ i trong nhóm n là số thiết bị có trong nhóm

Khi thiết kế, nếu không có số liệu công suất chính xác của thiết bị thì có thể tham khảo

bảng sau:

Tên thiết bị điện

Bóng đèn sợi đốt Đèn tuyp + chấn lưu sắt từ Đèn tuyp + chấn lưu điện tử Đèn tuyp tiết kiệm điện Đèn compact, đèn bàn

Công suất đặt (W) 100 44 40 36 18

Bình đun nước sôi Máy làm nóng lạnh nước uống Quạt cây, quạt trần, thông gió Điều hòa dân dụng Máy hút bụi

Công suất đặt (W) 2000 600 200 0,293W/BTU· số BTU 600

Trang 14

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ti vi CRT Ti vi LCD Đầu đĩa Tủ lạnh Tủ đông Nồi cơm điện Lò vi sóng Lò nướng

300 140 30 800 500 800 900 1000

Bơm nước gia đình (1/3 HP) Bình tắm nóng lạnh Máy in laser Laptop Máy tính để bàn Máy sấy tóc Máy giặt Thang máy mini gia đình

700 5000 200 100 300 1000 400 3000

2.2.3. Công suất tính toán (Ptt): Lý thuyết và thực tế đã chứng minh rằng, trong một nhóm thiết bị điện thì tổng công suất đặt của tất cả các thiết bị điện PđS thường lớn hơn công suất tiêu thụ thực tế của nhóm đó. Tùy vào quy mô công trình, tùy vào tính chất của phụ tải mà sự chênh lệch này lớn hay bé.

Nguyên nhân của hiện tượng này là do các thiết bị có lượng thời gian làm việc khác nhau, quy luật làm việc khác nhau, thời điểm bắt đầu làm việc cũng khác nhau và có tính ngẫu nhiên.

Như vậy khi tính toán công suất điện cấp cho nhóm chỉ cần tính giá trị công suất tương đương mà nhóm đó tiêu thụ gọi là công suất tính toán (còn gọi là phụ tải tính toán) Ptt. Công suất tính toán không phải là một giá trị cố định mà là một giá trị có tính xác suất thống kê. Ví dụ khi tính toán thì công suất của mọi căn hộ đều giống nhau, tuy nhiên thực tế sử dụng điện thì mỗi căn hộ có một giá trị khác nhau.

Q tt

j P tg . tt

+ 2 P Q tt

2 tt

Việc xác định Ptt là bài toán cơ bản trong tính toán phụ tải điện. Tuy nhiên khi tính toán kỹ thuật mạng điện (chọn dây dẫn, chọn thiết bị,…) cần phải xác định thêm công suất phản kháng Qtt và công suất biểu kiến Stt của nhóm đó theo các công thức sau:

Trong đó tgj là hệ số xác định từ cosj qua tam giác công suất, còn cosj được chọn

trong phạm vi 0,80‚ 0,85.

2.2.4. Suất phụ tải điện (P0): Suất phụ tải điện P0 là đại lượng thống kê dùng để xác định lượng công suất tác dụng phân bố trên một đơn vị sản phẩm, đơn vị diện tích,… của công trình. Như vậy đơn vị của P0 có thể là W/m2, W/sản phẩm, W/giường bệnh, W/chỗ ngồi,…

Tính toán phụ tải điện của công trình thông qua P0 được áp dụng trong giai đoạn thiết kế cơ sở, ở giai đoạn này chưa có thiết kế chi tiết bố trí thiết bị điện trong công trình. Với các công trình công cộng lớn (như trường học, bệnh viện,…) đều phải qua giai đoạn thiết kế cơ sở nên sử dụng phương pháp tính theo suất phụ tải điện. Với các công trình nhỏ như nhà ở riêng lẻ, biệt thự,… chỉ thiết kế một giai đoạn (thiết kế chi tiết) nên phải tính số lượng và công suất cụ thể của các thiết bị điện dự kiến lắp đặt.

Trang 15

Nguyễn Mạnh Hà

P0 thường cho trong tiêu chuẩn hoặc các sổ tay thiết kế. Số liệu P0 chỉ cho phép tính công suất toàn bộ công trình, không thể áp dụng được cho một khu vực nhỏ của công trình (ví dụ: không áp dụng để tính công suất điện của một phòng làm việc). Giá trị P0 cho một số công trình công cộng có thể tham khảo bảng sau:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Loại công trình

Văn phòng, trụ sở làm việc, cơ quan hành chính: - Không có điều hòa nhiệt độ - Có điều hòa nhiệt độ Trường học (nhà trẻ, mẫu giáo, tiểu học, trung học, đại học,…): - Không có điều hòa nhiệt độ - Có điều hòa nhiệt độ

Cửa hàng, siêu thị, chợ, trung tâm thương mại, công trình dịch vụ: - Không có điều hòa nhiệt độ - Có điều hòa nhiệt độ Nhà nghỉ, khách sạn: - Hạng 1 sao - Hạng 2-3 sao - Hạng 4-5 sao Công trình y tế: - Bệnh viện cấp quốc gia - Bệnh viện cấp tỉnh, thành phố trung tương - Bệnh viện cấp quận, huyện

6 Rạp hát, rạp chiếu phim, rạp xiếc (có điều hòa nhiệt độ)

Chỉ tiêu P0 45W/m2 sàn 85W/m2 sàn 25W/m2 sàn 65W/m2 sàn 35W/m2 sàn 90W/m2 sàn 2kW/ giường 2,5kW/ giường 3,5kW/ giường 2,5kW/ giường bệnh 2kW/ giường bệnh 1,5kW/ giường bệnh 125W/m2 sàn

Khi biết suất phụ tải thì việc xác định phụ tải điện công trình trở nên đơn giản rất nhiều:

Ptt = P0.S Ptt = P0.Số sản phẩm Ptt = P0.Số giường bệnh,…

2.3. Công suất tính toán của nhóm phụ tải chiếu sáng:

Phụ tải chiếu sáng là nhóm thiết bị tiêu thụ điện đặc trưng và không thể thiếu với bất kỳ công trình xây dựng nào. Trong công trình xây dựng chủ yếu sử dụng 2 loại đèn là ống huỳnh quang và đèn sợi đốt. Đèn huỳnh quang thường dùng loại dài 1,2m, công suất từ 40W trở xuống cho chiếu sáng làm việc. Đèn sợi đốt dùng cho chiếu sáng sự cố.

Trong tập bài giảng này có một chương riêng về việc tính toán, xác định số lượng đèn lắp đặt vào công trình nên trong chương này chỉ đề cập đến việc xác định công suất điện của toàn bộ nhóm chiếu sáng trong công trình.

Đối với nhà tập thể, chung cư, nhà trọ, khách sạn và các công trình công cộng thì hệ thống chiếu sáng được tách ra thành chiếu sáng chung và chiếu sáng riêng cấp điện từ các mạch điện riêng biệt nhau:

- Chiếu sáng chung gồm: hành lang, cầu thang, tầng hầm, nhà để xe, phòng quản lý điều hành, phòng kỹ thuật, phòng máy bơm, phòng động cơ thang máy, phòng máy tính và các khu vực buồng phòng dùng chung khác của công trình.

- Chiếu sáng riêng: là chiếu sáng bên trong căn hộ, phòng nghỉ khách sạn, bên trong phòng làm việc,… của công trình.

Trang 16

Nguyễn Mạnh Hà

Đối với nhà ở riêng lẻ, biệt thự, căn hộ thì khi tính toán công suất của hệ thống chiếu sáng không phân biệt chiếu sáng chung và chiếu sáng riêng mà chỉ xem xét với tư cách là một hệ thống chiếu sáng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

)

+ + ...

∑ .

( k P nc ñ

P ñi

P ñ

P ñn

P c s

= 1

Công suất tính toán của một hệ thống chiếu sáng được xác định theo số lượng và công suất của các bộ đèn theo công thức:

Trong đó:

n là số bộ đèn của hệ thống chiếu sáng

Pđi là công suất của bộ đèn thứ i Knc là hệ số nhu cầu lấy theo bảng sau:

Loại công trình

Nhà ở riêng biệt, nhà tập thể, nhà chung cư

Công trình y tế

Khách sạn, nhà nghỉ, nhà trọ, nhà cho đối tượng đặc biệt (làng SOS, chăm sóc thương binh,…)

Nhà kho

Các công trình khác

Công suất hệ thống chiếu sáng Knc 1,00 0,35 0,25 0,40 020 0,50 0,40 0,30 1,00 0,50 1,00

Phần 3000W đầu tiên Phần từ 3001W đến 120.000W Phần trên 120.000W Phần 50.000W đầu tiên Phần trên 50.000W Phần 20.000W đầu tiên Phần từ 20.001W đến 100.000W Phần trên 100.000W Phần 12.500W đầu tiên Phần trên 12.500W Công suất bất kỳ

Lưu ý khi tính Pđi : nếu bộ đèn sử dụng tăng phô điện tử thì Pđi lấy bằng công suất của bóng đèn, nếu bộ đèn sử dụng tăng phô sắt từ thì Pđi lấy bằng 1,1 lần công suất bộ đèn.

Ví dụ: Xác định công suất tính toán của hệ thống chiếu sáng của một nhà biệt thự có tổng công suất của tất cả các đèn là 4,25kW.

Đáp số: 3,44kW

2.4. Công suất tính toán ổ cắm điện

Ổ cắm điện cũng là một loại thiết bị điện không thế thiếu đối với bất kỳ công trình xây dựng nào nhưng nó không phải là một thiết bị tiêu thụ điện thực thụ mà chỉ phục vụ cho các thiết bị điện di động (sạc pin, máy hút bụi, máy sấy tóc, bàn là,…) hoặc thiết bị điện lấy nguồn điện thông qua ổ cắm (ti vi, đầu đĩa, nồi cơm điện, bình đun nước,…).

Với mức sống của người dân ngày càng cao, số lượng ổ cắm bố trí trong công trình cũng tăng lên do sử dụng nhiều thiết bị di động.

Các thiết bị dùng điện từ ổ cắm điện thuộc nhóm phụ tải sinh hoạt nhưng do tính đặc thù của nó nên được tách ra tính toán riêng theo chỉ dẫn sau:

a) Nếu ổ cắm dùng để cấp điện cho thiết bị điện cố định, đã xác định được chủng loại, công suất và vị trí lắp đặt (như ti vi, tủ lạnh, máy giặt,…) thì công suất tính toán lấy bằng công suất của thiết bị đó và không xem ổ cắm là thiết bị tiêu thụ điện. Khi tính toán chỉ liệt kê công suất của thiết bị theo nhóm phụ tải sinh hoạt.

. .180

P oc

k n ñt

b) Với các ổ cắm chưa xác định được thiết bị tiêu thụ điện thì phải tính riêng công suất ổ cắm theo công thức sau:

Trang 17

Nguyễn Mạnh Hà

Trong đó:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Poc là công suất tính toán của các ổ cắm tính bằng W. n là số đơn vị ổ cắm trong khu vực tính toán (phòng làm việc, nhà ở,…) kđt là hệ số đồng thời của ổ cắm, chọn giá trị kđt trong khoảng 0,5‚ 0,8

Lưu ý: Trong trường hợp dùng ổ cắm đôi, ổ cắm 3, ổ cắm 4 phích cắm trên một đế ổ cắm thì tính tương ứng 2, 3, 4 đơn vị ổ cắm.

2.5. Phụ tải tính toán của nhà ở riêng lẻ, căn hộ trong nhà tập thể, căn hộ trong nhà chung cư:

Trong loại nhà này chỉ có các phụ tải sinh hoạt, trong đó có thể tách ra thành các nhóm: hệ thống chiếu sáng Pcs, các ổ cắm Poc và các thiết bị điện đã xác định được chủng loại và vị trí lắp đặt.

Đặc điểm phụ tải này là số thiết bị sử dụng điện thay đổi theo mức sống của từng gia đình nên khó xác định trước vị trí cũng như chủng loại thiết bị điện. Vì lý do này nên phải bố trí nhiều ổ cắm trong phòng.

(

)

+ + ...

∑

P tt

ñt

P oc

P ñi

P oc

P ñ

P ñn

P c s

 k P  ñt c s

 

= 1

  

  

Xác định phụ tải tính toán theo theo công thức:

Trong đó:

kđt là hệ số đồng thời, chọn giá trị kđt trong khoảng 0,5‚ 0,65 Pcs là công suất chiếu sáng tính theo mục 2.3 Poc là công suất các ổ cắm chưa xác định được thiết bị cụ thể, tính theo mục 2.4 n là số thiết bị trong nhà ở, căn hộ.

Pđi là công suất đặt của thiết bị thứ i trong nhà ở, căn hộ (thiết bị đã xác định cụ thể). Hiện nay một số gia đình kinh tế khá giả có trang bị hệ thống thang máy mini thì thang máy cũng được coi là một thiết bị điện sinh hoạt cụ thể (tham khảo công suất ở mục 2.2.2).

Sau khi có Ptt thì xác định được các công suất phản kháng Qtt và công suất biểu kiến Stt

Q tt

j P tg . tt

+ 2 P Q tt

2 tt

biểu kiến như sau (xem mục 2.2.3): =

Ví dụ: Một nhà ở riêng lẻ có các số liệu về công suất của các thiết bị điện như sau:

- Đèn tuyp dùng chấn lưu sắt từ: 50 bộ đèn, mỗi bộ 2 bóng.

- Ổ cắm điện đơn: 50 cái

- Ổ cắm điện đôi: 27 cái

- Máy giặt: 01 cái, tủ lạnh: 01 cái, tivi LCD: 04 cái (được cấp nguồn qua ổ cắm)

Xác định công suất mà lưới điện cần cung cấp cho căn nhà này biết hệ số đồng thời của ổ cắm là 0,8 và hệ số đồng thời của toàn bộ nhà là 0,6.

Trang 18

Nguyễn Mạnh Hà

Đáp số: 12,1kW

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

2.6. Phụ tải tính toán của công trình nhà ở tập thể, nhà chung cư, nhà trọ:

Đây là loại công trình mà phụ tải điện bao gồm phụ tải trong các phòng ở (phụ tải sinh hoạt), phụ tải chiếu sáng chung (hành lang, cầu thang, nhà để xe, phòng bơm,…) và phụ tải động lực dùng chung (thang máy, bơm nước, thông gió, điều hòa trung tâm, cứu hỏa,…).

(

)

0,9

∑

ñt

P tt

P chi

P TM

P BT

P csc

P ÑH (

)

+ + ...

)

0,9

= i 1 k P ( ñt ch

P tt

P h

P chn

P TM

P BT

P ÑH

P csc

Xác định phụ tải tính toán theo theo công thức:

Trong đó:

n là số căn hộ trong công trình.

Pcsc là công suất tính toán chiếu sáng chung của toàn bộ công trình, tính như mục 2.3. PTM là công suất tính toán hệ thống thang máy (nếu có) trong công trình. PBT là công suất tính toán hệ thống bơm nước, thông gió, cứu hỏa chung. PĐH là công suất tính toán của điều hòa trung tâm hoặc bán trung tâm (nếu có). Thông số PĐH tham khảo catologue của nhà sản xuất.

Pchi là công suất tính toán của căn hộ thứ i và được tính theo mục 2.5. Kđt là hệ số đồng thời của các căn hộ lấy theo bảng sau:

Số căn hộ Số căn hộ Số căn hộ Kđt Kđt Kđt

2 đến 4 1 20 đến 24 0,49 40 đến 49 0,41

5 đến 9 0,78 25 đến 29 0,46 Từ 50 trở lên 0,4

10 đến 14 0,63 30 đến 34 0,44

15 đến 19 0,53 35 đến 39 0,42

Lưu ý trong công trình có thể có nhà bảo vệ, nhà làm việc của Ban quản lý chung cư,… có bố trí một số ổ cắm phục vụ thiết bị di động, thậm chí còn trang bị thiết bị cố định như tivi, máy tính, bình nước uống nóng lạnh, máy sạc bộ đàm,… phục vụ cho nhân viên quản lý tòa nhà. Về mặt tiêu thụ điện thì các phụ tải này là phụ tải sinh hoạt, do đó khi tính toán, toàn bộ các thiết bị này được tính là một nhóm và cộng thêm vào Ptt.

)

+ + ...

∑

P TM

( k P nc

P TMi

P TM

P TMn

= 1

2.6.1. Công suất tính toán hệ thống thang máy PTM xác định như sau:

Trong đó:

n là số thang máy trong công trình

Trang 19

Nguyễn Mạnh Hà

PTMi là công suất của thang máy thứ i Knc là hệ số nhu cầu của các thang máy lấy theo bảng sau:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

9

8

6

5

4

2

15 Knc khi số lượng thang máy trong công trình n= 10 3

Số tầng 6-7 8-9 10-11 12-13 14-15 16-17 18-19 20-24 25-30 31-40

20 7 0,85 0,70 0,55 0,55 0,45 0,45 0,42 0,40 0,38 0,30 0,27 0,90 0,75 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,42 0,40 0,33 0,33 0,95 0,80 0,70 0,63 0,56 0,52 0,48 0,45 0,42 0,35 00,31 0,85 0,73 0,65 0,58 0,55 0,50 0,47 0,44 0,38 0,34 0,97 0,85 0,75 0,70 0,66 0,60 0,58 0,56 0,43 0,37 0,90 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,47 0,40 0,90 0,80 0,75 0,70 0,67 0,63 0,52 0,45 0,95 0,85 0,80 0,75 0,70 0,66 0,54 0,47 0,90 0,85 0,80 0,75 0,62 0,53 0,93 0,87 0,82 0,78 0,64 0,55

1 1 1 - - - -

1 1 1 1 1

1 1 1 1

1 1

1 1 1 - - - - - - -

P TMi

+ N v (550 80 ). h 102

Trường hợp chưa thể xác định được công suất chính xác của từng thang máy PTMi thì có thể tính gần đúng theo công thức sau:

Trong đó:

PTMi tính bằng kW N là số người mà thang máy chuyên chở được (công suất định mức của thang máy)

v là vận tốc thang máy: Từ 0,5-2m/s

h là hiệu suất thang máy, chọn từ 0,75 đến 0,80.

)

+ + ...

∑

P BT

( k P nc

P BTi

P BT

P BTn

= 1

2.6.2. Công suất tính toán hệ thống dùng chung (bơm nước, thông gió,…) PBT :

Trong đó:

n là số động cơ bơm nước, thông gió (kể cả các động cơ dùng chung khác).

Số động cơ n 8 10 15

knc 1 (0,8) 0,9 (0,75) 0,8 (0,70)

knc 0,75 0,70 0,65

Số động cơ n 20 30 50

knc 0,65 0,60 0,55

Trang 20

Nguyễn Mạnh Hà

PBTi là công suất động cơ dùng chung thứ i Knc là hệ số nhu cầu của các động cơ dùng chung lấy theo bảng sau: Số động cơ n 2 3 5 Ghi chú: - Số trong ngoặc dùng cho động cơ có công suất > 30kW - Số động cơ n không có trong bảng thì tính nội suy

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

2.6.3. Công suất tính toán hệ thống điều hòa trung tâm PĐH : Với hệ thống điều hòa trung tâm tính toán công suất theo chỉ dẫn sau:

a) Nếu đã chọn được chủng loại điều hòa trung tâm thì biết công suất tiêu thụ của nó. Khi đó PĐH lấy theo công suất do nhà sản xuất đưa ra trong catologue. Đây là cách tính đảm bảo chính xác và tin cậy nhất.

b) Trường hợp chưa biết được chủng loại điều hòa trung tâm thì có thể tính gần đúng theo công thức:

ÑHP

P V 0.

(kW)

Trong đó: V là khối tích (m3) của khu vực tính toán.

P0 là suất phụ tải của điều hòa trung tâm theo khối tích:

P0=29,84kW/m3 với khối tích các phòng làm việc, khối tích của căn hộ, nhà ở. P0=44,76kW/m3 với các khu vực khác của công trình (hành lang ,sảnh,…)

Ví dụ: Một chung cư 8 tầng có 64 căn hộ giống nhau, mỗi căn hộ có các thiết bị dùng điện gồm: 10 bộ đèn huỳnh quang 40W dùng chấn lưu sắt từ, 2 điều hòa dân dụng mỗi cái 12.000BTU, 2 quạt trần, 1 máy tính để bàn, 2 laptop, 12 ổ cắm điện. Ngoài ra thiết bị dùng chung là 2 bơm nước 3 pha mỗi cái 5kW-380V, 2 thang máy dùng điện 3 pha mỗi thang 12kW-380V. Chiếu sáng nhà xe dùng 8 bộ đèn huỳnh quang 40W chấn lưu sắt từ, chiếu sáng hành lang mỗi tầng dùng 8 bóng đèn sơi đốt 100W, chiếu sáng cầu thang bộ mỗi tầng dùng 2 bộ đèn huỳnh quang 40W chấn lưu sắt từ.

Cho biết: hệ số công suất cosj của chung cư là 0,85, Kđt mỗi căn hộ là 0,65, Kđt ổ cắm điện trong căn hộ là 0,6. Xác định công suất tính toán của chung cư.

Đáp số: Ptt=194kW; Stt=228kVA

2.7. Phụ tải tính toán của công trình nhà khách, khách sạn, nhà hàng:

Đây là loại công trình mà phụ tải điện bao gồm các thiết bị điện trong các phòng nghỉ (loại phụ tải sinh hoạt), phụ tải chiếu sáng chung (hành lang, cầu thang, nhà để xe, phòng bơm,…) và phụ tải động lực dùng chung (thang máy, bơm nước, thông gió, điều hòa trung tâm, cứu hỏa,…). Ngoài ra loại công trình này còn có thiết bị rất đặc trưng là thiết bị nấu ăn công nghiệp như: thiết bị đun, nấu, nướng, giữ nóng, thiết bị sơ chế (cắt, chặt, xay,…), thiết bị giữ lạnh và làm đông thực phẩm, máy rửa chén bát và các thiết bị bếp công nghiệp khác.

Đặc điểm của phụ tải sinh hoạt trong phòng nghỉ là thiết bị điện được xác định trước vị trí và chủng loại, số lượng ổ cắm rất ít.

(

)

0,8.

0,9

∑

P tt

pni

P TM

P BT

P ÑH

∑ P . NAi

P csc

= 1

Xác định phụ tải tính toán theo theo công thức:

Trong đó:

n là số phòng nghỉ

m là số thiết bị nấu ăn công nghiệp trong khu bếp.

Trang 21

Nguyễn Mạnh Hà

Ppni là công suất đặt của phòng nghỉ thứ i, tính bằng tổng công suất đặt của tất cả thiết bị trong phòng nghỉ, kể cả công suất đèn chiếu sáng, điều hòa cục bộ (nếu không sử dụng

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

điều hòa trung tâm). Với ổ cắm ở trong phòng nghỉ thì lấy công suất đặt mỗi đơn vị ổ cắm là 180W.

Lưu ý trong công trình còn có các phòng kỹ thuật, phòng hành chính, hội trường, phòng ăn, phòng giặt là,… có bố trí một số ổ cắm phục vụ thiết bị di động, thậm chí còn trang bị thiết bị cố định như tivi, máy tính, bình nước uống nóng lạnh, máy sạc bộ đàm,… phục vụ cho nhân viên quản lý tòa nhà. Về mặt tiêu thụ điện thì các phụ tải này là phụ tải sinh hoạt, do đó khi tính toán, toàn bộ các thiết bị này được tính là một nhóm và cộng thêm vào Ptt.

PNAi là công sắt đặt của thiết bị nấu ăn thứ i. knc là hệ số nhu cầu của các thiết bị bếp công nghiệp, lấy theo bảng sau:

‡

Knc của các thiết bị bếp 1,00 0,90 0,80 0,70 0,65

Số thiết bị bếp 1‚ 2 3 4 5 6

Pcsc là công suất tính toán chiếu sáng chung của toàn bộ công trình, tính như mục 2.3 PBT là công suất tính toán hệ thống bơm nước, thông gió, cứu hỏa chung, tính như mục 2.6.2 của khối chung cư, nhà trọ, nhà tập thể.

PĐH là công suất tính toán của điều hòa trung tâm hoặc bán trung tâm (nếu có), tính như mục 2.6.3 của khối chung cư, nhà trọ, nhà tập thể.

PTM là công suất tính toán hệ thống thang máy (nếu có) trong công trình, tính theo công thức ở mục 2.6.1 của khối chung cư, nhà trọ, nhà tập thể nhưng hệ số knc của thang máy phải lấy theo bảng sau:

Số thang máy 1-2 3-4 > 4

knc của thang máy 1 0,9 0,6-0,8

Ví dụ: Một khách sạn 13 tầng có 1 tầng hầm, tầng 1 là sảnh lễ tân và 3 phòng nghỉ, các tầng từ 2 đến 13 bố trí 6 phòng nghỉ ở mỗi tầng.

Tầng hầm bố trí chiếu sáng gồm 112 bộ đèn đôi huỳnh quang 40W dùng chấn lưu sắt từ, 2 bơm nước 3 pha mỗi cái 5kW-380V, 10 ổ cắm điện đôi.

Sảnh lễ tân bố trí chiếu sáng chung gồm 40 bộ đèn huỳnh quang 40W dùng chấn lưu sắt từ, 6 ổ cắm điện đôi.

Tất cả các phòng nghỉ đều được lắp thiết bị điện giống nhau gồm: 4 bộ đèn huỳnh quang 40W dùng chấn lưu sắt từ, 2 đèn ngủ 50W, 1 điều hòa dân dụng mỗi cái 9.000BTU, 2 ổ cắm điện, 1 quạt hút gió 30W, 1 bình tắm nóng lạnh 1500W.

Ngoài ra còn có các thiết bị điện dùng chung khác là: 2 thang máy dùng điện 3 pha mỗi thang 12kW-380V. Chiếu sáng hành lang mỗi tầng dùng 4 bóng đèn sơi đốt 100W, chiếu sáng cầu thang bộ mỗi tầng dùng 2 bộ đèn huỳnh quang 40W chấn lưu sắt từ.

Cho biết: hệ số công suất cosj của khách sạn là 0,85. Xác định công suất tính toán của khách sạn.

Trang 22

Nguyễn Mạnh Hà

Đáp số: Ptt=333,28kW; Stt=392,1kVA

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

2.8. Phụ tải tính toán của công trình công cộng, dịch vụ

Công trình công cộng không phân biệt phụ tải dùng chung và dùng riêng, do đó phụ tải trong công trình chỉ phân loại thành 2 nhóm: nhóm sinh hoạt và nhóm các thiết bị động lực.

Nhóm sinh hoạt bao gồm: chiếu sáng các buồng, phòng, chiếu sáng chung; ổ cắm, máy tính, quạt, máy in,… và các thiết bị điện có công suất ≤ 3 kW.

Nhóm các thiết bị động lực bao gồm: bơm nước, thông gió, thang máy, điều hòa trung tâm (nếu có) và các thiết bị chuyên dụng khác có công suất > 3kW (nếu có)

Đặc điểm của phụ tải điện sinh hoạt trong công trình là thiết bị điện được xác định trước vị trí và chủng loại, số lượng ổ cắm ít.

(

)

0,9

P tt

P sh

P TM

P BT

P ÑH

P TB

Phụ tải tính toán được xác định thông qua công suất đặt của tất cả các thiết bị điện có trong công trình:

Trong đó:

Psh là công suất đặt của các thiết bị sinh hoạt, bao gồm cả ổ cắm, đèn chiếu sáng các phòng, đèn chiếu sáng chung, điều hòa dân dụng.

PTM là công suất đặt của tất cả các thang máy trong công trình PBT là công suất đặt của tất cả các động cơ bơm nước, thông gió trong công trình PĐH là công suất đặt của hệ thống điều hòa trung tâm (nếu có). PTB là công suất đặt của các thiết bị chuyên dụng (máy thí nghiệm, chẩn đoán,…) Ví dụ: Một khu văn phòng làm việc gồm hai khối nhà, mỗi khối cao 2 tầng. Mỗi tầng nhà đều có thiết kế giống nhau với 4 phòng 50m2 và 4 phòng 25m2. Mỗi tầng nhà có 2 WC. Mỗi khối nhà có 2 cầu thang bộ ở đầu nhà.

Trang thiết bị điện bố trí trong nhà như sau: - Phòng 25m2: 1 điều hòa 2,5kW; 2 quạt trần mỗi cái 0,07kW; 8 bóng đèn huỳnh quang 40W dùng chấn lưu sắt từ.

- Phòng 50m2: 2 điều hòa 2,5kW; 4 quạt trần mỗi cái 0,07kW; 16 bóng đèn huỳnh quang 40W dùng chấn lưu sắt từ.

- Nhà vệ sinh dùng 3 bóng đèn sợi đốt 100W

- Hành lang và cầu thang bộ mỗi tầng nhà bố trí 4 bóng đèn sợi đốt 100W.

Xác định Ptt của văn phòng. Đáp số: 132,9 kW

2.9. Công suất điện dự phòng

Với các công trình quy mô lớn hoặc cao tầng (>5 tầng), khi điện lưới bị mất thì công suất điện dự phòng phải đảm bảo cung cấp đủ cho các hệ thống sau hoạt động bình thường:

- Hệ thống thang máy.

- Hệ thống bơm cấp nước sinh hoạt.

- Chiếu sáng chung.

Trang 23

Nguyễn Mạnh Hà

- Đèn chiếu sáng sự cố, thoát nạn, hệ thống cứu hỏa.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Đèn sự cố kèm bộ lưu điện được sạc điện liên tục

Đèn EXIT lấy điện từ bộ lưu điện của đèn sự cố

Đèn chiếu sáng sự cố và đèn EXIT ở hành lang chung cư

Do vậy công suất điện dự phòng phải chọn bằng tổng công suất tính toán của các hệ thống trên. Thông thường giá trị này khá lớn nên công suất điện dự phòng thường là máy phát đồng bộ 3 pha 380/220V dùng nhiên liệu diezen đặt ở trong tầng hầm.

Trang 24

Nguyễn Mạnh Hà

Với các công trình quy mô nhỏ hơn, theo quy định của TCVN 9206:2012 phải bố trí nguồn điện dự phòng tối thiểu là 5% tổng công suất tính toán của toàn bộ công trình. Công suất dự phòng để phục vụ cho hệ thống cứu hộ, sự cố như: bảng tín hiệu chỉ dẫn thoát nạn (EXIT, LỐI THOÁT NẠN,…), đèn chiếu sáng sự cố, tín hiệu âm thanh, chuông báo động, cứu hỏa,… Tùy vào tính chất quan trọng mà chọn hình thức máy phát điện dự phòng (nếu công suất lớn) hoặc thiết bị sự cố có lưu điện (công suất bé).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

III. SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG

3.1. Sơ đồ và bản vẽ thiết kế cấp điện

Sơ đồ điện là một tài liệu quan trọng để dự trù vật tư, thi công cũng như bảo trì hệ thống điện. Bản vẽ thiết kế cấp điện phải thể hiện được sơ đồ điện một cách chính xác, rõ ràng và càng chi tiết càng tốt.

Khác với các bản vẽ trong kiến trúc và xây dựng, bản vẽ thiết kế cấp điện thường đơn giản hơn (về cách bố trí, xác định cao độ,…) nên không cần sơ đồ không gian. Bản vẽ thiết kế cấp điện thông thường chỉ có 2 loại sau đây:

- Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị điện và phương pháp nối dây.

- Sơ đồ nguyên lý.

Để xác định vị trí, cao độ của các thiết bị điện, trong bản vẽ thường ghi chú là đủ, thậm chí chỉ cần căn cứ vào tiêu chuẩn cũng lắp đặt được. Ví dụ: công tắc đèn theo quy định lắp cách sàn 1,25m.

Khi đọc bản vẽ phải kết hợp cả 2 loại sơ đồ trên mới đảm bảo độ chính xác của cả hệ thống điện, trong đó bản vẽ sơ đồ mặt bằng được đọc trước rồi mới đến bản vẽ sơ đồ nguyên lý.

Một đặc điểm riêng biệt của bản vẽ thiết kế cấp điện là các thiết bị điện thể hiện trên sơ đồ dưới dạng các ký hiệu quy ước, không phải là thiết bị thực có kích thước theo tỷ lệ.

3.1.1. Ký hiệu của thiết bị điện

Các thiết bị điện có cấu tạo phức tạp và rất đa dạng về hình dáng cũng như kích thước nên không thể thể hiện chân thực trên bản vẽ được mà phải dùng các ký hiệu đại diện.

Thiết bị điện được trình bày trên sơ đồ dưới dạng các ký hiệu thống nhất theo tiêu chuẩn Việt Nam. Một số thiết bị điện chưa có ký hiệu thì người thiết kế có thể bổ sung theo nguyên tắc dễ liên tưởng nhưng phải đơn giản và có tính nhất quán.

Để người thi công nắm bắt được sơ đồ, trên bản vẽ mặt bằng luôn luôn kèm theo một bảng “Chú giải” (Legend) để giải thích các ký hiệu thiết bị điện được bố trí trên mặt bằng. Khi đọc một bản vẽ thiết kế cấp điện, bảng chú giải bao giờ cũng là phần được đọc đầu tiên.

Dưới đây là một số ký hiệu phổ biến nhất được phân thành các nhóm khác nhau:

- Nhóm công tắc điện, thiết bị đóng cắt, bảo vệ:

Ký hiệu

Chú giải

Ký hiệu

Chú giải

Công tắc 1,2,3,4 nút

Aptomat, MCB, MCCB 1,2,3 cực (dùng cho bản vẽ mặt bằng)

Cầu chì

Công tắc điều chỉnh độ sáng đèn (Dimer)

Công tắc 2 vị trí

Chuyển mạch vôn

Chuyển mạch ampe

Cầu dao chống rò (RCD, RCBO)

Công tắc thẻ Aptomat, MCB, MCCB (dùng cho sơ đồ nguyên lý) Aptomat, MCB, MCCB (dùng cho sơ đồ nguyên lý)

Trang 25

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Nhóm ổ cắm: Ký hiệu

Chú giải

Ký hiệu

Chú giải

Ổ cắm 2 lỗ

Ổ cắm ba, mỗi ổ cắm có 1 cực PE

Ổ cắm 2 lỗ+1 lỗ cho dây bảo vệ PE

Ổ cắm điện thoại

Ổ cắm kép (2 ổ cắm trên 1 đế)

Ổ cắm anten

Ổ cắm kép, mỗi ổ cắm có 1 cực PE

Ổ cắm dây mạng RJ45

Ổ cắm ba (gồm 3 ổ cắm trên 1 đế)

- Nhóm đèn chiếu sáng:

Ký hiệu

Chú giải

Ký hiệu

Chú giải

Đèn huỳnh quang đơn lắp nổi

Đèn chùm

Đèn sợi đốt

Đèn đường

Đèn huỳnh quang đôi lắp nổi Đèn huỳnh quang 3 bóng lắp âm trần

150

Đèn ốp trần

Đèn pha 150W

Đèn cầu

Đèn sự cố tự cấp nguồn

Đèn downlight

Đèn thoát hiểm

EXIT

Đèn hắt tường

- Nhóm thiết bị đo lường và cấp nguồn điện:

Ký hiệu

Chú giải

Ký hiệu

Chú giải

Đồng hồ Ampe

Dây điện 3 pha

Đồng hồ Vôn

Busduct/Busway

kWh

Công tơ đo điện năng

Máy biến áp

Đồng hồ đo công suất

Máy phát điện

Biến dòng điện

Tủ điện cấp nguồn

Dây điện

Tủ điện chiếu sáng

Nối đất

Trạm biến áp

- Nhóm thiết bị sử dụng điện:

Ký hiệu

Chú giải

Ký hiệu

Chú giải

Ký hiệu

Chú giải

Bơm nước

Quạt hút gió

Động cơ điện

Máy giặt

Tủ lạnh

Điều hòa nhiệt độ

Quạt trần

Trang 26

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Trên đây chỉ là những ký hiệu cơ bản, tùy vào thực tế của từng công trình, người thiết kế có thể bổ sung thêm các ký hiệu khác cho phù hợp. Ví dụ để phân biệt 2 loại ổ cắm 16A và ổ cắm 20A có thể dùng ký hiệu ổ cắm ở bảng trên nhưng ghi thêm số Ampe vào hoặc bổ sung thêm một đường nét để phân biệt chúng.

3.1.2. Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị điện

Sơ đồ này thể hiện vị trí lắp đặt thiết bị điện trên mặt bằng công trình, được lập ra sau khi mặt bằng kiến trúc đã được duyệt.

Thông tin thể hiện trên bản vẽ mặt bằng phải đảm bảo chính xác, thống nhất về mặt ký hiệu và phải thể hiện được những nội dung cơ bản sau đây: Vị trí lắp đặt, cách lắp đặt (trên tường, trên trần,…), cao độ lắp đặt của nó (nếu có), các thông số thiết bị kèm theo.

Do số lượng thiết bị điện bố trí trên mặt bằng khá nhiều nên trên bản vẽ không thể hiện kích thước xác định vị trí của từng thiết bị điện. Vị trí thiết bị điện được xác định thông qua tỷ lệ bản vẽ.

Cao độ lắp đặt thiết bị điện không thể hiện trên bản vẽ vì hầu hết độ cao lắp đặt của chúng đều được quy định trong tiêu chuẩn (ví dụ ổ cắm 1,25-1,5m), hoặc lắp trên trần nhà. Trường hợp lắp đặt ở độ cao khác thì phải ghi chú độ cao lắp đặt của từng thiết bị trong bản vẽ.

Thông thường việc bố trí thiết bị được phân theo các nhóm chính như:

- Tủ điện cấp nguồn.

- Nhóm các đèn chiếu sáng

- Nhóm ổ cắm

- Nhóm thiết bị cố định (điều hòa, tủ lạnh, quạt hút gió,…)

Nhóm ổ cắm

Tủ điện cấp nguồn

Nhóm chiếu sáng

Bố trí thiết bị trên mặt bằng

Nhóm thiết bị cố định

Ví dụ mặt bằng bố trí thiết bị điện

Trang 27

Nguyễn Mạnh Hà

Ví dụ hình vẽ bên dưới là mặt bằng bố trí thiết bị điện trong một căn phòng của căn hộ chung cư, trong đó bao gồm: 6 bộ đèn downlight, 3 bộ đèn huỳnh quang đơn lắp nổi, một công tắc 3 nút bố trí ở cửa ra vào và 1 tủ điện cấp nguồn.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.1.3. Phương pháp nối dây

Sau khi bố trí xong thiết bị điện, thực hiện việc nối dây giữa các thiết bị và giữa thiết bị với nguồn điện.

Đèn

Dây nối

Nối vào S1

Nối dây bằng các đoạn thẳng

Nối dây bằng các đoạn cong

Dây diện 3 pha hoặc 1 pha đều được vẽ bằng 1 nét, nét vẽ có thể là các đoạn thẳng gấp khúc hoặc các đường cong.

Một số mặt bằng có nhiều thiết bị, việc nối dây từ thiết bị này sang thiết bị kia có thể chồng chéo nhau thì người ta dùng mũi tên kèm theo vị trí nối tiếp theo mà không cần vẽ dây nối trực tiếp.

Điểm đầu của tất cả các dây dẫn đều phải xuất phát từ một tủ nguồn cấp điện nào đó và phải được ký hiệu cụ thể trên bản vẽ.

Trong thực tế các bản vẽ cấp điện đều phân thành 3 nhóm mạch, mỗi nhóm mạch được trình bày trên một layer riêng trong Autocad:

- Mạch chiếu sáng.

- Mạch ổ cắm.

- Mạch thiết bị cố định cấp cho điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh,…

a) Với mạch chiếu sáng, một số đèn được nối chung với nhau và được bật/tắt chung bởi một công tắc, từ công tắc này mới nối đến tủ điện nguồn (được đánh số địa chỉ cụ thể).

TĐ2

Số thứ tự mạch đèn có thể bỏ nếu mạch đơn giản

TĐ2/L1

S1, S2 S3

Cách nối dây các đèn chiếu sáng

Nếu số lượng đèn ít, có thể dễ dàng xác định từng cụm đèn được điều khiển chung dựa theo dây nối. Tuy nhiên khi số đèn nhiều thì khó xác định cụm đèn, do đó để dễ phân biệt thì tại mỗi đèn kèm theo số thứ tự của công tắc điều khiển đèn đó. Ví dụ ở hình bên dưới:

Trang 28

Nguyễn Mạnh Hà

Ba đèn downlight có gắn số 1 được điều khiển bởi nút công tắc số S1 trên bẳng công tắc 3 nút, đèn downlight có gắn số 2 được điều khiển bởi nút công tắc số S3, các đèn huỳnh

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

quang có gắn số 3 được điều khiển bởi nút công tắc số S3. Nguồn điện cung cấp đến công tắc 3 nút được lấy từ nhánh L1 trong tủ điện TĐ2 (ký hiệu địa chỉ đấu nối là TĐ2/L1), trong đó tủ TĐ2 (lắp ở phòng bên cạnh) gồm nhiều nhánh cấp điện khác nhau.

TĐ2 TĐ2/S2

TĐ2/S1

Nối dây các ổ cắm

b) Với mạch ổ cắm cách bố trí cũng như đèn chiếu sáng: một số ổ cắm được lắp trên cùng một nhánh nhưng khác với chiếu sáng ở chỗ: điểm đầu nhánh ổ cắm nối về thẳng tủ điện cấp nguồn. Ví dụ ở hình bên dưới:

Ổ cắm được bố trí là loại có cực bảo vệ (PE). Các ổ cắm không cần đánh số mạch do sơ đồ đơn giản. Các ổ cắm được bố trí thành 2 mạch: Mạch 1 gồm 1 ổ cắm đơn và 2 ổ cắm đôi được cấp nguồn từ nhánh S1 trong tủ TĐ2 (ký hiệu địa chỉ đấu nối là TĐ2/S1). Mạch 2 gồm 3 ổ cắm đơn đấu nối tại địa chỉ TĐ2-S2.

c) Với mạch cấp điện cho các thiết bị cố định:

Các thiết bị cố định có công suất nhỏ được cấp điện qua ổ cắm như tivi, máy vi tính thì nối dây theo ổ cắm.

Các thiết bị cố định có công suất lớn như điều hòa, bình nóng lạnh,… thì mỗi thiết bị được lắp một mạch riêng. Tại vị trí lắp thiết bị có mũi tên kèm theo ký hiệu vị trí đấu nối. Nói chung với mạch điện này sơ đồ đơn giản nên không cần đanh số mạch của từng thiết bị.

TĐ2/EQ1

TĐ2

MCB

Nối dây các thiết bị

TĐ2/EQ2

Trang 29

Nguyễn Mạnh Hà

Ví dụ ở hình vẽ sau đây:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Có 2 điều hòa lắp trong phòng. Điều hòa thứ nhất nối trực tiếp đến tủ điện TĐ2 ở mạch EQ1 (ký hiệu địa chỉ TĐ2/EQ1). Điều hòa thứ hai nối đến aptomat hai cực gắn trên tường (bên dưới điều hòa), từ aptomat này mới nối đến tủ điện TĐ2 ở mạch EQ2 (ký hiệu địa chỉ TĐ2/EQ2). Như vậy điều hòa thứ hai có thể đóng cắt mạch điện tại chỗ bằng aptomat, còn điều hòa thứ nhất muốn đóng cắt mạch điện phải đến tủ điện TĐ2.

TĐ2/EQ1

TĐ2

TĐ2/S2

TĐ2/L1

TĐ2/S1

Sơ đồ cấp điện tổng quát

TĐ2/EQ2

Nếu 3 loại mạch trên được bố trí trên cùng một bản vẽ thì sơ đồ mạch tương đối phức tạp, đòi hỏi người đọc phải có chuyên môn, tính cẩn thận và sự quan sát chi tiết. Quá trình rèn luyện qua nhiều lần đọc bản vẽ cấp điện dần dần thành quen và tạo thành kỹ năng, kinh nghiệm riêng của bản thân. Thực tế các đơn vị thiết kế thường tách thành 3 bản vẽ riêng tương ứng với 3 nhóm thiết bị nói trên.

3.1.4. Sơ đồ nguyên lý

a) Khái niệm sơ đồ nguyên lý:

Sơ đồ nguyên lý là sơ đồ thể hiện phương thức nối dây giữa nguồn điện và thiết bị điện, nói cụ thể thì đây là sơ đồ khai triển chi tiết của các tủ điện cấp nguồn. Mỗi mạch điện đi ra khỏi tủ được thể hiện bằng một nét vẽ (dù mạch đó là 3 pha hay 1 pha) và phải có đủ các thông tin sau:

- Ký hiệu tủ điện

- Ký hiệu và thông số của các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, điều khiển.

- Ký hiệu và thông số của cáp nguồn (cáp tổng), của dây dây dẫn điện (cáp nhánh).

- Ký hiệu phân biệt từng mạch điện tương ứng với mỗi nhóm thiết bị điện.

- Bảng thống kế số lượng, chủng loại, công suất của các thiết bị điện trên từng mạch điện

Trang 30

Nguyễn Mạnh Hà

Nhìn chung sơ đồ nguyên lý là sơ đồ đầy đủ nhất để dự trù vật tư, thực hiện lắp đặt chính xác và nó phải phù hợp hoàn toàn với sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị điện. Từ sơ đồ mặt bằng và phương thức nối dây của thiết bị có thể lập được sơ đồ nguyên lý và ngược lại.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

b) Quy tắc lập sơ đồ nguyên lý:

Sơ đồ nguyên lý có thể trình bày nằm ngang hoặc nằm dọc, trong đó đa số các công ty đều trình bày theo chiều dọc. Quy tắc lập sơ đồ nguyên lý qua các bước sau:

- Tủ điện vẽ bằng một hình chữ nhật, ở góc bên phải trên cùng là nơi ghi ký hiệu tên tủ điện. Tên tủ điện thường đặt theo tầng, ví dụ: TĐT (Tủ điện tổng), TĐ1 (tủ điện tầng 1), TĐ2 (tủ điện tầng 2), … Hình chữ nhật ký hiệu tủ điện vừa đủ bố trí các mạch điện, không cần theo tỷ lệ.

Trong thực tế, một số công ty thiết kế ký hiệu tủ điện là DB (viết tắt Distribution Board)

- Vẽ thanh đồng nối dây trong tủ: Thanh đồng còn gọi là thanh cái, đây là nơi các mạch điện vào và ra tủ nối vào dễ dàng. Thanh đồng vẽ bằng một nét đậm theo chiều dọc tủ điện.

- Vẽ các mạch cáp: gồm 01 mạch cấp nguồn cho tủ điện và các mạch đi ra khỏi tủ điện để cấp điện cho các thiết bị điện. Mạch cáp vẽ bằng một nét. Mỗi mạch cáp đều được đóng/cắt bằng một aptomat (MCB, MCCB) hoặc bằng cầu dao chóng rò (RCBO).

Để phân biệt mạch cáp, quy ước: mạch chiếu sáng ký hiệu L (viết tắt của Light), mạch ổ cắm ký hiệu S (viết tắt của Socket), mạch cấp cho thiết bị cố định ký hiệu EQ. Địa chỉ của mạch được đánh theo “Tên tủ/tên nhánh”. Nếu có nhiều mạch cùng loại thì người ta đánh theo thứ tự L1, L2,…ví dụ TĐ2/L1 là nhánh L1 trong tủ TĐ2 cấp điện cho chiếu sáng.

Nên dự phòng 1-2 mạch để mở rộng thiết bị sau này.

- Đánh số địa chỉ mạch điện: Thực chất là ghi tên mạch điện nối đến tủ để cấp điện cho các nhóm thiết bị theo đúng sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị điện.

Từ tủ điện TĐT đến Cu/PVC/PVC(2x4)+E4

Cáp cấp nguồn cho tủ điện

Tên tủ điện

TĐ2

MCB 2P40A

Thanh cái

MCB 1P 16A

MCB 1P16A

Aptomat hoặc RCBO Kèm theo thông sô

RCBO 2P32A 30mA

) 5 , 1 x 2 (

) 5 , 2 x 2 (

Thông số cáp điện. Ví dụ 2x1,5 là cáp 2 ruột, mỗi ruột có tiết diện 1,5mm2

5 , 2 E + ) 5 , 2 x 2 (

C V P / C V P / u C

MCB 1P20A C V P / C V P / u C

C V P / C V P / u C

Tên mạch

Ký hiệu mạch cáp

h n ạ l y á

m ắ c Ổ

1 L / 2 Đ T

1 S / 2 Đ T

2 L / 2 Đ T

2 S / 2 Đ T

1 Q E / 2 Đ T

g n ò h p ự D

2 Q E / 2 Đ T

g n á s u ế i h C

Công suất (W)

0 1

0 4

0 8 1

0 0 6 6 3 3

0 4 5

0 6 3

0 4

0 4 5

0 6 3

0 4 5 1

1 S

2 S

MCB

3 S

Số lượng Công tắc

4 S

i ổ n

Công tắc hoặc MCB đóng/cắt riêng của từng thiết bị điện

n ắ g

Loại thiết bị

A 6 1

U T B 0 0 0 9

a ò h

u ề i Đ

g n a u q h n ỳ u h n è Đ

i ổ n n ắ g t h g i l n w o d n è Đ

n ơ đ m ắ c Ổ

i ô đ m ắ c Ổ

n ơ đ m ắ c Ổ

i ổ n n ắ g t h g i l n w o d n è Đ

a ò h u ề i Đ

g n a u q h n ỳ u h n è Đ

Trang 31

Nguyễn Mạnh Hà

- Tính toán về điện các thông số dây dẫn, thông số aptomat rồi ghi các thông số đó lên dây dẫn, aptomat tương ứng (phần tính toán này sẽ trình bày chi tiết ở phần sau của bài giảng).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Thống kê số lượng, chủng loại, công suất của các thiết bị điện nối đến từng mạch. Phần này được lập ra từ sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị và các bản vẽ cấp điện của các công ty thiết kế thường khác nhau ở mục này.

Ví dụ sơ đồ nguyên lý đầy đủ và chi tiết như ở hình vẽ trên, sơ đồ này được lập từ sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị điện đã trình bày ở các phần trên. Thực tế, tùy vào từng công trình cụ thể, có thể vẽ sơ đồ nguyên lý đơn giản hơn rất nhiều.

S1 S2

TĐ1/S1

TĐ1/S2

TĐ1/S3

TĐ1

TĐ1/EQ1

TĐ1/L2

Từ tủ điện TĐT đến Cu/PVC/PVC(2x4)+E4

DB2

MCB 2P40A

MCB 1P 16A

MCB 1P16A

Ví dụ 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện cấp cho công trình có 3 phòng làm việc theo mặt bằng bố trí thiết bị sau đây (không cần ghi thông số thiết bị và dây cáp điện).

RCBO 2P32A 30mA

5 , 2 E + ) 5

) 5 , 1 x 2 (

) 5 , 2 x 2 (

, 2 x 2 (

MCB 1P20A C V P / C V P / u C

C V P / C V P / u C

MCB 1P20A C V P / C V P / u C

C V P / C V P / u C

Tên mạch

t ạ u Q

m ắ c Ổ

1 S / 2 B D

2 S / 2 B D

1 L / 2 B D

1 Q E / 2 B D

0 4

g n á s u ế i h C 0 4

0 4

Công suất (W)

0 0 2

0 4

0 6 3

0 6 0 3

0 2 7

0 2 0 7

2 S

3 S

2 S

3 S

1 S

2 S

3 S

1 S

Số lượng Công tắc

S1 S2,S3

Loại thiết bị

3 g n ò h p i ổ n

2 g n ò h p i ổ n

3 g n ò h p i ổ n

1 g n ò h p i ổ n

2 g n ò h p i ổ n

1 g n ò h p i ổ n

2 g n ò h p A 6 1

3 g n ò h p A 6 1

1 g n ò h p A 6 1

2 g n ò h p A 6 1

3 g n ò h p A 6 1

1 g n ò h p A 6 1

p ắ l

p y u t

Ví dụ 2 : Cho sơ đồ bố trí thiết bị và sơ đồ nguyên lý như hình vẽ bên. Hãy vẽ sơ đồ nối dây trên mặt bằng bố trí thiết bị.

n ơ đ m ắ c Ổ

i ô đ m ắ c Ổ

n ơ đ m ắ c Ổ

n è Đ

i o đ m ắ c Ổ

n è Đ

g n ò h p n ầ r t t ạ u Q

n è Đ

Trang 32

Nguyễn Mạnh Hà

TĐ1/EQ1 S1 S2,S3 DB2

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.2. Sơ đồ mạng điện bên ngoài công trình:

Mạng điện bên ngoài công trình có nhiệm vụ dẫn điện từ trạm biến áp đến tủ điện phân phối của tòa nhà. Tùy quy mô và tính chất công trình, mạng điện ngoài nhà có những đặc điểm khác nhau.

3.2.1. Sơ đồ cấp điện toà nhà thấp tầng (≤ 5 tầng):

Sơ đồ này gồm một trạm biến áp cấp nguồn, một đường dây cung cấp điện ngoài nhà và một tủ điện tổng cung cấp cho toàn bộ nhà.

Tủ điện tổng nối theo sơ đồ hình tia gồm một đường dây vào và nhiều lộ đường dây ra. Các thiết bị dùng chung (bơm nước, cứu hỏa, thang máy,…) và phụ tải sinh hoạt đều được đấu nối chung một mạch. Mỗi lộ dây ra khỏi tủ được bảo vệ bằng 1 aptomat đặt trong tủ.

Nhược điểm: Độ tin cậy thấp. Nếu hư hỏng trục dẫn điện chính thì toàn bộ nhà sẽ mất điện do không có dự phòng. Nếu công trình gồm nhiều khối nhà thì có thể nâng cao độ tin cậy bằng cách nối liên thông các khối nhà.

Phụ tải sinh hoạt

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 1

Bơm nước Thang máy,…

Tủ điện tổng của tòa nhà

Trục chính 1

Đến khối nhà khác

Máy biến áp

Trục chính 2

Ưu điểm: Chi phí đầu tư thấp, thi công dễ dàng nên được sử dụng phổ biến.

3.2.2. Sơ đồ cấp điện toà nhà cao trung bình (6÷16 tầng):

Phụ tải sinh hoạt

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 1

Bơm nước Thang máy,…

Tủ điện tổng của tòa nhà

Trục cấp sinh hoạt

Trục cấp cho thiết bị dùng chung

Máy biến áp

Trang 33

Nguyễn Mạnh Hà

Sơ đồ gồm 2 đường dây cung cấp riêng biệt đến tủ điện tổng của tòa nhà, trong đó 1 đường dây cung cấp cho phụ tải sinh hoạt chung, 1 đường dây cung cấp cho các thiết bị quan trọng như thang máy, bơm nước cứu hỏa, bơm nước sinh hoạt,…

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ưu điểm của sơ đồ: đã tách riêng các phụ tải quan trọng ra thành một nhóm nên xác suất sự cố đối với nhóm này giảm đi. Ngoài ra 2 mạch có thể dự phòng cho nhau, ví dụ trục sinh hoạt mất điện thì có thể lấy điện từ trục thiết bị bằng cách đấu nối bắc cầu trong tủ từ trục thiết bị sang trục sinh hoạt.

Nhược điểm: Nếu cả 2 trục mất điện (mất điện lưới) thì toàn bộ nhà mất điện, giao thông bằng thang máy bị đình trệ, cung cấp nước bị ngừng,…

3.2.3. Sơ đồ cấp điện toà nhà cao tầng (17÷30 tầng):

Sơ đồ này giống như sơ đồ trên nhưng độ tin cậy được nâng cao vì có thêm máy phát điện dự phòng. Máy phát điện sẽ khởi động khi điện lưới mất nhưng máy phát điện chỉ cung cấp cho những thiết bị cần thiết như thang máy, bơm nước,…

Phụ tải sinh hoạt

Bơm cứu hỏa Bơm sinh hoạt Thang máy,…

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 1

Tủ điện cấp cho thiết bị chung

Tủ điện tổng cấp điện sinh hoạt tòa nhà

Trục cấp sinh hoạt

ATS

Máy biến áp

Trục cấp cho thiết bị dùng chung

Máy phát điện

Tủ điện cũng được tách riêng thành 2 tủ là sinh hoạt và bộ phận thiết bị quan trọng. Điện lưới và điện trong máy phát không được phép cấp điện đồng thời, do đó phải thông qua bộ tự động đóng nguồn gọi là tủ ATS. Tủ ATS chỉ cho phép đóng duy nhất 1 nguồn điện tại mỗi thời điểm.

Phụ tải sinh hoạt

Bơm cứu hỏa Bơm sinh hoạt Thang máy,…

Tầng 2

Tầng 3

Tầng 1

Tủ điện cấp cho thiết bị chung

Tủ điện tổng cấp điện sinh hoạt tòa nhà

Trục cấp điện chung

ATS

Máy biến áp

Máy phát điện

Trang 34

Nguyễn Mạnh Hà

Trong thực tế, một số công trình chỉ sử dụng 1 trục cấp điện cho cả phụ tải sinh hoạt và các thiết bị quan trọng, riêng thiết bị quan trọng còn dự phòng điện bằng máy phát. Loại sơ đồ này tuy làm giảm độ tin cậy nhưng chi phí đầu tư thấp.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.3. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong nhà:

Trục đứng là trục cấp điện lên các tầng của tòa nhà. Trục đứng có điểm đầu là tủ điện chính của công trình và điểm cuối là các tủ điện tầng. Tùy vào quy mô, tính chất của công trình mà trục đứng có thể dùng cáp điện 3 pha, cáp điện 1 pha hoặc dùng busway, thậm chí có thể dùng cáp cao thế 22kV. Trục đứng cấp điện có thể lắp trong tường (nếu số lượng trục ít) hoặc đi trong hộp kỹ thuật (nếu số lượng trục nhiều). Vị trí lắp đặt trục đứng thường là khu vực cầu thang bộ, khu vực sảnh chung để thuận lợi cho việc vận hành và sửa chữa.

3.3.1. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong toà nhà thấp tầng (≤ 5 tầng):

Đặc điểm của sơ đồ này là mỗi tầng được cung cấp điện bằng một trục đứng, do đó số trục đứng bằng số tầng nhà.

- Tủ phân phối chính toàn bộ tòa nhà đặt ở tầng hầm hoặc tầng 1.

- Với loại nhà công cộng (chung cư, trường học,…), ở mỗi tầng đặt 1 tủ phân phối của tầng đó. Nhiệm vụ của tủ tầng là nhận điện từ tủ điện chính và phân phối điện đến các căn hộ (chung cư) hoặc các phòng. Với các nhà dân dụng, do số lượng thiết bị ít nên có thể không lắp các tủ tầng, mà mỗi tầng lắp 1 trục ngang để cấp điện cho các thiết bị của tầng.

Hộp nối trong căn hộ

Tủ điện tầng

Trục ngang

g n ứ đ c ụ r T

Cầu thang

Tủ điện chính

Sơ đồ trục đứng nhà công cộng thấp tầng

Điện vào

Tầng 3

Tầng 2

Tầng 1

g n ứ đ c ụ r T

Sơ đồ trục đứng nhà dân dụng thấp tầng

Trang 35

Nguyễn Mạnh Hà

- Với loại nhà chung cư, công tơ đo điện đặt tại tủ điện tầng. Đầu vào mỗi căn hộ thường bố trí hộp nối dây (hộp kỹ thuật) ngầm trong tường để dễ phân lập mạch điện.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.3.2. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong toà nhà trung bình và cao (6÷30 tầng):

Do số tầng nhiều nên không thể mỗi tầng sử dụng một trục đứng sẽ chiếm nhiều không gian lắp đặt cáp điện. Trong sơ đồ này, một số tầng được cấp điện chung từ một trục đứng.

Lên các tầng trên

Cầu thang

Tủ điện tầng

Hộp nối trong căn hộ

) 3 , 2 , 1 g n ầ t ( 1

) 6 , 5 , 4 g n ầ t ( 2

c ụ r T

Cầu thang

Nhà xe

Tủ điện chính

Tủ điện chung

Cáp điện đến

Tầng 9

Tầng 8

Tầng 7

Tầng 6

Tầng 5

Tầng 4

Tầng 3

Tầng 2

Tầng 1

Sơ đồ cách tầng

Sơ đồ liên tầng

Sơ đồ cách tầng phân nhóm

Trang 36

Nguyễn Mạnh Hà

Số lượng trục đứng cần phải tính toán, so sánh về mặt kinh tế-kỹ thuật. Tuy nhiên để thuận lợi khi vận hành không nên bố trí quá nhiều trục đứng, vừa khó khăn cho quản lý sau này, vừa chiếm nhiều không gian của công trình. Số trục đứng nên bố trí 3-5 trục (chưa tính trục cấp điện cho thang máy, bơm nước,…)

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Khác với công trình thấp tầng, công trình cao tầng thường có quy mô lớn, thiết bị dùng điện nhiều nên bắt buộc mỗi tầng phải đặt ít nhất một tủ điện để phân phối điện cho tầng đó.

Tùy vào đặc điểm của mỗi công trình, sơ đồ trục đứng có thể có nhiều dạng khác nhau như sơ đồ liên tầng, sơ đồ cách tầng, sơ đồ cách tầng phân nhóm. Chọn sơ đồ nào cho công trình cần phải có sự so sánh về kinh tế cũng như độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ được chọn.

3.3.3. Sơ đồ trục đứng cấp điện toà nhà rất cao (> 30 tầng):

Do công suất tiêu thụ lớn và khoảng cách cấp điện rất cao nên không thể dùng đường dây hạ thế làm trục đứng vì tổn thất điện áp và tổn thất công suất đáng kể. Trường hợp này phải lắp đặt trục đứng bằng đường dây trung thế 22 kV, kết hợp đường dây hạ thế.

Cầu thang

Tủ điện chính cấp cho tầng 20-40

Theo tính toán, khoảng 20 tầng người ta phải bố trí 1 tầng kỹ thuật, trong tầng đó gồm bể nước, kho dụng cụ khẩn cấp, bơm nước chuyển tiếp lên tầng, trạm biến áp, hệ thống tủ điện, máy phát điện,… Ở tầng kỹ thuật bố trí trạm biến áp phân phối để cấp điện hạ thế cho 20 tầng kế tiếp. Trục đứng hạ thế cấp điện cho mỗi khối 20 tầng áp dụng quy tắc bố trí trục đứng như toà nhà cao trung bình.

Tầng kỹ thuật

Máy biến áp 22/0,4kV

Cầu thang

V k 2 2

c ụ r T

Cầu thang

9 1 - 1 g n ầ t n ê l ế h t ạ h g n ứ đ c ụ r T

Mặt đất

Tầng hầm

Cầu thang

Tủ điện chính cấp cho tầng 1-19

Máy biến áp 22/0,4kV

Cáp ngầm 22 kV đến

3.4. Sơ đồ trục ngang cấp điện trong nhà

Trang 37

Nguyễn Mạnh Hà

Trục ngang là đường trục chính cấp điện cho cho các căn hộ, các phòng, các thiết bị điện của một tầng. Trục ngang có điểm đầu là tủ điện tầng và điểm cuối là tủ điện căn hộ, tủ điện phòng,…. Trục ngang thường lắp đặt dọc hành lang của tầng nhà công cộng hoặc lắp dọc

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

theo tường xuyên qua các phòng của nhà phố. Trục ngang có thể lắp ngầm, lắp nổi trên tường hoặc treo trong máng cáp.

3.4.1. Sơ đồ trục ngang kiểu hình tia

Mỗi nhóm dùng điện được cấp điện bằng một đường dây riêng. Nhóm dùng điện có thể là các căn hộ, các phòng làm việc, thiết bị chiếu sáng hành lang,…

Tủ điện tầng

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

Nhóm 4

Dây trục ngang

Căn hộ

Tủ điện căn hộ

Căn hộ

Tủ công tơ

Căn hộ

Tủ aptomat

Căn hộ

Sơ đồ này dùng phổ biến đối với các chung cư, văn phòng cho thuê,…

Ưu điểm của trục ngang hình tia là độ tin cậy cung cấp điện cao vì khi một nhánh nào bị hỏng thì các nhánh khác không bị ảnh hưởng. Ngoài ra sơ đồ này dễ sửa chữa. Tuy nhiên nhược điểm của nó là tốn nhiều dây cáp điện, khi số lượng cáp lớn có thể làm mất mỹ quan.

3.4.2. Sơ đồ trục ngang kiểu liên thông

Sơ đồ này chỉ lắp một số trục ngang, trong đó một vài nhóm dùng điện được nối chung với một trục ngang.

Sơ đồ này dùng phổ biến đối với nhà phố, nhà công cộng (trường học, bệnh viện,...)

Trang 38

Nguyễn Mạnh Hà

Ưu điểm là dùng ít dây hơn, số trục cũng ít nên lắp đặt đơn giản. Nhược điểm lớn nhất của sơ đồ là độ tin cậy cung cấp điện kém (vì khi sự cố trên một trục nào đó thì toàn bộ các nhóm dùng điện nối vào trục đó đều mất điện).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Tủ điện tầng

Trục ngang

Căn hộ

Hộp nối dây

Hành lang

Tủ điện tầng

3.5. Sơ đồ mạng điện căn hộ:

Mạng điện căn hộ bao gồm mạng điện trong các phòng của nhà công cộng, mạng điện căn hộ chung cư, mạng điện nhà phố,… gồm các thành phần theo thứ tự sau:

- Điểm bắt đầu của mạng điện căn hộ là điểm đấu nối với đường trục ngang

- Công tơ đo đếm điện (đối với căn hộ chung cư hoặc nhà phố có tính tiền điện sử dụng hằng tháng). Nếu nhà công cộng có các phòng làm việc, phòng học,… không tính tiền điện hằng tháng thì không dùng công tơ điện ở các phòng.

- Thiết bị bảo vệ tổng của căn hộ: Có thể dùng aptomat để bảo vệ. Tuy nhiên để đảm bảo an toàn nên dùng thiết bị bảo vệ chống dòng điện rò RCD với dòng rò bảo vệ 300mA (giá thành đắt hơn aptomat).

- Thiết bị bảo vệ nhánh: dùng aptomat để bảo vệ cho nhánh, mỗi nhánh cung cấp điện cho một số thiết bị (gọi là nhóm dùng điện). Với nhánh ổ cắm, bình tắm nước nóng do nguy cơ chạm điện rất cao nên dùng loại RCD đặc biệt gọi là RCBO 30mA.

Công tơ

kWh

RCD

RCBO

Aptomat

RCBO

Aptomat

Công tắc

Điều hòa

2 Ổ cắm

Bình tắm nóng lạnh

Nối đất

Nối vỏ thiết bị

Nối đất chân PE ổ cắm

Nối vỏ thiết bị

Trang 39

Nguyễn Mạnh Hà

- Thiết bị đóng cắt: công tắc dùng để đóng cắt các thiết bị điện có công suất bé, chủ yếu dùng để bật/tắt đèn. Ổ cắm bố trí phân bố ở các phòng để dùng cho các thiết bị di động hoặc thiết bị công suất nhỏ có phích cắm như tivi, quạt, máy giặt, … Aptomat dùng để đóng cắt, đồng thời bảo vệ cho các thiết bị cố định có công suất lớn ≥ 1000W như điều hòa nhiệt độ, bình tắm nóng lạnh.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Ngoài ra còn trang bị thêm hệ thống nối đất để nối vỏ các thiết bị điện, nối chân PE của ổ cắm 3 lỗ.

Kết cấu mạng căn hộ kiểu hình tia kết hợp nối liên thông. Với căn hộ dùng điện lớn thì mạng điện phải là loại 3 pha, ngược lại thì chỉ dùng điện 1 pha là đủ.

3.6. Một số mạch điện dân dụng phổ biến:

3.6.1. Mạch điện chiếu sáng cầu thang:

Mạch điện chiếu sáng cầu thang là mạch điện có thể bật/tắt từ 2 vị trí khác nhau: một vị trí dưới chân cầu thang và một vị trí ở cuối cầu thang. Sơ đồ này phải sử dụng 2 công tắc, mỗi công tắc có 2 vị trí. Mạch điện này có 2 dạng sơ đồ khác nhau:

Đènﬁ S2ﬁ

S1 ﬁ rẽ sang nhánh dây 2ﬁ N làm đèn sáng. Đènﬁ S2ﬁ

a) Sơ đồ 1: Đèn đang ở trạng thái tắt. Nếu đứng ở S1 bật công tắc thì dòng điện đi từ Lﬁ Nếu đứng ở S2 bật công tắc thì dòng điện đi từ Lﬁ nhánh dây 1ﬁ N làm đèn sáng. S1ﬁ

Cầu chì

Đèn

Công tắc 2 vị trí

1 y â D

2 y â D

Đèn

Công tắc 2 vị trí

Bố trí trên thực địa

Sơ đồ nguyên lý

Phân tích tương tự ta thấy nếu đèn đang sáng có thể tắt đèn ở 2 vị trí.

b) Sơ đồ 2: Đèn đang ở trạng thái tắt. Nếu đứng ở S1 bật công tắc thì dòng điện đi từ Lﬁ S2 ﬁ S1ﬁ Đènﬁ N làm đèn sáng.

Nếu đứng ở S2 bật công tắc thì dòng điện đi từ Lﬁ S1ﬁ S2 ﬁ Đèn ﬁ N làm đèn sáng.

Trang 40

Nguyễn Mạnh Hà

Phân tích tương tự ta thấy nếu đèn đang sáng có thể tắt đèn ở 2 vị trí

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Cầu chì

Đèn

Công tắc 2 vị trí

Đèn

Bố trí trên thực địa

Sơ đồ nguyên lý

3.6.2. Mạch điện chiếu sáng hành lang:

Mạch điện chiếu sáng hành lang là mạch điện có thể bật/tắt từ nhiều vị trí khác nhau. Đối với các chung cư có hành lang chung tương đối dài, khi đó đèn chiếu sáng hành lang có thể đóng cắt từ các công tắc bố trí gần mỗi căn hộ.

S1 (tiếp điểm trên) ﬁ S2 (tiếp điểm

bên trong) ﬁ

Ví dụ ở hình dưới, đèn đang ở trạng thái tắt thì có thể bật đèn ở 3 vị trí: - Nếu đứng ở S1 chuyển công tắc: điện đi từ L ﬁ S3 ﬁ Đèn ﬁ N làm đèn sáng. - Nếu đứng ở S2 chuyển công tắc: điện đi từ L ﬁ S1(tiếp điểm dưới) ﬁ S2 (tiếp điểm

bên trong) ﬁ S3ﬁ Đèn ﬁ N làm đèn sáng.

- Nếu đứng ở S3 chuyển công tắc: điện đi từ Lﬁ S1 (tiếp điểm trên)ﬁ S2 (tiếp điểm bên

Đèn

Cầu chì

Công tắc 2 vị trí

Công tắc đôi 2 vị trí

ngoài)ﬁ S3(tiếp điểm trên)ﬁ Đènﬁ N làm đèn sáng.

Phân tích tương tự ta thấy nếu đèn đang sáng có thể tắt đèn ở 3 vị trí

3.6.3. Mạch tự động bơm nước:

Trang 41

Nguyễn Mạnh Hà

Mạch có chức năng tự động bơm nước khi bể trên cạn đến một mức nước quy định, đồng thời bể dưới phải đủ nước để máy bơm hoạt động.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

L N

Van phao

Ống nước

Bể trên mái

Bơm nước

Van phao

Bể ngầm

Mạch sử dụng 2 van phao giống nhau lắp ở 2 bể. Mỗi van phao có một tiếp điểm động, di chuyển theo mực nước và 2 tiếp điểm tĩnh ở má trên và má dưới. Van phao dưới sử dụng tiếp điểm trên sẽ đóng mạch khi nước đầy, van phao trên sử dụng tiếp điểm dưới sẽ đóng mạch khi nước cạn.

3.6.4. Mạch đèn huỳnh quang

Mạch đèn huỳnh quang là mạch phổ biến trong điện dân dụng, gồm tăng phô, con chuột, đèn huỳnh quang gắn trên cùng một máng đỡ. Con chuột chỉ làm nhiệm vụ mồi đèn khi mới bật đèn, sau khi đèn sáng thì nó không có tác dụng nữa. Tăng phô là nơi dự trữ năng lượng để mồi đèn.

Con chuột (tac te)

Đèn huỳnh quang

Công tắc

Tăng phô (Chấn lưu)

Trang 42

Nguyễn Mạnh Hà

Công tắc đèn được lắp trên dây lửa để thuận lợi cho lau chùi, sửa chữa, thay thế đèn.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

IV. BỐ TRÍ DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN

Dây dẫn điện là vật liệu chính và chiếm số lượng lớn trong hệ thống điện dân dụng. Công trình dân dụng không sử dụng các loại dây điện trần, chỉ sử dụng các loại dây điện có bọc cách diện để đảm bảo an toàn. Vỏ bọc cách điện phổ biến là PVC (viết tắt là V) hoặc XLPE (viết tắt là X). Cách điện của dây dẫn có thể gồm một hoặc hai lớp tùy vào loại dây. Phần ruột dẫn của dây dẫn làm từ đồng (ký hiệu là C), rất hiếm khi ruột dẫn làm bằng nhôm (ký hiệu là A).

4.1. Bố trí dây dẫn điện

4.1.1. Các loại dây dẫn điện:

1. Dây đơn cứng (VC):

Vỏ bọc PVC

Ruột đồng đặc

Loại dây này gồm một ruột dẫn bằng đồng, một lớp vỏ bọc PVC với mức cách điện 250V. Ruột dẫn được cấu tạo từ 1 lõi đồng đặc nên cứng, khó đấu nối chắc chắn nên ít được sử dụng.

2. Dây đơn mềm (VCm):

Vỏ bọc PVC

Ruột đồng gồm nhiều sợi nhỏ

Loại dây này giống như dây VC nhưng có điểm khác là ruột đồng của nó gồm nhiều sợi đồng nhỏ ghép lại với nhau nên dây mềm hơn, dễ uốn, dễ lắp đặt và đấu nối rất chặt nên dùng nhiều hơn so với dây đơn cứng.

3. Dây đôi mềm dẹt (VCmd):

Vỏ bọc PVC

Ruột đồng gồm nhiều sợi nhỏ

Trang 43

Nguyễn Mạnh Hà

Các loại dây đôi ký hiệu gồm 4 chữ cái là loại dây gồm 2 ruột dẫn bằng đồng mềm (VCm).Mỗi ruột đều đượcbọc cách điện PVC riêng nhưng phần vỏ cách điện của chúng được chế tạo dính liền nhau thành dây dẫn 2 ruột. Mức cách điện của VCmd là 250V

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4. Dây đôi mềm xoắn (VCmx):

Vỏ bọc PVC

Ruột đồng gồm nhiều sợi nhỏ

Thực chất loại này là dùng 2 dây đồng mềm VCm xoắn lại với nhau về mặt cơ học.

5. Dây đôi mềm ôvan (VCmo, CVVm)

Vỏ bọc cách điện PVC

Ruột đồng gồm nhiều sợi nhỏ

Vỏ bảo vệ PVC

Dây đôi mềm ôvan (VCmt) là dây gồm 2 dây đơn mềm (VCm) riêng biệt đặt song song gần nhau rồi bọc bên ngoài một lớp vỏ bảo vệ bằng PVC tiết diện ô van. Dây này còn được gọi là cáp điện CVVm tròn. Cấp điện áp của dây là 250V.

6. Dây đôi mềm tròn (VCmt, CVVm)

Vỏ bọc cách điện PVC

Ruột đồng gồm nhiều sợi nhỏ

Vỏ bảo vệ PVC

Dây đôi mềm tròn (VCmt) là dây gồm 2 dây đơn mềm (VCm) riêng biệt đặt song song gần nhau rồi bọc bên ngoài một lớp vỏ bảo vệ bằng PVC tiết diện tròn. Dây này còn được gọi là cáp điện CVVm. Cấp điện áp của dây là 250V.

7. Dây điện lực ruột đồng (CV, CX):

Trang 44

Nguyễn Mạnh Hà

Dây điện lực là loại dây đơn gồm ruột dẫn tạo nên từ nhiều lõi bằng đồng, bên ngoài bọc lớp cách điện PVC (gọi là loại CV) hoặc XLPE (gọi là loại CX). Đặc điểm của dây điện lực là cấp cách điện của nó cao hơn và tiết diện lớn hơn nhiều so với dây đơn và dây đôi. Cấp cách điện là 450/750V hoặc 600/1000V, trong đó 450V (hoặc 600V) là cách điện giữa ruột đồng so với đất và 750V (hoặc 1000V) là cách điện đo giữa 2 ruột đồng của 2 dây điện lực.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Vỏ bọc cách điện PVC hoặc XLPE

Ruột đồng gồm nhiều lõi đồng, mỗi lõi gồm nhiều sợi nhỏ

8. Cáp điện lực ruột đồng (CVV, CXV)

Cáp điện lực giống như dây điện lực nhưng ngoài 1 lớp cách điện PVC còn có 1 lớp vỏ bảo vệ PVC (gọi là loại CVV) hoặc 1 lớp cách điện XLPE và 1 lớp vỏ PVC (gọi là loại CXV). Cấp cách điện là 450/750V hoặc 600/1000V, trong đó 450V (hoặc 600V) là cách điện giữa ruột đồng so với đất và 750V (hoặc 1000V) là cách điện đo giữa ruột đồng của hai dây điện lực.

Ruột dẫn bằng đồng

Cách điện PVC

Vỏ bảo vệ PVC

Cáp điện lực 2 ruột

Cáp điện lực 1 ruột

Cáp điện lực 4 ruột

Cáp điện lực có thể chế tạo 1 lõi, 2 lõi hoặc 4 lõi.

9. Cáp ngầm:

Lớp bảo vệ bằng thép sợi

Lớp bảo vệ bằng băng đồng

Trang 45

Nguyễn Mạnh Hà

Cáp ngầm có cấu tạo giống như cáp điện lực nhưng có thêm một lớp thép hoặc đồng bảo vệ cơ học bọc ở bên ngoài. Loại cáp này rất nặng nên không được sử dụng trong công trình mà chỉ dùng để lắp ngầm dưới đất bên ngoài công trình. Cáp ngầm lắp dưới đất chịu tác động mạnh của tải trọng trên mặt đất, sự biến dạng của các lớp đất làm cho lớp cách điện có thể bị phá hủy nên cần có lớp bảo vệ cớ học dưới dạng băng hoặc sợi thép.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4.1.2. Đặt dây dẫn điện ngoài nhà:

Dây dẫn điện ngoài nhà là dây tổng cung cấp điện cho toàn bộ nhà, có thể lắp đặt nổi hay ngầm. Phương pháp lắp đặt nổi thường dùng ở nhà có quy mô nhỏ như nhà phố, nhà liền kề,…Phương pháp lắp ngầm thường sử dụng trong các công trình lớn như bệnh viện, trường học, chung cư,…

1) Lắp dây điện đi nổi ngoài nhà:

Điểm đầu phải đấu nối với đường dây trên không có sẵn của ngành điện (mạng điện công cộng), điểm cuối là tủ điện chính trên tầng 2 của ngôi nhà.

Để đảm bảo an toàn, tiêu chuẩn Việt Nam quy định khoảng cách từ các bộ phận của nhà đến dây dẫn nổi đi ngoài nhà như sau:

- Khoảng cách thẳng đứng từ dây đến mặt đất ≥ 2,75m.

- Khoảng cách nằm ngang từ dây đến ban công ≥ 2,5m;

- Khoảng cách nằm ngang từ dây đến cửa sổ ≥ 0,5m;

- Khoảng cách thẳng đứng từ dây đến cửa sổ ≥ 0,75m;

- Khoảng cách thẳng đứng từ dây đến ban công ≥ 1,00m;

2) Lắp dây điện ngầm ngoài nhà

Với những công trình lớn đều có máy biến áp riêng để cấp điện, do đó đường dây ngoài nhà nối từ trạm biến áp đến tủ điện tổng thường dùng cáp ngầm để đảm bảo an toàn, đảm bảo mỹ quan (nhưng giá thành xây dựng cao). Có 2 phương pháp lắp đặt cáp ngầm:

- Chôn trực tiếp trong đất (hào cáp): Khi chôn trực tiếp trong đất thì cáp được luồn trong ống nhựa PVC, đoạn vượt qua đường thì luồn trong ống thép. Phía trên cáp ngầm có đặt lớp gạch đánh dấu tuyến cáp ngầm. Phía trên mặt đất, dọc theo đường cáp có đánh dấu mốc báo tuyến cáp ngầm.

Cáp

Giá thép đỡ cáp

Gạch làm dấu

- Đặt trong mương cáp: Người ta xây tuyến mương cáp bằng gạch, phía trên có nắp bê tông. Dọc thành mương cáp người ta đặt các giá thép để đỡ cáp chạy dọc theo mương. Cáp đặt trong mương rất an toàn, dễ sửa chữa.

Cáp

Ống bảo vệ cáp

Đặt cáp trong mương

Trang 46

Nguyễn Mạnh Hà

Đặt cáp trong đất

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4.1.3. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng cách chôn ngầm

Chôn ngầm là phương pháp lắp đặt dây phổ biến nhất hiện nay vì nó đảm bảo mỹ quan, tiết kiệm không gian, tránh tác động của môi trường. Tuy nhiên có nhược điểm là chi phí lắp đặt cao, sửa chữa và khắc phục sự cố phức tạp, một số trường hợp không thể khắc phục được mà phải thay mới hoàn toàn.

Ống luồn đây điện đặt trong rãnh tường

Đặt dây trực tiếp trong tường

Dây diện được chôn trực tiếp vào tường, sàn, dầm nhà hoặc sử dụng các ống nhựa luồn dây. Nên hạn chế việc chôn dây trực tiếp vì nguy cơ hư hỏng khá cao, thay vào đó là dùng các ống luồn dây chống cháy, chịu nhiệt.

Box nối dây

Dây uốn cong

Khi cần bẻ cong ống phải dùng lò xo uốn sao cho bán kính cong bằng 6-9 lần đường kính ống để thuận lợi cho việc kéo dây và thay thế dây sau này. Nếu muốn đi thẳng góc thì ngay góc vuông phải đặt box nối dây.

Box

Rẽ nhánh trong box

Rẽ nhánh trong ổ cắm

Trang 47

Nguyễn Mạnh Hà

Chỗ rẽ nhánh 3 trở lên đều phải đặt các box (hộp nối) để tiện cho việc kéo dây và kiểm tra sau này. Không nối dây ở đoạn giữa ống, chỉ nối dây ở các hộp nối, hộp công tắc, hộp ổ cắm, hộp máng đèn.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Nếu đặt ống trong sàn bê tông thì phải đặt ống sau khi đan xong lớp sắt sàn. Đặt ống giữa 2 lớp sắt sàn và hướng đi dây chọn theo hướng ngắn nhất. Các vị trí đặt hộp nối trong sàn phải đánh dấu bằng sơn trên cốt pha trước khi đổ bê tông.

0 0 4 - 0 0 3

Box rẽ nhánh

Dây điện trục ngang

Lắp dây điện âm sàn

- Dây điện đi trong phòng theo phương nằm ngang, cách trần nhà 30-40cm và thường lấy ranh giới màu trần và tường làm đường chôn ngầm dây điện, như vậy sẽ thuận lợi cho việc xác định vị trí dây.

Dây rẽ nhánh đến đèn, đến bảng công tắc đèn và đến ổ cắm đi thẳng đứng, xuất phát từ đường trục nằm ngang đến đúng đường tim bảng điện, công tắc, như vậy cũng dễ cho việc xác định vị trí các đường chôn ngầm thẳng đứng trong tường sau này.

Đục rãnh tường thủ công

Máy phay rãnh

Tạo rãnh bằng máy cưa

Trang 48

Nguyễn Mạnh Hà

Thi công dây ngầm trong tường thực hiện sau khi xây xong phần thô. Có nhiều phương pháp tạo rãnh đặt ống: Dùng búa để đục rãnh (thủ công), dùng cưa máy cắt rãnh sau đó đục theo rãnh, dùng thiết bị phay rãnh chuyên dụng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Lưu ý trong các ống đặt dây phải để dây mồi, sau này dù phần xây dựng đã hoàn thiện việc, luồn dây vào trong ống phải sử dụng đến dây mồi.

t ậ u h t ỹ k p ộ H

Với đường cáp điện xuyên tầng ở các công trình lớn người ta luồn cáp trong các hộp kỹ thuật của công trình. Khi thi công xong, chỗ xuyên tầng phải có biện pháp chống cháy lan.

4.1.4. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng cách đi nổi

Đặt dây dẫn nổi bằng cách luồn dây điện trong các ống nhựa tròn hoặc dẹt và ốp lên bề mặt tường, trần nhà bằng kẹp ống hoặc đinh vít. Ưu điểm của phương pháp này là chi phí thấp, dễ sửa chữa điện, dễ bổ sung, có thể thiết kế sau khi xây dựng cũng được. Nhược điểm là tính thẩm mĩ không cao, ảnh hưởng đến không gian sử dụng khi số lượng dây nhiều.

Dây điện nổi cách trần

Dây điện nổi sát trần

Dây dẫn thường đi theo các đường vuông góc với trần, tường. Nếu bố trí hộp nối thì dây dẫn nên cách trần 300-400, nếu không dùng hộp nối thì dây đi men theo các góc của tường và trần. Dây dẫn có thể lắp đặt sau khi nhà xây dựng hoàn thành.

Khi cần rẽ nhánh phải rẽ nhánh vuông góc trong các hộp nối âm tường..

Trang 49

Nguyễn Mạnh Hà

Với những công trình có số lượng đường dây, đường ống nhiều như khách sạn, trung tâm hội nghị,…người ta lắp trần hoặc sàn kỹ thuật vừa an toàn, vừa đảm bảo thẩm mĩ.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Lắp sàn kỹ thuật

Trần kỹ thuật

Một số công trình kết hợp lắp dây nổi và chìm, trong đó dây nổi đi trong trần kỹ thuật, phần đi trong tường lắp chìm.

4.1.5. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng thang cáp (cable ladder):

Thang cáp là giá đỡ để lắp đặt cáp dưới dạng hở gồm hai thanh dọc chịu lực và các thanh ngang đỡ cáp có hình dạng như cái thang.

Mối nối hai đoạn thang

Trang 50

Nguyễn Mạnh Hà

Thang cáp được chế tạo sẵn bằng tôn sơn tĩnh điện, mạ kẽm hoặc mạ kẽm nhúng nóng. Kích thước mỗi đơn vị thang khoảng 2,4÷3m và có thể ghép nối với nhau bằng bulon.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Mối nối

Mở rộng sang trái

Rẽ chữ T

Thang được chế tạo với nhiều môđun khác nhau nên rất linh hoạt trong việc tạo hướng đi của cáp như các môđun: đi lên, đi xuống, rẽ ngang, mở rộng, thu hẹp,…

Mở rộng 2 bên

Lên 900

Rẽ nhánh chữ thập

Nối thẳng

Mở rộng sang phải

Rẽ 900

Lên 900

Hệ thống thang cáp

Thang cáp lắp trên trần bằng các thanh treo, lắp ngang trên tường bằng dầm consol, lắp đứng trên tường bằng bản lề 900. Định vị thanh treo bằng cách khoan và bắt vít nở.

Phạm vi ứng dụng của thang cáp là những công trình có số lượng cáp lớn như: siêu thị, khách sạn, trung tâm thương mại,…Với những công trình quy mô lớn, sử dụng thang cáp tiết kiệm 20-25% chi phí vật liệu và nhân công lắp đặt so với dùng ống luồn cáp, dễ bổ sung, thay thế hay sửa đổi, dễ quan sát trong quá trình vận hành.

Thang cáp sử dụng được khi khu vực lắp đặt không có va chạm cơ học, có yêu cầu thoát nhiệt cao, không yêu cầu nhiều về mặt thẩm mỹ. Nếu có yêu cầu cao hơn về an toàn và tính thẩm mỹ, có thể thay thế thang cáp bằng máng cáp với giá thành máng cáp đắt hơn 1,5 lần.

4.1.6. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng máng cáp (Trunking), khay cáp (Cable Tray)

Máng cáp là hệ thống để lắp đặt cáp dưới dạng kín có nắp đậy. Máng cáp giống thang cáp nhưng an toàn hơn, gọn hơn và giá thành đắt hơn.

Máng cáp có 2 loại: loại có lỗ thoát nhiệt và loại kín hoàn toàn. Loại kín dùng cho hệ thống cáp ít toả nhiệt, loại có lỗ dùng cho hệ thống cáp tỏa nhiệt nhiều.

Trang 51

Nguyễn Mạnh Hà

Máng cáp (trunking) thực tế thường chế tạo kín, đi trên trần giả nên đảm bảo mỹ quan, sử dụng cho hệ thống điện ít khi phải mở nắp trên ra. Máng cáp đắt hơn so với thang cáp.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Co hẹp sang phải

Rẽ chữ T

Co hẹp

Mối nối

Đoạn trunking

Góc đứng 900

Rẽ chữ thập

Co hẹp sang trái

Rẽ 900

Góc đứng 900

Hệ thống máng cáp (trunking)

o e r t

h n a h T

Máng cáp cũng được lắp đặt bằng hệ thống thanh treo và giá đỡ:

Rẽ chữ T

Co hẹp sang phải

Mối nối

Co hẹp

Rẽ chữ T

Rẽ chữ thập

Góc đứng 900

Co hẹp sang trái

Góc đứng 900

Nếu máng cáp không sử dụng nắp phía trên thì nó được gọi là khay cáp (Cable tray). Thông thường khay cáp là loại có đột lỗ, dùng cho hệ thống điện có tỏa nhiệt nhiều, dễ dàng sửa chữa thêm bớt dây trên khay cáp. Do đột lỗ và không có nắp mà khay cáp nhẹ hơn và rẻ tiền hơn so với Trunking.

Rẽ 900

Trang 52

Nguyễn Mạnh Hà

Hệ thống khay cáp (cable tray)

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Trên thị trường gần đây còn có loại máng cáp và khay cáp dạng lưới (Wire mesh tray) được sản xuất từ sợi thép đặc biệt có tính linh hoạt cao, có thể dễ dàng uốn cong theo nhiều chiều phù hợp với hướng rải dây cáp nên rất thuận lợi khi thi công. Ngoài ra nó có đặc điểm rất đặc biệt là khi vượt quá tải trọng cho phép nó võng xuống nhưng không bị gãy.

Khay cáp lưới Máng cáp lưới

4.2. Bố trí Busway

4.2.1 Cấu tạo busway

Busway là công nghệ dẫn điện mới được sử dụng trong vài năm gần đây tại Việt Nam nhưng đang dần dần trở nên phổ biến trong các tòa nhà cao tầng nhờ ưu điểm vượt trội mà nó mang lại.

Busway là hệ thống thanh dẫn cứng, thay thế cho cáp dẫn điện. Busway gồm 4 thanh dẫn điện bằng đồng hoặc nhôm tinh khiết đến 99,99% nên năng lực tải dòng điện rất lớn đến 6300A, điện trở rất thấp.

Các thanh dẫn điện được bọc cách điện Epoxy mỏng nhưng chịu nhiệt độ đến 1500C, chống ẩm, chống thấm nước rất tốt. Các thanh dẫn được lắp trong một vỏ cứng bằng nhôm vừa bảo vệ cơ học, tản nhiệt tốt, vừa làm giá đỡ để lắp đặt mà không cần phải dùng thêm máng cáp hay thang cáp. Busway chống nhiễu tốt vì vỏ được nối đất.

Busway

Bulon

Pha A Pha B Pha C Trung tính N

Đầu nối Busway

Khớp nối

Busway được chế tạo thành các mô đun dài 3m rất dễ lắp ghép theo kiểu cài răng lược và bulon xiết chặt ở khớp nối.

Busway

Trang 53

Nguyễn Mạnh Hà

Vỏ nhôm làm giá đỡ lắp đặt, làm cực nối đất

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4.2.2. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng Busway

Ưu điểm lớn nhất của busway là làm việc rất tin cậy, không có sự cố, độ an toàn rất cao vì vỏ nhôm được nối đất. Tiếp theo là không gian lắp đặt chiếm rất ít so với thang máng cáp và ống luồn cáp nếu cùng công suất truyền tải. Nhân công lắp đặt giảm, thời gian lắp đặt rút ngắn rất nhiều. Thực tế cũng đã chứng minh nếu dòng điện truyền tải ≥ 630A thì lắp busway sẽ có giá thành đầu tư thấp hơn hệ thống thang máng cáp.

Nhược điểm của busway là không uốn cong được, tuy nhiên nhược điểm này không quan trọng. Nếu dòng điện truyền tải < 630A thì giá thành đầu tư cao hơn thang máng cáp.

Trước đây do thói quen thường sử dụng cáp đồng nên khi chọn busway các kỹ sư thiết kế cũng thường chọn busway đồng. Tuy nhiên thực tế với các công trình thương mại nên chọn busway bằng nhôm, tuy kích thước lớn hơn một ít nhưng giá thành rẻ hơn 20-30%. Chỉ những công trình nào dòng điện lớn ≥ 4000A mới dùng busway đồng.

Với những ưu và nhược điểm trên, busway được ứng dụng rất hiệu quả trong tòa nhà cao tầng và thường dùng làm trục đứng cấp điện của công trình.

4.2.3. Lựa chọn và lắp đặt Busway

Khớp nối không tháo được

Khớp nối tháo được

Busway thường dùng làm trục đứng trong nhà cao tầng. Các môđun busway đều được thiết kế dưới dạng lắp ghép cài răng lược nên thuận lợi cho thi công và vận hành. Có đủ các môđun: rẽ nhánh chữ T, bẻ góc 900, giao chữ thập,…

Khớp nối tháo được

Nắp

Khớp nối tháo được

Gai dẫn hướng

Lỗ dẫn hướng

Tầng 5

Trên busway có các lỗ cửa mở để lấy điện ra cung cấp cho tầng nhà. Tủ lấy điện ra được chế tạo đồng bộ với busway, chỉ ghép nối vào lỗ cửa mở của busway bằng liên kết cài răng lược. Các lỗ cửa mở thanh busway có thể bố trí nhiều hơn 2 và cách nhau 610mm.

Tầng 4

y a w s u B

0 1 6

Liên kết răng lược

Tầng 3

Tầng 2

Cửa mở lấy điện Nắp đậy cửa

Busway

Tủ điện chính

Trang 54

Nguyễn Mạnh Hà

Tủ điện tầng

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Hộp đấu nối cáp

Busway xuyên tường, xuyên sàn, ngăn lửa cháy lan

Giá đỡ chịu lực lên sàn (để đỡ 1 tầng busway)

Trang 55

Nguyễn Mạnh Hà

Để đấu nối cáp điện lực vào busway trong hệ thống điện người ta phải dùng đến các hộp nối cáp chuyên dụng. Bên ngoài hộp nối cáp có các răng lược đấu nối vào lỗ cửa busway, bên trong hộp là các đầu cực nối cáp đến. Ngoài ra còn có các môđun giá đỡ chịu lực trên sàn,… Lắp busway xuyên tường, xuyên sàn cũng ngăn chặn lửa cháy lan là vấn đề phức tạp khi lắp đặt cáp.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Lắp đặt busway nằm ngang dựa vào các thanh treo lên trần, dầm consol gắn tường

4.3. Bố trí tủ bảng điện.

Tủ bảng điện là loại vật liệu không thể thiếu của hệ thống điện trong công trình xây dựng, là nơi đấu nối và phân phối điện đến các thiết bị tiêu thụ điện. Tủ bảng điện có thể bằng thép, bằng nhựa compozit hoặc nhựa thông thường. Tùy vào đặc điểm mỗi công trình mà tủ bảng điện có các kích cỡ, số lượng và vị trí lắp đặt khác nhau.

Trong công trình xây dựng, việc cung cấp điện phải thông qua nhiều tầng nấc tủ điện khác nhau để nâng cao độ tin cậy, vừa thuận lợi cho thi công đấu nối, vừa có chức năng bảo vệ, đồng thời dễ dàng cho việc xác định và cô lập các vùng sự cố.

…

Tủ điện tầng

Nguồn điện

Thiết bị điện

Hộp nối

Tủ điện tầng

Tủ điện chính

Tủ điện phòng

…

Tủ điện tầng

Trong tủ điện lắp đặt các thiết bị đóng/cắt, bảo vệ, thiết bị đo đếm và hệ thống thanh dẫn điện để đấu nối các tuyến dây vào và ra.

Thanh đồng

Trong tủ luôn luôn có 1 aptomat tổng để bảo vệ toàn bộ tủ. Số aptomat nhánh phụ thuộc vào số tuyến dây đi ra khỏi tủ và nhiệm vụ của nó là bảo vệ cho mỗi nhánh đi ra từ aptomat.

Aptomat tổng

Aptomat nhánh

Thanh đồng phân phối

Cáp đi ra Cáp đi vào

Aptomat nhánh

Trang 56

Nguyễn Mạnh Hà

Aptomat tổng

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4.3.1. Tủ điện chính

Tủ điện phân phối chính là tủ điện tổng của toàn bộ tòa nhà. Tủ điện nhận điện từ trạm biến áp, sau đó phân phối điện lên các tủ điện tầng bằng đường cáp hoặc busway.

Tủ điện tầng 2

Tầng 2

Tầng 1

Tủ điện chính

Dãy tủ điện trong tầng hầm khách sạn

Đặt tủ điện nhà chung cư

Nếu đường cấp điện trước bảng điện tổng là đường cáp ngầm thì bảng điện tổng nên đặt ở tầng trệt. Với các công trình lớn như khách sạn, trung thâm thương mại,… tủ điện chính đặt ở tầng hầm. Các công trình nhỏ hơn như chung cư, trường học,… lắp tủ ở gầm cầu thang bộ và được bố trí cách ly bằng tường xây hoặc rào bằng lưới thép. Với nhà thấp tầng, nhà phố thì tủ điện chính đặt ở tầng 1 bên trong nhà.

Các tủ điện chính có kích thước và trọng lượng lớn phải lắp trên nền bê tông trong phòng riêng hoặc tầng hầm. Tác tủ điện nhỏ hơn thường được gắn âm tường để tiết kiệm không gian, độ cao lắp đặt tủ khoảng 1,3-1,5m.

4.3.2. Tủ điện tầng, tủ điện phân phối (Tủ DB)

Tủ điện tầng, tủ điện phân phối là các loại tủ điện có chức năng cấp điện đến các thiết bị của một tầng nhà hoặc của một khu vực của tầng nhà. Tủ điện tầng, tủ điện phân phối nhận điện từ tủ điện chính thông qua đường cáp hoặc busway.

Khác với tủ điện chính lắp ở phòng kỹ thuật riêng, tủ DB lắp ở nơi có người qua lại nên được thiết kế gọn nhẹ, tính thẩm mỹ cao, an toàn và thuận tiện khi vận hành. các thiết bị nối vào tủ DB tgường có công suất vừa và nhỏ.

Vỏ tủ DB được chế tạo từ thép mạ kẽm hoặc vật liệu compozite không cháy. Tủ điện DB thường lắp đặt âm tường, độ cao 1,3-1,5m.

Tủ điện tầng của tòa nhà cao tầng đặt tại chiếu nghỉ của cầu thang. Nếu tủ điện này cung cấp cho các căn hộ thì tủ điện tầng còn là nơi lắp đặt công tơ đo đếm điện năng.

Với nhà thấp tầng, tủ điện phân phối DB có kích thước nhỏ, gọn và được bố trí bên trong mỗi tầng nhà. Tuy nhiên, nhà thấp tầng có xu hướng dùng bảng điện thay cho tủ điện.

Tủ điện phân phối không lắp công tơ

Trang 57

Nguyễn Mạnh Hà

Tủ điện tầng lắp trong chung cư có 4 công tơ

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4.3.3. Bảng điện, hộp nối:

Bảng điện, hộp nối là điểm cuối cùng của hệ thống phân phối điện và là nơi thiết bị điện được đấu nối trực tiếp. Bảng điện, hộp nối nhận điện từ tủ điện tầng và được lắp đặt trong các phòng (của khách sạn, cơ quan,…) hoặc các phòng của căn hộ.

Bảng điện là một hộp nhựa hoặc tấm nhựa dạng hình khối chữ nhật, trên đó có lắp các thiết bị đóng cắt, bảo vệ.

Các loại bảng điện cổ điển thường là tấm nhựa, lắp nổi, trên đó lắp cầu chì, ổ cắm, công tắc và không có nắp che nên không an toàn và không đảm bảo mỹ quan.

Hiện nay, trong dân dụng người ta dùng các bảng điện hiện đại hơn có dạng hộp, trên đó chỉ lắp aptomat bảo vệ, phía trên bảng điện có lắp tấm gương che, có bản lề để dễ mở ra thao tác nên an toàn hơn. Bảng điện được lắp âm tường nên có tính thẩm mỹ cao hơn.

Bảng điện bố trí ở độ cao 1,3-1,5m, ngay cửa ra vào để thuận lợi cho việc thao tác đóng cắt.

Bảng điện cổ điển Bảng điện hiện đại

Hộp nối là hộp nhựa có kích thước nhỏ hơn bảng điện, lắp đặt ngầm trong tường, có nhiệm vụ là nơi tập trung các đầu nối dây của cả phòng. Ngoài ra hộp nối còn là nơi đấu dây vào aptomat và một số thiết bị khác.

Hộp nối thường bố trí theo độ cao của mạch dây dẫn.

Hộp nối đấu dây cách trần 30cm Hộp nối lắp aptomat

4.4. Aptomat (còn có các tên là MCB, CB, cầu dao tự động):

Aptomat là thiết bị điện có chức năng đóng/cắt mạch điện bằng tay và bảo vệ (cắt mạch điện khi ngắn mạch và quá tải), trong đó chức năng chính là bảo vệ. Trong dân dụng người ta cũng hay gọi aptomat là MCB, MCCB, CB.

Trang 58

Nguyễn Mạnh Hà

Aptomat thường phân loại theo số cực: Loại 1 cực, 2 cực là aptomat 1 pha; Loại 3 cực là aptomat 3 pha. Thông số chính của aptomat gồm:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Điện áp định mức Uđm: Loại 1 pha là 220V, loại 3 pha là 380V - Dòng điện định mức Iđm : từ vài A lên đến hàng trăm A - Dòng điện cắt Icu (kA): là khản năng của aptomat có thể cắt được khi ngắn mạch. Trước đây khi aptomat chưa phổ biến người ta phải dùng cầu chì để bảo vệ mạch điện, ngày nay aptomat được dùng rất phổ biến do giá thành thấp, bảo vệ an toàn, tính thẩm mỹ cao.

Aptomat có nhiệm vụ bảo vệ thiết bị điện thì được lắp tập trung trong tủ phân phối điện. Nếu aptomat có nhiệm vụ đóng cắt thiết bị điện (có dòng điện > 5A như bình nóng lạnh, điều hòa,… ) thì aptomat được lắp trên tường, độ cao 1,3-1,5m ở gần nơi đặt thiết bị để dễ thao tác.

Aptomat 1 cực, 2 cực và 3 cực

Lắp aptomat trong tủ điện rất đơn giản bằng cách gắn lên thanh ray nhôm tiêu chuẩn (tất cả các aptomat sản xuất đều có rãnh phía sau để lắp lên ray). Nếu lắp âm tường thì aptomat được lắp trong đế âm tường (loại giống như hộp nối, nhưng có điểm bắt vít cho aptomat). Cũng có thể lắp aptomat trên bảng nhựa nhưng ít dùng do không đẹp.

Ray nhôm

Lẫy kẹp

Lắp aptomat âm tường Lắp aptomat trên ray nhôm

Khi lắp aptomat cần lưu ý:

- Cần aptomat hướng lên trên là đóng mạch, hướng xuống dưới là cắt mạch. Dòng điện đi vào ở phía trên, dòng điện ra ở phía dưới

- Nếu lắp aptomat 1 cực thì phải lắp trên dây lửa. Aptomat 2 cực thì lắp cả 2 dây. Aptomat 3 cực dùng cho mạng điện 3 pha thì dây trung tính không đi qua aptomat.

- Trên núm của nó phải ghi tên mạch cung cấp để khi điện không bị nhầm lẫn.

QUẠT

Vị trí OFF

Tên mạch điện

Trang 59

Nguyễn Mạnh Hà

Cáp vào Cáp ra

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4.5. Cầu dao chống rò (RCD – Residual Current Device):

Rò điện là hiện tượng dòng điện chạm đất với giá trị rất nhỏ cỡ mA. Dòng điện chạy qua người khi người chạm vào dây điện cũng thuộc loại dòng điện rò. Nếu dòng điện qua người >10mA là nguy hiểm tính mạng, trong khi đó giá trị này rất bé mà các aptomat, cầu chì không thể phát hiện ra để cắt mạch điện Việc con người chạm vào mạch điện xảy ra thường xuyên nên cần thiết phải có biện páp phòng tránh.

Để bảo vệ an toàn cho người trong trường hợp này người ta phải dử dụng cầu dao chống rò, gọi là RCD. Nguyên tắc của RCD là khi dòng điện trong mạch điện dù lớn hàng trăm Ampe, nhưng nếu không có rò điện qua người thì nó không cắt mạch điện, ngược lại nếu có rò điện qua người khoảng > 10mA thì nó sẽ cắt mạch điện ngay lập tức để đảm bảo an toàn.

RCD có loại 1 pha 2 cực, có loại 3 pha. Thị trường Việt Nam phổ biến loại 30mA (1 pha) và 100mA, 300mA (3 pha), ngoài ra RCD còn có tích hợp luôn chức năng bảo vệ ngắn mạch gọi là RCBO.

4.5.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Hình dáng bên ngoài của RCD giống như aptomat, chỉ khác là trên bề mặt có thêm một nút ấn Test và thông số của nó có giá trị mA.

RCD

Lõi thép

Bộ phận cắt của RCD

Cấu tạo gồm: 1 lõi thép hình xuyến, 2 cuộn dây và 1 lõi thép hình trụ

IRCD

ON/OFF

Lõi thép hình xuyến

TEST

Từ thông (cid:1)

Irò

Vỏ máy điện

Chạm tay

Dòng điện rò Irò

Chạm vỏ

Hình dáng cầu dao chống rò RCD

Nguyên lý làm việc của RCD

Nguyên lý làm việc: + Bình thường dòng điện I2 = -I1 nên từ trường trong lõi thép hình xuyến F =0, do đó dòng điện cảm ứng IRCD = 0 → RCD không cắt mạch điện.

„

Trang 60

I2 nên từ trường F 0 xuất hiện trong lõi 0 (cid:1) lõi thép nhiễm từ hút bộ phận cắt

+ Khi có dòng điện rò qua người Irò thì I1 „ théo hình xuyến, gây nên dòng điện cảm ứng IRCD „ aptomat ra làm mất điện Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4.5.2. Lựa chọn và lắp đặt cầu dao chống rò

Không phải gia đình nào cũng có thể lắp đặt được RCD vì bản thân mỗi mạng điện đều có rò điện từ các thiết bị xuống đất (ví dụ máy tính, máy in,…) đều có dòng rò nhất định. Mạng điện kém chất lượng thì dây điện cũng tạo ra dòng rò lớn, mạng điện chất lượng tốt thì dây rò điện ít chứ không bao giờ có thể triệt tiêu được. Vì nguyên nhân này mà có một số gia đình khi lắp RCD vào thì điện bị cắt liên tục.

Do đó trước khi lựa chọn phải đo đạc, khảo sát dòng điện rò hiện có trong mạng điện là bao nhiêu. Thông thường với mạng điện gia đình bình thường có thể lắp loại RCD 30mA ở đầu vào tủ điện chính, phía sau aptomat. Với những gia đình tiêu thụ điện lớn, nhiều thiết bị thì ở tủ điện chính lắp loại RCD 100mA, sau đó ở các tủ điện nhánh lắp mỗi tủ một RCD 30mA trước nhóm aptomat nhánh.

Với các mạch cung cấp cho ổ cắm điện, nguy cơ con người chạm vào điện rất cao thì đầu nguồn nên lắp loại RCD có chức năng bảo vệ ngắn mạch gọi là RCBO.

RCD 100mA Tủ điện chính

Aptomat tổng

Tủ điện nhánh

RCD 30mA RCBO 30mA

Aptomat nhánh

Mạch ổ cắm Mạch thiết bị

Với những thiết bị điện mà con người tiếp xúc trực tiếp, có mức nguy hiểm cao độ như bình nước nóng, cần thiết phải lắp loại RCD 10mA, nhưng tại Việt Nam hầu như không có loại này. Khi đó có thể dùng loại RCD 30mA kết hợp biện pháp tăng độ nhạy lên.

Lưu ý khi lắp RCD một pha: trên RCD quy định rõ các cực L và N, do đó phải xác định chính xác dây lửa để nối vào cực L, dây nguội để nối vào cực N, nếu nối sai RCD không có tác dụng.

4.6. Công tắc (Switch):

Công tắc là thiết bị dùng để đóng/cắt bằng tay các phụ tải điện công suất bé như đèn, quạt,…

Trên thị trường có nhiều loại công tắc với các dòng điện khác nhau: 6, 10, 15, 25, 32A tuy nhiên thông dụng nhất là loại 6-10A. Nên tính toán dòng điện trong mạch để đảm bảo dòng điện định mức của công tắc phải lớn hơn dòng điện của mạch.

Trang 61

Nguyễn Mạnh Hà

Chủng loại công tắc rất phong phú, tùy vào mục đích sử dụng:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Công tắc có đèn báo

Công tắc + ổ cắm

Công tắc thẻ

Công tắc chuông

Công tắc hành trình

Công tắc điều chỉnh độ sáng đèn

Công tắc hẹn giờ

Nút công tắc

Mặt nạ

Đế âm tường

Công tắc thường xuyên tiếp xúc với người nên cách điện phải tốt, vỏ kín. Công tắc đèn thông dụng được chế tạo dưới dạng nút, rất đẹp và gọn nhẹ. Nút ấn công tắc được đặt trên mặt nạ chữ nhật, bên trong mặt nạ là đế âm tường để đấu nối dây điện. Trên mỗi mặt nạ có thể có nhiều nút công tắc.

Lắp đặt và bố trí công tắc:

Nguyên tắc lắp đặt công tắc: phải lắp trên dây lửa, hướng nút ấn lên trên là bật điện và nút ấn xuống dưới là tắt điện.

Công tắc phòng tắm

Công tắc

m 5 , 1

Trang 62

Nguyễn Mạnh Hà

Công tắc đặt trên tường ở độ cao 1,5m, ngay cửa ra vào, phía tay nắm mở cửa để bật đèn trước khi vào phòng, tắt đèn trước khi ra khỏi phòng. Riêng buồng tắm nên để phía ngoài, cạnh cửa ra vào.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Đèn

Công tắc

Hộp nối âm tường

Mạch cấp nguồn cho các đèn nối dây theo kiểu hình tia liên thông, đầu nguồn được bảo vệ bằng aptomat. Theo TCVN9206:2012 mỗi nhóm không quá 20 bóng đèn huỳnh quang và không quá 50 bộ đèn kiểu mảng sáng, trần sáng, hắt sáng. Riêng đối với đèn chùm, đèn trang trí thì không hạn chế số lượng lắp trên mỗi mạch.

Mối nối dây mát

Aptomat

L N

≤ 20 bóng đèn huỳnh quang; ≤ 50 đèn mảng sáng, trần sáng

Mạch đèn trong tủ điện

Thông thường mỗi công tắc được lắp để đóng/cắt cho mỗi đèn, tuy nhiên cũng có trường hợp mỗi công tắc có thể đóng/cắt cho 2-3 bóng đèn. Không nên lắp một công tắc để đóng/cắt nhiều hơn 3 bóng đèn vì có trường hợp ít người làm việc mà vẫn phải bật nhiều bóng đèn, gây lãng phí điện năng.

4.7. Ổ cắm điện (Socket outlet)

Ổ cắm điện thực chất là một nguồn điện chờ, được đặt ở các vị trí khác nhau trong khu vực dùng điện, để các thiết bị điện lấy điện thuận lợi và an toàn thông qua phích cắm. Các thiết bị dùng điện từ ổ cắm là các thiết bị di động như điện thoại, laptop, nồi cơm điện,… ngoài ra còn có cả các thiết bị có vị trí cố định như tivi, tủ lạnh,…

Trên thị trường có nhiều hãng sản xuất ổ cắm với mẫu mã khác nhau nhưng dòng điện định mức của ổ cắm phổ biến là 10A, 16A, thậm chí có loại đến 20A. Các thiết bị điện cắm vào ổ cắm phải có dòng điện làm việc bé hơn dòng điện định mức của ổ cắm.

Ổ cắm 3 cực

Ổ cắm lỗ dẹt

Ổ cắm + công tắc

Ổ cắm 2 cực

Trang 63

Trên thị trường Việt Nam phổ biến loai ổ cắm 2 cực và 3 cực. Loại 3 cực ngoài cực L và N còn có 1 cực nối đất gọi là PE. Theo TCVN và tiêu chuẩn quốc tế thì mạng điện dân dụng phải dùng loại 3 cực mới đảm bảo an toàn (với yêu cầu phải dùng loại phích cắm 3 chấu)

Ổ cắm là nơi nguy hiểm cao độ, dễ rò rỉ, dễ phát sinh sự cố và con người rất dễ tiếp xúc với các cực mang điện nên khi thiết kế và lắp đặt phải tuân thủ chặt chẽ tiêu chuẩn. Ổ cắm thường được lắp trên tường, phía dưới là đế âm tường để nối dây điện, bên ngoài được che bởi mặt nạ. Trên mỗi mặt nạ có thể có nhiều nút công tắc. Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Dây nguội

Dây Lửa

Dây PE

Đế âm tường

Lắp ổ cắm vào đế âm tường

Nối dây ổ cắm

Hoàn chỉnh ổ cắm

Lắp mặt nạ

Ổ cắm đôi

4.7.1. Lắp đặt và bố trí ổ cắm:

Trong công trình dân dụng nhất thiết phải dùng loại ổ cắm 3 cực, trong đó cực PE nằm dưới, hai cực còn lại bên trên. Nên dùng loại ổ cắm đôi hoặc ổ cắm ba, hạn chế dùng ổ cắm đơn, không dùng loại ổ cắm và công tắc chung.

Vị trí lắp ổ cắm tùy thuộc vào loại nhà:

Ổ cắm âm sàn có nắp che

Ổ cắm âm sàn có nắp che và nắp sàn

- Ổ cắm âm sàn: áp dụng cho nhà yêu cầu thẩm mỹ và độ an toàn cao hoặc nhà làm việc chuyên dụng, có máy móc đặc biệt cần phải cắm điện xuống sàn thì lắp ổ cắm âm sàn. Các ổ cắm này đều có nắp che mà trẻ em không thể tháo ra được. Loại này hiếm thấy ở Việt Nam.

Trang 64

Nguyễn Mạnh Hà

- Ổ cắm lắp trên tường cách sàn 400-500mm: Loại này dùng cho các công trình không có trẻ em như: công sở, doanh nghiệp, nhà làm việc,… Ưu điểm của cách bố trí này là tính thẩm mỹ vì bàn làm việc sẽ che khuất các ổ cắm. Đối với khu vực bếp hoặc thiết bị đặt trên bề mặt làm việc, ổ cắm nên bố trí ở độ cao 500-600m so với bề mặt kệ bếp hoặc bề mặt đặt thiết bị (nhưng tránh xa vị trí bếp gas, vòi nước)

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

500-600

400-500

Ổ cắm bố trí ở trụ sở làm việc

Ổ cắm bố trí ở khu vực bếp và bàn đặt thiết bị

Ổ cắm

2250

600

Ổ cắm

m 5

- Ổ cắm lắp trên tường, cách sàn 1500mm: áp dụng cho khu vực có trẻ em như nhà dân, nhà trẻ, mẫu giáo, trường học,… Với độ cao này, trẻ em không với đến được. Đặc biệt nếu bố trí ổ cắm trong nhà tắm, bắt buộc phải bố trí ở độ cao ≥ 2,25m, cách mép bồn tắm và bồn rửa 0,6m và ổ cắm phải được bảo vệ bằng cầu dao chống rò 30mA.

4.7.2. Xác định số lượng ổ cắm và khoảng cách bố trí ổ cắm:

Số lượng ổ cắm không thể xác định một cách chính xác mà chỉ là gần gần đúng. Số lượng thay đổi theo sự phát triển của khoa học, công nghệ. Ngày này cuộc sống càng hiện đại, sử dụng nhiều thiết bị di động thì nhu cầu dùng ổ cắm tăng lên so với 5 năm trước.

Khu vực

Phòng sinh hoạt chung, phòng khách Phòng ăn Phòng ngủ đơn Phòng ngủ đôi Phòng khách (có dùng để ngủ) Phòng đọc sách, phòng học tập,… Phòng bếp Buồng chứa đồ đạc Gara để xe, tầng hầm để xe Hành lang Gác lửng Phòng tắm (máy giặt, máy cạo râu, sấy tóc)

Số ổ cắm tối thiểu theo diện tích sử dụng >25m2 12÷25m2 8 6 5 4 4 3 5 4 6 5 6 5 8-10 6-8 5 4 4 3 3 2 3 2 3 2

< 12m2 4 3 2 3 4 4 4-6 3 2 1 1 1

Trang 65

Nguyễn Mạnh Hà

Tiêu chuẩn Việt Nam không chỉ dẫn rõ ràng cách xác định số lượng ổ cắm, tuy nhiên khi tham khảo tiêu chuẩn của các nước, số lượng ổ cắm tối thiểu trong từng khu vực cụ thể trong nhà được xác định như sau (dùng ổ cắm đôi):

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Về việc bố trí ổ cắm: Ổ cắm được bố trí phân tán trong phòng để sử dụng được dễ dàng. Khoảng cách giữa các ổ cắm có thể điều chỉnh khoảng 2,5-4m tùy vào từng căn phòng, trong đó ưu tiên lắp ổ cắm gần vị trí góc tường nhưng phải cách góc tường tối thiểu 300mm.

0,3m

Ở một góc tường không bố trí 2 ổ cắm gần nhau trên 2 bức tường liền kề.

4.7.3. Nối dây ổ cắm:

Hộp nối ổ cắm cuối

Hộp nối ổ cắm trung gian

Dây trung tính

Dây PE

Dây lửa

Cáp 3 ruột

Dây cáp mạch ổ cắm phải là cáp bọc 3 ruột hay 2 ruột. Nếu dùng dây 3 ruột thì có 1 ruột nối đến cực L, một ruột nối đến cực trung tính, một ruột nối vào cực PE. Có thể nối dùng cáp 2 ruột nối các cực L và N, còn cực PE được nối bằng một sợi cáp riêng nhưng phương án này không kinh tế.

Ổ cắm nối tia

Ổ cắm nối vòng

Nối hình tia

Nối vòng kín

Nối hỗn hợp

Trang 66

Nguyễn Mạnh Hà

Mạch ổ cắm có thể bố trí thành vòng kín, bố trí hình tia hoặc bố trí kiểu hỗn hợp hình tia và vòng kín

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Mạch ổ cắm kiểu vòng kín có độ tin cậy cao, chất lượng điện tốt hơn, công suất truyền tải cao hơn, tổn hao điện áp và tổn hao công suất ít nhưng dây điện sẽ dài hơn một ít. Mỗi mạch vòng ổ cắm phục vụ diện tích sàn là 100m2, tổng chiều dài cáp điện ≤ 50m.

Dây cáp nối các ổ cắm có tiết diện 2,5mm². Trong mạch vòng sẽ có 1 ổ cắm là điểm lấy điện vào mạch vòng, thông qua đường dây nối đến tủ điện phân phối và ở đầu nguồn đặt thiết bị bảo vệ dòng rò RCBO có dòng định mức là 32A, dòng rò 30mA.

- Mạch ổ cắm kiểu hình tia ít dây điện hơn mạch vòng, có 1 ổ cắm đầu tiên để nhận điện từ đầu nguồn và 1 ổ cắm cuối cùng trong mạch.

+ Nếu dùng dây 2,5mm2 thì mạch chỉ phục vụ diện tích sàn 50m2, chiều dài cáp 33m, ở đầu nguồn đặt thiết bị bảo vệ dòng rò RCBO có dòng định mức là 16A, dòng rò 30mA.

Dây cáp 3×2,5mm2

Dây cáp 3×2,5mm2 (3×4mm2)

Ổ cắm

Tủ điện

RCBO-16A(32A)-30mA

RCBO-32A-30mA

+ Nếu dùng dây 4mm2 thì mạch chỉ phục vụ diện tích sàn 75m2, chiều dài cáp 33m, ở đầu nguồn đặt thiết bị bảo vệ dòng rò RCBO có dòng định mức là 32A, dòng rò 30mA

Nối hình tia

Nối vòng kín

Tủ điện

- Không nên lắp đặt mạch ổ cắm và mạch công tắc chung.

- Số lượng ổ cắm bố trí trên mỗi mạch phải tính toán dựa vào chiều dài cho phép của mỗi mạch, tuy nhiên thực tế thiết kế thường bố trí mỗi mạch 8-13 ổ cắm.

4.8. Cầu dao cách ly:

- Cầu dao cách ly là thiết bị điện chỉ dùng để đóng/cắt mạch điện khi không có dòng điện, nghĩa là mạch điện phải được cắt bằng aptomat rồi mới cắt bằng cầu dao và aptomat phải đóng mạch điện sau khi đã đóng cầu dao xong.

Trang 67

Nguyễn Mạnh Hà

- Cầu dao được chế tạo loại 1 pha và 3 pha, đế bằng sứ hoặc bằng nhựa.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Ngày nay các công trình dân dụng rất ít dùng cầu dao do đã có aptomat thay thế. Tuy nhiên cầu dao có vai trò vô cùng quan trọng về mặt an toàn điện mà không phải ai cũng nhận thấy được.

Trang 68

Nguyễn Mạnh Hà

Như tên gọi của nó, cầu dao có nhiệm vụ quan trọng là cách ly phần mang điện và phần không mang điện, tạo ra khoảng cách an toàn trông thấy được, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện và hệ thống điện. Nếu chỉ dùng aptomat để cắt điện phục vụ bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống điện toàn tòa nhà sẽ không đảm bảo tin cậy vì aptomat cắt nhưng mắt người không nhìn thấy khoảng hở cách ly.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

V. TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN

5.1. Lựa chọn mạng cấp điện theo phương thức nối đất

Thiết bị điện trong công trình xây dựng gồm có 1 pha và 3 pha nên luôn có dây trung tính N để các phụ tải điện 1 pha có thể sử dụng được. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4756-89 “Quy phạm nối đất và nối không các thiết bị điện”, vỏ kim loại tất cả các thiết bị đều phải nối đất (gọi là nối không).

Các sơ đồ nối đất cho mạng điện công trình được quy định trong TCXDVN-394:2007

Tuỳ thuộc vào cách nối dây không người ta phân ra các loại mạng điện công trình khác nhau nhưng phổ biến nhất có 3 loại sau:

A B C N PE

Nguồn điện

Thiết bị 1 pha

Thiết bị 3 pha

Nối đất bổ sung

5.1.1. Mạng điện TN-S

Là mạng điện 3 pha 5 dây hoặc 1 pha 3 dây, trung tính của nguồn điện nối đất trực tiếp:

- Dây bảo vệ (PE) và dây trung tính (N) riêng biệt nên độ an toàn cao. Dây PE và N đều nối về hệ thống nối đất chung của công trình, có thể bổ sung hệ thống nối đất cho dây PE.

- Vỏ thiết bị được nối với dây PE, khi điện rò ra vỏ thiết bị sẽ đi xuống đất nên an toàn.

- Ưu điểm: tốn nhiều dây nên chỉ dùng cho công trình cần an toàn cao như chung cư cao cấp, khách sạn hạng sang, văn phòng đại diện nước ngoài,…

A B C PEN

Nguồn điện

Thiết bị 1 pha

Thiết bị 3 pha

Nối đất bổ sung

5.1.2. Mạng điện TN-C

Là mạng điện 3 pha 4 dây hoặc 1 pha 2 dây, trung tính của nguồn điện nối đất trực tiếp:

- Dây không (PE) và dây trung tính (N) dùng chung gọi là dây PEN.

- Vỏ thiết bị được vào dây PEN, khi rò điện ra vỏ thiết bị thì dòng điện đi theo dây PEN về đất.

Trang 69

Nguyễn Mạnh Hà

- Ưu điểm: tiết kiệm được 1 dây do dùng dây N và PE chung nên được dùng rất phổ biến. Tuy nhiên nơi có nguy cơ hoả hạn cao thì không nên sử dụng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

5.1.3. Mạng điện TT

- Sơ đồ này gần giống sơ đồ TN-S nhưng dây PE không nối với trung tính của nguồn điện mà chỉ nối liên kết vỏ các thiết bị điện rồi đi xuống hệ thống nối đất riêng..

- Nếu các thiết bị đặt gần nhau (trong cùng 1 xưởng) thì có thể dùng dây PE liên kết, nếu thiết bị xa nhau thì chúng được nối vỏ PE riêng.

A B C N PE

Nguồn điện

Thiết bị 1 pha

Thiết bị 3 pha

- Sơ đồ này hầu như không sử dụng trong công trình dân dụng.

5.2. Công suất tính toán của mạch điện và tủ điện

Trong công trình xây dựng đa số các thiết bị điện không nối trực tiếp đến nguồn điện mà được nối đến các tủ điện phân phối. Việc dẫn điện đến thiết bị điện có thể qua nhiều tầng nấc phân phối khác nhau thông qua các tủ điện. Việc bố trí sơ đồ như vậy để thuận lợi cho việc vận hành, quản lý, sửa chữa và khắc phục sự cố,…

A B C N

Tầng 2

TĐ2

BĐ5

BĐ6

BĐ4

TĐ1

Tầng 1

BĐ2

BĐ3

BĐ1

TĐT

n è Đ

t ạ u Q

n è Đ

t ạ u Q

n è Đ

t ạ u Q

m ắ c Ổ

u ế i h c

m ắ c Ổ

u ế i h c

m ắ c Ổ

Nguồn điện

u ế i h c

y á

Trang 70

Nguyễn Mạnh Hà

Ví dụ với sơ đồ cấp điện đơn giản của một trường đại học như hình dưới đây, nguồn điện từ máy biến áp được cấp đến tủ điện tổng TĐT của toàn bộ trường đặt ở tầng 1. Từ tủ điện tổng lắp các đường dây dẫn điện cấp cho tủ điện chung của mỗi tầng TĐ1, TĐ2. Từ tủ điện chung của mỗi tầng lắp cáp dẫn điện đến bảng điện ở các phòng học BĐ1, BĐ2,…. Từ bảng điện trong phòng học mới lắp dây dẫn cấp cho từng thiết bị điện trong phòng như máy chiếu, đèn, quạt, ổ cắm,…

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Từ sơ đồ ta thấy dây dẫn cấp đến BĐ1 phải tính toán theo công suất của phòng 1, dây dẫn cấp đến TĐ1 phải tính toán theo tổng công suất của các phòng (BĐ1, BĐ2, BĐ3) và dây dẫn trục đứng phải tính theo tổng công suất của các tủ TĐ1, TĐ2. Như vậy nảy sinh ra vấn đề phải xác định công suất của các tủ điện hoặc các mạch điện để chọn dây dẫn cũng như chọn các thiết bị đóng cắt theo yêu cầu kỹ thuật.

= ∑

P TBi

ñt

P maïch i ( )

= 1

a) Công suất tính toán của một mạch điện đi ra từ tủ điện để cấp cho thiết bị tính theo công thức:

Trong đó:

PTBi là công suất định mức của thiết bị thứ i nối vào mạch điện Kđt là hệ số đồng thời lấy theo bảng sau:

Loại mạch

Mạch chỉ cấp cho 1 thiết bị Mạch cấp cho nhiều đèn chiếu sáng

Loại mạch Kđt 1 Mạch cấp cho nhiều tủ lạnh 1 Mạch cấp cho nhiều ổ cắm

Mạch cấp cho nhiều điều hòa nhiệt độ

Mạch cung cấp điện cho 1 tủ điện

Mạch cấp cho nhiều thang máy/bơm nước: - Thang máy lớn nhất - Thang máy lớn thứ 2 - Các thang máy còn lại Mạch cấp cho thiết bị khác (cùng chủng loại) - Có từ 1 đến 2 thiết bị - Có 3 thiết bị - Có 4 thiết bị - Có 5 thiết bị - Có từ 6 thiết bị trở lên

Kđt 1 0,5‚ 0,8 1 0,75 0,6 1 0,9 0,8 0,7 0,65

= ∑ k

P tt

ñt

P maïch i ( )

= 1

b) Công suất tính toán của tủ điện, bảng điện, hộp nối cấp điện trực tiếp cho thiết bị:

Trong đó:

Pmạch(i) là công suất tính toán của mạch điện thứ i nối vào tủ điện (tính theo mục a). Kđt là hệ số đồng thời lấy theo bảng sau:

Kđt 1 0,9 0,8

Số mạch 6‚ 9 Từ 10 mạch trở lên ---

Kđt 0,7 0,6 ---

Số mạch 1 2‚ 3 4‚ 5

Trang 71

Nguyễn Mạnh Hà

c) Công suất tính toán của tủ điện tổng, tủ điện trung gian:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

P tt

P tuû i

ñt

= ∑ ( ) k

= 1

Trong đó:

Ptủ(i) là công suất tính toán của tủ điện thứ i nhận điện từ tủ điện đang tính toán. Kđt là hệ số đồng thời lấy theo bảng sau:

Kđt 1 0,9 0,8

Số tủ điện 6‚ 9 ≥ 10 ---

Kđt 0,7 0,6 ---

Số tủ điện 1 2‚ 3 4‚ 5

A B C N

Tầng 2

TĐ2

BĐ5

BĐ6

BĐ4

TĐ1

Tầng 1

BĐ2

BĐ3

BĐ1

TĐT

Nguồn điện

m ắ c Ổ 6

W 0 4 n è đ 6

i ô đ m ắ c Ổ 6

W 0 0 2 t ạ u q 3

W 0 0 3 u ế i h c y á

M 1

Ví dụ 5.2: Một công trình có sơ đồ cấp điện như hình dưới đây. Cho biết các bảng điện BĐ1÷BĐ6 đều có thiết bị điện giống nhau, đường trục ngang của các tủ điện TĐ1, TĐ2 đều bằng nhau. Tính công suất tác dụng truyền trên các mạch điện và công suất của mỗi tủ điện.

Đáp số: PBĐ1 =PBĐ2 =PBĐ3 =PBĐ4 =PBĐ5 =PBĐ6 = 2246,4W

10,9kW PTĐ1 = PTĐ2 = 6065,3W PTĐT »

5.3. Chọn tiết diện dây pha của cáp điện

Trang 72

Nguyễn Mạnh Hà

Dây dẫn điện luôn có điện trở nên khi có dòng điện chạy qua nó bị đốt nóng. Nếu dây dẫn bị nóng đến một giới hạn nào đó thì vỏ cáp bị nứt, biến chất,… do đó người ta phải quy định dòng điện giới hạn đối với từng loại dây điện cụ thể và gọi là dòng điện cho phép Icp.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ngoài ra điện trở của dây dẫn cũng làm điện áp tổn hao nên điện áp ở cuối đường dây sẽ thấp hơn đầu đường dây. Nếu tổn thất điện áp ở thiết bị thấp hơn 95% Uđm thì thiết bị điện hoạt động kém hiệu quả (thiết bị nóng, đèn rất tối không làm việc được, động cơ quay chậm lại thậm chí dừng các dây chuyền sản xuất, sản phẩm bị lỗi không bán được,…)

Dây càng to thì điện trở càng bé nhưng vốn đầu tư sẽ tăng lên. Như vậy, ta thấy chọn tiết diện cho dây dẫn điện là bài toán kinh tế - kỹ thuật, có nghĩa là bài toán xác định tiết diện vừa đủ đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật nhưng cũng không quá dư thừa lãng phí.

Trong mạng điện công trình có hai điều kiện chọn tiết diện dây dẫn:

- Thỏa mãn dòng điện chạy trên dây ≤ Icp - Thỏa mãn tổn thất điện áp ≤ D Ucp

5.3.1. Chọn tiết diện dây dẫn cấp điện trực tiếp cho thiết bị:

Các thiết bị điện trong công trình xây dựng đa số có công suất rất nhỏ, khoảng cách cấp điện rất ngắn nên điện trở không đáng kể. Chính vì điều này mà không cần thiết phải tính toán tiết diện dây theo Icp và D Ucp (trừ những thiết bị có công suất lớn).

Theo TCVN quy định tiết diện tối thiểu dây cáp điện khi lắp vào công trình, cho dù thiết bị có công suất bé vẫn phải lắp tiết diện tối thiểu này.

Bảng tiết diện tối thiểu của cáp đồng lắp vào công trình

Tên mạch Tiết diện tối thiểu (mm2)

Mạch chiếu sáng không có ổ cắm 1,5

Mạch chiếu sáng có ổ cắm 2,5

Mạch ổ cắm 2,5

Mạch động lực (cấp cho động cơ, bơm nước, thang máy) 2,5

Trục ngang từ tủ điện tầng đến tủ điện phòng 4

Trục đứng lên các tầng (lưu ý đối với nhà phố) 6

F mm =

)

(

Trong thực tế tiết diện dây điện được chọn theo quy tắc sau: - Thiết bị dưới 1kW: chọn dây 1,5mm2 (đèn, quạt, ti vi, lò nướng, máy tính, máy in,…) - Thiết bị hoặc mạch điện có công suất từ 1kW đến 2kW: chọn dây 2,5mm2 (bếp điện, mạch ổ cắm bảo vệ bằng RCBO 16A, bình đun nước, bình tắm nước nóng, máy giặt, nồi cơm điện, tủ lạnh, lò vi sóng, điều hòa 2HP…)

P 220.0,85.6

P 1122

- Thiết bị có công suất trên 2 kW, tiết diện theo công thức:

- Mạch ổ cắm bảo vệ bằng RCBO 32A: chọn dây 4mm2.

5.3.2. Chọn dây điện theo điều kiện phát nóng cho phép (dòng điện cho phép):

Với các dây dẫn cung cấp điến tủ điện (không nối trực tiếp đến thiết bị) phải tính toán

Trang 73

Nguyễn Mạnh Hà

chọn dây theo điều kiện dòng điện cho phép Icp và tổn thất điện áp D Ucp.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Như trên đã nói dòng điện qua dây bao giờ cũng phát nóng. Tuy nhiên nếu cùng một dòng điện chạy qua nhưng dây dẫn đặt trong những môi trường khác nhau thì mức độ phát nóng khác nhau (ví dụ dây đặt trong phòng điều hòa sẽ phát nóng ít hơn đặt ngoài trời nắng). Do đó để chuẩn hóa giá trị Icp người ta quy ước điều kiện thí nghiệm như sau:

+ Dây điện đặt hở, đặt 1 sợi độc lập. + Nhiệt độ môi trường xung quanh 300C. + Tăng dần dòng điện trong dây dẫn cho đến khi ruột dây dẫn nóng đến 650C thì dừng

lại. Giá trị Icp là giá trị dòng điện đo được ở thời điểm này.

Icp được nhà chế tạo công bố trong các catologue và được lập thành bảng tra rất tiện dụng. Khi thiết kế thực tế cần tham khảo bảng thông số kỹ thuật của từng nhà chế tạo để xác định chính xác Icp.

Nhìn chung gá trị Icp khá giống nhau với các loại dây cùng chủng loại trên thị trường, do

đó trong bài giảng này, khi tính toán có thể chọn gần đúng Icp theo các bảng sau: Dòng điện cho phép Icp dây dẫn ruột đồng loại CV, CX, VCm, VCmd, VCmx, VCmo, VCmt

Tiết diện dây (mm2)

Icp (A)

125

1,5

150

2,5

190

240

290

120

340

Dòng điện cho phép Icp của dây dẫn ruột đồng loại CVV, CXV, cáp ngầm

Tiết diện dây (mm2)

Icp (A)

140

1,5

170

2,5

215

270

330

120

385

100

150

440

Điều kiện thí nghiệm xác định Icp nói trên được gọi là điều kiện tiêu chuẩn, các dây dẫn điện lắp đặt trong môi trường thực tế khác với điều kiện tiêu chuẩn, do đó cần phải quy đổi Icp ở điều kiện tiêu chuẩn về điều kiện thực tế bằng hệ số hiệu chỉnh Khc. Và khi đó dòng điện làm việc trong dây dẫn phải thỏa mãn điều kiện:

K I . hc

Trang 74

Nguyễn Mạnh Hà

Trong đó:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Icp là dòng điện cho phép của dây dẫn ở điều kiện chuẩn

Khc là hệ số hiệu chỉnh Icp theo môi trường lắp đặt: cho cáp đặt nổi, chôn trong tường, thang, máng cáp

với loại cáp chôn ngầm trong đất Khc = K1.K2.K3 Khc = K4.K5.K6.K7

Ilv là dòng điện làm việc tính toán trên dây dẫn, xác định theo các trường hợp sau:

Dây dẫn

Ilv3p

Dây dẫn

Ilv1p

Điểm đầu nối

P3p, Q3p

P1p, Q1p

Cấp điện cho 1 phụ tải 1 pha:

Cấp điện cho 1 phụ tải 3 pha:

lv p 1

lv p 3

S 1 U

3 p U 3.

P 1 p U c . os p

P 3 p U c . os d

a) Đường dây chỉ cấp điện cho 1 phụ tải:

Trong các công thức trên thì Ilv1p và Ilv3p tính bằng A, S1p và S3p tính bằng kVA, Up và Ud tính bằng kV.

Dây dẫn

Ilv1p

Ilv3p

PS , QS

Điểm đầu nối

P1, Q1

P3, Q3

P2, Q2

Cấp điện cho nhiều phụ tải 3 pha

Cấp điện cho nhiều phụ tải 1 pha

b) Đường dây cấp điện cho nhiều phụ tải tập trung:

Mỗi phụ tải được đặc trưng bởi 1 tam giác công suất (P,Q,S) và bản thân điểm nối các phụ tải cũng là một phụ tải tổng và là tam giác công suất (PS ,QS ,SS ) được xác định qua công thức:

j +

... + = ...

...

P tg . 1

j + 1

P tg . 2

j + P tg . 3

+ P Q

S S S

 P P P 3 1 2  + + Q Q Q Q  1 3  Q  j tg  P   

S S S

Dòng điện tổng trong dây dẫn cung cấp:

lv p 1

S U

P U c . os p

S S Một pha: S

lv p 3

S U 3.

P U c . os d

Trang 75

Nguyễn Mạnh Hà

S S Ba pha: S

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Trong các công thức trên thì Ilv1p và Ilv3p tính bằng A, SS tính bằng kVA, PS tính bằng

kW, QS tính bằng kVAr, Up và Ud tính bằng kV.

c) Đường dây cấp điện cho nhiều phụ tải phân bố rải rác:

IlvA

Dây dẫn 1

Dây dẫn 2

IlvB

Điểm đầu nối

P2,Q2

P1,Q1

Cấp điện cho nhiều phụ tải 1 pha phân bố rải rác

IlvA

Dây dẫn 1

Dây dẫn 2

IlvB

Điểm đầu nối

P2,Q2

P1,Q1

Cấp điện cho nhiều phụ tải 3 pha phân bố rải rác

Trường hợp này trong thực tế là đường dây trục ngang từ tủ điện tầng nối đến tủ điện các phòng, hoặc từ tủ điện chính đến tủ điện các tầng.

Ví dụ hình trên ta có 2 phụ tải: phụ tải 1 nối vào điểm B, phụ tải 2 nối vào điểm A. Rõ ràng dòng điện IlvA (trên dây dẫn 1) lớn hơn IlvB (trên dây dẫn 2), do đó phải chọn dây dẫn riêng biệt cho từng đoạn.

IlvB cung cấp cho phụ tải (P1,Q1) duy nhất còn IlvA cung cấp cho cả phụ tải 1 và phụ tải 2 tại điểm A nên:

PA = P1 + P2 QA = Q1 + Q2

lvB

S U

+ 2 2 P Q B B U

+ 2 2 P Q 1 1 U

Ta có các công thức tính dòng điện:

2 A

lvA

S U

+ 2 P Q A U

      

+ 2 2 P Q 1 1

lvB

S B U 3

+ 2 2 P Q B B U 3

U 3

Một pha:

+ P Q

2 A

lvA

S A U 3

2 A U 3

      

Ba pha:

Trang 76

Nguyễn Mạnh Hà

Trong các công thức trên thì IlvA và IlvB tính bằng A, SA và SB tính bằng kVA, PA và PB tính bằng kW, P1 và P2 tính bằng kW, Q1 và Q2 tính bằng kVAr, QA và QB tính bằng kVAr, Up và Ud tính bằng kV.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

K1 là hệ số thể hiện cách lắp đặt cáp (cáp không chôn trong đất)

Cách đặt cáp Sơ hoạ hình vẽ K1

Đặt trong tường xây hoặc trong vật liệu xây dựng khác 0,7

Cáp luồn trong ống, ống được đặt trong tường xây hoặc vật liệu xây dựng 0,77

Cáp đặt trong máng cáp, mương cáp, hầm cáp, ống nhựa,… kiểu kín 0,90

Cáp treo trên trần bằng các kẹp, phần lớn diện tích cáp tiếp xúc với không khí 0,95

1 Các trường hợp khác (đặt hở thẳng đứng, treo trên giá đỡ không tiếp xúc trần, đặt ngang dọc tường nhà,…)

K2 là hệ số xác định theo số đường cáp trong 1 hàng hoặc số ruột cáp trong một sợi cáp có nhiều lõi

Số đường cáp trong 1 hàng (hoặc số ruột cáp trong 1 sợi cáp)

Cách đặt cáp

- Đặt trực tiếp trong tường xây hoặc trong vật liệu xây dựng khác

0,8 0,7 0,65 0,6 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38

- Bó nhiều sợi thành bó đặt hở trong không khí

- Luồn trong ống

- Lắp dưới nền nhà

1 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70

- Lắp trong máng cáp kín

0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61

Cáp treo thành 1 lớp trên trần hoặc tường

Lắp trong máng cáp có đục lỗ

1 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72

1 0,87 0,82 0,8 0,8 0,79 0,79 0,78 0,78

Treo tường bằng giá đỡ, thanh đỡ, thang cáp

Trang 77

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

K3 là hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ môi trường nơi lắp cáp khác với nhiệt độ khi thí nghiệm cáp:

Cách điện của cáp Nhiệt độ môi trường lắp đặt cáp (0C ) Cao su PVC XLPE

10 1,29 1,22 1,15

15 1,22 1,17 1,12

20 1,15 1,12 1,08

25 1,07 1,07 1,04

30 1,00 1,00 1,00

35 0,93 0,93 0,96

40 0,82 0,87 0,91

45 0,71 0.79 0,87

50 - 0,61 0,82

55 - 0,50 0,76

(

)

k 3

k 32

k 31

t 2 t 2

t t 1

Nếu nhiệt độ môi trường là t không có trong bảng trên mà nằm giữa hai nhiệt độ (t1, t2) - - tương ứng với hệ số (k31, k32) thì phải nội suy theo công thức: -

K4 là hệ số tính đến ảnh hưởng của cách lắp đặt dây cáp ngầm : + Luồn trong ống: K4 = 0,8 + Trường hợp khác (chôn trực tiếp trong đất, trong tường,…): K4 = 1 K5 là hệ số xác định theo số đường cáp ngầm trong 1 hàng

Số đường cáp trong 1 hàng

2 3 4 5 1

0,8 0,7 0,6 0,57 1

K6 là hệ số tính đến ảnh hưởng của đất chôn cáp ngầm + Rất ướt

+ Ướt

+ Ẩm (Cát có độ ẩm >9%; Đất sét pha cát có độ ẩm >1% )

+ Khô

K6 = 1,21 K6 = 1,13 K6 = 1,05 K6 = 1 (Đất và cát có độ ẩm 7-9%;Đất sét pha cát độ ẩm 12-14%) + Rất khô K6 = 0,86 (Cát có độ ẩm >4% và <7%;Đất sét pha cát có độ ẩm 8-12%)

Trang 78

Nguyễn Mạnh Hà

+ Khô hoàn toàn K6=0,75 (Cát có độ ẩm tới 4%;Đất nhiều đá )

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Cách điện của cáp

Nhiệt độ của đất nơi lắp đặt cáp ( 0C )

PVC

XLPE

1,10

1,07

1,05

1,04

1,00

0,95

0,96

0,89

0,93

0,84

0,89

0,77

0,85

0,71

0,80

0,63

0,76

0,55

0,71

0,45

0,65

K7 là hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ của đất nơi lắp cáp ngầm khác với nhiệt độ khi thí nghiệm cáp ngầm

(

)

t 2 t 2

t t 1

Nếu nhiệt độ môi trường là t không có trong bảng trên mà nằm giữa hai nhiệt độ (t1, t2) - - tương ứng với hệ số (k71, k72) thì phải nội suy theo công thức: -

5.3.3. Chọn dây điện theo điều kiện tổn thất điện áp:

Điện áp là chỉ tiêu đánh giá chất lượng điện cung cấp. Nhà nước quy định độ lệch điện áp lớn nhất tại thiết bị là D Ucp% = 5%. Như vậy tổn thất điện áp từ nơi cấp điện đến nơi đặt thiết bị phải thoả mãn điều kiện:

% 5%

%cp

D £ D £ hay

Tổn thất điện áp trên đường dây được ký hiệu là D U tính bằng Vôn hoặc D U% theo tỷ lệ

phần trăm so với điện áp định mức Uđm:

= %

= .100%

.100%

ñ m U

- D D

Giá trị D U phụ thuộc vào chiều dài và tiết diện dây điện, loại vật liệu chế tạo dây điện và chạy trong dây dẫn. Uđm=0,38 kV với mạng điện 3 pha và Uđm=0,22 kV với

dòng điện Ilv mạng điện một pha.

L, r0, x0

Ilv1p

Ilv3p

D U

L, r0, x0 D U

Điểm đầu nối

P1p, Q1p

Điểm đầu nối

P3p, Q3p

Cấp điện cho 1 phụ tải 1 pha:

Cấp điện cho 1 phụ tải 3 pha:

Trang 79

Nguyễn Mạnh Hà

a) Tính D U của mạng điện có 1 phụ tải:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

(

P r Q x L 1 1

P r Q x L 3 3

D = U

Điện áp nguồn điện là Up thì điện áp tại điểm nối phụ tải chỉ còn (Up-D U).

= %

.100%

= % U

D D D D

Trong đó:

L là chiều dài dây điện từ điểm đấu nối đến phụ tải (km)

/km) r0, x0 là điện trở, điện kháng của dây điện trên một đơn vị dài (W

P1p, Q1p là công suất tác dụng, phản kháng 1 pha truyền trên dây dẫn (kW, kVAR). P3p, Q3p là công suất tác dụng, phản kháng 3 pha truyền trên dây dẫn (kW, kVAR). Up là điện áp định mức của lưới điện một pha (kV) Ud là điện áp định mức của lưới điện ba pha (kV)

D U đo bằng V

Ilv1p

Ilv3p

PS , QS

L, r0, x0 D U

Điểm đầu nối

P1, Q1

P3, Q3

P2, Q2

Cấp điện cho nhiều phụ tải 3 pha

Cấp điện cho nhiều phụ tải 1 pha

b) Tính D U của mạng điện có nhiều phụ tải nối tập trung:

Điện áp nguồn điện là Up thì điện áp tại điểm nối phụ tải chỉ còn (Up-D U). Trước hết tính tổng phụ tải tương đương tại nút đấu nối nhiều phụ tải đã cho:

j +

... + = ...

...

P tg . 1

j + 1

P tg . 2

j + P tg . 3

+ P Q

S S S

 P P P 3 1 2  + + Q Q Q Q  1 3  Q  j tg  P   

S S S

Tổn thất điện áp được tính theo công thức ở mục a) đối với phụ tải tổng:

D = U

S+ P r Q x L U

S Một pha:

= %

.100%

(

D D

D = U

S+ P r Q x L U

S Ba pha:

= %

.100%

Trang 80

Nguyễn Mạnh Hà

D D

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

c) Tính D U của mạng điện có nhiều phụ tải phân bố rải rác:

IlvA

IlvB

LAB, r0AB, x0AB D UAB

LA, r0A, x0A D UA

Điểm đầu nối

P2,Q2

P1,Q1

Cấp điện cho nhiều phụ tải 1 pha phân bố rải rác

IlvA

IlvB

LAB, r0AB, x0AB D UAB

LA, r0A, x0A D UA

Điểm đầu nối

P2,Q2

P1,Q1

Cấp điện cho nhiều phụ tải 3 pha phân bố rải rác

Trường hợp này trong thực tế là đường dây trục ngang từ tủ điện tầng nối đến tủ điện các phòng, hoặc từ tủ điện chính đến tủ điện các tầng.

Ví dụ hình trên ta có 2 phụ tải: phụ tải1 nối vào điểm B, phụ tải 2 nối vào điểm A. Điểm B là điểm xa nhất của lưới điện nên điện áp tại điểm B sẽ thấp nhất. Như vậy nếu điện áp của điểm B thoả mãn điều kiện UB%≥95% thì điểm A đương nhiên thoả mãn điều kiện UA%≥95%. Nhận xét này đưa đến một quy tắc quan trọng: Với đường dây tải điện 1 trục, chỉ cần kiểm tra tổn thất điện áp từ nguồn điện đến điểm xa nhất của lưới điện.

.100% 5%

U U

D £ Trong ví dụ trên ta chỉ cần kiểm tra D UB% ≤ 5% hay

Tổn thất điện áp từ đầu nguồn điện đến điểm B tính theo công thức: D UB = D UA + D UAB Trong đó:

(

)

P P r . 1 2 0

Q Q x . 0

 

 

= A

(

)

(

)

P P r . 1 2 0

Q Q x . 0

 

 

D UA là tổn thất điện áp từ đầu nguồn điện đến điểm A ) D * Mạng 1 pha:

= A

[

D * Mạng 3 pha:

Q x . 1 0

P r . 1 0

= AB

[

]

P r . 1 0

D UAB là tổn thất điện áp từ điểm A đến điểm B ] L . D * Mạng 1 pha:

= AB

Q x . 1 0 U

Trang 81

Nguyễn Mạnh Hà

D * Mạng 3 pha:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

d) Tính D U của mạng điện có nhiều phụ tải phân bố hình tia phức tạp:

P2,Q2

P1,Q1

Trường hợp này phải tính tổn thất điện áp từ nguồn đến tất cả các điểm mút của lưới điện, sau đó so sánh điểm nào có điện áp thấp nhất. Không thể căn cứ vào chiều dài vì nó còn phụ thuộc vào công suất. Ví dụ ở sơ đồ tia hình bên dưới: Ta tính được tổn hao điện áp của các đoạn D UOA, D UAB, D UAC theo công thức ở trên.

Tổn hao điện áp phải kiểm tra từ đầu nguồn đến các điểm B và C:

D UOB = D UOA + D UAB D UOC = D UOA + D UAC

5.4. Chọn tiết diện dây trung tính (dây N):

Tiết diện dây trung tính được chọn ≤ tiết diện dây pha trong từng trường hợp cụ thể. Nếu thiết kế mạng điện luôn luôn chọn dây trung tính = dây pha thì sẽ gây lãng phí.

Tiết diện dây trung tính FN chọn theo tiết diện dây pha FP

Loại mạng điện

Mạch động cơ, bình đun nước, điều hòa, thông gió, thang máy,… Mạch đèn huỳnh quang, đèn phóng điện,… Mạng văn phòng, cửa hàng, máy tính, thiết bị điện tử, điện gia dụng, …

1 pha 2 dây FN = FP FN = FP FN = FP

FN = FP FN = FP FN = FP 3 pha 4 dây dùng cáp nhiều ruột dẫn ≤ 16mm2

F ‡

F P 2

FN = FP FN = FP 3 pha 4 dây dùng cáp nhiều ruột dẫn> 16mm2

F ‡

F P 2

FN = FP FN > FP 3 pha 4 dây dùng cáp 1 ruột dẫn> 16mm2

5.5. Chọn tiết diện dây bảo vệ (dây PE và dây PEN):

Tiết diện dây PE được chọn theo tỷ lệ với dây pha theo bảng sau:

Tiết diện dây PE phải thỏa mãn:

FPE = FP FPE = 16 mm2

F =

F P 2

Trang 82

Nguyễn Mạnh Hà

Tiết diện dây pha FP ≤ 16 mm2 16 < Fp ≤ 35 mm2 Fp > 35 mm2

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Dây PE không được phép có mối nối. Dây PE có thể chọn một trong các loại sau:

- Sử dụng 1 ruột trong sợi cáp nhiều ruột làm dây PE

- Sử dụng 1 dây riêng (dây bọc hoặc dây trần) lắp chung trong ống luồn dây dẫn điện.

- Sử dụng 1 dây riêng lắp cố định và độc lập so với dây pha với yêu cầu tiết diện phải ≥ 2,5mm2 (dây bọc) và ≥ 4mm2 (dây trần).

Dây PEN vừa làm nhiệm vụ của dây PE vừa làm nhiệm vụ của dây trung tính N nên chọn dây PEN phải thỏa mãn tất cả các điều kiện của dây PE cũng như dây N trong hai bảng trên.

Dây PE kết hợp làm dây trung tính (dây PEN) phải thỏa mãn các điều kiện của dây PE và dây trung tính, đồng thời tiết diện phải ≥ 10mm2.

5.6. Chọn busway

Do busway có điện trở cực bé, tiết diện lớn, khả năng mang dòng cao nên việc lựa chọn thông số kỹ thuật của busway đơn giản gồm:

usb way

‡ - Dòng điện định mức của busway lớn hơn hoặc bằng dòng điện định mức của bảo vệ I đầu vào của busway:

- Dòng điện chịu đựng ngắn mạch của busway ≥ 65kA

- Ngoài ra còn các tiêu chí lựa chọn khác như vật liệu cách điện, vật liệu chế tạo vỏ,…

5.7. Chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ

5.7.1. Chọn Aptomat

- Loại aptomat: Chọn loại 1 pha hay 3 pha

- Điện áp định mức của aptomat: loại 3 pha thì Uđm≥380V, loại một pha thì Uđm≥220V. - Dòng điện định mức của aptomat Iđm phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện làm việc tính toán trên dây dẫn phía sau aptomat:

Iđm ≥ Ilv

Trường hợp mạch điện cung cấp cho động cơ thì Iđm của aptomat phải lớn hơn dòng điện khởi động của động cơ

Iđm ≥ Ikđ.đc

Dòng điện cắt của aptomat Icđm phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện ngắn mạch Inm khi xảy ra chạm chập các pha phía sau aptomat:

Icđm ≥ Inm

5.7.2. Chọn RCD

Chọn RCD hoàn toàn tương tự như aptomat nhưng có một số đặc điểm riêng cần phải xét như sau:

- Nếu chỉ chọn RCD để bảo vệ dòng rò thì chọn loại RCD bình thường, không có chức năng bảo vệ ngắn mạch. Với loại thiết bị này phải lắp cùng với aptomat bên cạnh để bảo vệ ngắn mạch.

Trang 83

Nguyễn Mạnh Hà

- Nếu chọn RCD có chức năng bảo vệ ngắn mạch thì chọn loại RCBO.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Dòng rò định mức ở đầu vào căn hộ nên chọn 300mA, dòng rò trong các nhánh của mạch điện nên chọn loại 30mA.

5.8. Tính toán điện trở của hệ thống nối đất

Điện trở nối đất là giá trị rất không ổn định mà nó biến đổi thường xuyên theo nhiệt độ, độ ẩm, … của đất. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào độ sâu chôn cọc nối đất, kết cấu hệ thống nối đất là mạch vòng, mạch thẳng hay mạch hở.

Nói chung việc xác định điện trở hệ thống nối đất một cách chính xác rất khó khăn, đặc biệt với hệ thống nối đất kiểu lưới thì càng phức tạp hơn. Tuy nhiên nối đất kiểu lưới thường chỉ áp dụng đối với các công trình điện lớn, ví dụ trạm điện 110kV trở lên.

Với các công trình xây dựng dân dụng, hệ thống tiếp đất đơn giản hơn. Kết cấu hệ thống nối đất thường là hệ thống cọc đóng thẳng đứng và được liên kết bằng các thanh. Kiểu liên kết này thường là mạch vòng theo chu vi hoặc theo mạch hở nên việc tính toán đơn giản hơn. Phần này chỉ trình bày cách tính cho một số kiểu nối đất đơn giản nhất.

5.8.1. Điện trở suất của đất

Thông số quan trọng nhất cần thu thập là điện trở suất của đất. Để chính xác nên dùng máy đo chuyên dụng để đo giá trị này. Trường hợp không có máy có thể khảo sát sơ bộ đất tại mặt bằng xây dựng, sau đó so sánh với bảng sau để chọn giá trị phù hợp:

Bảng điện trở suất của một số loại đất Điện trở suất r ( W. m)

Điện trở suất r ( W. m)

Loại đất

Nước sông

10-50

Đất thịt

100

Than bùn

Đất cát

300

Đất đen

Cát

700-1000

Đất vườn, đất ruộng

Đất pha cát

300-500

Đất sét

5.8.2. Điện trở nối đất của một cọc đóng thẳng đứng

Mặt đất

2 / l

Mặt cắt ngang thép góc

Nối đất bằng một cọc thép đóng thẳng đứng

Trang 84

Nguyễn Mạnh Hà

Trong thực tế cọc thường dùng loại tròn hoặc thép góc, được mạ kẽm nhúng nóng để bảo vệ cọc tránh bị ăn mòn khi nằm trong đất.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

r .

coïc troøn

0,36647 l

2 l d

1 2

+ h l h l

4 4

 . lg  

  

coïc theùp goùc

0,36647 l

l 2 0,95

1 2

+ h l h l

4 4

  

  

Trong đó:

l là chiều dài cọc, thường chọn 2÷2,5m

h là khoảng cách từ mặt đất đến điểm giữa cọc (m)

d là đường kính thép tròn hoặc bề rộng thép góc (m)

Thép góc còn gọi là thép L hoặc thép V và khi ghi ký hiệu thường kèm theo kích thước mặt cắt ngang của nó. Ví dụ ký hiệu L50x50x5 là thép L có bề rộng cạnh 50mm, bề dày thép góc 5mm. Như vậy với thép góc, độ dày của nó không tham gia vào công thức.

5.8.3. Điện trở nối đất của một thanh

Mặt cắt ngang của thép dẹt

Thanh có thể làm bằng thép tròn hoặc thép dẹt là những loại thép phổ biến. Chúng cũng được mạ kẽm nhúng nóng để bảo vệ không bị ăn mòn.

là đường kính mặt cắt ngang của

Nối đất bằng một thanh thép nằm ngang Đối với thép tròn người ta thường ghi kích thước F thép tròn. Ví dụ F 50 nghĩa là thép tròn có đường kính 50mm.

.lg

eït

tia d

0,36647 l

2 l bh

.lg

troøn

tia

0, 36647 l

l b h .

Đối với thép dẹt, mặt cắt ngang có dạng hình chữ nhật, trong công thức tính điện trở tiếp địa chỉ tính bề rộng thép dẹt, không quan tâm đến bề dày của nó. Tuy vậy trong thiết kế phải ghi kích thước đầy đủ theo mặt cắt ngang của thép. Ví dụ thép dẹt 40x4 có nghĩa là thanh thép dẹt này có mặt cắt ngang với bề rộng b=40mm, bề dày là 4mm.

Trong đó:

l là chiều dài tia (m)

b là bề rộng của thép dẹt hoặc đường kính của thép tròn (m)

Trang 85

Nguyễn Mạnh Hà

h là độ chôn sâu của tia (m).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

5.8.4. Điện trở nối đất của hệ thống gồm nhiều cọc liên kết

Cọc

Thanh

Do tính phức tạp của hệ thống nối đất, phần này chỉ trình bày cách tính hệ thống nối đất mạch vòng theo chu vi và hệ thống nối đất mạch hở. Đây cũng là những kiểu nối đất phổ biến trong công trình xây dựng dân dụng.

Hệ thống nối đất mạch hở

Hệ thống nối đất mạch vòng chu vi

Các phương pháp bố trí hệ thống tiếp địa phổ biến

Hệ thống mạch vòng chu vi có nghĩa là lưới tiếp đất được tạo thành mạch kín nhưng đóng theo một đường chu vi mà không tạo thành ô lưới. Hình dáng mạch vòng có thể là chữ nhật, hình vuông, hình tròn, đường gấp khúc, đường cong có hình dạng bất kỳ,… Khoảng cách 2 cọc là a thường được bố trí đều nhau, thông thường a=2l.

Hệ thống mạch hở có thể bố trí dạng đường thẳng, đường cong, đường gấp khúc tuỳ theo địa hình nơi thi công.

coïc

Với cả 2 hệ thống trên điện trở nối đất tính như sau:

nñ

(

)

tia

coïc

tia

coïc

= R R R . tia + h R . h . n . R

Trong đó:

Rtia là điện trở của toàn bộ tia (tổng chiều dài các thanh nối) Rcọc là điện trở nối đất của một cọc

n là số lượng cọc

cọc là hệ số ảnh hưởng qua lại giữa các cọc, tra trong bảng bên dưới

tia là hệ số ảnh hưởng của các cọc đến thanh nối đất, tra trong bảng bên dưới

Trang 86

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Bảng tra hệ số ảnh hưởng của cọc và tia tiếp địa

cọc và h

tia ứng với kiểu

cọc và h mạch vòng chu vi và tỷ số

Hệ số h Hệ số h

tia ứng với kiểu a l

a l

=2 mạch hở và tỷ số =2

cọc

tia

h h h h Số cọc Số cọc

4 0,78 3 0,86 0,92 0,55

6 0,73 4 0,83 0,87 0,48

8 0,71 5 0,81 0,86 0,43

10 0,69 6 0,77 0,83 0,40

20 0,64 10 0,75 0,75 0,32

30 0,60 15 0,70 0,64 0,30

50 0,56 20 0,68 0,56 0,28

70 0,54 30 0,65 0,46 0,26

100 0,52 0,24

Trang 87

Nguyễn Mạnh Hà

Chú ý: Với số lượng cọc không có trong bảng thì tính nội suy.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

VI. NGUỒN ĐIỆN CẤP CHO CÔNG TRÌNH

6.1. Tổng quan về các loại nguồn điện cấp cho công trình

Với hệ thống điện công trình, nguồn điện cung cấp bao gồm:

- Máy biến áp (của chủ đầu tư hoặc của ngành Điện lực)

- Máy phát điện (chủ yếu là máy phát điện chạy dầu diezen)

- Các bộ lưu điện công suất lớn (UPS=Uninterruptible Power System)

Trong 3 loại nguồn điện trên, máy biến áp là loại nguồn điện phổ biến nhất, hiệu quả kinh tế, tin cậy, chi phí vận hành thấp, không cần bảo dưỡng,…

Máy phát điện chạy dầu diezen tiêu tốn rất lớn dầu diezen, vận hành phức tạp, bảo dưỡng liên tục ngay cả khi không vận hành. Do đó nó không được dùng làm nguồn điện cấp cho công trình mà làm nguồn dự phòng khi mất điện lưới (Trừ những vùng không thể cấp điện lưới như hải đảo, vùng núi cao,…).

Các bộ lưu điện UPS công suất lớn thực chất là hệ thống acquy có trang bị bộ chuyển nguồn từ một chiều sang xoay chiều (gọi là bộ nghịch lưu). UPS có ưu điểm là độ tin cậy rất cao, khởi động ngay tức thì khi xảy ra mất điện,… Nhược điểm của UPS là giá rất đắt, dung lượng acquy có hạn, phải có phòng chứa acquy lớn và phải đầu tư hệ thống thông gió.

UPS cũng dùng làm nguồn dự phòng khi mất điện lưới nhưng giá thành đắt hơn máy phát điện nên thường sử dụng cho những nơi đặc biệt quan trọng như phòng mổ bệnh viện, tổng đài viễn thông, trạm biến áp 110kV trở lên, phòng điều hành sân bay, nhà lễ nghi Chính phủ,…

Sơ đồ kết nối của nguồn điện công trình:

Tuỳ vào tính chất quan trọng của công trình hoặc yêu cầu của chủ đầu tư mà việc chọn lựa các sơ đồ kết nối nguồn có khác nhau.

Phụ tải không quan trọng thì chỉ đầu tư nguồn điện là máy biến áp

Phụ tải quan trọng thì đầu tư hệ thống: máy biến áp + máy phát điện

Phụ tải đặc biệt quan trọng thì đầu tư hệ thống: máy biến áp + máy phát điện + UPS hoặc hệ thống: máy biến áp + UPS

6.2. Những yêu cầu cơ bản của nguồn điện cấp cho công trình

+ Chất lượng điện: Điện áp (±5% điện áp danh định), tần số (±0,2Hz). Đây là quy định bắt buộc trong Luật Điện lực và Nghị định số 105/2005/NĐ-CP. Tất cả các đơn vị cung cấp điện đều phải đảm bảo chất lượng điện nằm trong giới hạn cho phép.

+ Công suất phải đủ lớn (Pnguồn >> Pphụ tải ). Đây là vấn đề rất quan trọng khi quyết

định đầu tư. Khi tính toán phải có hệ số dự phòng mở rộng trong tương lai.

6.3. Máy biến áp:

Máy biến áp là nguồn điện chính cung cấp cho các công tình xây dựng, nhận điện từ lưới điện quốc gia và truyền điện năng đến tủ điện chính của công trình.

Trang 88

Nguyễn Mạnh Hà

MBA cấp điện cho công trình và thuộc loại giảm áp, vì nó thường lấy điện ở cấp cao hơn (22, 35, 15 kV) để chuyển thành điện áp của thiết bị (380/220V).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

6.3.1 Cấu tạo chung của máy biến áp cấp điện công trình:

Cuộn dây hạ áp

~

Lõi thép

Cuộn dây hạ áp

Cuộn dây cao áp

Lõi thép Cuộn dây cao áp

a) Lõi thép:

- Nhiệm vụ: dẫn từ trường (gọi là mạch từ). Ở hình trên ta thấy dây điện phía sơ cấp không liên hệ gì với thứ cấp, tại sao điện năng lại truyền được từ sơ cấp sang thứ cấp ? Đó là nhờ lõi thép truyền năng lượng dưới dạng từ trường.

- Vật liệu chế tạo lõi thép là thép lá kỹ thuật điện ghép cách điện với nhau

- Trục đứng của lõi thép đứng (nơi quấn dây) gọi là trụ, phần nằm ngang gọi là gông.

b) Cuộn dây:

- Nhiệm vụ của cuộn dây là dẫn dòng điện

- Vật liệu chế tạo là đồng tròn, có bọc cách điện

- Nếu quấn 2 cuộn dây cao áp và hạ áp trên cùng 1 trụ thì cuộn hạ đặt bên trong, cuộn cao áp đặt bên ngoài để tiết kiệm dây đồng.

- Giữa cuộn dây cao áp và hạ áp cách ly nhau về điện. Năng lượng điện truyền từ sơ cấp sang thứ cấp không phải bằng điện mà bằng từ trường của lõi thép.

Trang 89

c) Cách điện:

- Loại cách điện bằng dầu chuyên dụng (dầu biến áp), vừa làm nhiệm vụ cách điện vừa làm mát. Đặc điểm của máy biến áp cách điện bằng dầu là rẻ tiền nhưng dễ cháy nổ nên không lắp đặt ở các tầng cao, tầng hầm, khu vực dễ cháy nổ,…. Loại máy này có thể lắp ngoài trời hoặc trong nhà độc lập, treo trên trụ điện hoặc đặt trên bệ. Theo quy định nếu đặt trong nhà hoặc đặt trên bệ thì xung quanh nó phải có hố gom dầu có rải đá dăm để tránh cháy lan rộng khi sự cố. Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Sứ 22 kV

vỏ bọc cách điện của cuộn dây

Lõi thép

vỏ bọc cách điện của cuộn dây

Vỏ máy

Máy biến áp dầu

Máy biến áp khô

- Loại cách điện khô (bằng nhựa epoxy): Loại này khá đắt tiền nên chỉ dùng cho các tầng cao, tầng hầm, nơi dễ cháy nổ,….. Ưu điểm của nó là không phải bảo dưỡng, dùng được trên tầng cao của toà nhà nhưng nhựa epoxy hay bị nứt khi nhiệt độ cao. Để tránh hiện tượng này, tất cả các máy biến áp khô đều trang bị ít nhất 3 quạt gió khởi động tự động khi nhiệt độ vượt quá giá trị đặt trước.

- Loại cách điện bằng dầu silion: loại này rất đắt nhưng chống được cháy nổ, chuyên dùng cho nhà cao tầng, tầng hầm,… tuy nhiên chưa phổ biên trên thị trường.

d) Các bộ phận khác

- Thùng chứa ruột máy (dây đồng+lõi thép), trong chứa dầu biến thế.

- Sứ cách điện là nơi đấu dây dẫn điện vaofmays biến áp.

- Cánh tản nhiệt: Máy biến áp lớn thì bộ phận này chế tạo riêng biệt, MBA cấp điện công trình thì bộ phận này là 1 phần của thùng chứa ruột máy biến áp

- Các thiết bị bảo vệ: bình dầu phụ để cho dầu giãn nở, rơle hơi, rơle áp lực để không cho áp lực trong thùng chứa quá cao, có thể làm vỡ máy

- Các thiết bị phụ khác : bánh xe, quạt gió, hạt hút ẩm,…

6.3.2. Một số khái niệm và ký hiệu của MBA :

- Phía sơ cấp: Phía nối với nguồn điện

- Phía thứ cấp: Phía nối với phụ tải

- Phía cao áp: Phía nối với điện áp cao

- Phía hạ áp: phía nối với điện áp thấp

- A, B, C, N là ký hiệu pha A, B, C và cực trung tính của phía cao áp

Trang 90

Nguyễn Mạnh Hà

- a, b, c, n là ký hiệu pha A, B, C và cực trung tính của phía hạ áp

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Là ký hiệu máy biến áp trên sơ đồ điện

Là ký hiệu máy biến áp trên mặt bằng

6.3.3. Nguyên lý làm việc của máy biến áp Cuộn sơ cấp W1 được nối với nguồn điện có điện áp U1. Cuộn dây W1 tạo thành mạch vòng kín nên sẽ có dòng điện I1 chạy qua. Ngoài ra do W1 quấn thành hình lò xo nên dòng điện I1 sinh ra từ trường trong lòng các vòng dây này. Lõi thép đặt trong lòng các cuộn dây nên nó bị nhiễm từ do cuộn dây W1 sinh ra. Độ lớn từ trường mà lõi thép bị nhiễm gọi là từ thông F

Lõi thép cũng xuyên qua vòng dây W2 nên từ thông F

cũng xuyên qua nó. Theo định luật cảm ứng điện từ, từ thông F sẽ cảm ứng một điện áp e2 trong cuộn dây W2. Điện áp e2 được coi là nguồn điện do máy biến áp cung cấp đến phụ tải nhưng có điện áp đã biến đổi e2» U1.

n ệ i đ i ả t ụ h P

i ớ ư l n ệ i đ n ồ u g N

Nếu cuộn W2 hở mạch (trường hợp không có phụ tải) thì không có dòng điện chạy qua (nhưng điện áp e2 vẫn tồn tại). Nếu cuộn W2 nối kín mạch (có phụ tải) thì e2 coi như nguồn điện cấp cho phụ tải với dòng điện I2.

6.3.4 Máy biến áp một pha:

Máy biến áp này chỉ cấp được điện áp 1 pha 220V với công suất dưới 75kVA. Máy biến áp một pha được sử dụng ở vùng nông thôn, nơi có phụ tải nhỏ.

Máy biến áp 1 pha

Trang 91

Nguyễn Mạnh Hà

Trạm biến áp 1 pha treo trên cột

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

6.3.5. Máy biến áp ba pha:

Máy biến áp ba pha được chế tạo để cung cấp đồng thời điện áp một pha 220V và bapha 380V với công suất từ 75kVA đến 500kVA. Đây là loại máy biến áp cấp điện phổ biến cho các công trình xây dựng.

- Phía sơ cấp có 3 cuộn dây W1 riêng được ký hiệu bằng các chữ hoa: AN, BN, CN và được nối vào lưới điện quốc gia ở cấp điện áp 22kV

- Phía thứ cấp cũng có 3 cuộn dây W2 riêng ký hiệu bằng các chữ thường: an, bn, cn được nối đến tủ điện chính của công trình.

Các trạm biến áp cấp điện cho công trình xây

dựng chủ yếu dùng tổ đấu dây Dy-11 (tức là 3 cuộn dây sơ cấp đấu hình tam giác, 3 cuộn dây thứ cấp đấu hình sao và lệch pha điện áp là 11x300=3300).

6.3.6. Lựa chọn máy biến áp cấp điện cho công trình:

Việc lựa chọn máy biến áp phải căn cứ trên các thông số sau: - Điện áp định mức U1đm phù hợp với lưới điện (22kV) - Điện áp U2đm phù hợp với phụ tải (400V) - Dung lượng định mức: Sđm (kVA) lớn hơn hoặc bằng công suất phụ tải tiêu thụ. Trong thực tế nên chọn công suất máy biến áp theo thang công suất có sẵn của nhà chế tạo gồm: 50,75, 100, 150, 180, 250, 320, 400,560,630,750,1000, 1250,… kVA. Đây là dải công suất đã được chuẩn hoá nên các nhà sản xuất chế tạo hàng loạt, đặt hàng rất dễ và giá thành rẻ. Tuy nhiên nếu có yêu cầu đặt hàng công suất khác vvới dải trên, nhà sản xuất vẫn chế tạo được nhưng mất thời gian, giá thành đắt hơn nhiều. - Độ đầy tải phải đạt 80% để hệ số công suất cosj cao.

- Chọn tổ đấu dây phù hợp. Với hệ thống cấp điện công trình xây dựng thường chọn tổ đấu dây Dy-11, trong đó phía thứ cấp (400V) nối hình sao kèm theo dây trung tính để có thể sử dụng được điện áp pha.

- Nếu chọn 2 máy biến áp vận hành song song nên chọn 02 máy có các thông số giống nhau hoàn toàn. Trường hợp muốn vận hành song song 2 máy có Sđm khác nhau thì tham khảo thêm tài liệu.

6.4. Máy phát điện diezen

Máy phát điện điezen là thiết bị dùng biến đổi nhiệt năng thành điện năng nhờ quá trình đốt cháy nhiên liệu điezen. Trong các công trình xây dựng cao tầng, công tình quan trọng thường sử dụng máy phát điện diezen hoặc xăng với công suất < 1000kVA làm máy biến áp dự phòng. Máy phát diezen sử dụng phổ biến hơn do giá nhiên liệu diezen rẻ hơn rất nhiều so với xăng

Trang 92

Nguyễn Mạnh Hà

Máy phát điện diezen thường đi kèm một tủ khởi động tự động ATS gọi là hệ thống tự động đóng nguồn dự phòng để giảm thời gian mất điện.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Tủ điều khiển

Động cơ diezen

Làm mát động cơ

6.4.1. Cấu tạo máy phát điện diezen:

Động cơ khởi động (đ/cơ lai)

Máy phát điện

Đế máy

Phần động cơ điezen

Phần phát điện

Hộp đấu dây cấp điện cho phụ tải

Các bộ phận chính của máy phát điện điezen

Tên gọi máy phát điện điezen thực ra không đầy đủ mà phải gọi chính xác là hệ động cơ điezen-máy phát điện, trong đó động cơ điezen hoạt động nhờ nhiên liệu chạy dầu, trục của nó kéo roto của máy phát điện quay, từ đó sinh ra điện. Tuy nhiên trong thực tế người ta chỉ gọi tắt là máy phát điện điezen. Như vậy cấu tạo của máy phát diezen gồm 2 bộ phận chính:

+ Động cơ diezen: động cơ 4 thì, 6 xilanh, tốc độ 1500vòng/phút. Khởi động động cơ bằng bằng động cơ lai một chiều với nguồn cấp khởi động là acquy 24V.

+ Phần máy phát: loại máy phát đồng bộ ba pha không chổi than. Máy phát gồm 2 phần:

* Roto (phần quay): nối trục quay với động cơ diezen. Roto là nam châm điện 1 chiều được kích từ bằng Thyristor.

* Stato là nơi quấn dây, cảm ứng điện từ roto để cấp điện cho phụ tải bên ngoài

Giữa động cơ điezen và máy phát được nối cứng với nhau bằng trục cơ khí, khi động cơ điezen quay thì trục cơ của máy phát cũng bị quay theo.

Stato động cơ điện Roto động cơ điện Mặt cắt động cơ điện

Trang 93

Nguyễn Mạnh Hà

Cấu tạo cơ bản của bộ phận phát điện trong hệ động cơ điezen - máy phát điện

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

6.4.2. Nguyên lý làm việc của máy phát diezen

Máy phát xoay chiều 1 pha Máy phát xoay chiều 3 pha

- Ấn nút khởi động, động cơ diezen nổ, trục quay của nó kéo trục roto quay thay.

- Roto được kích từ thông qua acquy hoặc kích từ tự động làm cho roto biến thành một nam châm quay.

- Từ trường roto quay cắt qua dây quấn các pha đặt trong stato (AN, BN, CN) ﬁ tạo sức điện động cảm ứng là nguồn điện áp để cung cấp cho phụ tải.

Các đầu cuộn dây stato có điện áp được nối đến thiết bị điện để cung cấp điện cho các thiết bị này hoạt động.

6.4.3. Lựa chọn máy phát điện:

Trong giai đoạn thiết kế, việc quyết định có đầu tư máy phát điện hay không phải căn cứ vào tính chất của hộ tiêu thụ. Trong thực tế chỉ những phụ tải quan trọng mới trang bị máy phát điện làm nguồn điện dự phòng, đặc biệt là công trình cao tầng (>5 tầng), bệnh viện,…

Việc chọn máy phát điện cho công trình cần căn cứ vào các yếu tố sau:

- Điện áp định mức của máy phát Uđm phải phù hợp với phụ tải. Thông thường giá trị này là 380/220V (điện áp dây/điện áp pha).

- Công suất định mức Sđm (kVA) > phụ tải ưu tiên. Thông thường phụ tải công trình rất lớn, được tính toán để sử dụng điện lưới. Máy phát điện dự phòng thường được tính toán sao cho đáp ứng một phần nhỏ tổng phụ tải của công trình để đảm bảo vốn đầu tư hợp lý. Phần phụ tải này là phụ tải chọn lọc.

- Tần số định mức: 50Hz.

- Nếu hộ tiêu thụ có phụ tải quan trọng, chỉ cho mất điện < 15s thì phải trang bị bộ khởi động tự động, bộ tự điều chỉnh điện áp và tần số. Các trường hợp khác cho đóng nguồn bằng tay (mất 5-10 phút).

6.5. Bộ lưu điện UPS (Uninterruptible Power Supply) :

Trang 94

Nguyễn Mạnh Hà

UPS là thiết bị có thể cung cấp tạm thời điện năng nhằm duy trì sự hoạt động của thiết bị điện khi điện lưới gặp sự cố (mất điện, sụt giảm điện áp quá thấp, sự cố khác...) trong một khoảng thời gian với công suất giới hạn theo khả năng của nó. ÚPS được sử dụng cho những bộ phận công trình đặc biệt quan trọng như phòng mổ bệnh viện, đài viễn thông, máy truyền dữ liệu,…

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

6.5.1. Các thành phần UPS:

- Tủ điều khiển UPS: làm nhiệm vụ nạp điện cho acquy khi điện lưới bình thường. Khi điện lưới mất nó tự động cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tức thời. Ngoài ra tủ ÚPS còn làm nhiệm vụ chỉnh lưu và nghịch lưu từ dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều và ngược lại.

- Hệ thống acquy: là nơi lưu trữ điện năng dưới dạng điện một chiều.

Bình acquy Phòng acquy 220V Tủ UPS 2V-200Ah

6.5.2. Các thông số UPS

Có rất nhiều thông số kỹ thuật liên quan đến hệ thống UPS, dưới đây là những thông số quan trọng nhất:

- Dung lượng UPS: chính là dung lượng của hệ thống acquy, đuợc tính bằng Ah (Ampe giờ), tức là tích số dòng điện phóng ra và thời gian phóng điện cho phụ tải

- Điện áp của mỗi bình acquy: là điện áp trên 2 đầu cực của bình. Để nâng cao dung lượng acquy người ta chia thành nhiều bình acquy với điện áp 2V/1 bình sau đó nối tiếp với nhau để được điện áp lớn hơn.

- Điện áp ra UPS: Là điện áp xoay chiều đầu ra cấp cho phụ tải (220V)

6.5.3. Nguyên lý làm việc của UPS:

Công tắc

Phụ tải

Nguồn điện

xoay chiều

Nghịch lưu DC/AC

Chỉnh lưu AC/DC

Sơ đồ kết nối của hệ thống UPS điển hình như sau:

Acquy

Trang 95

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Bình thường hệ thống UPS nối trực tiếp đến phụ tải. Phụ tải nhận điện từ bộ nghịch lưu DC/AC chứ không nối trực tiếp với lưới điện

Chỉ có 01 đường điện chính cấp đến bộ chỉnh lưu AC/DC, từ đây rẽ thành 02 nhánh, trong đó 01 nhánh nạp vào acquy và nhánh còn lại nối đến bộ nghịch lưu DC/AC để cấp cho phụ tải. Dù cho điện lưới mất, phụ tải vẫn nhận điện bình thường từ acquy thông qua booj DC/AC mà không có bất kỳ sự gián đoạn nào.

Ngoài ra còn cón một đường dây phụ nối từ nguồn điện đến công tắc gần phụ tải (thể hiện bằng đường nét đứt trên hình vẽ). Đường này là đường điện dự phòng, khi hệ thống UPS bị sự cố cần phải sửa chữa hoặc thay thế thì người ta chuyển công tắc sang nhận điện từ đường dự phòng này.

Bộ nạp AC/DC có chức năng chuyển dòng điện xoay chiều AC của lưới điện thành dòng điện một chiều DC.

Bộ nghịch lưu DC/AC có chức năng chuyển dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều.

6.5.4. Lựa chọn UPS:

Lựa chọn UPS theo các tiêu chí sau:

- Công suất định mức Sđm > Sphụ tải - Điện cung cấp phù hợp với phụ tải (220V)

- Tần số điện áp đầu ra = 50Hz

- Dung lượng UPS tính bằng Ah càng lớn càng tốt.

- Có phòng riêng được thiết kế đặc biệt để bố trí acquy.

6.6. Kết cấu và không gian đặt trạm biến áp công trình:

Máy biến áp chỉ là thiết bị chính để cung cấp điện cho công trình. Trạm biến áp cấp điện ngoài máy biến áp còn có một loạt các thiết bị khác như chống sét van, thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ,…

Để trạm biến áp hoạt động được cần phải bố trí nó trên các kết cấu xây dựng. Tuỳ vào điều kiện cụ thể của công trình mà có các phương án đặt trạm biến áp khác nhau.

6.6.1. Loại trạm treo trên cột:

Máy biến áp và các thiết bị được bố trí trên cột điện, có thể 1 hoặc 2 cột tuỳ vào trọng lượng của máy biến áp. Cột có thể là bêtông chữ H, bêtông ly tâm hoặc cột thép.

- Trạm trên một cột bêtông khi công suất <=150kVA

- Trạm trên hai cột hoặc 1 cột thép khi công suất <=560kVA

Đây là kiểu trạm biến áp bố trí ngoài trời, rất thông dụng trong công trình dân dụng, trụ sở cơ quan,…

Máy biến áp đặt ở độ cao 3,5m. Phía trên máy biến áp là các thiết bị đóng cắt máy biến áp để khi cần sửa chữa và thay máy. Phía dưới là tủ điện hạ thế 380/22V để cấp điện cho công trình (độ cao khoảng 1,2m để thuận lợi cho người vận hành).

Trang 96

Nguyễn Mạnh Hà

Trạm được xây dựng trên vỉa hè đường phố hoặc ở một góc của khu đất xây dựng. Chi phí xây dựng trạm biến áp này bé nhất trong số các loại trạm biến áp phân phối. Nhược điểm của nó là làm mất mỹ quan, chiếm diện tích đất, không thể bố trí trong nhà cao tầng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Đường dây 35kV

Xà đỡ dây

Xà lắp FCO + chống sét van

Xà lắp FCO

Máy biến áp

Tủ điện hạ thế

2 cột bêtông

1 cột bêtông

2 cột bêtông

Một số kiểu trạm biến áp treo trên cột

1 cột sắt

Nắp chụp máy biến áp

Máng cáp 0,4kV

Cáp ngầm 0,4kV

Máng cáp 22kV

Tủ điện 0,4kV

Cáp ngầm 22kV

Kiểu trạm “mẹ bồng con”

Trang 97

Nguyễn Mạnh Hà

Một kiểu trạm treo cải tiến khác là kiểu trạm “mẹ bồng con”. Cấu trúc của nó gồm trụ bêtông cốt thép, trên đỉnh trụ đặt máy biến áp, các dây dẫn điện cao áp (điện lưới) và hạ áp (cấp đến hộ tiêu thụ) đều là cáp ngầm. Đoạn cáp leo lên máy biến áp được đặt trong máng cáp kín bằng tôn, phần nhô lên của sứ máy biến áp được che bằng nắp chụp. Các thiết bị phân phối không được bố trí tại trạm mà đặt ở vị trí đấu nối cáp ngầm với lưới điện.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Trạm này có ưu điểm là rất an toàn vì toàn bộ phần dẫn điện đều được che kín, nhìn chung thì gọn hơn nhiều và chiếm ít đất hơn so với trạm treo.

Chi phí đầu tư xây dựng kiểu trạm này cao hơn trạm treo vì bắt buộc đường dây cao thế và hạ thế đều phải đi ngầm.

6.6.2. Loại trạm đặt trên bệ:

Máy biến áp được bố trí trên móng bêtông, cao hơn cos nền 0,3-1,2m để tránh ngập nước khi mưa to, nước trên nền thoát không kịp. Dưới móng máy biến áp phải có hố chứa dầu để thu dầu khi máy bị vỡ, tránh gây ô nhiễm môi trường.

Kiểu trạm này sử dụng khi công suất máy >560kVA, khi đó kết cấu giá đỡ máy trên cột không đảm bảo an toàn. Xung quanh trạm có hàng rào bảo vệ cao >1,8m.

Đường dây 35kV

Máy biến áp

Tủ điện hạ thế

Tường rào

Bệ máy

Trạm đặt trên bệ

Nhược điểm của trạm là mất mỹ quan, chiếm diện tích đất lớn

Phạm vi sử dụng: chỉ dùng cho các nhà máy, xí nghiệp yêu cầu công suất lớn và hầu như không sử dụng trong khu vực đô thị.

6.6.3. Loại trạm đặt trong nhà:

Toàn bộ thiết bị được bố trí trong nhà để đảm bảo tính thẩm mỹ chung của công trình xây dựng. Nhà trạm xây riêng hoặc đặt dưới tầng hầm của các toà nhà cao tầng (khách sạn, văn phòng,...). Nếu đặt bên trong công trình thì phải có lưới thép bao quanh máy biến áp để tránh người tới gần.

Kết cấu khu vực đặt trạm biến áp phải chia thành 3 buồng riêng biệt:

- Buồng đặt tủ cao thế 22kV để nối cáp từ lưới điện vào và làm chức năng đóng cắt máy biến áp để sửa chữa

- Buồng đặt máy biến áp và buồng đặt các tủ hạ thế 380V để nối cáp của công trình đến.

Trang 98

Nguyễn Mạnh Hà

- Buồng hạ thế và buồng máy biến áp có thể dùng chung nhưng phải ngăn cách bằng lưới thép B40.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Máy biến áp

Tủ điện cao thế

Tủ điện hạ thế

(cid:1)

Cáp 22kV

Cáp 0,4kV

Kiểu trạm này áp dụng cho các máy biến áp công suất lớn > 560kVA hoặc có từ 2 máy biến áp trở lên (vì nếu công suất < 560kVA sẽ dùng trạm treo).

Các công trình xây dựng nhà trạm biến áp riêng là những công trình quan trọng, có diện tích đất lớn như bệnh viện, viện nghiên cứu, …

Các công trình sẽ bố trí trạm biến áp trong tầng hầm là những công trình cao tầng, không có diện tích đất như khách sạn, nhà cao tầng, siêu thị, văn phòng cho thuê. Tuy nhiên khi bố trí bên trong tầng hầm thì máy biến áp phải dùng loại máy biến áp khô có mức giá đắt gần gấp 2 lần máy biến áp dầu.

Nhìn chung kết cấu trạm biến áp này có chi phí đầu tư lớn hơn trạm biến áp treo.

6.6.4. Loại trạm biến áp kiôt:

Quả cầu thông gió

Thông gió tự nhiên

Toàn bộ thiết bị được bố trí trong vỏ kín bằng thép, thường có 3 ngăn riêng biệt: ngăn chứa máy biến áp; ngăn chứa thiết bị cao thế (22kV, 35 kV,…); ngăn chứa thiết bị hạ thế (400V). Trạm rất an toàn, gọn, nhẹ, chiếm ít đất nhưng giá thành rất đắt, ngoài ra hệ thống dẫn điện cũng phải dùng cáp điện ngầm.

Buồng máy biến áp

Buồng 0,4kV

Vỏ tủ

Buồng 22 kV

Bệ móng

Trang 99

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Các RMU chế tạo hợp bộ

Dao cách ly

Cáp ngầm từ trạm biến áp trước đến

Cáp ngầm đến trạm biến áp tiếp theo

Máy biến áp

Buồng cao thế 22 kV bao gồm các tủ phân phối 22 kV (gọi là các RMU). Mỗi tủ RMU bao gồm các đầu nối chờ sẵn để lắp cáp điện 22kV dẫn vào tủ kèm theo các thiết bị đóng cắt, đo đếm,…. Tùy vào vị trí của trạm biến áp mà số lượng và kết cấu tủ RMU khác nhau. Với trạm biến áp cuối (trạm cụt) thì RMU chỉ có 2 ngăn, nhưng nếu đường dây 22kV đến trạm này còn tiếp tục đi đến các trạm khác thì RMU có 3 ngăn,… Nhìn chung các tủ RMU được chế tạo hợp bộ và có thể mở rộng khi cần thiết bằng cách ghép nối thêm vào bên cạnh.

RMU 3 ngăn

RMU phân phối đến trạm biến áp gồm dao cách ly+FCO+tiếp đất sửa chữa

Cáp ngầm từ trạm biến áp trước đến

Máy biến áp trạm cụt

Dao cách ly

RMU 2 ngăn

Kiểu trạm này rất an toàn, đảm bảo mỹ quan, chiếm diện tích ít nhưng chỉ áp dụng cho máy biến áp đến 560kVA nên đặc biệt thích hợp cho trụ sở làm việc của các cơ quan, doanh nghiệp, khu nghỉ dưỡng,…

6.6.5. Loại trạm biến áp ngầm:

Toàn bộ thiết bị được đặt ngầm dưới lòng đất, phía trên giao thông vẫn diễn ra bình thường. Buồng đặt thiết bị bằng bêtông cốt thép không thấm nước, chịu được tải trọng lớn của ôtô và phương tiện cơ giới. Buồng đặt trạm biến áp thiết kế đảm bảo không có nước chảy Nguyễn Mạnh Hà Trang 100

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

vào khi mưa, nắp cống xuống trạm dùng loại có ren. Trong trạm luôn có máy bơm nước tự động hoạt động khi có nước ngập, có hệ thống thông gió và thoát nước hoàn chỉnh.

Ưu điểm: đảm bảo mỹ quan, an toàn cao, tiết kiệm đất đai, không xung đột với công trình hạ tầng kỹ thuật khác. Tuy nhiên giá thành đầu tư cực kỳ đắt, vận hành bảo dưỡng phức tạp nên phạm vi sử dụng rất hạn chế.

6.7.Các sơ đồ nối dây điển hình của nguồn điện công trình

Nguồn điện công trình gồm 3 loại là máy biến áp, máy phát điện diezen, UPS nhưng tùy thuộc vào mỗi công trình có thể chỉ sử dụng 1 loại, 2 loại hoặc thậm chí cả 3 loại. Do đó sơ đồ nối dây rất đa dạng, phong phú tuỳ thuộc vào quy mô, tính chất của hộ tiêu thụ hoặc theo yêu cầu riêng của chủ đầu tư.

Dưới đây chỉ là những sơ đồ “điển hình”, tuỳ điều kiện thực tế sơ đồ có thể biến đổi cho phù hợp.

Aptomat nhánh

6.7.1. Sơ đồ một nguồn cung cấp:

FCO

Aptomat tổng

V k 4

22kV

- Đặc điểm của sơ đồ là khi sự cố hay cần sửa chữa bất kỳ phần tử nào đều làm mất điện lâu dài toàn bộ công trình.

Trang 101

Nguyễn Mạnh Hà

- Sơ đồ này đơn giản, giá thành đầu tư thấp nên dùng rất phổ biến trong công trình dân dụng. Tuy nhiên độ tin cậy không cao nên thường dùng cho công trình không quan trọng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Sơ đồ cải tiến:

n ạ o đ n â h p

t a m o t p A

h n á h n t a m o t p A

22kV FCO

V k 4 , 0

Aptomat tổng

- Dưới góc độ phụ tải tiêu thụ thì sơ đồ này được coi là sơ đồ 2 nguồn cung cấp (2 máy biến áp), nâng cao được độ tin cậy vì khi hỏng hay cần sửa chữa 1 máy biến áp thì vẫn còn một máy biến áp nữa vận hành để cấp cho công trình.

- Về mặt bản chất nó cũng chỉ là sơ đồ 1 nguồn cung cấp (dưới góc độ lưới điện), do đó khi mất điện lưới sẽ mất điện toàn bộ công trình.

- Sơ đồ này sử dụng khi công suất phụ tải lớn > 1000kVA, khi đó nếu dùng 1 máy thì toàn bộ công trình ngừng hoạt động sẽ gây thiệt hại lớn về kinh tế,... Đặc biệt đối với phụ tải quan trọng như bện viện, tổng đài viễn thông,… người ta thường phải chia thành 2 máy biến áp theo sơ đồ này.

6.7.2. Sơ đồ hai nguồn cung cấp kiểu mạch vòng, không có dự phòng:

Lưới điện 1

h n á h n

g n ộ đ

n ê i L

t a m o t p A

V k 2 2

V k 4

FCO Aptomat tổng

Lưới điện 2

Trang 102

Nguyễn Mạnh Hà

- Đây thực sự là sơ đồ được cung cấp từ 2 nguồn điện (2 lưới điện khác nhau), đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Máy biến áp chỉ nhận điện từ 1 trong 2 nguồn nhờ khoá liên động. Không thể nhận điện đồng thời từ 2 lưới điện vì cần phải có thiết bị hoà đồng bộ rất phức tạp.

- Sơ đồ này sử dụng cho các phụ tải quan trọng như sân bay, bệnh viện, siêu thị,…

- Với các hộ tiêu thụ công suất lớn >1000kVA thì nên dùng 2 máy biến áp song song trong sơ đồ này thì độ tin cậy khá cao.

6.7.4. Sơ đồ nguồn điện công trình có dự phòng:

Các nguồn điện dự phòng cho công trình là máy phát điện diezen và bộ lưu điện UPS. Các thiết bị này vận hành ở cấp điện áp hạ áp (380/220V).

Loại sơ đồ này chỉ áp dụng cho các phụ tải quan trọng vì kèm theo chi phí đầu tư, chi phí vận hành khá lớn

a) Các sơ đồ nguồn điện có dự phòng bằng máy phát diezen:

Có 2 sơ đồ thuộc dạng này như sau:

V k 4 , 0

Aptomat nhánh Tủ ATS 22/0,4kV-100kVA AT1

g n ộ đ n ê i L

MFĐ-100kVA-380/220V

AT2

Sơ đồ trên được sử dụng khi công suất phụ tải nhỏ và công suất máy phát điện đủ sức cung cấp cho toàn bộ các phụ tải công trình. Ví dụ: phụ tải điện trong sơ đồ trên là 100kVA được cung cấp bởi máy biến áp 100kVA. Người ta mua máy phát điện dự phòng 100kVA nên khi mất điện, toàn bộ phụ tải điện vẫn được nhận điện từ máy phát.

n ê i t

g n ô h k

u ư

i ả t

ụ h P

22/0,4kV-1000kVA

V k 4

S T A ủ T

g n ộ đ

n ê i L

n ê i t u ư i ả t ụ h P

AT1

Trang 103

Nguyễn Mạnh Hà

MFĐ-100kW-380/220V AT2

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Sơ đồ trên được sử dụng khi công suất phụ tải rất lớn và công suất máy phát điện nhỏ, không đủ cung cấp cho toàn bộ các phụ tải công trình. Khi đó bắt buộc phải tách phụ tải điện công trình thành 2 nhóm riêng biệt: 1 nhóm ưu tiên và nhóm không ưu tiên, trong đó nhóm ưu tiên ngoài việc nhận điện lưới còn được dự phòng cấp điện từ máy phát còn nhóm không ưu tiên chỉ được cấp điện từ điện lưới, do đó điện lưới mất thì nhóm này cũng ngừng hoạt động. Trong ví dụ trên: phụ tải điện toàn công trình là 1000kVA, máy phát có công suất 100kVA nên không thể cấp cho toàn công trình khi mất điện, do đó phải tách thành 2 nhóm.

Trong cả 2 sơ đồ trên đều có dùng tủ ATS có chức năng liên động, có nghĩa là chỉ cho phép nhận điện từ điện lưới điện hoặc từ máy phát. Ví dụ: khi AT1 đóng thì AT2 mở và ngược lại. Nếu cả máy phát và điện lưới đều đóng điện cùng lúc sẽ gây ra sự cố cháy nổ. Muốn cả 2 nguồn này cấp điện đồng thời cho phụ tải đòi hỏi phải có thiết bị hoà đồng bộ khá đắt tiền.

b) Sơ đồ nguồn điện có dự phòng bằng UPS:

n ê i t u ư

g n ô h k i ả t ụ h P

Lưới điện

n ê i t u ư

i ả t ụ h p c á C

AC/DC DC/AC

Acquy

Lưới điện cung cấp trực tiếp cho phụ tải không ưu tiên, đồng thời cung cấp gián tiếp cho phụ tải ưu tiên thông quan bộ chỉnh lưu AC/DC, nghịch lưu DC/AC. Trong thời gian có điện acquy luôn luôn được nạp đầy.

Khi điện lưới mất, phụ tải không ưu tiên mất điện. Phụ tải ưu tiên nhận điện ngay tức thì do acquy phóng ra, do đó không gián đoạn nguồn điện cung cấp.

c) Sơ đồ nguồn điện có dự phòng bằng máy phát + UPS:

Phụ tải được phân thành 3 cấp:

+ Cấp 1: gồm các phụ tải không được ưu tiên mà chỉ nhận điện từ lưới điện. Khi điện lưới mất nó ngừng hoạt động.

+ Cấp 2: gồm các phụ tải quan trọng. Bình thường nó nhận điện từ lưới điện, khi mất điện lưới nó nhận điện từ máy phát thông qua tủ ATS.

+ Cấp 3: gồm các phụ tải đặc biệt quan trọng (ví dụ phòng mổ bệnh viện, hệ thống máy chủ,...). Bình thường nó nhận điện gián tiên từ lưới điện thông qua bộ chỉnh lưu AC/DC và Nguyễn Mạnh Hà Trang 104

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

nghịch lưu DC/AC. Khi điện lưới mất nó nhận điện gián tiếp của máy phát điện. Trong trường hợp cả điện lưới và máy phát đều mất điện thì nó nhận điện từ acquy phóng ra. Các phụ tải nối vào đây hoạt động rất tin cậy nhờ 3 cấp dự phòng, do đó những người làm việc trong môi trường này gần như không có cảm giác mất điện.

n ê i t u ư

g n ô h k i ả t ụ h P

Lưới điện

AT1

S T A ủ T

Phụ tải quan trọng

V k 4 , 0

g n ộ đ n ê i L

i ả t ụ h P

t ệ i b c ặ đ

AC/DC DC/AC Máy phát

Trang 105

Nguyễn Mạnh Hà

AT2 Acquy

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

VII. AN TOÀN ĐIỆN

7.1. Những vấn đề chung về an toàn điện:

An toàn điện là một bộ phận của khoa học bảo hộ lao động. An toàn điện nghiên cứu ảnh hưởng của dòng điện đến cơ thể người, các nguyên nhân gây mất an toàn và biện pháp phòng tránh nhằm đưa lại hiệu quả sản xuất cao nhất.

Theo thống kê hàng năm: tai nạn lao động chết người do điện chiếm khoảng hơn 10% tổng số tai nạn lao động chết người nói chung, thậm chí có năm chiếm tới 20% tổng số tai nạn lao động chết người.

7.1.1. Tác dụng của dòng điện khi chạy qua cơ thể người

Khi tiếp xúc trực tiếp với mạch điện đang có điện áp thì xuất hiện dòng điện chạy qua cơ thể người. Mức độ tác dụng lên cơ thể người phụ thuộc nhiều yếu tố như:

a) Biên độ dòng điện

Bảng thống kê tác dụng lên cơ thể người ứng với các mức dòng điện khác nhau:

Điện xoay chiều 50Hz (AC) Điện một chiều (DC) Ing (mA)

0,6 - 1,5 Bắt đầu thấy tê Chưa có cảm giác

2 – 3 Tê tăng mạnh Chưa có cảm giác

5 – 7 Bắp thịt bắt đầu co Đau như bị kim đâm

8 – 10 Tay không rời vật có điện Nóng tăng dần

20 – 25 Tay không rời vật có điện, bắt đầu khó thở Bắp thịt co và rung

50 – 80 Tê liệt hô hấp, tim bắt đầu đập mạnh Tay khó rời vật có điện, bắt đầu khó thở

90 - 100 Nếu kéo dài với t ≥ 3s tim ngừng đập Hô hấp tê liệt

Theo bảng trên người ta thống nhất giới hạn mức độ nguy hiểm đối với người như sau:

Igh(AC) ≤ 10 mA Igh(DC) ≤ 50 mA Dòng điện chạy qua cơ thể vượt quá các trị số này đều được coi là nguy hiểm

b) Đường đi của dòng điện.

Về đường đi của dòng điện qua người có thể có rất nhiều trường hợp khác nhau, tuy vậy có những đường đi cơ bản thường gặp là: dòng đi qua tay - chân, tay - tay, chân - chân. Đường đi nguy hiểm nhất phụ thuộc vào số phần trăm dòng điện qua tim và phổi, do đó dòng điện đi từ tay phải qua chân, đầu qua chân, đầu qua tay là những đường đi nguy hiểm nhất vì theo thống kê:

Dòng đi từ tay qua tay có 3,3% qua tim

Dòng đi từ tay trái qua chân có 3,7% qua tim

Dòng đi từ tay phải qua chân có 6,7% qua tim

Dòng đi từ chân qua chân có 0,4% qua tim

Dòng đi từ đầu qua tay có 7% qua tim

Trang 106

Nguyễn Mạnh Hà

Dòng đi từ đầu qua chân có 6,8% qua tim.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

c) Thời gian tồn tại của dòng điện:

Về mặt trực quan, dòng điện tác dụng càng lâu lên cơ thể thì càng nguy hiểm.

Về mặt y sinh học còn nguy hiểm hơn. Thật vậy quả tim có nhịp đập với chu kỳ khoảng 1 giây, trong đó 1 lần tim co lại và 1 lần tim giãn ra. Giữa 2 lần tim co-giãn thì có một khoảng thời gian 0,4 giây tim bị bất động mà trong y học gọi là pha T. Nếu đúng lúc này biên độ dòng điện đạt đỉnh thì gây đứng tim luôn nên rất nguy hiểm.

d) Tần số dòng điện:

Tần số nguy hiểm nhất là 50Hz÷60Hz. Tần số cao hơn hay thấp hơn đều ít nguy hiểm hơn. Các hệ thống điện trên thế giới đều sử dụng tần số 50Hz÷60Hz nên đều là những nguồn nguy hiểm nhất xét về mặt tần số.

e) Tình trạng sức khỏe:

Dòng điện qua cơ thể của người phụ thuộc vào điện trở của cơ thể và điện trở này thường không ổn định mà phụ thuộc vào trạng thái sức khoẻ và các yếu tố môi trường. Người có sức khoẻ tốt, tâm lý thoải mái thì điện trở cao và ngược lại.

7.1.2. Các trạng thái nguy hiểm khi cơ thể người bị điện giật:

Khi dòng điện chạy qua cơ thể người đạt đến một mức độ nào đó thì nó có thể gây ra những tác dụng vô cùng nguy hiểm sau đây:

Cánh tay bi bỏng độ 3 do đường dây cao thế phóng điện

Hình ảnh bàn tay bị điện giật làm cháy lớp biểu bì da tay

- Tác dụng nhiệt: Làm cháy bỏng thân thể, thần kinh, tim, não và các cơ quan nội tạng khác gây ra các rối loạn nghiêm trọng về chức năng.

- Tác dụng điện phân: Làm phân ly máu và các chất lỏng hữu cơ có trong cơ thể dẫn đến phá huỷ thành phần hoá lý của máu và các tế bào.

- Tác dụng sinh lý: gây ra sự hưng phấn và kích thích các tổ chức sống dẫn đến co rút các bắp thịt trong đó có tim và phổi. Kết quả có thể đưa đến phá hoại, thậm chí làm ngừng hẳn hoạt động hô hấp và tuần hoàn.

Điện giật có thể gây bỏng nặng, cơ thể bị liệt, mang tật suốt đời, mất khả năng lao động thậm chí là chết người. Khi bị điện giật, cơ thể người có các biểu hiện lâm sàng sau đây:

- Tim ngừng đập: là trường hợp nguy hiểm nhất. Tác dụng dòng điện đến cơ tim có thể gây ra ngừng tim hoặc rung tim. Rung tim là hiện tượng co rút nhanh và lộn xộn các sợi cơ tim làm cho các mạch máu trong cơ thể bị ngừng hoạt động dẫn đến tim ngừng đập hoàn toàn.

Trang 107

Nguyễn Mạnh Hà

- Ngừng thở: thường xảy ra nhiều hơn so với ngừng tim, người ta thấy bắt đầu khó thở do sự co rút do có dòng điện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua cơ thể. Nếu dòng điện tác dụng

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

lâu thì sự co rút các cơ lồng ngực mạnh thêm dẫn đến ngạt thở, dần dần nạn nhân mất nhận thức, mất cảm giác rồi ngạt thở cuối cùng tim ngừng đập và chết lâm sàng.

- Sốc điện: là phản ứng phản xạ thần kinh đặc biệt của cơ thể do sự hưng phấn mạnh bởi tác dụng của dòng điện dẫn đến rối loạn nghiêm trọng tuần hoàn, hô hấp và quá trình trao đổi chất. Tình trạng sốc điện kéo dài độ vài chục phút cho đến một ngày đêm, nếu nạn nhân được cứu chữa kịp thời thì có thể bình phục.

7.1.3. Dòng điện chạm đất và điện áp bước:

Các thiết bị điện đều được đặt trên mặt đất hoặc cấu kiện xây dựng nào đó. Về mặt an toàn điện thì các bề mặt đặt thiết bị điện đều được coi là đất. Khi thiết bị điện bị chạm điện ra vỏ, dòng điện sẽ truyền xuống đất, nơi có người vận hành và có thể gây nguy hiểm nếu không có kiến thức phòng tránh.

Một trường hợp khác có thể xảy ra là dây điện bị đứt, rơi xuống đât cũng tạo thành dòng điện đi vào đất.

Dòng điện đi vào đất sẽ tạo nên một vùng điện áp xung quanh điểm chạm đất. Độ lớn của điện thế được phân bố trên mặt đất theo quy luật hypebol xung quanh điểm chạm đất. Càng ra xa giá trị điện thế càng giảm, càng gần điểm chạm thì gí trị điện thế càng lớn.

U1 > U2

0 = 3

Khi người đứng trong vùng điện thế chạm đất, 2 chân ở 2 vị trí có điện thế khác nhau nên giữa 2 chân hình thành một điện áp gọi là điện áp bước.Ví dụ ở hình vẽ sau: điện áp bước của người đứng ở vị trí 2 là U2 có sải chân rộng sẽ lớn hơn người đứng ở vị trí 1 là U1 có sải chân hẹp hơn. Với người đứng ở vị trí 3 chỉ đứng 1 chân nên điện áp đặt lên người U3=0.

- 2

- 3

= 2 U

= 1 U

Điểm chạm đất

Mặt đất

Điểm chạm đất

Các vòng tròn đẳng thế phân bố trên mặt đất

j j j j

Hình biểu diễn điện áp bước

Trang 108

Nguyễn Mạnh Hà

Theo quy ước: điểm trên mặt đất cách xa trên 20m so với điểm chạm đất thì coi như điện áp bước ở khu vực đó bằng không vì khi đó đường hypebol tương đối bằng phẳng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

7.1.4. Điện áp tiếp xúc:

Điện áp đặt vào người (thường do chạm tay hay chạm chân) khi người chạm phải vật có mang điện áp gọi là điện áp tiếp xúc. Nói cách khác điện áp giữa tay người khi chạm vào vật có mang điện áp và đất nơi người đứng gọi là điện áp tiếp xúc.

U1 < U2

Hầu hết người chạm phải dây dẫn điện đều là dây pha, do đó điện áp khi xảy ra chạm điện đều là điện áp pha.

- 0

. đ

= 1 U

= 2 U

= đ

Mặt đất

Máy 2

Máy 1

Iđ

Dây điện bọc PVC nối vỏ máy

Iđ

j j j j I

Hệ thống tiếp địa nhà xưởng có điện trở Rđ

Hình biểu diễn điện áp tiếp xúc

Hình vẽ trên vẽ một nhà xưởng có 2 thiết bị “máy 1” và “máy 2”. Nhà xưởng có hệ thống

nối đất tập trung với điện trở Rđ.

Nếu cách điện của thiết bị 1 bị chọc thủng sẽ có dòng điên chạm đất Iđ đi từ vỏ thiết bị vào đất dây nối đất (bọc cách điện PVC) đến hệ thống tiếp địa chung có điện trở Rnđ. Lúc này vỏ thiết bị 1 cũng mang điện áp là Uđ = Iđ.Rđ, trong đó Iđ là dòng điện chạm đất (tại hệ thống nối đất chung được coi là điểm chảm đất của toàn bộ nhà máy). Tay người chạm vào vỏ thiết bị 1 nên có điện áp là Uđ , trong lúc đó điện áp của chân người Uch1 lại phụ thuộc vị trí của người đó so với hệ thống nối đất chung Rđ. Kết quả là người bị tác động của hiệu số điện áp đặt vào tay và chân đó là điện áp tiếp xúc: U1=Uđ –Uch1.

Phân tích tương tự với “máy 2” nhưng đặt ở xa hơn so với “máy 1”, kết quả tại máy 2 thì điện áp tiếp xúc lớn hơn máy 1

7.1.5. Điện áp cho phép:

Trị số dòng điện qua người là đại lượng dùng để đánh giá mức độ nguy hiểm đối với người. tuy nhiên xác định trị số dòng điện qua người trong nhiều trường hợp không thể làm được bởi vì nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố bất định.

Vì vậy một cách tương đối người ta xác định giới hạn an toàn cho người thông qua khái niệm điện áp cho phép Ucp. Dùng Ucp rất thuận lợi vì với mỗi mạng điện thường có một điện áp tương đối ổn định.

Trang 109

Nguyễn Mạnh Hà

Tuỳ theo mỗi nước mà điện áp cho phép quy định khác nhau, ví dụ: Ba Lan, Thụy Sĩ là 50V; Hà Lan, Thụy Điển là 24V; Pháp là 24V; Ở Việt Nam Ucp đối với chiếu sáng cục bộ ở

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

các máy công cụ, chiếu sáng ở những nơi nguy hiểm (trong buồng kín, hầm mỏ...) là 36V và 24V còn ở những nơi đặc biệt nguy hiểm lấy Ucp = 12V.

7.2. Nguyên nhân xảy ra tai nạn về điện trong hoạt động sử dụng điện

- Do tổ chức, quản lý công tác lắp đặt, xây dựng, sửa chữa công trình điện chưa tốt.

- Do vi phạm quy trình kỹ thuật an toàn, đóng điện khi có người đang sửa chữa, tác vận hành thiết bị điện không đúng qui trình.

- Tai nạn về điện thường xảy ra ở cấp điện áp U ≤ 1000 V với các trường hợp :

+ Chạm gián tiếp qua cách điện không tốt.

+ Chạm trực tiếp vào vật mang điện.

+ Do sự phóng điện hồ quang.

+ Do “điện áp bước”.

7.3. Các biện pháp kỹ thuật bảo vệ an toàn trong hoạt động sử dụng điện

Có hàng ngàn biện pháp và quy trình kỹ thuật an toàn được áp dụng tuỳ vào đặc điểm từng nhà máy, cơ quan. Ở đây chỉ trình bày những biện pháp kỹ thuật chung nhất có tính chất phổ biến nhất áp dụng được cho mọi loại hình nhà máy.

7.3.1. Kiểm tra cách điện định kỳ và thường xuyên

Cách điện tốt là biện pháp quan trọng hàng đầu để bảo vệ không cho điện rò ra vỏ máy gây nguy hiểm cho người sử dụng, tránh truyền điện giữa các pha gây ra ngắn mạch.

Trong thực tế sản xuất có thể do việc sử dụng máy móc cũ kỹ, cách điện bị già cỗi, hoặc có thể do lắp ráp, giữ gìn bảo quản cách điện không tốt, nên hiện tượng điện rò ra vỏ thiết bị trở thành phổ biến. Vì vậy trong quá trình sử dụng thiết bị, phải nghiêm chỉnh chấp hành các chế độ về sử dụng, kiểm tra, thử nghiệm cách điện của thiết bị. Nếu sử dụng quá điện áp, cách điện sẽ hư hỏng. Thiếu sự kiểm tra, thí nghiệm sẽ không phát hiện được kịp thời để sửa chữa hoặc thay thế.

7.3.2. Bảo vệ bằng biện pháp nối đất vỏ thiết bị

Khi cách điện bị hư hỏng, vỏ kim loại của thiết bị điện có thể xuất hiện điện áp cao. Khi người chạm vào, có thể bị tai nạn. Để an toàn, người ta nối đất những phần kim loại của vỏ máy, khi có điện áp chạm vỏ thì dòng điện sẽ đi xuống đất. Điện áp trên vỏ thiết bị khi đó là Uvỏ =Iđ.Rđ, do đó nếu Rđ có giá trị càng bé thì Uvỏ giảm xuống. Cần phải tính toán Rđ sao cho Uvỏ giảm đến một giá trị an toàn, không gây nguy hiểm cho người chạm vào vỏ thiết bị. Theo quy định giá trị điện trở nối đất như sau:

Rđ ≤ 4Ω khi công suất của nguồn điện cấp cho nhà máy (máy phát, máy biến áp,…) ≥100kVA

Rđ ≤10Ω khi công suất của nguồn điện cấp cho nhà máy (máy phát, máy biến áp,…) <100kVA.

Có 2 hình thức nối đất vỏ thiết bị là nối đất tập trung và nối đất hình lưới.

a) Nối đất tập trung

Trang 110

Nguyễn Mạnh Hà

Mỗi thiết bị trong nhà xưởng có một hệ thống nối đất riêng, trong thực tế người ta đóng từ 2-3 cọc théo cho mỗi vị trí máy. Biện pháp này khó giảm được Rnđ đến giá trị bé do phạm vi đóng cọc tiếp địa rất nhỏ (xung quanh 1 thiết bị).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Chạm điện ra vỏ

Máy 2

Máy 3

Máy 1

Rnđ1

Rnđ2

Rnđ3

Nối đất tập trung

Biện pháp này có nhược điểm là phân bố điện thế trong đất không đồng đều nên trong thực tế ít sử dụng.

Phân bố điện thế tổng hợp (nét liền)

1 x t

Phân bố điện thế của 1 cọc (nét đứt)

U C

2 x t

PHÂN BỐ ĐIỆN THẾ TRÊN MẶT ĐẤT KHI CÓ CHẠM VỎ

Chạm điện ra vỏ

b) Nối đất hình lưới

Dây nối vỏ máy

Máy Máy 2 2

Máy 3

Máy 1

Thanh liên kết

Cọc nối đất

MẶT ĐỨNG

Cọc nối đất

Thanh liên kết

Máy 3

Máy 1

Máy 2

MẶT BẰNG

Hệ thống nối đất chung hình lưới toàn phân xưởng

Trang 111

Nguyễn Mạnh Hà

m 1 ÷ 8

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Lưới được bố trí theo chu vi nhà máy. Mỗi một ô lưới thường có kích thước 5x5m và tại điểm giao của lưới người ta đóng 1 cọc thép có chiều dài 2,5m, đầu trên cách mặt đất 0,8÷1m.

Để xây dựng đường phân bố điện thế trên mặt đất ta lần lượt xây dựng đường hypebol cho từng cọc riêng rẽ (đường nét đứt). Sau đó cộng độ lớn (giá trị tung độ) của tất cả các đường hypebol sẽ được đường phân bố điện thế tổng hợp (đường nét liền). Nhìn vào đường phân bố điện thế tổng hợp ta thấy nó bằng phẳng hơn, do đó điện áp tiếp xúc và điện áp bước sẽ giảm xuống so với khi nối đất tập trung. Ta phân tích nhận định này như sau:

Ví dụ máy 1 bị hỏng gây ra chạm điện vào vỏ máy, khi đó thiện áp chạm vỏ sẽ lan toả đến tất cả các cọc nối đất và tạp ra đường phân bố điện thế trên mặt đất là nét liền. Khi đó điện áp tiếp xúc đặt lên người là Utx1 =j A-j C.

Nếu không nối đất hình lưới mà nối đất tập trung tại máy 1 thì đường phân bố điện thế là

đường cong AB (nét chấm), khi đó điện áp tiếp xúc là Utx2 =j A-j B.

Dễ dàng nhận thấy Utx1 < Utx2 do đó nối đất hình lưới an toàn hơn. Phương thức nối đất này tuy tốn kém nhưng trị số nối đất giảm xuống rất bé, bất kỳ thiết bị nào trong nhà máy đều nối đến hệ thống gần nhất và phân bố điện thế trên mặt đất tương đối đồng đều nên giảm được điện áp bước và điện áp tiếp xúc.

t ắ c

g n ộ đ ự t

g n ó Đ

A B C PEN

ỏ v

i ố N

Nguồn điện

Rđ

Máy điện 1 pha

Máy điện 3 pha

Nối đất lặp lại

Nối vỏ thiết bị điện với dây trung tính

7.3.3. Bảo vệ bằng biện pháp nối vỏ thiết bị với dây trung tính của lưới điện

Vỏ của tất cả các thiết bị điện được nối với dây trung tính, trong đó dây trung tính được nối đất trực tiếp đảm bảo trị số Rđ theo yêu cầu. Dây trung tính thường nối đất tại nguồn điện cấp cho nhà máy (nối đất tại trạm biến áp).

vỏ máy điện 1 pha ﬁ dây trung tính N ﬁ

Khi có sự cố hỏng máy điện (ví dụ máy điện 1 pha) thì điện áp sẽ chạm vỏ máy, dòng điện đi từ pha Bﬁ dây nối vỏ ﬁ Trở về nguồn điện. Do đường đi của dòng điện không qua bất kỳ điện trở nào nên giá trị của nó rất lớn (tương đương dòng điện ngắn mạch 1 pha), như vậy thiết bị đóng cắt tự động ở đầu nguồn nhận biết ngay sự cố và tách mạch điện bị sự cố ra khỏi lưới điện.

Lưu ý: dù dòng điện rất lớn nhưng điện áp chạm vỏ thấp do Rđ của trạm biến áp bé, do đó người chạm vỏ thiết bị được an toàn.

Trang 112

Nguyễn Mạnh Hà

Tuy nhiên với phương thức nối đất này sẽ xảy ra tình trạng cực kỳ nguy hiểm nếu dây trung tính bị đứt, dòng điện chạm vỏ không chạy theo dây trung tính được. Khi đó điện áp chạm vỏ rất lớn, người chạm vào bị giật rất nguy hiểm. Để khắc phục tình trạng này thì dọc theo dây trung tính phải nối đất lặp lại (cỡ khoảng 150m÷200m) đặt 1 bộ. Khi đó dù dây

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

trung tính bị đứt, dòng điện khôngvề nguồn được thì nó chạy đến bộ nối đất lặp lại và đi xuống đất.

Bảo vệ nối dây trung tính dùng cho mạng điện 4 dây điện áp < 1000V có trung tính nối đất. Bảo vệ nối dây trung tính dùng cho mọi cơ sở sản xuất không phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Biện pháp này vừa đơn giản, rẻ tiền lại dễ có khả năng thực hiện, nên hầu hết các cơ sở sản xuất công nghiệp hiện nay đều dùng loại bảo vệ này.

7.3.4. Bảo vệ bằng biện pháp lắp thiết bị tự động phát hiện và cách ly sự cố

Trang 113

Nguyễn Mạnh Hà

Lắp đặt máy cắt, rơle bảo vệ là biện pháp tự động tách thiết bị điện xảy ra sự cố ra khỏi lưới trong thời gian ngắn nhất. Khi thiết bị điện hỏng, vỏ của nó xuất hiện điện áp đến một giá trị nào đó thì bảo vệ sẽ tác động cắt thiết bị bị sự cố ra khỏi lưới điện, đảm bảo an toàn cho người nếu người chạm vào vỏ thiết bị. Biện pháp này có thể dùng để bổ sung hoặc thay thế cho bảo vệ nối đất và nối dây trung tính.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

CHƯƠNG 2

CHỐNG SÉT CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

2.1. Hiện tượng sét và hậu quả của nó đối với công trình xây dựng

2.1.1. Hiện tượng sét:

Sét là hiện tượng bí ẩn, phức tạp đến nay con người vẫn chưa hiểu hết.

Nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên về sét là một nhà khoa học Mỹ tên là Franklin (1706- 1790). Franklin nêu lên giả thuyết về bản chất điện của các tia chớp. Để chứng tỏ các đám mây có tích điện, ông đề nghị làm một cái chòi trên đỉnh một chiếc tháp cao, từ cái chòi đó dựng lên một cây sào nhọn bằng sắt cao khoảng 10m gắn trên đế cách điện để quan sát những tia điện phóng từ những đám mây dông xuống chiếc sào. Năm 1752, ông thực hiện ở Mỹ một thí nghiệm nổi tiếng bằng cách dùng một chiếc diều thả lên trời khi có những đám mây dông đang bay tới. Ông gắn trên diều một thanh sắt nhọn đầu và ở phía cuối dây diều ông buộc một chiếc chìa khóa và một dải lụa để làm chỗ tay cầm để chứng minh cọc sắt nhọn “rút lửa điện” từ đám mây.

Năm 1752, tại Petecbua (Nga) nhà khoa học Richman đã làm lại thí nghiệm nguy hiểm này và trong cơn giông, Richman đã bị sét đánh thiệt mạng,…

Tranh vẽ minh hoạ Franklin cùng con trai làm thí nghiệm về sét năm 1752 bằng cách thả diều có gắn thanh sắt nhọn

Cơ chế hình thành một cơn sét nói chung khá phức tạp, có nhiều công trình nghiên cứu về quá trình nhiễm điện của một đám mây dông cũng như cơ chế phát triển của tia sét hướng xuống đất, trong đó giả thuyết của Simson được nhiều người biết đến do giải thích cơ chế hình thành sét một cách đơn giản, dễ hiểu:

Trang 114

Nguyễn Mạnh Hà

Dông là hiện tượng khí quyển liên quan với sự phát triển mạnh mẽ của đối lưu nhiệt và các nhiễu động khí quyển, nó thường xảy ra vào mùa hè là thời điểm mà sự trao đổi nhiệt giữa mặt đất và không khí rất lớn. Những luồng không khí nóng mang theo hơi nước bay lên đến một độ cao nào đấy và nguội dần, lúc đó hơi nước tạo thành những giọt nước nhỏ hay gọi là tinh thể băng, chúng tích tụ trong không gian dưới dạng những đám mây. Trái đất càng bị nóng thì không khí nóng càng bay lên cao hơn, mây càng dày hơn đến một lúc nào đó thì

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

các tinh thể băng trong mây sẽ lớn dần và rơi xuống thành mưa. Mây càng dày thì màu của nó càng đen hơn. Sự va chạm của các luồng khí nóng đi lên và các tinh thể băng đi xuống trong đám mây sẽ làm xuất hiện các điện tích mà ta gọi là mây tích. Các phần tử điện tích âm có khối lượng lớn nên nằm dưới đáy đám mây còn các phần tử điện tích dương nhẹ hơn nên bị đẩy lên phần trên của đám mây. Cụ thể là sự phân ly:

H2O → H+ + OH-.

Điện tích H+ nhẹ hơn sẽ ở phần trên còn điện tích OH- nặng hơn ở dưới, do đó đám mây là 2 điện cực trái dấu khổng lồ dễ bị tách đôi thành hai khối gọi là mây tích.

Giả thiết Simson về cơ chế hình thành

Khi các đám mây tích trái dấu gặp nhau trên trời sẽ tạo thành sét dây Khi các đám mây tích đến gần mặt đất (OH-) sẽ làm làm mặt đất cảm ứng điện tích dương trái dấu và đến một cường độ điện trường đủ lớn thì xảy ra phóng điện gọi là hiện tượng sét đánh thẳng

Cũng có trường hợp sét đánh vào đường dây điện, đường dây điện thoại ở xa nhưng sóng sét truyền vào nhà gây hỏng thiết bị gia dụng gọi là hiện tượng sét lan truyền.

Có trường hợp sét đánh bên ngoài nhà nhưng vật dụng bằng kim loại trong nhà bị nhiễm điện gây giật nhẹ hoặc màn hình tivi bị nhiễu gọi là hiện tượng sét cảm ứng.

Hiện tượng sét hòn: Đây là hiện tượng rất bí ẩn, được mô tả là xuất hiện đột ngột dạng quả cầu lửa di chuyển, sau đó biến mất kèm theo tiếng nổ lớn → Đến nay con người vẫn chưa hiểu đầy đủ về hiện tượng sét hòn và cũng có ít công trình nghiên cứu về nó. Nhà bác học người Nga là Kapitsa xây dựng lý thuyết sét hòn được giải Nobel 1978 nhưng vẫn chưa giải thích được hết các hiện tượng của nó.

Sét dây

Trang 115

Nguyễn Mạnh Hà

Sét đánh thẳng vào tượng nữ thần tự do tối 22/9/2010

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Đặc điểm tia sét:

+ Điện áp rất cao cỡ vài trăm ngàn kV

+ Cường độ dòng điện cực lớn 50kA – 200kA + Nhiệt độ rất cao, lên đến: 10.0000C.

+ Gây ra tiếng nổ lớn gọi là sấm.

2.1.2. Hậu quả của sét:

Với cường độ dòng điện lớn và điện áp cực cao sét là mối nguy hiểm cao độ với con người cũng như công trình xây dựng.

Theo thống kê mỗi năm trên thế giới có khoảng 250.000 người bị sét đánh và hàng chục nghìn người trong số đó thiệt mạng. Những người sống sót cũng bị tổn thương sức khỏe nghiêm trọng và thường rơi vào trạng thái mất trí nhớ, giảm sút năng lực tư duy và có thể bị tàn phế.

Với công trình xây dựng, sét đánh có thể làm sập một phần hoặc cả công trình, gây thiệt hại lớn về tài sản và sinh mạng con người. Ngay cả khi sét đánh không làm sập công trình thì năng lượng của sét cũng làm giảm độ bền cơ học của công trình, hư hỏng thiết bị bên trong công trình và thậm chí có thể gây hỏa hoạn.

Việt Nam là nước có cường độ hoạt động của sét lớn (>100 ngày sét). Viện vật lý địa cầu đã xây dựng bản đồ sét làm cơ sở tính toán chống sét cho từng vùng trên cả nước. Ví dụ Đà Nẵng= 7,3 ; Ninh Thuận =1;Long An =16,2 (lần/km2/năm). Số vụ sét đánh chết người hoặc gây hậu quả nghiêm trọng năm nào cũng xảy ra.

2.2. Yêu cầu chống sét đánh thẳng cho công trình

Với các tác hại do sét gây ra đòi hỏi phải có biện pháp phòng chống hiệu quả. Tất cả các nước trên thế giới đều ban hành các tiêu chuẩn chi tiết đối với hệ thống chống sét. Riêng ở Việt Nam các tiêu chuẩn chống sét hiện nay bao gồm:

- TCXDVN 9385:2012 chống sét cho công trình xây dựng - Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống.

- QCVN 02: 2008/BCT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong bảo quản, vận chuyển, sử dụng và tiêu hủy vật liệu nổ công nghiệp - Phần chống sét cho kho chứa vật liệu nổ.

- TCN 68 - 135 2001 Tiêu chuẩn chống sét và bảo vệ các công trình viễn thông.

Trong đó tiêu chuẩn TCXDVN 9385 : 2012 được áp dụng phổ biến trong thiết kế chống sét đánh thẳng cho nhà dân dụng. Theo tiêu chuẩn này, các công trình bắt buộc phải thiết kế hệ thống chống sét đánh thẳng:

- Nơi tụ họp đông người;

- Nơi cần phải bảo vệ các dịch vụ công cộng thiết yếu;

- Nơi mà quanh khu vực đó thường xuyên xảy ra sét đánh;

- Nơi có các kết cấu rất cao hoặc đứng đơn độc một mình;

- Nơi có các công trình có giá trị văn hoá hoặc lịch sử;

- Nơi có chứa các loại vật liệu dễ cháy hoặc nổ.

Với các công trình khác việc đặt hệ thống chống sét dựa trên các yếu tố:

Trang 116

Nguyễn Mạnh Hà

- Công năng của toà nhà.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Tính chất của việc xây dựng toà nhà đó.

- Giá trị vật chất trong nhà hoặc những hậu quả do sét đánh gây ra.

- Vị trí toà nhà.

- Chiều cao công trình.

TCXDVN 9385 : 2012 có hướng dẫn tính xác suất sét đánh để quyết định có lắp hệ thống chống sét hay không.

2.3. Các bộ phận của hệ thống chống sét đánh thẳng

Chống sét đánh thẳng có nhiệm vụ thu năng lượng của dòng điện sét và dẫn dòng điện sét tản vào trong đất, do đó các bộ phận cấu thành phải bao gồm: bộ phận thu sét (kim thu sét, quả cầu thu sét,...), bộ phận dẫn sét (dây thép, dây đồng,...) và bộ phận tản dòng điện sét (nối đất).

Kim thu sét xuất hiện đầu tiên trên thế giới vào năm 1760 do phát minh của Franklin và ngày nay người ta gọi là hệ thống chống sét thụ động Franklin. Khi sét đánh vào đầu kim thu sét Franklin, dòng điện sét được đưa xuống hệ thống nối đất thông qua dây dẫn sét. Kim thu sét Franklin đã tồn tại hàng trăm năm nay và phát huy hiệu quả, ngày nay nó vẫn được sử dụng phổ biến do kết cấu đơn giản, tính toán dễ dàng, giá thành rẻ, tuy nhiên việc lắp đặt không có tính thẩm mỹ.

Một dạng khác của hệ thống thu sét Franklin là dây thu sét. Loại này có tính năng tương tự như kim thu sét nhưng dưới dạng dây kim loại căng ngang phía trên công trình tạo thành một hệ thống lưới thu sét.

Thời gian gần đây trên thị trường xuất hiện hệ thống chống sét tiên tiến, phi truyền thống gọi là chống sét chủ động. Hệ thống này có 2 công nghệ khác nhau: một loại làm việc theo nguyên lý phóng tia tiên đạo sớm, còn loại kia làm việc theo nguyên lý loại trừ sét (phân tán điện tích đám mây).

2.3.1. Bộ phận thu sét:

Bộ phận thu sét thường được đặt cao hơn công trình để bán kính bảo vệ của nó phủ kín toàn bộ phạm vi công trình. Độ cao tính toán của kim phải tính gộp cả độ cao của công trình.

Cần lưu ý là một số công trình không cho phép đặt kim lên công trình như: kho thuốc nổ,… vì có thể phát sinh tia lửa điện nguy hiểm.

a) Kim thu sét Franklin

Kim thu sét Franklin thực chất là một thanh thép mạ kẽm, hoặc thanh đồng mạ thiếc, đường kính tối thiểu f 16. Chiều dài kim có các loại phổ biến là 300, 500, 600, 1000, 1500, 2000mm. Một đầu kim được mài nhọn để hút sét, đầu còn lại được thiết kế phù hợp để lắp đặt lên kết cấu xây dựng (dạng bulon hoặc tấm đế).

Kim Franklin là loại kim có giá thành chế tạo rẻ nhất, được chế tạo sẵn hàng loạt để bán trên thị trường và thậm chí mỗi công trình có thể thiết kế chủng loại kim riêng.

Trang 117

Nguyễn Mạnh Hà

.Các kim Franklin lắp trên mái công trình được liên kết với nhau thành hệ thống bằng đai thu sét.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Kimthu sét bằng sắt và đồng

2mm

kim thu sét

m m 0 5

Dây đai liên kết

Đế lắp kim

≥16mm

Cấu tạo đầu kim

Cấu tạo kim thu sét

b) Dây thu sét:

Dây thu sét cũng là một kiểu kim thu sét Franklin và được sử dụng trong các trường hợp sau đây:

- Nhà có mái bằng rất rộng dùng lưới thu sét khẩu độ 10mx20m.

Dây thu sét

d>0,1h

Cột thép

Dây nối đất

- Công trình đường dây tải điện trên không cần bảo vệ dọc theo tuyến dây.

Cộ Cọc nối đất

Dây thu sét là dây đồng trần có tiết diện tối thiểu 25mm2 được lắp ngang qua công trình, cao hơn điểm cao nhất của công trình là 0,1 lần chiều cao công trình.

c) Kim thu sét tích cực

Đây là loại kim thu sét mới xuất hiện trên thị trường khoảng hơn chục năm trở lại đây với hình dáng, kích thước, mẫu mã và phạm vi bảo vệ khác nhau. Riêng tại thị trường Việt Nam đã có hơn chục hãng khác nhau cung cấp sản phẩm này. Kim thu sét tích cực còn được gọi là kim thu sét chủ động hoặc là kim thu sét phi truyền thống.

Trang 118

Nguyễn Mạnh Hà

Loại kim này đang xâm nhập vào cuộc sống rất mạnh mẽ nhưng chưa thể có một lý thuyết nào kiểm chứng tính hiệu quả của nó, thậm chí một số nước (trong đó có Việt Nam) không công nhận khả năng chống sét của nó. Tuy nhiên một số nước tiên tiến vẫn công nhận

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

và ban hành tiêu chuẩn áp dụng như tiêu chuẩn chống sét NFC-17-102 của Pháp, NFPA-781- F93-TCD của Mỹ,…. Ở Việt Nam tuy không công nhận trong tiêu chuẩn do nhà nước ban hành nhưng trong thực tế vẫn được sử dụng nhiều bằng cách áp dụng tiêu chuẩn nước ngoài để kiểm tra, tính toán.

Xét theo nguyên lý làm việc, có thể chia kim thu sét tích cực thành 2 dòng sản phẩm:

- Loại phóng điện sớm: đó là các loại kim thu sét có đặc tính phát ra dòng điện tích mồi sớm khi điện trường khí quyển chưa đạt đến trị số để phóng điện nghĩa là nó chủ động đón bắt dòng phóng điện sét ở một điểm nào đó trong không gian cách xa công trình mà nó bảo vệ. Kim này còn được gọi với các tên khác là kim thu sét tiên đạo sớm, kim thu sét phát xạ sớm. Trên thị trường Việt Nam chủ yếu là loại kim tiên đạo.

Lớp điện tích không gian

Công trình

Kim thu sét tiên đạo sớm

Kim phân tán sét TetreSTAT

- Loại phân tán điện tích (loại trừ sét): đó là các loại kim thu sét có đặc tính tạo ra một lớp điện tích không gian mang điện dương trong vùng khí quyển nằm bên trên đầu kim dựa trên nguyên lý phóng điện điểm. Trường tĩnh điện của đám mây dông càng mạnh thì dòng phóng điện càng mạnh và lớp điện tích không gian càng nhiều, nó tác dụng như một màn chắn tĩnh điện làm cho điện trường giữa đám mây dông và đất yếu đi nghĩa là loại bỏ nguy cơ phóng điện sét. Loại kim chống sét này là công nghệ mới, giá đắt hơn, dùng cho công trình quan trọng như viễn thông và không phổ biến đối với công trình dân dụng.

2.3.2. Bộ phận dẫn sét (thoát sét)

Bộ phận dẫn sét còn gọi là dây thoát sét có nhiệm vụ dẫn dòng điện sét (rất lớn) đi xuống đất để không gây nguy hiểm cho công trình xây dựng. Dây dẫn sét có thể làm bằng đồng hoặc thép mạ kẽm nhúng nóng để chống rỉ với tiết diện ≥ 50mm2, thông thường là 70mm2.

Trang 119

Dây thoát sét có một đầu nối vào kim thu sét, một đầu nối vào hệ thống nối đất của công

trình. Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Kim thu sét

Dây thoát sét

t é s t á o h t y â D

Cọc nối đất

Dây thoát sét bằng thép thường dùng cho hệ thống kim thu sét Franklin. Với hệ thống chống sét tiên đạo sớm, dây thu sét làm bằng dây đồng không bọc, loại nhiều sợi có tiết diện 70mm2.

Với những công trình có lắp đặt thiết bị nhạy với điện từ trường như tổng đài viễn thông, hệ thống máy tính,… thì dây thoát sét phải là loại dây bọc chuyên dụng có lớp vỏ chống nhiễu. Loại dây thoát sét này có giá thành khá cao.

Lắp đặt dây thoát sét:

- Khi lắp đặt dây thoát sét không có vỏ bọc thì ở độ cao ≤ 3m so với mặt đất phải bọc trong ống cách điện để tránh người chạm phải.

- Với những công trình cao >28m thì phải dùng 2 dây thoát sét xuống đất. - Bán kính uốn cong của dây thoát sét > 20cm và tuyệt đối không được bẻ góc 900.

Lắp sai

Lắp đúng

Kẹp dây

Tường xây

m 5 , 1

Dây thoát sét

Trang 120

Nguyễn Mạnh Hà

- Khi kẹp dây thoát vào tường thì mật độ bố trí là 1 kẹp/ 1,5 mét dài.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Kim thu sét

Dây dẫn sét

Hộp kiểm tra

Tiếp địa

Hộp kiểm tra điện trở đất

- Cách mặt đất 1m bố trí điểm nối dây (hộp kiểm tra) có thể tháo ra đo điện trở đất vì theo quy định mỗi năm phải kiểm tra điện trở tiếp đất một lần.

2.3.3. Bộ phận tản dòng điện sét :

Bộ phận tản dòng điện sét thực chất là hệ thống nối đất có nhiệm vụ phân tán dòng điện sét đi vào các lớp đất xung quanh. Môi trường đất có vô số các điện tích tự do nên có thể trung hòa các điện tích của dòng điện sét thoát xuống.

Về cấu tạo, hệ thống nối đất chống sét cũng giống như hệ thống nối đất an toàn ở trong công trình xây dựng, tức là bao gồm hệ thống cọc và tia đóng theo mạch vòng hay đóng theo mạch thẳng .

Với dòng điện sét rất lớn, nếu không thoát kịp thì năng lượng sét sẽ phá huỷ công trình, do vậy giá trị điện trở nối đất càng bé càng tốt. Theo TCXDVN 9385 : 2012 giá trị điện trở nối đất chống sét phải nhỏ hơn hoặc bằng 10W khi đo ở bất kỳ thời điểm nào trong năm.

Dây đồng thoát sét 70mm2

Hệ thống nối đất chống sét nên được thiết kế riêng, không nên chung với hệ thống nối đất an toàn của hệ thống điện công trình. Do dòng điện tản vào đất khá lớn nên hệ thống nối đât chống sét thường bố trí ở chỗ khuất, ít người qua lại (ví dụ phía sau nhà, dọc hàng rào,...)

Liên kết hàn cadweld

Dây tiếp đất

0 0 5 1

Ống bảo vệ PVC

0 0 0 1

Cọc tiếp đất

0 0 5 2

5000

Trang 121

Nguyễn Mạnh Hà

Hộp kiểm tra

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Mối nối tiếp địa bằng kẹp dây (không dùng)

Mối hàn cadweld

Để đảm bảo sự làm việc chắc chắn của hệ thống nối đất chống sét thì các mối hàn liên kết giữa cọc và tia nên dùng mối hàn hóa nhiệt dạng liên kết phân tử. Với liên kết này thì các mối hàn rất chắc chắn và không bị ôxi hóa. Không nên dùng loại mối nối bằng phương pháp kẹp dây.

2.4. Phạm vi bảo vệ của kim thu sét Franklin

Kim thu sét Franklin chế tạo rất ngắn (dưới 2m) và được gắn trên mái của công trình để bảo vệ chống sét. Khi gắn trên công trình thì độ cao tính toán của kim phải cộng với độ cao của công trình. Quy ước độ cao h của kim thu sét là độ cao của đỉnh kim so với mặt đất.

2.4.1. Phạm vi bảo vệ của một kim thu sét:

2/3h

x h

Được bảo vệ

Không được bảo vệ

0,75h

1,5h

Trang 122

Nguyễn Mạnh Hà

Phạm vi bảo vệ của một kim thu sét được xác định từ thực nghiệm là một mặt nón cong tròn xoay. Tuy nhiên do tính toán mặt nón cong phức tạp nên phạm vi bảo vệ được đơn giản hóa bằng các hình nón:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Hình nón thứ nhất có đáy nón nằm trên mặt đất với bán kính đáy nón là 0,75h, đỉnh nón là đỉnh kim, chiều cao hình nón là h nhưng chỉ lấy phần từ đỉnh nón đến độ cao 2/3h so với mặt đất.

- Hình nón thứ hai là hình nón cụt có chiều cao là 2/3h, đáy lớn của hình nón ở trên mặt đất với bán kính là 1,5h và đáy nhỏ của hình nón chính là đáy của hình nón thứ nhất.

Với hình khối tạo bởi hai hình nón này, bất kỳ công trình nào nằm lọt trong hình nón thì sẽ an toàn về mặt chống sét, ngược lại nếu có bất kỳ bộ phận nào của công trình nào lồi ra ngoài hình khối thì chỉ bộ phận đó mới không an toàn.

Bài toán đặt ra là: với một kim thu sét có độ cao là h, hãy xác định vùng bảo vệ của kim

thu sét ở độ cao hx ≤ h.

Ta dễ dàng nhận thấy: ở độ cao hx thì phạm vi bảo vệ của kim là một hình trụ có đáy là Rx và độ cao là hx. Bán kính Rx được gọi là bán kính bảo vệ ở độ cao hx và xác định từ công thứ sau:

2/3h Rx = 1,5(h-1,25hx).Ph Khi hx < 2/3h Rx = 0,75(h-hx).Ph Khi hx ‡

Trong đó: Ph là xác suất sét đánh vòng ở độ cao h, tính đến khả năng ở độ cao trên 30m có khả năng sét đánh vòng từ trên đỉnh xuống công trình.

30m

khi h > 30m Ph = 1 khi h £ 5,5= h

Khi áp dụng vào tính toán phạm vi bảo vệ cho công trình có dạng hình khối hộp cao hx, ta không cần phải kiểm tra an toàn theo chiều cao mà chỉ cần kiểm tra an toàn đối với diện tích mái công trình (ở độ cao hx). Nếu hình tròn bảo vệ bán kính Rx phủ kín diện tích mái thì kết luận công trình an toàn ở độ cao này và ngược lại. Thực tế sẽ có các trường hợp sau

a) Tòa nhà hình hộp có kích thước a×b×hx trong đó chiều cao công trình là hx. Giả thiết kim đặt ở vị trí cách các điểm A, B là x và y (điểm bất kỳ trên mái công trình). Chiều cao kim thu sét là h

Phạm vi bảo vệ của kim thu sét

x h

Kim thu sét

Công trình không an toàn

Mặt bằng công trình ở độ cao hx Trang 123

Nguyễn Mạnh Hà

Để xác định xem công trình có an toàn không, trước hết vẽ bán kính bảo vệ của kim ở độ cao hx là Rx (xem hình vẽ). Nếu Rx bao phủ hết 4 đỉnh ABCD của công trình thì nó an toàn ở độ cao hx. Như trên hình vẽ bên dưới ta thấy Rx chỉ bao phủ đỉnh A nên chỉ có đỉnh này an toàn, các đỉnh còn lại không an toàn nên ta kết luận công trình không an toàn.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Phạm vi bảo vệ của kim thu sét

Kim thu sét

x h

Ngược lại ở hình vẽ dưới đây ta thấy Rx bao phủ hết bốn đỉnh EFGH nên cả 4 đỉnh này an toàn và ta kết luận công trình này an toàn.

Công trình được bảo vệ an toàn

Mặt bằng công trình ở độ cao hx

Để thuận lợi cho việc kiểm tra an toàn, ta cần tính khoảng cách nằm ngang từ trục kim

thu sét đến các đỉnh ABCD, tìm ra khoảng cách lớn nhất là Rmax. Khi đó chỉ cần kiểm tra:

Nếu Rx > Rmax thì công trình an toàn Nếu Rx ≤ Rmax thì công trình không an toàn.

Ví dụ ở các hình vẽ trên, Rmax là khoảng cách lớn nhất đến đỉnh C và G nên chỉ cần kiểm tra điểm C và G được bảo vệ thì kết luận được công trình an toàn.

b) Nếu công trình có nhiều khối hộp kích thước không bằng nhau:

Giả sử công trình có 2 khối hộp chồng lên nhau, khối dưới diện tích lớn hơn có độ cao so

2 x h

1 x h

Rx1

Trang 124

với mặt đất hx1 còn khối trên diện tích bé hơn có độ cao so với mặt đất là hx2.

Để kiểm tra xem công trình có an toàn không ta phải lần lượt kiểm tra mái công trình ở độ cao hx1 trước và xác định được bán kính bảo vệ của kim thu là Rx1 sau đó so sánh với khoảng cách cực đại Rmax1 nằm ngang từ trục kim đến điểm xa nhất của khối này. Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Với khối ở trên có độ cao hx2 ta cũng tìm được bán kính bảo vệ Rx2 và so sánh với Rmax2. Công trình chỉ được xem là an toàn nếu tất cả các điểm xa nhất trên hai độ cao hx1 và hx2 đều an toàn, trái lại chỉ cần 1 điểm bất kỳ không an toàn thì công trình không an toàn.

Với công trình có nhiều khối hơn xếp chồng lên nhau ta cũng làm tương tự với từng khối.

Mặt bằng công trình nhiều góc cạnh

Mặt bằng công trình tương đương để kiểm tra an toàn chống sét

c) Nếu công trình có nhiều góc cạnh phức tạp hoặc độ chênh cao giữa các khối không lớn thì có thể quy về một hình khối chữ nhật bao phủ tất cả các cạnh của công trình và xem đó như một khối chữ nhật dùng để kiểm tra.

12m

m 9

12m

m 7

Ví dụ: Công trình xây dựng bố trí kim thu sét Franklin như hình vẽ. Kiểm tra xem công trình có được bảo vệ chống sét an toàn không? Nếu đặt kim thu sét ở giữa mái công trình thì công trình có được bảo vệ an toàn không?

Đáp số: Không an toàn

m 4 1

m 3 2

30m

MẶT BẰNG

MẶT ĐỨNG

2.4.2. Phạm vi bảo vệ của hai kim thu sét cao bằng nhau:

Ở độ cao hx, phạm vi bảo vệ ở đoạn giữa 2 kim trước hết là phạm vi bảo vệ của từng kim cộng lại, ngoài ra có tính đến sự hỗ trợ lẫn nhau ở đoạn giữa 2 kim.

Mỗi kim có bán kính bảo vệ riêng của nó xác định như đối với một kim:

0, 75(

h 2 / 3

R x

- ‡

h h P x h 1, 25 ).

h 2 / 3

 =  1,5( 

khi h x < h P khi h x x h

Bằng thực nghiệm người ta đã xác định phạm vi bảo vệ ở giữa hai kim là:

0, 25

a) Độ cao: giới hạn bởi đường tròn đi qua đỉnh 2 kim, tâm đường tròn nằm trên đường thẳng vuông góc với đoạn thẳng nối 2 đầu kim còn bán kính xác định theo công thức:

Điểm thấp nhất của đường tròn này có độ cao là so với mặt đất là:

h R

h 0

Trang 125

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

b) Bề rộng: Bề rộng ở chỗ hẹp nhất chính là bề rộng ở chính giữa của 2 kim được xác định như sau:

0, 75(

h 0

b x

- ‡

 =  1,5( 

h 0

h 2 / 3 0 h 2 / 3 0

h P ). 0 x h h P 1, 25 ). x h

khi h x < khi h x

Trong đó: Ph0 là xác suất sét đánh vòng ở độ cao h0 tính theo công thức:

30m khi h0 £ Ph0 = 1

5, 5 h 0

0 h

x h

x b

khi h0 > 30m

Từ điểm mút bề rộng bx ta vẽ các đường thẳng tiếp tuyến về các đường tròn bán kính Rx sẽ được đường bao phạm vi bảo vệ tổng hợp của 2 kim

Khi áp dụng tính toán chống sét cho một công trình cụ thể có độ cao hx, trước hết ta vẽ phạm vi bảo vệ như ở trên đã trình bày ở độ cao này. Nếu phạm vi bảo vệ vẽ ra phủ kín hết tất cả các điểm của công trình tại độ cao hx thì công trình được an toàn ở độ cao này. Ngược lại nếu có một điểm nào không được phủ bởi phạm vi đã vẽ thì toàn bộ công trình không an toàn. Ngoài ra cũng phải kiểm tra an toàn về độ cao theo điều kiện h0 > hx

Trang 126

Nguyễn Mạnh Hà

Việc xác định từng điểm có an toàn hay không trong trường hợp tổng quát như hình vẽ trên khá khó khăn, đặc biệt là các điểm nằm giữa 2 kim. Một giải pháp khắc phục đó là vẽ chính xác kích thước trong Autocad sẽ kết luận được ngay công trình an toàn hay không.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Phạm vi bảo vệ của kim ở độ cao hx

x h

Phạm vi bảo vệ của kim ở độ cao hx

Kim thu sét

Mặt bằng công trình ở độ cao hx

Kim thu sét

Ngoài ra bài toán cũng trở nên dễ dàng hơn nếu bố trí kim trên các góc của các công trình, khi đó chỉ cần kiểm tra mỗi bề rộng bx là xác định được ngay công trình an toàn hay không.

Phạm vi bảo vệ của kim ở độ cao hx

x b

Kim thu sét

Kim thu sét Rx

Mặt bằng công trình ở độ cao hx

Trang 127

Nguyễn Mạnh Hà

Với những công trình nhiều khối chồng lên nhau ta cũng lần lượt kiểm tra an toàn trên các mặt phẳng có độ cao khác nhau.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

m 2

m 5

16m

m 0 4

Ví dụ:

MẶT BẰNG

MẶT ĐỨNG

Một công trình xây dựng có mặt bằng và mặt đứng với các kích thước như hình vẽ bên. Tại 4 điểm góc trên mái công trình người ta đặt 4 kim thu sét Franklin dài 2m.

Kiểm tra xem đường biên công trình (đường nối giữa 2 kim thu sét) có được bảo vệ chống sét an toàn không?

Đáp số: Được bảo vệ an toàn

2.4.3. Phạm vi bảo vệ của hai kim thu sét có độ cao khác nhau:

Trong thực tế, các công trình có nhiều khối với độ cao khác nhau, khi bố trí kim thu sét trên các khối thì độ cao kim thu sét so với mặt đất khác nhau.

Xét hai kim thu sét với các độ cao hA và hB, xác định phạm vi bảo vệ của 2 kim này ở độ

B’

RxA

RxB

x h

0 h

a’

RxA

x b

RxB

Đường phạm vi bảo vệ ở độ cao hx

cao hx.

Xác định phạm vi bảo vệ theo các bước sau:

- Xác định phạm vi bảo vệ của cột cao hơn (ký hiệu cột cao là cột A) là một hình nón của

một kim độc lập có bán kính đáy nón RxA:

0, 75(

h 2 / 3

h A

- ‡

 =  1,5( 

h A

h P ). hA x h P 1, 25 ). x hA

khi h x < khi h x

A h 2 / 3 A

Trang 128

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Xác định phạm vi bảo vệ của cột thấp (ký hiệu là cột B) là một hình nón của một kim

độc lập có bán kính đáy nón RxB.

0, 75(

h B

- ‡

 =  1,5( 

h B

h P ). hB x h P 1, 25 ). x hB

khi h x < khi h x

h 2 / 3 B h 2 / 3 B

- Từ đỉnh cột thấp hơn (điểm B), vẽ đường nằm ngang cắt đường sinh hình nón bảo vệ của cột A tại điểm B’.

- Tại điểm B’ ta giả tưởng có một kim thu sét cao bằng cột B.

- Vẽ phạm vi bảo vệ của 2 cột bằng nhau B và B’ để xác định bề rộng chỗ hẹp nhất bx. - Từ điểm mút của bề rộng bx vẽ các đường tiếp tuyến với các đường tròn bán kính RxA và RxB. Vậy phạm vi bảo vệ ở độ cao hx hợp bởi các đường thẳng tiếp tuyến này và các đường tròn bán kính RxA và RxB. Các đặc trưng hình học của phạm vi bảo vệ là:

0, 75(

h A

R B

 =  1,5( 

h A

h P ). hA B h P 1, 25 ). B hA

khi h B < khi h B

h 2 / 3 A h 2 / 3 A

- ‡ Khoảng cách giữa kim giả tưởng và kim A là: -

2 a 0, 25 '

Khoảng cách giữa kim B và kim giả tưởng: a’ = a - RB

2 h 9. B

Bán kính hình tròn đi qua kim B và kim giả tưởng:

Độ cao thấp nhất của phạm vi bảo vệ: h0 = 4hB -R

0, 75(

h 0

b x

 =  1,5( 

h 0

h P ). 0 x h h P 1, 25 ). x h

khi h x < khi h x

h 2 / 3 0 h 2 / 3 0

- ‡ Nửa bề rộng chỗ hẹp nhất của phạm vi bảo vệ: -

Trong đó: PhA, PhB, Ph0 là xác suất sét đánh vòng ở độ cao hA, hBvà h0. Khi áp dụng thiết kế chống sét cho công trình, phải xét cụ thể ở mỗi độ cao hx và vẽ phạm vi bảo vệ của kim thu sét trên mặt phẳng này. Nếu phạm vi bảo vệ phủ kín mặt phẳng công trình ở độ cao nào thì công trình an toàn ở độ cao đó. Nếu có bất kỳ một điểm nào của công trình không an toàn thì toàn bộ công trình không an toàn.

2.4.4. Phạm vi bảo vệ của ba kim thu sét cao bằng nhau:

Phạm vi bảo vệ của ba kim thu sét ở độ cao

hx được xác định theo các bước:

- Đường biên bên ngoài của phạm vi bảo vệ ở độ cao hx xác định theo từng đôi kim như trường hợp 2 kim bằng nhau.

bx2

- Phần trong lòng đa giác (hình tam giác) ở

độ cao hx sẽ an toàn nếu thoả mãn điều kiện:

h h P h

).x

£ -

Trong đó:

1 x b

D là đường tròn ngoại tiếp tam giác

hP = khi h ≤ 30m

hx độ cao cần kiểm tra an toàn

5, 5 h

Trang 129

Nguyễn Mạnh Hà

Khi h > 30m

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Chú ý: Nếu độ cao ba kim thu sét khác nhau thì vẫn dùng công thức trên để kiểm tra nhưng độ cao h lấy theo kim có độ cao bé nhất.

2.4.5. Phạm vi bảo vệ của bốn kim thu sét cao bằng nhau:

Phạm vi bảo vệ của bốn kim thu sét ở độ cao hx được xác định theo các bước: - Đường biên bên ngoài của phạm vi bảo vệ ở độ cao hx xác định theo từng đôi kim như trường hợp 2 kim bằng nhau.

- Phần trong lòng đa giác (hình chữ nhật) ở độ cao hx sẽ an toàn nếu thoả mãn điều kiện:

h h P h

).x

£ -

Trong đó:

D là đường tròn ngoại tiếp hình chữ nhật

hP = khi h ≤ 30m

hx độ cao cần kiểm tra an toàn

5, 5 h

1 x b

bx2

2 a

Khi h > 30m

Trang 130

Nguyễn Mạnh Hà

Chú ý: Nếu độ cao bốn kim thu sét khác nhau thì vẫn dùng công thức trên để kiểm tra nhưng độ cao h lấy theo kim có độ cao bé nhất.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

2.5. Phạm vi bảo vệ của dây thu sét Franklin

Dây thu sét được sử dụng khi mặt bằng mái công trình rất rộng hoặc sử dụng bảo vệ dọc tuyến đường dây tải điện. Khi cắt ngang dây chống sét thì dây chống sét giống như một đầu kim thu sét.

2.5.1. Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét:

Xét một dây thu sét treo ở độ cao h. Giới hạn bảo vệ của dây thu sét là một hình khối chạy dọc theo chiều dài của dây thu sét. Mặt cắt ngang được tạo bởi các hình sau:

- Hình tam giác cân có đỉnh là dây thu sét, nửa đáy rộng 0,6h tính từ tim dây chống sét, nhưng tam giác cân này chỉ lấy phần từ đỉnh xuống đến độ cao 2/3h.

- Hình thang cân có nửa đáy dưới là 1,2h tính từ tim dây chống sét, nửa đáy trên trùng với đáy của tam giác cân ở độ cao 2/3h, chiều cao của hình thang là 2/3h.

Như vậy tất cả các bộ phận của công trình nằm hoàn toàn trong phạm vi bảo vệ của dây thì an toàn, nếu có bất kỳ điểm nào không nằm trong phạm vi đó thì kết luận toàn bộ công trình không an toàn.

Bây giờ cần xác định phạm vi bảo vệ của dây thu sét ở độ cao hx bất kỳ. Phạm vi bảo vệ ở độ cao hx là khối hộp chữ nhật có chiều dài dọc theo dây dẫn, chiều cao là hx và chiều rộng 2bx được xác định như sau:

Dây thu sét

2/3h

2/3h bx = 1,2(h - 1,25hx).Ph Khi hx < 2/3h bx = 0,6(h - hx).Ph Khi hx ‡

Trong đó:

30m

x h

0,6h

1,2h

khi h > 30m Ph = Ph =1 khi h £ 5,5 h

Trang 131

Nguyễn Mạnh Hà

Khi áp dụng vào tính toán phạm vi bảo vệ cho công trình có dạng hình khối hộp cao hx, ta không cần phải kiểm tra an toàn theo chiều cao mà chỉ cần kiểm tra an toàn đối với diện tích mái công trình (ở độ cao hx). Nếu đường bao phạm vi bảo vệ (là một hình chữ nhật) phủ kín diện tích mái thì kết luận công trình an toàn ở độ cao này và ngược lại (xem hình vẽ dưới).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Cột treo dây

Dây thu sét

Diện tích bảo vệ ở độ cao hx

x h

Công trình không an toàn

Công trình an toàn

Đối với công trình gồm nhiều khối hộp xếp chồng lên nhau cần phải kiểm tra phạm vi bảo vệ an toàn của từng mặt phẳng của mỗi khối hộp.

2.5.2. Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét cách nhau một khoảng là a:

- Trước hết xác định phạm vi bảo vệ của từng dây thu sét như với trường hợp treo một dây độc lập, ta được phạm vi bảo vệ phía ngoài của hai dây.

h= -

- Phạm vi bảo vệ khoảng giữa 2 dây có sự hỗ trợ lẫn nhau và được xác định bằng cung

h 0

a 4

0 h

x h

tròn đi qua 3 điểm là 2 dây chống sét và điểm giữa có độ cao

Như vậy khi áp dụng kiểm tra an toàn cho công trình khối hộp chữ nhật có độ cao hx, trước hết cần thỏa mãn điều kiện hx < h0.

Trang 132

Nguyễn Mạnh Hà

Tiếp theo xác định diện tích bảo vệ ở độ cao hx là hình chữ nhật có một cạnh là (2bx+a), cạnh còn lại bằng chiều dài của dây chống sét. Nếu diện tích bảo vệ phủ kín mái công trình thì công trình an toàn và ngược lại.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

2.6. Phạm vi bảo vệ của kim thu sét tích cực

Trên thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại kim thu sét tích cực xuất xứ từ các nước khác nhau như Dynasphere (Úc), Liva (Thổ Nhĩ Kỳ), Ingesco (Tây Ban Nha), Stormaster (Úc), Pulsar (Pháp),...

Phạm vi bảo vệ của kim thu sét tích cực được các nhà sản xuất chỉ dẫn trong catologue của sản phẩm. Đa số các kim thu sét tích cực đều được phân thành 3 cấp bảo vệ ở mức cao, mức trung bình và mức thấp, có một số loại kim còn phân ra 4 cấp bảo vệ. Việc chọn cấp bảo vệ ở mức nào phụ thuộc vào hình dáng kết cấu công trình, số lần sét đánh vào công trình trong mỗi năm,... và được chỉ dẫn chi tiết trong tiêu chuẩn NFC-17-102.

Trong thực tế có 2 phương pháp tính phạm vi bảo vệ là dựa vào bảng tra và tính theo công thức của tiêu chuẩn NFC-17-102. Đa số các kim thu sét tích cực hiện có trên thị trường Việt Nam đều tính theo NFC-17-102 nên có thể dựa vào phương pháp tính phạm vi bảo vệ của kim Stormaster trong tập tài liệu này để tính toán cho các loại kim khác.

Do tính đa dạng của các sản phẩm chống sét tích cực, trong phần này chỉ đề cập đến một số loại chống sét phổ biến hiện có trên thị trường Việt Nam.

2.6.1. Xác định cấp bảo vệ chống sét của công trình

Tiêu chuẩn NFC-17-102 hướng dẫn cách xác định cấp bảo vệ chống sét của công trình dựa vào chỉ số xác suất E.

a) Diện tích thu sét hiệu dụng Ae: Đây là diện tích thu sét quy đổi của công trình được xác định theo các quy tắc sau:

W 6 ( W) 9

H L

R=3H

Trang 133

Nguyễn Mạnh Hà

- Với công trình dạng khối hộp có chiều dài L, chiều rộng W, chiều cao H :

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

R=3H2

- Với những công trình gồm nhiều khối đứng cạnh nhau hoặc liền nhau nhưng có độ cao khác nhau thì xét diện tích thu sét hiệu dụng Ae của từng khối một sau đó lấy diện tích phần hợp của các khối làm diện tích hiệu dụng toàn công trình. Ví dụ ở hình dưới có 2 khối cao H1 và H2 khi đó có thể vẽ được các diện tích thu sét hiệu dụng riêng của từng khối ứng với các độ cao H1 và H2. Diện tích thu sét hiệu dụng toàn công trình Ae = diện tích phần giao của cả 2 khối + diện tích phần không giao của khối H1 + diện tích phần không giao của khối H2.

R=3H1

Ae của khối H2

Ae của khối H1 được bỏ qua

- Nếu diện tích thu sét hiệu dụng của một khối bao phủ hoàn toàn diện tích thu sét hiệu dụng của một khối khác thì khối có diện tích thu sét hiệu dụng nhỏ hơn được bỏ qua, chỉ tính toán trên khối có diện tích thu sét hiệu dụng của khối lớn.

Mặt bằng công trình nhiều góc cạnh

Mặt bằng công trình tương đương để tính diện tích thu sét hiệu dụng

- Với công trình nhiều góc cạnh phức tạp hoặc độ chênh cao giữa các khối không lớn thì có thể quy về một hình khối chữ nhật bao phủ tất cả các cạnh của công trình.

.10

. N A C 1

b) Xác suất sét đánh vào công trình trong một năm Nd: - (lần/năm)

Trang 134

Nguyễn Mạnh Hà

Trong đó:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ng là mật độ sét đánh (lần/km2/năm) được thống kê theo địa danh huyện trong QCVN02 :2009/BXD về số liệu điều kiên tự nhiên dùng trong xây dựng (xem bảng mật độ sét tại các địa phương Việt Nam ở Phụ lục cuối chương này). Ae là diện tích thu sét hiệu dụng của công trình (m2). C1 là hệ số không gian của công trình, lấy theo bảng sau:

Đặc điểm không gian xung quanh công trình C1

0,25 Trong phạm vi diện tích thu sét hiệu dụng có các công trình và cây xanh bao quanh với chiều cao tương đương hoặc cao hơn công trình

0,5 Trong phạm vi diện tích thu sét hiệu dụng có các công trình và cây xanh bao quanh với chiều cao thấp hơn công trình

1 Công trình nằm hoàn toàn cách ly (trên diện tích thu sét hiệu dụng không có công trình nào khác)

Công trình nằm trên đồi cao hoặc nằm ở ven biển 2

5,5.10 . . C C C C 3 5

c) Xác suất sét đánh cho phép Nc (lần/năm): -

Trong đó:

Kim loại Vật liệu xây dựng thông thường (bê tông, ngói,...)

0,5

2,5

Vật liệu xây dựng thông thường (Tường gạch, bê tông, bê tông cốt thép,...)

Vật liệu dễ cháy (gỗ, tre,...)

2,5

C2 là hệ số tính đến ảnh hưởng của kết cấu trong công trình được chọn theo bảng sau: Mái Vật liệu dễ cháy (gỗ, tre,...) Khung nhà Thép

Loại hàng hóa

Không có giá trị và không bắt cháy

C3 0,5

Giá trị bình thường hoặc nguy cơ cháy thấp

Giá trị cao hoặc nguy cơ cháy trung bình

Giá trị rất cao, loại không thể thay thế được hoặc loạicó nguy cơ cháy nổ cao

C3 là hệ số tính đến thiệt hại hàng hóa bên trong công trình khi sét đánh:

Đặc điểm công trình

Không có người ở và làm việc

C4 0,5

Thường xuyên có người ở và làm việc (nhà ở gia đình, công sở, văn phòng, trường đại học, khách sạn, chung cư,...)

Có các đối tượng khó sơ tán hoặc có tâm lý rất dễ bị hoảng loạn khi xảy ra sự cố (người già, trẻ em, bệnh nhân, học sinh,...)

Trang 135

Nguyễn Mạnh Hà

C4 là hệ số tính đến khả năng sơ tán người bên trong công trình khi sét đánh gây sự cố cho công trình (ví dụ bị sập, hỏa hoạn,...)

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

C5 là hệ số tính đến thiệt hại do sét đánh gây ra có thể làm ngưng các dịch vụ bên trong công trình (gọi là hậu quả dây chuyền):

Loại dịch vụ bên trong công trình

Dịch vụ không có tính chất liên tục và không phải là dịch vụ môi trường C5 1

Dịch vụ có tính chất liên tục và không phải là dịch vụ môi trường (công trình điện lực, kho xăng dầu, nhà máy cấp nước,...) Dịch vụ môi trường 10

d) Độ tin cậy và phân cấp bảo vệ chống sét:

Theo tiêu chuẩn NFC-17-102, công trình không cần phải lắp đặt hệ thống chống sét khi

xác suất sét đánh vào công trình không vượt quá xác suất sét đánh cho phép: Nd ≤ Nc

= - 1

N N

Ngược lại nếu Nd>Nc thì phải trang bị hệ thống chống sét. Trong trường hợp này để xác định cấp bảo vệ chống sét của công trình người ta đưa ra chỉ số độ tin cậy E:

Nếu: E > 0,95 công trình có yêu cầu bảo vệ cấp cao (cấp 1)

E > 0,8 công trình có yêu cầu bảo vệ cấp trung bình (cấp 2)

1 ‡ 0,95 ‡ 0,80 ‡

E > 0 công trình có yêu cầu bảo vệ cấp thấp (cấp 3) Một số kim chống sét phân thành 4 cấp, trong đó khoảng độ tin cậy 0,95 ‡ E > 0,8 chia thành hai cấp nhỏ hơn là cấp trung bình với 0,8 < E ≤ 0,9 và cấp vừa với 0,9 < E ≤ 0,95.

2.6.2. Tính phạm vi bảo vệ của kim thu sét Dynasphere và Interceptor

Đây hai loại kim thu sét phóng tiên đạo sớm do hãng Erico Lightning Technologies (Úc) chế tạo. Công nghệ của hai loại kim này giống nhau nhưng phạm vi bảo vệ của kim Interceptor bé hơn.

Quá trình phóng tia tiên đạo sớm Kim thu sét tích cực Dynasphere Kim thu sét tích cực Interceptor

Trang 136

Nguyễn Mạnh Hà

a) Bán kính bảo vệ Rbv: Gọi h là độ cao của đỉnh kim thu sét so với mặt đất, phạm vi bảo vệ của nó là một hình trụ có bán kính là Rbv, độ cao hình trụ là h, đáy hình trụ đặt ngang mặt

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

đất. Với các mức bảo vệ cao, trung bình, thấp của kim thu sét thì có các bán kính bảo vệ tương ứng RbvC, RbvTB, RbvT và được lập thành bảng tra như sau:

Bán kính bảo vệ (m) ứng với các mức độ bảo vệ Cao- Trung bình-Thấp

Thấp (RbvT)

Trung bình (RbvTB)

Cao (RbvC)

Dynasphere Interceptor Dynasphere Interceptor Dynasphere Interceptor

Đ ộ cao đỉnh kim so với mặt đất h (m) 10

100

116

120

107

120

100

112

120

100

120

100

120

100

120

100

120

100

120

100

120

100

120

100

105

120

100

(

)

h h 1 h h 2 1

Nếu độ cao của kim so với mặt đất là h không có trong bảng tra mà nằm giữa hai độ cao (h1, h2) tương ứng với các bán kính bảo vệ (Rbv1, Rbv2) thì bán kính bảo vệ ở độ cao h tính nội - - suy theo công thức: -

hct(m) 3

Rct(m) 12

hct(m) 14

Rct(m) 30

hct(m) 26

Rct(m) 37

Ghi chú: hct là độ cao của điểm cạnh tranh so với mặt đất RCT là bán kính thu sét của điểm cạnh tranh

Trang 137

Nguyễn Mạnh Hà

Trong công thức trên h1 < h2. b) Bán kính cạnh tranh RCT: Mỗi điểm nhọn trên công trình xây dựng được coi là một điểm thu hút sét giống như kim thu sét. Với một cú sét, tùy vào vị trí có thể đánh vào kim thu sét hoặc điểm nhọn của công trình xây dựng và người ta gọi đó là sự cạnh tranh sét giữa kim thu sét và các điểm của công trình. Mỗi điểm cạnh tranh có một bán kính cạnh tranh RCT phụ thuộc vào độ cao của điểm đó so với mặt đất và được lập thành bảng sau:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

(

)

R ct

h ct h ct

Nếu độ cao của điểm cạnh tranh so với mặt đất là hct không có trong bảng tra mà nằm giữa hai độ cao (hct1, hct2) tương ứng với các bán kính cạnh tranh (Rct1, Rct2) thì bán kính cạnh - - tranh ở độ cao hct tính nội suy theo công thức: -

Trong công thức trên hct1 < hct2. c) Điều kiện an toàn:

RbvC

RbvT

Đ7

Đ5

Đ7

Đ5

RCT5

Đ1

Đ3

RCT1

Điểm không an toàn

Đ1

RCT1

Đ4

RCT5

Đ5

Đ8

RbvT

Đ7

Đ6

RCT2

Đ3

Đ2

Không an toàn ở cấp bảo vệ cao

An toàn ở cấp bảo vệ trung bình

Để kim thu sét có thể bảo vệ toàn bộ công trình thì bán kính bảo vệ của kim Rbv phải bao phủ hết toàn bộ các hình tròn cạnh tranh. Ví dụ ở các hình vẽ dưới, với bán kính bảo vệ ở mức độ thấp (hình bên trái) thì RbvT phủ kín hết các hình tròn cạnh tranh nên công trình được bảo vệ với mức độ thấp. Ngược lại với bán kính bảo vệ ở mức độ cao (hình bên phải) thì RbvC không phủ kín hết các hình tròn cạnh tranh tại các điểm Đ1, Đ2 nên công trình không được bảo vệ với mức độ cao.

Trong thực tế khi thiết kế trên bản vẽ Autocad việc kiểm tra phạm vi bảo vệ của kim thu sét rất dễ dàng, nhanh chóng và đảm bảo chính xác bằng cách vẽ các hình tròn bảo vệ và hình tròn cạnh tranh.

Tuy nhiên bằng hình học ta cũng có thể kiểm tra được điều kiện an toàn. Trên mỗi mặt phẳng chứa các điểm cạnh tranh, tính khoảng cách cực đại Rmax từ trục kim thu sét đến điểm cạnh tranh xa nhất rồi kiểm tra theo các bất đẳng thức:

: An toàn ở mức độ cao

Trang 138

Nguyễn Mạnh Hà

: An toàn ở mức độ trung bình RbvC > Rmax + RCT RbvTB > Rmax + RCT

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

: An toàn ở mức độ thấp RbvT > Rmax + RCT

Nếu cả 3 bất đẳng thức trên thỏa mãn thì mặt phẳng này được bảo vệ mức cao, nếu chỉ có 2 bất đẳng thức phía dưới thỏa mãn thì mặt phẳng này được bảo vệ mức trung bình, nếu chỉ có bất đẳng thức cuối thỏa mãn thì mặt phẳng này được bảo vệ mức thấp và nếu không có bất đẳng thức nào thỏa mãn thì mặt phẳng này không được bảo vệ an toàn chống sét.

Ví dụ ở hình trên, mặt phẳng Đ1Đ2Đ3Đ4 có các điểm xa nhất so với kim thu sét theo phương ngang là Đ1, Đ2 và khoảng cách từ trục kim thu sét đến 2 điểm này bằng nhau nên Rmax có thể lấy từ trục kim thu sét đến điểm Đ1 hoặc Đ2 đều được.

Dynasphere

m 5

m 3

55,2m

35,6m

m 8 , 9 2

94,8m

Kim đặt giữa mái

m 5 , 9

m 4

m 3 2

Ví dụ: Thiết kế chống sét cho Trường ĐH Kiến trúc Đà Nẵng dùng kim Dynasphere với yêu cầu mức bảo vệ trung bình.

Đáp số: An toàn ở cấp trung bình

2.6.3. Tính phạm vi bảo vệ của kim thu sét tích cực theo tiêu chuẩn NFC-17-102

1 h

2 h

a) Bán kính bảo vệ:

Rbv1

3 h

Rbv2

Tiêu chuẩn NFC-17-102 của Pháp chỉ dẫn phương pháp tính bán kính bảo vệ của các kim thu sét tích cực kiểu tiên đạo sớm bằng công thức toán và phương pháp tra bảng.

Rbv3

Trường hợp tổng quát, các kim thu sét tích cực (kim tiên đạo sớm) có 4 cấp bảo vệ: Cao, Vừa, Trung bình, Thấp. Tuy nhiên tùy vào mỗi nhà sản xuất, trong catologue của thiết bị họ có thể chỉ đưa ra hai hoặc ba cấp bảo vệ.

Trang 139

Nguyễn Mạnh Hà

Đa số các loại kim thu sét tích cực (kim tiên đạo sớm) trên thị trường Việt Nam đều tính theo phương pháp này (trừ loại kim Dynasphere và Interceptor).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Gọi h là độ cao từ đỉnh kim đến mặt phẳng cần bảo vệ thì bán kính bảo vệ ở mặt phẳng này được xác định trong 2 trường hợp sau:

+ D )

)

h D h

+ D (2 L D

bvR

- Trường hợp 1: Nếu h > 5m thì tính theo công thức

Trong đó:

D=20m nếu bảo vệ mức cao, tương ứng với bán kính bảo vệ Rbv=RbvC D=30m nếu bảo vệ vừa, tương ứng với bán kính bảo vệ Rbv=RbvV D=45m nếu bảo vệ mức trung bình, tương ứng với bán kính bảo vệ Rbv=RbvTB D=60m nếu bảo vệ cấp thấp, tương ứng với bán kính bảo vệ RbvT=RbvT D L là thông số riêng của kim được nhà sản xuất xác định trong catologue của sản phẩm. Tùy từng loại kim thu sét tích cực mà D L có thể nhận các giá trị D L=5m÷60m. Dưới đây là bảng thông số D L của một số loại kim phổ biến trên thị trường:

Nhà sản xuất Hình ảnh sản phẩm Loại kim Mã hiệu

StormMaster Lightning Protection International (Úc) D L (m) 15 30 50 60 ESE-15 ESE-30 ESE-50 ESE-60

SE2D30 30

Saint Elmo Active Franklin France Patent (Pháp) SE2D60 60

IMH-3012 30

IMH-4512 45 Pulsar Helita (Pháp)

IMH-6012 60

IoniFlash Pháp

Provectron Indelec (Pháp)

NG-15 NG-25 NG-30 NG-45 NG-60 TS2.25 TS3.40 S3.40 S4.50 S6.60 15 25 30 45 60 25 40 40 50 60

Trường hợp 2: Nếu 2m ≤ h ≤ 5m thì bán kính bảo vệ (tính bằng m) được tra từ bảng sau:

Mức

Cao

Vừa

Trang 140

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

D=20m

D=30m

15

25

30

40

45

50

60

15

25

40

45

50

60

30 bảo vệ D L h(m)

19 28 38 48

25 38 51 63

32 48 64 79

16 24 31 39

19 29 39 49

35 52 69 86

28 42 57 71

30 45 60 76

22 33 44 55

13 19 25 32

17 24 34 42

28 41 55 68

23 35 46 58 Trung bình

26 39 52 65 Thấp

2 3 4 5 Mức

D=45m

D=60m

15

25

30

40

45

50

60

15

25

40

45

50

60

30 bảo vệ D L h(m)

2 3 4 5

25 38 50 63

30 45 60 75

32 48 65 81

40 59 78 97

33 50 67 84

36 54 72 89

44 65 87 107

28 42 57 71

18 27 36 45

23 34 46 57

35 52 69 86

20 30 41 51

26 39 52 65

38 57 76 95

(

)

h h 1 h h 2 1

Trong công thức trên h1 < h2. b) Điều kiện an toàn

Với công trình xây dựng có dạng hình khối chữ nhật thì chỉ cần kiểm tra các mặt phẳng nằm ngang (mái) của hình khối. Nếu bán kính bảo vệ phủ hết toàn bộ các điểm trên mỗi mặt phẳng của công trình thì mặt phẳng đó an toàn.

Về mặt hình học, trên mỗi mặt phẳng nằm ngang của công trình chỉ cần tính khoảng cách cực đại Rmax từ trục kim đến điểm xa nhất của công trình rồi so sánh với Rbv theo các điều kiện:

RbvC > Rmax thì công trình an toàn ở cấp cao RbvV > Rmax thì công trình an toàn ở mức độ vừa RbvTB > Rmax thì công trình an toàn ở cấp trung bình RbvT > Rmax thì công trình an toàn ở cấp thấp

Kim ESE

Công trình không an toàn

Công trình an toàn cao h

Trang 141

Nguyễn Mạnh Hà

Nếu không có điều kiện nào ở trên thỏa mãn thì công trình không an toàn.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

c) Giới thiệu một số loại kim thu sét tích cực chế tạo theo tiêu chuẩn NFC-17-102

Trên thị trường có rất nhiều loại kim thu sét tích cực (kim tiên đạo sớm) được nhà sản xuất hướng dẫn tính bán kính bảo vệ theo tiêu chuẩn NFC-17-102. Nếu trong catologue sản phẩm có ghi tiêu chuẩn chế tạo là NFC-17-102 thì đều áp dụng phương pháp xác định phạm vi bảo vệ như đã trình bày ở trên.

Trong tài liệu này chỉ giới thiệu một số kim thu sét tích cực phổ biến nhất gồm:

+ Kim thu sét Stormaster:

Đây là loại kim thu sét phóng tiên đạo sớm do hãng Lightning Protection International của Úc chế tạo. Kim Stormaster gồm 4 loại có mã hiệu ESE-15, ESE-30, ESE-50 và ESE-60 tương ứng với thông số D L=15, D L=30, D L=50 và D L=60.

+ Kim thu sét Saint Elmo Active :

Đây loại kim thu sét phóng tiên đạo sớm do hãng Franklin France Patent của Pháp chế tạo. Kim Saint Elmo Active gồm 2 loại có mã hiệu SE2D30 (có D L=30m) và SE2D60 (có D L=60m).

+ Kim thu sét Pulsar:

Đây loại kim thu sét phóng tiên đạo sớm do hãng Helita của Pháp chế tạo. Kim Pulsar gồm 3 loại có mã hiệu IMH-30125 (có D L=30m), IMH-4512 (có D L=45m), IMH-6012 (có D L=60m).

+ Các loại kim thu sét tích cực khác: Gồm các loại IoniFlash, Igesco, Provectron,....

ESE-30

m 5

m 3

55,2m

35,6m

m 8 , 9 2

94,8m

Kim đặt giữa mái

m 5 , 9

m 4

m 3 2

Ví dụ: Thiết kế chống sét cho Trường ĐH Kiến trúc Đà Nẵng dùng kim Stormaster ESE- 30 với yêu cầu mức bảo vệ trung bình.

Trang 142

Nguyễn Mạnh Hà

Đáp số: An toàn ở cấp trung bình

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

PHỤ LỤC CHƯƠNG 2

Bảng mật độ sét đánh theo địa danh hành chính trên lãnh thổ Việt Nam

Huyện

Tỉnh, Thành phố

Mật độ sét đánh (số lần/km2/năm)

Số TT

1 An Giang

13,7

8,2

2 Bà Rịa Vũng Tàu

10,9

3 Bắc Giang

8,2

4 Bắc Kạn

10,9

8,2

5 Bắc Ninh

10,9 10,9

6 Bạc Liêu

13,7

7 Bến Tre

10,9 5,7

8 Bình Định

8,2

9 Bình Dương

13,7 14,9

14,9

10 Bình Phước

13,7

8,2

11 Bình Thuận

10,9 7,0 5,7 3,4

12 Cà Mau

13,7

13 Cao Bằng

9,2

14 Cần Thơ

13,7

8,2

15 Đà Nẵng

Tp. Long Xuyên, Tx. Châu Đốc, An Phú, Châu Phú, Châu Thành, Chợ Mới, Phú Tân, Tân Châu, Tịnh Biên, Thoại Sơn, Tri Tôn Tp. Vũng Tàu, Tx. Bà Rịa, Côn Đảo, Long Điềm, Đất Đỏ, Xuyên Mộc Tân Thành, Châu Đức Tp. Bắc Giang, Hiệp Hoà, Lạng Giang, Lục Nam, Lục Ngạn, Sơn Động, Tân Yên, Việt Yên, Yên Dũng, Yên Thế Tx. Bắc Kạn, Bạch Thông, Chợ Mới, Na Rì, Ngân Sơn, Pác Nặm Chợ Đồn Tp. Bắc Ninh, Gia Bình, Lương Tài, Quế Võ, Yên Phong Từ Sơn, Tiên Du, Thuận Thành Tx Bạc Liêu Giá Rai, Đông Hải, Hồng Dân, Phước Long, Vĩnh Lợi Tx. Bến Tre, Châu Thành, Chợ Lách, Giồng Trôm, Mỏ Cày Thạnh Phú, Ba Tri, Bình Đại Tp.Quy Nhơn, Tuy Phước An Lão, An Nhơn, Hoài Ân, Hoài Nhơn, Phù Cát, Phù Mỹ, Tây Sơn, Vân Canh, Vĩnh Thạnh Tx. Thủ Dầu Một, Dĩ An, Tân Uyên, Thuận An Bến Cát, Dầu Tiếng, Phú Giáo Tx. Đồng Xoài, Bình Long, Chơn Thành, Đồng Phú Bù Đốp, Bù Đăng, Lộc Ninh, Phước Long Tp. Phan Thiết, Hàm Tân, Hàm Thuận Bắc, Hàm Thuận Nam, Tánh Linh Đức Linh Phú Quý Bắc Bình Tuy Phong Tp. Cà Mau, U Minh, Thới Bình, Trần Văn Thời, Cái Nước, Đầm Dơi, Phú Tân, Năm Căn, Ngọc Hiển Tx. Cao Bằng, Bảo Lạc, Bảo Lâm, Hà Quảng, Hạ Lang, Hà An, Nguyên Bình, Phục Hoà, Quảng Uyên, Thạch An, Thông Nông, Trà Lĩnh, Trùng Khánh Q. Bình Thủy, Q. Cái Răng, Q. Ninh Kiều, Q. Ô Môn, Cờ Đỏ, Phong Điền,Thốt Nốt, Vĩnh Thạnh Q. Hải Châu, Q. Liên Chiểu, Q. Ngũ Hành Sơn, Q. Sơn Trà, Thanh Khê, Hòa Vang

Trang 143

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Tỉnh, Thành phố

Huyện

Số TT

Mật độ sét đánh (số lần/km2/năm) 7,0

13,7

16 Đắk Lắk

10,9

8,2 8,2

17 Điện Biên

10,9

18 Đắk Nông

10,9 13,7

13,7

19 Đồng Nai

10,9

8,2

20 Đồng Tháp

13,7

8,2

21 Gia Lai

10,9 13,7

10,9

22 Hà Giang

8,2

23 Hà Nam

10,9 8,2

10,9

24 Hà Nội

8,2

25 Hà Tĩnh

26 Hậu Giang

10,9 10,9 13,7

8,2

27 Hải Dương

10,9

28 Hải Phòng

10,9

Hoàng Sa Tp. Buôn Ma Thuột, Buôn Đôn, Ea Súp, Cư M'Gar, Ea H'Leo, Krông Buk, Krông Năng Krông Păk, Krông Ana, Lắk, Krông Bông, Ea Kar M'Đrắk Tp. Điện Biên Phủ, Điện Biên, Điện Biên Đông Tx. Mường Lay, Mường chà, Mường Nhé, Tủa Chùa, Tuần Giáo, Mường Ảng Đắk Nông, Krông Nô Đắk Mil, Đắk R' Lấp, Đắk Song Tp. Biên Hòa, Long Thành, Nhơn Trạch, Vĩnh Cửu, Trảng Bom Tx. Long Khánh, Tân Phú, Định Quán, Thống Nhất Xuân Lộc, Cẩm Mỹ Tp. Cao Lãnh, Lấp Vò, Sa Đéc, Tân Hồng, Tam Nông, Tháp Mười, Hồng Ngự, Cao Lãnh, Thanh Bình, Lai Vung, Châu Thành Tx. An Khê, Chư Pah, Ia Grai, Mang Yang, Đắc Đoa, Đắc Pơ Tp. Pleiku, K’Bang, Ia Pa, Đức Cơ, Krông Pa Chư Prông, Chư Sê, A Yun Pa Tx Hà Giang, Bắc Mê, Bắc Quang, Quản Bạ, Vị Xuyên, Hoàng Su Phì, Quang Bình, Xín Mần, Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh Tp. Phủ Lý, Kim Bảng, Thanh Liêm, Duy Tiên Bình Lục, Lý Nhân Q. Ba Đình, Q. Cầu Giấy, Q. Đống Đa, Q. Hai Bà Trưng, Q. Hoàng Mai, Q. Hoàn Kiếm, Q. Long Biên, Q. Tây Hồ, Q. Thanh Xuân, Gia Lâm, Thanh Trì, Từ Liêm, Đông Anh, Hà Đông, Tx. Sơn Tây, Ba Vì, Chương Mỹ, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Thanh Oai, Thường Tín, Ứng Hòa Sóc Sơn, Mê Linh, Phúc Thọ, Đan Phượng, Thạch Thất, Quốc Oai, Hoài Đức Tp. Hà Tĩnh, Cẩm Xuyên, Can Lộc, Đức Thọ, Hương Sơn, Kỳ Anh, Nghi Xuân, Thạch Hà, Vũ Quang Hương Khê Châu Thành, Phụng Hiệp Tx. Vị Thanh, Vị Thuỷ, Long Mỹ, Châu Thành A Tp. Hải Dương, Bình Giang, Cẩm Giàng, Chí Linh, Gia Lộc, Nam Sách, Ninh Giang, Thanh Miện Kinh Môn, Kim Thành, Thanh Hà, Tứ Kỳ Q. Hồng Bàng, Q. Kiến An, Q. Lê Chân, Q. Ngô Quyền, An Dương, An Lão, Kiến An, Bạch Long Vĩ, Thủy Nguyên,

Trang 144

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Tỉnh, Thành phố

Huyện

Số TT

Mật độ sét đánh (số lần/km2/năm)

8,2

10,9

29 Hoà Bình

13,7 8,2

30 Hưng Yên

10,9

Khánh Hoà

3,4 5,7 8,2 7,0

13,7

32 Kiên Giang

7,0

8,2

33 Kon Tum

5,7

10,9

Lâm Đồng

8,2 5,7 13,7

8,2

35 Lào Cai

10,9

8,2

36 Lạng Sơn

8,2

Lai Châu

13,7

38 Long An

14,9

8,2

39 Nam Định

8,2

Nghệ An

10,9

13,7

8,2

41 Ninh Bình

Ninh Thuận

Q. Hải An, Tx. Đồ Sơn, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo, Kiến Thụy, Cát Hải Tp Hòa Bình, Đà Bắc, Kim Bôi, Kỳ Sơn, Lạc Thủy, Lương Sơn, Mai Châu Cao Phong, Tân Lạc, Lạc Sơn, Yên Thủy Tx. Hưng Yên, Phù Cừ, Tiên Lữ Ân Thi, Khoái Châu, Kim Động, Mỹ Hào, Văn Giang, Văn Lâm, Yên Mỹ Tp. Nha Trang Tx. Cam Ranh, Diên Khánh, Vạn Ninh, Ninh Hòa Khánh Sơn, Khánh Vĩnh Trường Sa Tp. Rạch Giá, Tx. Hà Tiên, An Biên, An Minh, Châu Thành, Giồng Riềng, Gò Quao, Hòn Đất, Kiên Hải, Kiên Lương, Tân Hiệp, Vĩnh Thuận Phú Quốc Tx. Kom Tum, Kon Plông, Kon Rẫy, Đắk Glei, Đắk Hà, Sa Thầy Đắk Tô, Ngọc Hồi Tp. Đà Lạt, Đam Rông, Đơn Dương, Đức Trọng, Lâm Hà Tx. Bảo Lộc, Bảo Lâm, Cát Tiên, Di Linh Đạ Huoai, Đạ Tẻh Lạc Dương Tp Lào Cai, Sa Pa, Bắc Hà, Bát Xát, Mường Khương, Si Ma Cai Bảo Thắng, Bảo Yên, Văn Bàn Tp. Lạng Sơn, Bắc Sơn, Bình Gia, Cao Lộc, Chi Lăng, Đình Lập, Hữu Lũng, Lộc Bình, Tràng Định, Văn Lãng, Văn Quan Tx Lai Châu, Mường Tè, Phong Thổ, Sìn Hồ, Tam Đường, Than Uyên Tx. Tân An, Bến Lức, Cần Đước, Cần Guộc, Châu Thành, Đức Hòa, Tân Trụ, Tân Hưng, Tân Thạnh, Thủ Thừa Đức Huệ, Mộc Hóa, Thạnh Hóa, Vĩnh Hưng Tp. Nam Định, Giao Thủy, Hải Hậu, Mỹ Lộc, Nam Trực, Nghĩa Hưng, Trực Ninh, Vụ Bản, Xuân Trường, Ý Yên Tp. Vinh, Tx. Cửa Lò, Hưng Nguyên, Nam Đàn, Thanh Chương, Đô Lương, Yên Thành, Quỳnh Lưu, Diễn Châu Anh Sơn, Con Cuông, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ, Tương Dương, Kỳ Sơn, Quế Phong Quỳ Châu, Quỳ Hợp Tp. Ninh Bình Tx. Tam Điệp, Hoa Lư, Kim Sơn, Yên Khánh, Yên Mô Gia Viễn, Nho Quan Tp. Phan Rang - Tháp Chàm, Ninh Phước Bắc Ái, Ninh Sơn

10,9 1,4 5,7

Trang 145

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Tỉnh, Thành phố

Huyện

Số TT

Mật độ sét đánh (số lần/km2/năm) 3,4

43 Phú Thọ

10,9

Phú Yên

3,4 8,2 5,7

8,2

45 Quảng Bình

10,9

8,2

46 Quảng Nam

10,9

8,2

47 Quảng Ngãi

10,9

8,2

48 Quảng Ninh

10,9

8,2

49 Quảng Trị

10,9

50 Sơn La

10,9

51 Sóc Trăng

13,7

52 Tây Ninh

14,9

53 Thái Bình

8,2

Thái Nguyên

8,2

Thanh Hoá

Ninh Hải Tp. Việt Trì, Tx. Phú Thọ, Đoan Hùng, Hạ Hoà, Lâm Thao, Phù Ninh, Cẩm Khê, Tam Nông, Thanh Ba, Thanh Sơn, Thanh Thuỷ, Yên Lập Tp. Tuy Hòa Đông Xuân, Sông Hinh, Sơn Hòa Phù Hòa, Sông Cầu, Tuy An, Tuy Hòa Tp. Đồng Hới, Bố Trạch, Lệ Thủy, Minh Hóa, Quảng Ninh, Quảng Trạch Tuyên Hóa Tp. Tam Kỳ, Tp. Hội An, Bắc Trà My, Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn, Nam Trà My, Phú Ninh, Núi Thành, Quế Sơn, Thăng Bình, Tiên Phước, Hiệp Đức Đông Giang, Nam Giang, Phước Sơn, Tây Giang, Nam Trà My Tp. Quảng Ngãi, Bình Sơn, Đức Phổ, Lý Sơn, Mộ Đức, Nghĩa Hành, Tư Nghĩa, Sơn Tịnh Ba Tơ, Minh Long, Sơn Hà, Sơn Tây, Tây Trà, Trà Bồng Tp. Hạ Long, Tx. Uông Bí, Đông Triều, Yên Hưng, Bình Liêu Tx. Móng Cái, Ba Chẽ, Cô Tô, Đầm Hà, Hải Hà, Hoành Bồ, Tiên Yên, Vân Đồ, Cẩm Phả Tx. Đông Hà, Cam Lộ, Cồn Cỏ, Đa Krông, Gio Linh, Hướng Hóa, Vĩnh Linh Tx. Quảng Trị, Đa Krông, Hải Lăng, Triệu Phong Tp Sơn La, Bắc Yên, Mai Sơn, Mộc Châu, Mường La, Phù Yên, Quỳnh Nhai, Sông Mã, Sốp Cộp, Thuận Châu, Yên Châu Tp. Sóc Trăng, Cù Lao Dung, Kế Sách, Long Phú, Mỹ Xuyên, Vĩnh Châu Mỹ Tú, Ngã Năm, Thạnh Trị Tx. Tây Ninh, Châu Thành, Hòa Thành, Tân Biên, Tân Châu Gò Dầu, Trảng Bàng, Bến Cầu, Dương Minh Châu Tp. Thái Bình, Đông Hưng, Hưng Hà, Kiến Xương, Quỳnh Phụ, Thái Thụy, Tiền Hải, Vũ Thư Tp. Thái Nguyên, Định Hóa, Đồng Hỷ, Phổ Yên, Phú Bình, Phú Lương,Võ Nhai, Tx.Sông Công, Đại Từ Tp. Thanh Hóa, Tx. Bỉm Sơn, Tx. Sầm Sơn, Đông Sơn, Hà Trung, Hậu Lộc, Hoằng Hóa, Như Thanh, Như Xuân, Nông Cống, Nga Sơn, Thiệu Hóa, Thọ Xuân,Quảng Xương, Tĩnh Gia, Triêu Sơn, Vĩnh Lộc, Yên Định Bá Thước, Thạch Thành, Cẩm Thủy Lang Chánh, Mường Lát, Quan Hóa, Quan Sơn,

13,7 10,9

Trang 146

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Tỉnh, Thành phố

Huyện

Số TT

Mật độ sét đánh (số lần/km2/năm)

10,9

56 Thừa Thiên Huế

13,7

57 Tiền Giang

13,7

Tp. Hồ Chí Minh

10,9 14,9 13,7

59 Trà Vinh

10,9

60 Tuyên Quang

61 Vĩnh Long

8,2 13,7 10,9

10,9

62 Vĩnh Phúc

8,2

63 Yên Bái

10,9

Thường Xuân, Ngọc Lặc, Cẩm Thủy Tp. Huế, Phong Điền, Phú Lộc, Phú Vang, Quảng Điền A Lưới, Hương Trà, Hương Thủy, Nam Đông Tp. Mỹ Tho, Tx. Gò Công, Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước, Chợ Gạo, Gò Công Đông, Gò Công Tây Quận 2,Quận 3, Quận 4, Quận 5, Quận 6, Quận 7, Quận 8,Quận 9, Quận 10, Quận 11, Q. Tân Phú, Q. Bình Tân, Q. Bình Thạnh, Q. Gò Vấp, Q. Phú Nhuận, Q. Tân Bình, Q. Thủ Đức, Bình Chánh, Nhà Bè, Hóc Môn Cần Giờ Củ Chi Tx. Trà Vinh, Càng Long Cầu Kè, Cầu Ngang, Châu Thành, Duyên Hải, Tiểu Cần, Trà Cú Tx. Tuyên Quang, Chiêm Hóa, Hàm Yên, Na Hang Sơn Dương Tx. Vĩnh Long, Long Hồ, Mang Thít Tam Bình, Trà Ôn, Vũng Liêm, Bình Minh Tp. Vĩnh Yên, Tx. Phúc Yên, Bình Xuyên, Lập Thạch, Tam Dương, Vĩnh Tường, Yên Lạc Tam Đảo Tp. Yên Bái, Tx. Nghĩa Lộ, Lục Yên, Mù Cang Chải, Trạm Tấu, Trấn Yên, Văn Chấn, Văn Yên, Yên Bình

Trang 147

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

CHƯƠNG 3

CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO BÊN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

3.1. Các khái niệm cơ bản và đại lượng đo ánh sáng

3.1.1. Bản chất của ánh sáng Ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím, tia X, sóng radio, sóng truyền hình,…tất cả đều là những dạng năng lượng điện từ được truyền trong không gian dưới dạng sóng, cũng giống như các bức xạ điện từ khác được đặc trưng bởi bước sóng λ, tần số ν, hoặc chu kỳ T với ν = 1/T hoặc c = ν.λ.

Sóng dài (LW = long wave) Sóng trung (MW = medium wave) Sóng ngắn (SW = Short wave) Sóng vô tuyến (FM) Sóng rađa Sóng hồng ngoại Ánh sáng nhìn thấy Tia cực tím (tia tử ngoại, UV) Tia X Tia γ, tia vũ trụ

Có thể chia bước sóng điện từ thành các phạm vi sau: • Từ 3000 m đến 1000 m • Từ 1000 m đến 100 m • Từ 100 m đến 10 m • Từ 10 m đến 0,5 m • Từ 0,5 m đến 1,0 mm • Từ1000 µm đến 0,78 µm • Từ 780 nm đến 380 nm • Từ 380 nm đến 10 nm • Từ 100 A0 đến 0,01 A0 • Từ 0,01 A0 đến 0,001 A0 (1 µm = 10-6 m; 1 nm = 10-9 m; 1 A0 = 10-10 m) Tại sao các vật thể trong tự nhiên (trong đó có đèn điện) lại phát ra ánh sáng ? Cơ chế tạo ra ánh sáng được giải thích trên cơ sở thuyết lượng tử như sau:

Khi nguyên tử nhận năng lượng (từ điện, nhiệt,…) thì các điện tử ở lớp ngoài cùng của nguyên tử bị đẩy lên trạng thái kích thích ở các quỹ đạo xa hạt nhân hơn. Ở trạng thái này, quỹ đạo của điện tử không bền nên ngay lập tức nó trở về trạng thái năng lượng thấp hơn và giải phóng năng lượng dưới dạng các hạt photon (ánh sáng)

Lăng kính

Tia sáng đơn sắc đầu ra lăng kính 3.1.2. Nguồn sáng tự nhiên và quang phổ liên tục Ánh sáng mặt trời

Phổ ánh sáng

Trang 148

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

+ Ánh sáng nhìn thấy khác với các dạng bức xạ điện từ khác ở khả năng làm kích hoạt võng mạc của mắt người (hiện tượng thị giác).

+ Vùng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng dao động từ 380nm-780nm + Thí nghiệm đã chứng minh: dải phổ của ánh sáng mặt trời là dải quang phổ liên tục có bước sóng thay đổi từ 380nm –780nm.

+ Ánh sáng mặt trời được coi là nguồn sáng chuẩn để đánh giá chất lượng của nguồn sáng nhân tạo.

+ Hiện nay người ta đang nghiên cứu thiết bị dẫn ánh sáng tự nhiên vào trong các toà nhà nhằm giảm chi phí điện năng cũng như có lợi cho sức khoẻ.

Vật đen

Khe hẹp

Lăng kính

3.1.3. Nguồn sáng nhân tạo và quang phổ vạch

Hydro

Natri (Sodium)

Heli

Neon

Thuỷ ngân

Đèn phóng điện trong chất khí

+ Ánh sáng nhân tạo có quang phổ đứt quãng gọi là quang phổ vạch. Hình vẽ trên là kết quả thí nghiệm xác định quang phổ của một số nguồn sáng nhân tạo sau khi đi qua lăng kính: + Nói chung ánh sáng nhân tạo không tốt bằng ánh sáng mặt trời (xét dưới góc độ chiếu sáng). Về mặt tâm - sinh lý, trải qua hàng triệu năm tiến hóa, hệ thần kinh của con người đã thích nghi hoàn toàn với ánh sáng ban ngày nên với bất kỳ nguồn sáng nào không phải là ánh sáng mặt trời đều không tốt đối với mắt. Ước mơ của con người luôn luôn hướng đến việc tạo ra các nguồn sáng giống như ban ngày, do đó để đánh giá chất lượng của các nguồn sáng nhân tạo người ta thường lấy ánh sáng ban ngày làm chuẩn để so sánh.

Ánh sáng đèn tuyp ta thường thấy cũng chỉ có màu xanh, tức là có quang phổ vạch mặc dù ban đêm ta cảm thấy nó khá dễ chịu. Với sự tiến bộ của kỹ thuật, hiện nay người ta có thể chế tạo các nguồn sáng có khả năng phát ra các bức xạ có quang phổ liên tục gần với ánh sáng trắng như đèn xenon, song giá thành còn đắt.

Trang 149

Nguyễn Mạnh Hà

3.1.4. Các đại lượng cơ bản đo ánh sáng 1. Góc khối:

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

- Khái niệm: Xét một mặt cong kín bất kỳ giới hạn bởi đường cong (L). Từ một điểm O cố định trong không gian ta vẽ đường thẳng đi qua O và tựa trên (L). Khi cho đường thẳng này chạy trên (L) nhưng vẫn đi qua điểm O thì nó sẽ vạch nên một mặt nón cong có đỉnh tại O. Phần không gian giới hạn bởi mặt nón này được gọi là góc khối nhìn mặt cong (L) từ đỉnh O.

Độ đo của góc khối là diện tích phần mặt cầu có bán kính r = 1, tâm tại điểm O bị cắt bởi góc khối trên.

r =1

Định nghĩa góc khối

W =S

(L)

Ký hiệu góc khối : W (Ômega) Đơn vị góc khối: Sr (steradian) - Ý nghĩa: Góc khối là góc trong không gian, đặc trưng cho góc nhìn (tức là từ một điểm nào đó nhìn vật thể dưới một góc khối). Trong kỹ thuật chiếu sáng, góc khối biểu thị cho không gian mà nguồn sáng bức xạ năng lượng của nó.

- Ví dụ tính toán một số góc khối: + Cho quả cầu tâm O bán kính R, một hình nón có đỉnh tại O cắt mặt cầu với một diện

S=W 2R + Cho 2 hình cầu bán kính R và kR đồng tâm O. Giả sử một góc khối W

tích S thì độ lớn của góc khối là : .

p 1(2

cos

)

p 1(2

cos

)

1 2

S R

2 Rk ( ) kR

2 ( kR

chắn hình cầu R với diện tích S1=2p R2(1-cosa ) và hình cầu kR với diện tích S2= 2p k2R2(1-cosa ). Khi đó góc a - - khối là:

S2=k2 S

S = Diện tích trên mặt cầu

Trang 150

Nguyễn Mạnh Hà

= 4p (Sr) Ta thấy góc khối là đại lượng không phụ thuộc bán kính R. Nếu tại đỉnh O nhìn toàn bộ mặt cầu (a =1800) ta có góc khối lớn nhất W

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

1

2

2. Quang thông - Khái niệm: Ánh sáng là một sóng điện từ nên ngoài đặc trưng cơ bản là bước sóng nó còn mang theo năng lượng. Cả 2 yếu tố này đều tác động đến mắt người khi nhìn.

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

400 450 500 550 600 650 700 nm

Năng lượng của sóng ánh sáng càng cao thì tác động càng mạnh đến mắt người nhưng mức độ tác động lại phụ thuộc vào bước sóng.

Thật vậy, giả sử có hai tia sáng đơn sắc màu đỏ (l =700nm) và màu vàng (l =577nm) có cùng mức năng lượng tác động đến mắt người thì kết quả nhận được là mắt người cảm nhận tia màu vàng tốt hơn tia màu đỏ. Điều này có thể giải thích là do sự khúc xạ qua mắt (vai trò là thấu kính hội tụ) khác nhau: tia sáng có l =577nm bị lệch nhiều hơn và hội tụ trước võng mạc, tia có l =700nm thì hội tụ sau võng mạc nên mắt cảm nhận mờ hơn.

Thực nghiệm chứng minh chỉ có tia l =555nm (vàng) là hội tụ ngay trên võng mạc, các tia lớn hơn hội tụ sau võng mạc, tia nhỏ hơn hội tụ trước võng mạc đều không được mặt cảm nhận rõ.

v(l )

Bước sóng (nm)

380

0,00004

490

0,208

580

680

0,017

0,87

400

0,0004

500

0,323

590

690

0,008

0,757

410

0,001

510

0,503

600

700

0,0041

0,631

420

0,004

520

0,71

610

710

0,002

0,503

430

0,012

530

0,862

620

720

0,00105

0,381

440

0,023

540

0,954

630

740

0,00025

0,265

450

0,038

550

0,995

640

760

0,00006

0,175

460

0,06

555

650

780

0,000015

0,107

470

0,091

560

0,995

660

0,061

480

0,139

570

0,952

670

0,032

Trên cơ sở này người ta xây dựng đường cong hiệu quả ánh sáng V(l ) của mắt người (xem hình vẽ). Đường cong 1 ứng với thị giác ban ngày và đường cong 2 ứng với thị giác ban đêm. Trên thế giới người ta công nhận đồ thị V(l ) trong thiết kế chiếu sáng, đồng thời lập thành bảng giá trị V(l ) để sử dụng:

F =

683.

(

l Vl ). (

)

Như vậy rõ ràng mức năng lượng và bước sóng tia sáng đều ảnh hưởng đến sự cảm thụ ánh sáng của mắt người, do đó người ta phải đưa ra khái niệm mới gọi là quang thông trên cơ sở tổ hợp của cả 2 yếu tố này. Quang thông được xác định như sau:

∑

= 1

Nguồn sáng phát quang phổ vạch (đèn chiếu sáng):

Trang 151

Nguyễn Mạnh Hà

Nguồn sáng đơn sắc : F = 683.P(l ).V(l ) với l =const

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

F =

l l l ( ). ( ). d W V

l 683

∫

780

F =

l l l ( ). ( ). d W V

683

Nguồn sáng có quang phổ liên tục

∫

380

Ánh sáng ban ngày

i) là mức năng lượng của tia đơn sắc thứ i (W).

Trong các công thức trên :

n là tổng số tia sáng đơn sắc do nguồn phát ra P(l W(l ) là hàm số mô tả sự phân bố phổ năng lượng của các tia sáng liên tục (W/nm) l i là bước sóng của tia đơn sắc thứ i (nm). 683 lm/W là hằng số vật lý xuất phát từ định nghĩa đơn vị cường độ sáng (Cadela), biểu thị sự chuyển đổi đơn vị năng lượng sang đơn vị cảm nhận thị giác. Giá trị 683 được đưa vào để tạo ra giá trị tương đương với định nghĩa cũ của cadela.

l 1 và l 2 là giới hạn bước sóng (cận dưới và trên) của quang phổ liên tục.

- Ý nghĩa: Về bản chất, quang thông cũng chính là năng lượng nhưng ở đây đơn vị tính không phải bằng Oát mà bằng Lumen. Đây là đại lượng rất quan trọng dùng cho tính toán chiếu sáng, thể hiện phần năng lượng mà nguồn sáng bức xạ thành ánh sáng ra toàn bộ không gian xung quanh. Để thấy rõ sự khác nhau giữa Oát và Lumen ta có sự so sánh sau:

Giả sử có một nguồn sáng công suất 1W biến đổi toàn bộ công suất này thành ánh sáng nhìn thấy. Nếu ánh sáng nó phát ra là một tia đơn sắc l =555nm (màu vàng) sẽ cho quang thông 683 lm nhưng nếu ánh sáng phát ra là quang phổ liên tục với năng lượng phân bố đều cho từng tia thì quang thông khoảng 179 lm.

(ký hiệu chữ cái Hy Lạp, đọc là phi)

F =

p 4

W =∫ Id

Ký hiệu quang thông: F Đơn vị quang thông: Lm (Lumen). - Ví dụ: quang thông nguồn sáng điểm có cường độ sáng I không đổi theo mọi phương:

3. Quang hiệu - Định nghĩa: Quang hiệu là tỷ số giữa quang thông do nguồn sáng phát ra và công suất điện mà nguồn sáng tiêu thụ.

- Ý nghĩa: Trong kỹ thuật chiếu sáng người ta không dùng khái niệm hiệu suất theo nghĩa thông thường (tính theo tỷ lệ %) mà sử dụng khái niệm quang hiệu. Quang hiệu thể hiện đầy đủ khả năng biến đổi năng lượng mà nguồn sáng tiêu thụ thành quang năng. (êta, chữ cái Hy Lạp)

Ký hiệu quang hiệu: h Đơn vị quang hiệu: lm/W (lumen/Oát) - Ví dụ: Quang hiệu một số nguồn sáng thông dụng (theo tài liệu Schréder năm 2006)

Nguồn sáng

Công suất (W) Quang thông (Lm) Quang hiệu (Lm/W)

Bóng đèn dây tóc

100

1500

Bóng huỳnh quang

2600

Bóng compact

1200

Bóng cao áp Sodium

250

27000

108

Trang 152

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

4. Cường độ sáng - Khái niệm: Một nguồn sáng điểm đặt tại O và ta quan sát theo phương Ox. Gọi dF là quang thông phát ra trong góc khối dΩ lân cận phương Ox. Cường độ sáng của nguồn F

I

d d

theo phương Ox được định nghĩa là: W

F =

4 Ip

Cường độ sáng I của nguồn phụ thuộc vào phương

quan sát. Trong trường hợp đặc biệt, nếu I không thay đổi theo phương (nguồn đẳng hướng), ta có quang thông phát ra trong toàn không gian là: .

Ký hiệu cường độ sáng: I (Viết tắt của tiếng Anh là Intensity : cường độ) Đơn vị cường độ sáng: Cd (cadela). Đây là một trong 7 đơn vị đo lường cơ bản. - Ý nghĩa của cường độ sáng : Cường độ sáng là đại lượng quang học cơ bản, các đại lượng quang học khác đều là đại lượng dẫn suất xác định qua cường độ sáng.

- Ví dụ : + Đèn sợi đốt 40W/220V có I= 35 Cd (theo mọi hướng) + Ngọn nến có I=0,8 Cd (theo mọi hướng). + Theo định nghĩa với nguồn sáng đơn sắc l =555nm thì 1W=683lm. Nếu nguồn sáng

đơn sắc có l ≠555nm thì 1W=683.V(l ).

d dS

5. Độ rọi - Khái niệm: Giả thiết mặt S được rọi sáng bởi các nguồn sáng. Độ rọi tại một điểm nào F đó trên mặt S là tỉ số , trong đó dF là quang thông toàn phần do nguồn gửi đến diện

tích vi phân dS lân cận điểm đã cho.

dW dScosa

Ký hiệu độ rọi là E Đơn vị độ rọi là Lux hay Lx (đọc là luych) - Ý nghĩa của khái niệm độ rọi: Thể hiện lượng quang thông chiếu đến 1 đơn vị diện tích của một bề mặt được chiếu sáng, nói cách khác nó chính là mật độ phân bố quang thông trên bề mặt chiếu sáng.

- Ví dụ các giá trị độ rọi thường gặp trong thực tế:

Trang 153

Nguyễn Mạnh Hà

+ Trưa nắng không mây 100.000 lux + Đêm trăng tròn không mây 0,25 lux + Ban đêm với hệ thống chiếu sáng công cộng 10-30 lux + Nhà ở bình thường ban đêm: 159-300lux + Phòng làm việc: 400-600lux.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

tbE

- Một số công thức quan trọng liên quan đến độ rọi: + Độ rọi trung bình: Độ rọi E là khái niệm liên quan chặt chẽ với một điểm cụ thể trên mặt S, do đó nếu nói độ rọi của một mặt thì đó chính là độ rọi trung bình trên mặt đó. Khi mặt S được chiếu sáng không đều với tổng quang thông gửi đến S là F thì độ rọi trung bình F trên mặt S là

+ Mặt được chiếu sáng đều: Nếu mặt S được chiếu sáng đều với tổng quang thông gửi F đến S là F thì độ rọi tại mọi điểm trên mặt S là E

+ Độ rọi tổng hợp: Nếu điểm M được chiếu sáng bởi n nguồn sáng thì độ rọi tổng hợp tại điểm M do n nguồn sáng gây ra là :

E = E1 + E2 + ... + En

. Trong thiết kế chiếu sáng đường giao đưa ra khái niệm độ đồng đều của độ rọi + Độ đồng đều của độ rọi: Để đánh giá mức độ đồng đều của độ rọi trên mặt S người ta E min E tb

thông đô thị Z‡ 0,4 nhưng trong thiết kế chiếu sáng nội thất thường lấy z=0,9-0,95.

+ Định luật tỷ lệ nghịch bình phương : Xét một nguồn sáng điểm O, bức xạ tới mặt nguyên tố hình tròn dS có tâm M cách O một khoảng r. Cường độ sáng của nguồn theo phương OM là I (xem hình vẽ). Do dS khá nhỏ ﬁ ﬁ là pháp tuyến của dS và a là góc giữa ( n , OM). Ta có nên xem là mặt phẳng, do đó ta gọi n công thức độ rọi:

⇒

E =

cos

d dS

. I d dS

I dS . dS

.cos 2 r

I .2r

F W

Công thức này cho thấy độ rọi trên bề mặt nào đó phụ thuộc vào khoảng cách r và độ nghiêng của mặt so với phương quan sát và nó được sử dụng chủ yếu trong các tính toán chiếu sáng. Đây chính là công thức của định luật tỷ lệ nghịch bình phương.

6. Độ chói - Khái niệm: Hai bóng đèn sợi đốt hình tròn công suất 40W thì có cùng quang thông. Một bóng thủy tinh trong, một bóng thủy tinh mờ thì bóng thủy tinh trong sẽ gây chói mắt hơn. Điều này được giải thích là: với bóng thuỷ tinh mờ, tia sáng bức xạ từ nguồn khi đập vào bề mặt thuỷ tinh mờ (vỏ bóng đèn), nó bị tán xạ theo nhiều hướng và cường độ sáng theo một hướng nhất định giảm đi so với cường độ của tia tới do đó ít chói hơn → độ chói phụ thuộc vào cường độ sáng.

Mặt khác với đèn pha xe máy nếu nhìn trực diện ta thấy chói mắt nhưng nếu nhìn nghiêng một góc nào đó thì sẽ bớt chói mắt hơn → độ chói phụ thuộc vào phương quan sát, được đặc trưng bằng diện tích biểu kiến của mặt phát sáng theo phương quan sát.

Từ những nhận xét trên ta thấy cần thiết phải đưa ra khái niệm độ chói phụ thuộc vào cường độ sáng và diện tích biểu kiến của mặt phát sáng:

Giả sử mắt người ở điểm O quan sát bề mặt phát sáng dS theo phương OM. Bề mặt dS so với phương OM. Gọi dI là cường độ sáng phát ra bởi dS theo phương nghiêng một góc a

dI .cos

Trang 154

Nguyễn Mạnh Hà

. OM thì ta có định nghĩa độ chói là

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

dScosa

Ký hiệu độ chói là L Đơn vị của độ chói là Cd/m2.

- Ý nghĩa của độ chói: Thể hiện mật độ phân bố cường độ sáng phát ra từ một đơn vị diện tích của bề mặt đó theo một hướng xác định đến một người quan sát.

Cả nguồn sáng và vật được chiếu sáng đều gây ra độ chói đối với mắt người. Ví dụ ban đêm ánh sáng hắt lên từ mặt đường nhựa làm chói mắt người lái xe.

- Ví dụ về độ chói một số bề mặt:

+ Bề mặt đèn huỳnh quang: 5.000-15.000cd/m2

+ Bề mặt đường nhựa chiếu sáng với độ rọi 30lux có độ chói khoảng 2cd/m2

+ Mặt trời mới mọc : khoảng 5.106 Cd/m2 + Mặt trời giữa trưa : khoảng 1,5 – 2.109 Cd/m2

7. Nhiệt độ màu: Nhiệt độ màu của một nguồn sáng được thể hiện theo thang Kelvin (K) là biểu hiện màu sắc của ánh sáng do nó phát ra. Tưởng tượng một thanh sắt khi nguội có màu đen, khi nung đều đến khi nó rực lên ánh sáng da cam, tiếp tục nung nó sẽ có màu vàng, và tiếp tục nung cho đến khi nó trở nên “nóng trắng”. Tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình nung, chúng ta có thể đo được nhiệt độ của thanh thép theo độ Kelvin (0C + 273) và gán giá trị đó với màu được tạo ra.

Đối với đèn sợi đốt, nhiệt độ màu chính là nhiệt độ bản thân nó. Đối với đèn huỳnh quang, đèn phóng điện (nói chung là các loại đèn không dùng sợi đốt) thì nhiệt độ màu chỉ là tượng trưng bằng cách so sánh với nhiệt độ tương ứng của vật đen tuyệt đối bị nung nóng.

Khi nói đến nhiệt độ màu của đèn là người ta có ngay cảm giác đó là nguồn sáng “ấm”, “trung tính” hay là “mát”. Nói chung, nhiệt độ càng thấp thì nguồn càng ấm, và ngược lại. Để dễ hình dung điều này ta xét một số giá trị nhiệt độ màu sau đây:

Lúc mặt trời lặn, đèn sợi đốt Ánh sáng ban ngày quang mây Ánh sáng khi trời nhiều mây (ánh sáng lạnh)

Trang 155

Nguyễn Mạnh Hà

25000K - 30000K 45000K - 50000K 60000K - 10.0000K Khi thiết kế chiếu sáng cần phải chọn nhiệt độ màu của nguồn sáng phù hợp với đặc điểm tâm-sinh lý người, đó là với độ rọi thấp thì chọn nguồn sáng có nhiệt độ màu thấp và ngược lại với yêu cầu độ rọi cao thì chọn các nguồn sáng "lạnh" có nhiệt độ màu cao. Đặc điểm sinh lý này đã được Kruithof chứng minh. Qua các công trình nghiên cứu của mình, ông đã xây dựng được biểu đồ Kruithof làm tiêu chuẩn đầu tiên lựa chọn nguồn sáng của bất kỳ đề án thiết kế chiếu sáng nào (tất nhiên sau đó còn có các tiêu chuẩn khác).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Nhiệt độ màu (0K)

7000

6000

5000

Môi trường tiện nghi

4000

3000

Độ rọi (lux)

2000

50 100 200 300 400 500 1000 1500 2000

Biểu đồ Kruithof

Trong biểu đồ Kruithof, vùng có tô màu gọi là vùng môi trường ánh sáng tiện nghi. Với một độ rọi E (lux) cho trước, người thiết kế chiếu sáng phải chọn nguồn sáng có nhiệt độ màu nằm trong miền tiện nghi để đảm bảo không ảnh hưởng đến tâm-sinh lý của con người, nếu không đảm bảo điều kiện này sẽ gây ra hiện tượng "ô nhiễm ánh sáng", có thể gây tổn hại đến sức khỏe.

8. Độ hoàn màu (còn gọi là chỉ số thể hiện màu): Cùng một vật nhưng nếu được chiếu sáng bằng các nguồn sáng đơn sắc khác nhau thì mắt sẽ cảm nhận màu của vật khác nhau, tuy nhiên bản chất màu sắc của vật thì không hề thay đổi. Ví dụ một tờ giấy bình thường màu đỏ, nếu đặt trong bóng tối nó có thể có màu xám, tuy nhiên ta vẫn nói đó là tờ giấy màu đỏ.

Như vậy chất lượng ánh sáng phát ra của nguồn sáng còn phải được đánh giá qua chất lượng nhìn màu, tức là khả năng phân biệt màu sắc của vật đặt trong ánh sáng đó. Để đánh giá sự ảnh hưởng ánh sáng (do nguồn phát ra) đến màu sắc của vật, người ta dùng chỉ số độ hoàn màu hay còn gọi là chỉ số thể hiện màu của nguồn sáng, ký hiệu CRI (Color Rendering Index). Nguyên nhân sự thể hiện màu của vật bị biển đổi là do sự phát xạ phổ ánh sáng khác nhau giữa nguồn sáng và vật được chiếu sáng.

Chỉ số CRI của nguồn sáng thay đổi theo thang chia từ 0 đến 100. Giá trị CRI=0 ứng với nguồn ánh sáng đơn sắc khi làm biến đổi màu của vật mạnh nhất, CRI=100 ứng với ánh sáng mặt trời khi màu của vật được thể hiện thực chất nhất. Nói chung chỉ số CRI càng cao thì chất lượng nguồn sáng được chọn càng tốt. Để dễ áp dụng trong kỹ thuật chiếu sáng, người ta chia CRI thành 4 thang cấp độ sau:

Bảng phạm vi ứng dụng của các nhóm hoàn màu

Chất lượng nhìn màu và phạm vi ứng dụng

Chỉ số hoàn màu CRI

Nhóm hoàn màu

Chất lượng nhìn màu

CRI > 90

Cao

80 < CRI < 90

Cao

Công việc cần sự hoàn màu chính xác, ví dụ việc kiểm tra in màu, nhuộm màu, xưởng vẽ Công việc cần đánh giá màu chính xác hoặc cần có sự hoàn màu tốt vì lý do thể hiện, ví dụ chiếu sáng trưng bày

60 < CRI < 80

Trung bình Công việc cần sự phân biệt màu tương đối

40 < CRI < 60

Thấp

Công việc cần phân biệt màu sắc nhưng chỉ chấp nhận biểu hiện sự sai lệch màu sắc ít

20 < CRI < 40

Thấp

Công việc không cần phân biệt màu sắc

Trang 156

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Đối với chiếu sáng nhà dân dụng thường ít quan tâm đến CRI, tuy nhên với những văn phòng làm việc hiện đại khi thiết kế chiếu sáng không thể xem nhẹ yếu tố này.

Cuối cùng cần lưu ý: chúng ta rất dễ bị nhầm lẫn giữa nhiệt độ màu và độ hoàn màu, do đó ở đây cần nhắc lại: nhiệt độ màu biểu thị màu sắc của nguồn sáng - là nơi ánh sáng phát ra, còn độ hoàn màu biểu thị độ chính xác màu của vật đặt trong nguồn sáng.

9. Hệ số phản xạ của vật liệu xây dựng

Phản xạ đều

Phản xạ khuếch tán

Khi ánh sáng chiếu vào bất kỳ vật liệu nào cũng đều tồn tại 3 tính chất: phản xạ, hấp thụ, truyền qua. Trong thiết kế chiếu sáng công trình xây dựng ta chỉ quan tâm đến hệ số phản xạ r của vật liệu (tường, trần, sàn nhà, mặt đường,….)

r với quang thông

Hệ số phản xạ r của một vật thể là tỷ số giữa quang thông phản xạ F

rọi tới F

F (3.1) F

Bảng thống kê giá trị của r r

Bề mặt vật liệu

Lớp mạ bạc

0,93 Vôi vàng lạt

0,40 Cát vàng

0,17

Thạch cao

0,90 Đá tảng, gạch bông đậm

0,30 Gạch lát đường

0,17

Gương soi

0,85 Cát trắng

0,25 Bêtông nhựa màu tối

0,16

Bột màu trắng

0,70 Sàn gỗ ép, pake

0,25 Mốc đồng, gang

0,15

Màu sáng nhạt

0,70 Bêtông nhựa sáng

0,22 Sàn bêtông, vải, gỗ

0,13

Bêtông xám và sáng nhạt 0,60 Đất sạch

0,20 Sàn gỗ, ván

0,10

Granit, gạch bông xám

0,45 Cỏ nhân tạo

0,20 Cỏ xanh

0,08

đối với một số loại vật liệu thường gặp:

3.2. Mắt người và sự cảm thụ ánh sáng

3.2.1. Cấu tạo mắt người Mắt người là một đối tượng đặc biệt trên cơ thể người. Dưới góc độ của sinh học thì nó là một bộ phận của cơ thể có cấu trúc phức tạp, dưới góc độ vật lý nó là một thấu kính hội tụ,.... Nói chung, tùy vào mục đích nghiên cứu mà mắt có một vai trò riêng.

Trang 157

Nguyễn Mạnh Hà

Trong kỹ thuật chiếu sáng mắt người được nghiên cứu dưới góc độ cảm thụ ánh sáng và thu nhận hình ảnh với vai trò như một thấu kính hội tụ.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Võng mạc của mắt là nơi tập trung hàng triệu tế bào hình que và hình nón rất nhạy với ánh sáng. Khi bị ánh sáng kích thích nó gửi những xung điện theo tế bào thần kinh thị giác lên não để giải mã hình ảnh, giúp chung ta nhìn thấy vật.

Tế bào hình nón

Tế bào hình que

Nhân tế bào

3.2.2. Hiện tượng thị giác: Mắt người thực ra không nhìn. Mắt người đóng vài trò là công cụ thu các ấn tượng quang học thành các tín hiệu có nguồn gốc điện, sau đó truyền về bộ não tái tạo lại hình ảnh và gọi là hiện tượng thị giác. Khu vực não bộ tái tạo hình ảnh gọi là thuỳ trẩm, nằm ở sau gáy. Có hai loại hiện tượng thị giác là thị giác ban ngày và thị giác hoàng hôn. Thị giác ban ngày liên quan đến sự kích thích các tế bào hữu sắc (tế bào hình nón) còn thị giác hoàng hôn liên quan đến sự kích thích các tế bào vô sắc (tế bào hình que). Giác mạc và nhất là thủy tinh thể có thể điều tiết để tập trung hình ảnh lên võng mạc cho dù vật được quan sát ở xa hay gần.

3.2.3. Sự giải mã hình ảnh: Để tụ tiêu ánh sáng đi từ vật muốn nhìn, mắt sẽ co hoặc giãn cơ mắt để thay đổi tiêu cự và hình dạng của hệ thấu kính : thuỷ tinh thể + giác mạc. Hình ảnh qua thấu kính hai mặt lồi sẽ bị đảo chiều và tập trung trên võng mạc. Thông qua tế bào thần kinh thị giác, ánh sáng kích thích trên võng mạc được truyền lên não (trung khu thần kinh thị giác nằm ở sau gáy) và tại đây hình ảnh được chuyển đổi và đảo chiều trở lại để ghi nhận hình ảnh thật của vật muốn nhìn. Hiện tượng này gọi là sự giải mã hình ảnh. Sự giải mã hình ảnh thực hiện được là nhờ võng mạc có các tế bào thần kinh thị giác rất nhạy với ánh sáng là tế bào hình nón và tế bào hình que.

Trang 158

Nguyễn Mạnh Hà

- Tế bào hình nón: Có khoảng 7 triệu tế bào, chiếm vùng giữa võng mạc (vùng hố) và được kích thích bằng các mức chiếu sáng cao (còn gọi là thị giác ban ngày). Chúng giúp não

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

phân biệt và làm nổi lên các chi tiết tinh tế trong hình ảnh, ngoài ra chúng còn truyền các tri giác màu. Năm 1756 nhà bác học Nga là Lomonoxop đã khẳng định loại tế bào hình nón gồm ba loại tế bào cảm nhận khác nhau về màu sắc gọi là ba sắc tố quang hình nón. Ba loại tế bào này nhạy cảm cực đại với các bước sóng đỏ (Red), xanh lục (Green), xanh dương (Blue). Khi một màu bất kỳ nào đó truyền đến võng mạc sẽ kích thích 3 loại tế bào này với mức độ khác nhau, sau đó truyền thông tin về não để tái tạo màu sắc của vật. Ngày nay y học hiện đại đã chứng minh giả thuyết của Lomonoxop là đúng và chỉ khác ở sắc tố quang thứ 3 nhạy nhất với màu lam chứ không phải xanh dương.

- Tế bào hình que: Có khoảng 120 triệu tế bào, bao phủ phần còn lại của võng mạc, có lẫn lộn một ít tế bào hình nón và được kích thích bằng mức chiếu sáng thấp (gọi là thị giác ban đêm). Chúng chịu trách nhiệm về một hình ảnh tổng thể trên diện rộng nhưng không đi vào chi tiết, ngoài ra chúng còn truyền các tri giác đen trắng nên hữu ích cho việc nhìn vào ban đêm.

Sự vận động của hai loại tế bào này không có ranh giới rõ rệt, chúng làm việc nhiều hay ít tùy vào mức chiếu sáng, nhất là trong miền trung gian giữa thị giác ban ngày và thị giác ban đêm.

3.3. Bộ đèn dùng trong chiếu sáng nội thất

3.3.1. Nguồn sáng (bóng đèn)

Nguồn sáng còn có tên gọi rất quen thuộc là bóng đèn. Nguồn sáng là nơi phát ra ánh sáng mà mắt người cảm nhận được. Nguồn sáng sử dụng trong công trình có nhiều loại:

a) Bóng đèn nung sáng: Ánh sáng phát ra do sự đốt nóng sợi dây tóc bóng đèn (khoảng 30000K). Dây tóc làm bằng kim loại chị nhiệt (vonfram, tungsten). Loại đèn này nối trực tiếp vào lưới điện mà không cần thiết bị phụ nào, bật lên.là sáng ngay nên thường dùng làm đèn chiếu sáng sự cố. Phổ màu ánh sáng phát ra liên tục và thuộc gam màu ấm.

Loại bóng này có hiệu quả phát sáng rất thấp do năng lượng nhiệt tản ra môi trường lớn nên hiện nay không khuyến khích sử dụng trong dân dụng và công nghiệp.

Giản đồ năng lượng

Khí trơ Ánh sáng (10%) Vỏ bóng đèn

Thất thoát nhiệt và đối lưu (20%) Dây tóc

Đầu dây điện

Bức xạ hồng ngoại (70%)

Mức năng lượng

Giá đỡ Ống xả

400 500 600 700 760

Cấu tạo, giản đồ năng lượng và phổ màu của bóng đèn sợi đốt

Trang 159

Nguyễn Mạnh Hà

Đui đèn

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

b) Bóng đèn huỳnh quang (đèn tuyp):

Ánh sáng phát ra nhờ tia tử ngoại (không nhìn thấy) sinh ra trong ống chiếu vào chất huỳnh quang (được quét lên vỏ ống đèn tuyp)

Đèn huỳnh quang không tự mồi để bật sáng được mà phải thông qua tăng-phô và tac-te để kích, do đó nó cần một thời gian để bật đèn. Ngày nay người ta đã chế tạo ra loại tac-te điện tử bật sáng đèn này gần như tức thời và không cần dùng tăng-phô.

Đèn huỳnh quang có các loại T12, T10, T8, T5 trong đó loại T12 có công suất 40W là phổ biến nhất. Các loại T10, T8, T5 đắt tiền hơn nhưng ánh sáng trắng hơn và hiệu suất cao hơn. Ví dụ đèn T8 có công suất 36W nhưng quang thông bằng đèn T12. Ký hiệu T12 quy ước lấy theo đường kính của bóng đèn, tức là 12/8inch» 38mm.

Đèn huỳnh quang sử dụng phổ biến trong dân dụng do ánh sáng dễ chịu thuộc gam màu mát, giá thành vừa phải, quang hiệu cao.

c) Bóng đèn compact:

Trang 160

Nguyễn Mạnh Hà

Là một dạng của đèn huỳnh quang nhưng hiệu suất rất cao (đèn T3), kết cấu như đèn nung sáng, khởi động bằng mạch điện tử nên không có hiệu ứng nhấp nháy như đèn huỳnh quang.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

d) Bóng đèn phóng điện Metalhalide: Là loại đèn công suất lớn làm việc dựa trên hiện tượng phóng điện hồ quang trong một bầu thuỷ tinh đã nạp hỗn hợp hơi thủy ngân và muối kim loại nhóm halogen (muối iot, muối brôm,…)

Ánh sáng phát ra là ánh sáng trắng và độ hoàn màu tốt. Quang thông phát ra tương đối lớn nên đèn này thường dùng để chiếu sáng mặt ngoài công trình.

e) Bóng đèn LED:

Đèn LED dần dần thay thế đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang bởi những ưu điểm như tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ cao, kích cỡ nhỏ, nhiệt năng sinh ra trong quá trình hoạt động không đáng kể, hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp, không sử dụng thủy ngân giống như các loại bóng huỳnh quang thông thường.

Ánh sáng phát của đèn LED có màu sắc phụ thuộc vào chất liệu làm ra nó. Ví dụ như đèn LED màu đỏ được làm từ các thành phần hóa học như nhôm, gali, a-xen. Đèn LED màu trắng được tạo ra bằng cách bao phủ một lớp photphorơ màu vàng bên ngòai đèn LED xanh da trời, không tạo ra tia UV, sử dụng dòng điện 1 chiều nên không tạo ra sự nhấp nháy nên không làm mỏi mắt trong quá trình làm việc lâu dưới ánh sáng do đèn led cung cấp.

Trang 161

Nguyễn Mạnh Hà

Một bóng đèn LED với công nghệ mới nhất có thể sản sinh ra lượng ánh sáng là 100 lumen/W và có thể lớn hơn nữa trong tương lai.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Đèn LED tuyp 18W tương đương đèn T12 40W

Đèn LED ốp trần 8W

Đèn LED rọi 18W

Đèn LED âm trần 9W

Ngoài ra đèn LED còn có một số ưu điểm vượt trội như tuổi thọ của LED đạt khoảng 50.000h trong khi đó các loại đèn truyền thống khoảng 1.000 h-8.000h.

Các hạt LED không sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V thông thường mà chỉ sử dụng dòng điện một chiều với hiệu điện thế nhỏ nên bộ đèn này thường có bộ lọc và bộ điều khiển đi kèm.

Với những ưu điểm vượt trội, đèn led ngày càng được sử dụng rộng rãi trong chiếu sáng dân dụng. Hiện nay có rất nhiều kiểu dáng của đèn led đáp ứng được nhu cầu chiếu sáng thông thường (đèn tuýp led, đèn led downlight, đèn led dạng compact…).

3.3.2. Máng đèn, chụp đèn

Máng đèn hay còn gọi là chụp đèn, chao đèn, choá đèn,…

Máng đèn là bộ phận dùng để hướng ánh sáng do bóng đèn phát ra đến nơi sử dụng. Ngoài ra máng đèn còn có nhiều tác dụng khác như bảo vệ bóng đèn, chống chói,…

Trang 162

Nguyễn Mạnh Hà

Máng đèn ngày nay rất phong phú và đa dạng nhưng chất lượng cũng khác nhau rất nhiều. Nhiệm vụ người thiết kế chiếu sáng nội thất phải thường xuyên cập nhật các loại máng đèn mới, hiệu suất cao, giá thành rẻ, đảm bảo độ bền lâu dài.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Máng Downlight âm trần

Máng Downlight gắn nổi

Máng đèn tán quang âm trần

Máng hở

Máng đèn cao áp

Máng kiểu treo (thả trần)

Máng ốp trần

Đèn mắt ếch

Đèn gắn tường

Một số loại máng đèn sử dụng trong công trình xây dựng

3.3.3. Bộ đèn chiếu sáng nội thất

Bộ đèn là thiết bị chiếu sáng hoàn chỉnh bao gồm máng đèn đã lắp bóng đèn. Bộ đèn thường được gọi ngắn gọn là đèn. Trong thực tế tên gọi đèn hay gây nhầm lẫn với bóng đèn, rất nhiều tài liệu gọi bóng đèn là đèn và bộ đèn cũng là đèn. Trong bài giảng này quy ước cách gọi đèn hoặc bộ đèn đều hiểu theo nghĩa đã bao gồm máng đèn có lắp sẵn bóng đèn.

Bộ đèn có 2 thông số rất quan trọng phục vụ cho thiết kế chiếu sáng nội thất là hiệu suất và cấp của bộ đèn.

a) Hiệu suất của bộ đèn

Hiệu suất bộ đèn chính là hiệu suất của máng đèn.

Máng đèn cũng hấp thụ năng lượng tức hấp thụ quang thông do bóng đèn phát ra. Máng đèn hấp thụ quang thông càng ít, phản xạ ánh sáng đến nơi làm việc càng nhiều thì hiệu suất của nó càng cao và đó là máng đèn có chất lượng. Để đánh giá hiệu suất của máng đèn người ta đưa ra khái niệm hiệu suất:

bñ

Trang 163

Nguyễn Mạnh Hà

F (3.2) F

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Trong đó:

đ là quang thông do đèn phát ra, tức là quang thông phản xạ từ bộ đèn (gồm máng đã

lắp bóng đèn).

bđ là quang thông của bóng đèn.

Hiệu suất của bộ đèn được cho trong catologue của nhà sản xuất máng đèn. Trường hợp không có catologue có thể tham khảo bảng sau:

Bảng phân cấp, hiệu suất và độ kín IP của một số bộ đèn

IP

Kiểu phản xạ của bộ đèn

Cấp

Hiệu suất (h đ) 0,71

Đèn pha sắt tráng men trắng không có tấm ngăn

0,54

0,70

125 W

0,76

0,71

Đèn pha sắt tráng men trắng có tấm ngăn Đèn pha bằng tôn phủ êmai, bóng đèn P £ Đèn pha tăng cường bằng tôn phủ êmai 125£ P£ 400W Đèn pha mở rộng bằng tôn phủ êmai 125£ P£ 400W Máng đèn màu sữa

0,48

Máng đèn có chụp nhựa sáng

0,53

Máng đèn có tấm ngăn ở giữa

0,53

Máng đèn có tấm ngăn màu sữa

0,47

Máng nhôm mạ hiệu suất cao

0,65

Máng nhôm mạ có tấm ngăn 20x20x20

0,43

Hộp đèn có mặt phản xạ

0,52

Hộp đèn mặt phản xạ lăng kính

0,58

Hộp đèn tấm ngăn mạ nhôm 30x30

0,53

Hộp đèn kín

0,32

Hộp đèn tấm ngăn dạng tròn màu sữa

0,42

Hộp đèn tấm ngăn màu sữa

0,32

b) Cấp của bộ đèn:

Hiệu suất của bộ đèn càng cao thì chứng tỏ bộ đèn sử dụng tốt quang thông của bóng đèn phát ra. Tuy nhiên hiệu suất cao chưa phải là một bộ đèn có chất lượng vì đối với bộ đèn ngoài hiệu suất ta còn phải quan tâm đến sự phân bố ánh sáng có đúng mục đích không. Ví dụ nếu bộ đèn có hiệu suất cao nhưng ánh sáng không tập trung vào bàn làm việc thì đó chưa phải là bộ đèn có chất lượng.

Như vậy đánh giá chất lượng bộ đèn chỉ căn cứ vào hiệu suất là chưa đủ mà phải xét đến sự phân bố ánh sáng nữa. Năm 1984 Liên đoàn kỹ thuật điện thế giới công bố bảng phân cấp bộ đèn theo tiêu chuẩn UTE.C.71-121. Tiêu chuẩn này phân cấp bộ đèn dựa vào 2 tham số chính là sự phân bố quang thông và hiệu suất của bộ đèn để cho ra một tham số chung là quang thông tương đối.

Căn cứ tỷ lệ quang thông đi lên trên và quang thông đi xuống dưới, người ta phân đèn

thành các cấp có ký hiệu từ A‚ T như mô tả trong bảng phân cấp bộ đèn phía dưới.

Trang 164

Nguyễn Mạnh Hà

Cấp của bộ đèn phản ánh chính xác chất lượng của bộ đèn vì nó tổ hợp cả sự phân bố quang thông và hiệu suất của bộ đèn. Căn cứ vào cấp của bộ đèn ta có thể tra bảng hệ số lợi dụng quang thông được lập sẵn bởi UTE nên rất thuận lợi trong tính toán chiếu sáng nội thất.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Bảng phân cấp bộ đèn

Cấp đèn Sơ lược về đặc điểm Phạm vi sử dụng Phân bố quang thông

2 =10‚ 0%

1 =90‚ 100%

A‚ E Trực chiếu Chụp, máng có tính phản xạ cao, che chắn tốt (chụp màu đen, màu sẫm,…) hướng xuống dưới F Nhà rất cao, không gian rộng như hội trường, nhà xưởng, làm việc, phòng phòng học, phòng thí nghiệm,… `

2 =40‚ 10%

1 =60‚ 90%

Chụp, máng trắng mờ, màu sữa, … treo cách trần hướng xuống dưới F‚ J Bán trực chiếu F

Nhà cao vừa, không gian yên tĩnh, thư giãn, cổ kính, trần nhà có trang trí như thư viện, phòng nghỉ, phòng chờ, yến tiệc,…

2 =60‚ 40%

1 =40‚ 60%

2 =60‚ 40%

K‚ N Hỗn hợp - Hỗn hợp thường - Hỗn hợp khuếch tán (toàn chiếu)

1 =40‚ 60%

Đèn có vách che xung quang sẫm màu, mặt trên và mặt dưới màu sáng như nhau (đèn lồng) Đèn cầu trong, đèn cầu mờ, đèn cầu bằng vật liệu màu sáng,màu sữa hoặc mờ đục. Dùng cho nơi chỉ yêu cầu để quan sát và đi lại, cần phân bố đều như phòng triển lãm, bảo tàng, công viên, vườn hoa, đường đi dạo, cầu lang, hành thang, nơi đông người qua lại,… F

2 =90‚ 60%

1 =10‚ 40%

Phòng vẽ, phòng chờ, khách sạn,… O‚ S Bán gián chiếu F

Chụp, máng trắng mờ, màu sữa,… nhưng chụp đèn hướng lên trên

2 =100‚ 90%

1 =0‚ 10%

F T Gián chiếu

Trang 165

Nguyễn Mạnh Hà

Dùng cho nơi yên tĩnh, thư giãn cần sự lan toả đều như như ban ngày phòng ngủ, rạp hát, phòng bệnh nhân, … Chụp, máng có tính phản xạ cao, che chắn tốt (chụp màu đen, màu sẫm,…) nhưng chụp đèn hướng lên trên. hoặc đèn đặt ở các góc khuất, không nhìn thấy bóng đèn.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.4. Thiết kế chiếu sáng nội thất theo phương pháp hệ số lợi dụng quang thông.

Nhiệm vụ thiết kế chiếu sáng nội thất nói chung là chọn loại đèn, tính số lượng đèn, xác lập cách bố trí đèn và tính tổng quang thông do tất cả các đèn phát ra.

Về mặt lý thuyết, thiết kế chiếu sáng nội thất có 2 phương pháp: Phương pháp hệ số lợi dụng quang thông và phương pháp điểm sáng. Phương pháp hệ số lợi dụng quang thông dễ sử dụng, tính toán nhanh chóng và dùng được cho hầu hết các công trình xây dựng không cần độ chính xác cao. Phương pháp điểm sáng là phương pháp tính chính xác độ rọi tại từng điểm trên mặt làm việc nhưng khối lượng tính toán lớn (tuỳ vào số lượng điểm được chọn để tính), do đó người ta phải dùng phần mềm để tính.

Thiết kế chiếu sáng theo phương pháp hệ số lợi dụng quang thông gồm các nội dung sau:

3.4.1. Chọn độ rọi

Độ rọi E là thông số cần xác định đầu tiên trong thiết kế chiếu sáng nội thất. Độ rọi Emin được Nhà nước tiêu chuẩn hoá, làm cơ sở thiết kế chiếu sáng các công trình xây dựng. Tiêu chuẩn độ rọi trong công trình dân dụng đang áp dụng là QCVN12:2014/BXD. Theo quy định, bất kỳ điểm nào trên mặt làm việc (mặt cần chiếu sáng) đều phải đảm bảo E ‡ Emin. Bảng dưới đây trích một phần QCVN12:2014/BXD, nếu cần số liệu độ rọi của các công trình xây dựng khác thì xem trong Phụ lục 5 ở cuối chương này.

Lưu ý: ngoài QCVN12:2014/BXD, ở Việt Nam hiện nay vẫn có các tiêu chuẩn sau về chiếu sáng đang còn hiệu lực:

- TCXDVN 7114-1:2008 “Ecgonomi - Chiếu sáng nơi làm việc - Phần trong nhà” là bản dịch của tiêu chuẩn ISO 8995-1:2002 có mức độ rọi cao hơn so với TCXD-16-1986.

- TCXD-16-1986 về chiếu sáng nhân tạo bên trong công trình dân dụng

Bảng độ rọi tối thiểu Emin cho các công trình dân dụng (trích QCVN12:2014/BXD)

Ghi chú

Tên công trình, gian, phòng

Nhóm phòng

Cấp công việc

Độ rọi nhỏ nhất cho phép (lx)

Mặt phẳng quy định độ rọi - độ cao cách mặt sàn (m)

1. Cơ quan hành chính sự nghiệp, viện thiết kế, viện nghiên cứu

II Ngang - 0,8

1.1. Phòng làm việc, văn phòng, phòng thiết kế, phòng thí nghiệm

150-KL 300-TCK 400-TX Cần có ổ cắm để

1.2. Phòng vẽ kĩ thuật

Ia Ngang - 0,8

750

bổ sung chiếu sáng tại chỗ

1.3. Phòng máy tính

IIa Ngang - 0,8

500

1.4. Phòng nghiệp vụ của ngân hàng, bưu điện

IIb Ngang - 0,8

500

1.5. Kho lưu trữ hồ sơ

a) Bàn làm việc

IIb Ngang - 0,8

200

Dùng đèn loại chống cháy

b) Giá để hồ sơ

Ngang - 0,8 (trên giá)

Trang 166

Nguyễn Mạnh Hà

… … ……………………. …. … …

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.4.2. Chọn bóng đèn (nguồn sáng)

Thị trường có rất nhiều loại bóng đèn với mẫu mã, công suất, màu sắc và giá thành khác nhau. Tuỳ theo tính chất và mục đích công việc chúng ta chọn loại đèn khác nhau, tuy nhiên khi chọn phải tuân theo những nguyên tắc nhất định:

- Nhiệt độ màu của đèn phải tuân theo biểu đồ Kruithof

- Quang thông mà bóng đèn phát ra.

- Chỉ số thể hiện màu (tức độ trung thực của màu sắc). Với các phòng vẽ thì đây là vấn đề quan trọng vì màu của ánh sáng có thể làm biến đổi màu vẽ nên hoạ sĩ khó sáng tác. Đối với công trình xây dựng nói chung thì chỉ tiêu này không quan trọng lắm.

- Tính thẩm mỹ và sự phù hợp với kiến trúc công trình.

- Hiệu suất của đèn: Nên dùng các loại đèn có hiệu suất cao.

Thông số quang thông của bóng đèn là thông số đầu vào rất quan trọng khi tính toán chiếu sáng. Thông số này được nhà chế tạo công bố trong catologue của mỗi loại sản phẩm và có giá trị khác nhau tùy vào nhà sản xuất. Ở cuối chương này có các Phụ lục 1, 2, 3 là thông số bóng đèn do Công ty Rạng Đông sản xuất dùng để tham khảo ki làm bài tập (gồm đèn huỳnh quang, đèn compact và đèn dây tóc)

Đa số các trường hợp chiếu sáng nội thất đều dùng bóng đèn huỳnh quang hoặc đèn compact ánh sáng trắng xanh.

3.4.3. Chọn bộ đèn

Bộ đèn bao gồm máng đèn đã lắp bóng đèn, trong đó hình dáng và màu sắc máng đèn phải phù hợp với không gian kiến trúc công trình.

Về mặt kỹ thuật, bộ đèn phải được chọn đảm bảo hiệu suất cao nhất và có cấp phù hợp với nhu cầu của đối tượng chiếu sáng. Trong các cấp đèn từ A→T, mỗi loại chỉ phù hợp với một số đối tượng nào đó, ví dụ với phòng học ta phải chọn đèn chiếu tập trung (cấp A) vì chọn cấp đèn khác thì ánh sáng không tập trung lên bàn học.

Chọn bộ đèn phải căn cứ vào thông số chi tiết của nhà chế tạo công bố, nếu không có catologue thì có thể tham khảo bảng phân cấp và hiệu suất của bộ đèn (đã trình bày ở phần trên).

Cấp của bộ đèn huỳnh quang

Chiếu sáng nhà xưởng

Chiếu sáng văn phòng

Riêng với bộ đèn huỳnh quang, theo kinh nghiệm của các chuyên gia khuyến nghị sử

dụng cấp bộ đèn dựa vào độ rọi như bảng sau: Độ rọi yêu cầu (lux)

40W-1,2m 65W-1,5m 80W-1,5m 110W-2,4m 40W-1,2m 65W-1,5m 110W-2,4m C C C

G F E D D C

E D C C

C C C

C C

200 400 600 800 1000 1200

3.4.4. Thiết kế chiếu sáng theo phương pháp hệ số lợi dụng quang thông

Trang 167

Xét căn phòng hình khối chữ nhật có chiều dài a, chiều rộng b được bố trí đèn như hình

vẽ sau: Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

’ h

Trần nhà

Cổ trần

Đèn

t r

g n ờ ư T

v l m

v l h

Mặt làm việc

MẶT ĐỨNG

m a MẶT BẰNG

Kích thước bố trí đèn và phân bố quang thông đến mặt làm việc

Các thông số kích thước trong hình vẽ trên gồm:

hlv là độ cao mặt làm việc so với sàn nhà (tra bảng QCVN12:2014/BXD). Trường hợp QCVN12:2014/BXD hoặc số liệu không có giá trị hlv thì chọn hlv=0,8m. Trường hợp tính độ rọi trên sàn nhà thì hlv=0.

h : độ cao treo đèn, là khoảng cách từ đèn đến mặt làm việc:

h = Độ cao phòng - h’ - hlv h’: Khoảng cách từ đèn đến trần, khoảng (0,5‚ 0,7m) m: khoảng cách giữa các đèn đo theo cạnh a của căn phòng n: khoảng cách giữa các đèn đo theo cạnh b của căn phòng p : khoảng cách đèn ngoài cùng đến cạnh a q : khoảng cách đèn ngoài cùng đến cạnh b

Các kích thước bố trí đèn có mối quan hệ với nhau theo các công thức thực nghiệm sau:

q£

n 3

n 2

p£

m 3

m 2

m h

n h

Để ánh sáng phân bố đồng đều trên mặt làm việc thì các tỷ số và phải đảm bảo

Trang 168

Nguyễn Mạnh Hà

không được vượt quá trị số cực đại trong bảng bên dưới (gọi là chỉ số khoảng cách t), nói cách khác với độ cao treo đèn cho trước ta phải chọn khoảng cách các đèn thoả mãn n £ nmax và m £ mmax.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Khoảng cách cực đại giữa các đèn

T Cấp bộ đèn A B C D E,F,G,H I,J K→S

axmm h

axmn h

, 6 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 1,7 1,5

0,5h 0,8h 1,0h 1,2h 1,5h 1,7h 1,5h 6h mmax, nmax

Các chỉ số đặc trưng của căn phòng gồm:

h ' + h h

* Chỉ số treo đèn .

1 3

£ £ thì độ cao treo đèn có lợi nhất xét dưới góc độ phản Thực nghiệm cho biết với

1 3

j =

. chiếu của trần nhà. Trong thực hành nếu tính ra j<0,17 thì lấy j=0, nếu j‡ 0,17 thì lấy j=

ab + h a b

(

)

* Chỉ số hình phòng

Chỉ số này là tỷ lệ giữa diện tích trần và nửa diện tích tường, đặc trưng cho hình dáng quang học của căn phòng.

Theo hình vẽ, diện tích mặt làm việc cần chiếu sáng là S = a · b. Quang thông mà toàn

lv gồm các thành phần sau:

bộ mặt làm việc S nhận được F

tt là quang thông do tất cả các đèn rọi trực tiếp đến mặt làm việc S.

+ F

tr là quang thông do toàn bộ trần phản xạ đến mặt làm việc.

+ F

tr và r

t là quang thông do toàn bộ tường phản xạ đến mặt làm việc + F mlv là quang thông do toàn bộ mặt mặt làm việc phản xạ ngược lại Tường và trần nhà sẽ phản xạ ánh sáng xuống diện tích S với các hệ số phản xạ tương ứng r t. Mặt làm việc sẽ phản xạ lên chính bản thân nó với hệ số phẳn xạ r mlv. Trong tính toán có thể xác định chính xác các hệ số này dựa vào thiết bị đo độ rọi (lux kế). Ngoài ra có thể tham khảo số liệu trong bảng sau:

+ F

Bảng hệ số phản xạ của một số loại trần, tường và sàn

Trần nhà màu rất trắng

Trần, tường màu nhạt

tr =0,7

tr, r

t =0,3

r r

Trần nhà bêtông, ngói, tôn

Trần, tường màu sẫm

tr=0,3

tr, r

t =0,1

r r

Trần nhà bằng gỗ sơn vecni, đánh PU r

tr=0,3

t=0,1

Tường màu sẫm, tường bằng kính hoặc nhà không có tường

Trần, tường màu trắng vừa

tr, r

t =0,5 Mặt làm việc

r mlv =0,1‚ 0,3

Như vậy khi tính toán quang thông rọi xuống mặt làm việc S, ngoài quang thông của đèn rọi xuống trực tiếp còn phải cộng thêm quang thông do tường, trần, mặt làm việc phản xạ đến S gọi là phương pháp lợi dụng quang thông.

lv = F

tt + F

tr + F

t + F mlv

Trang 169

Nguyễn Mạnh Hà

F (3.3)

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

đyc:

Để thuận lợi cho việc tính toán bằng thực nghiệm người ta đưa ra khái niệm hệ số lợi lv và tổng quang dụng quang thông, là tỷ số giữa quang thông mà mặt làm việc nhận được F thông yêu cầu (quang thông cần thiết) do các bộ đèn phát ra F

ñyc

(

)

= U f

j j r r r , , ,

mlv

F (3.4) F

Hệ số U được thiết lập cho các căn phòng chuẩn và phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như kiểu chụp đèn, loại đèn, hệ số phản xạ của trần và tường, kích thước căn nhà. Với mỗi loại . Giá trị U rất khó xác định chính xác bằng lý thuyết mà đèn cụ thể thì chỉ xác định gần đúng bằng thực nghiệm và lập thành bảng tra sẵn với từng loại đèn khác nhau. Như vậy tính theo hệ số U đã lợi dụng cả phần quang thông phản xạ bởi tường, trần và mặt làm việc. Bảng dưới đây trích một phần của các giá trị U, muốn có đầy đủ xem thêm Phụ lục 4 ở cuối chương này. Trong trường hợp không có số liệu trong bảng tra thì được phép tính nội suy.

8 7 3

Trong bảng đa số các giá trị U<100%. Có một số giá trị U > 100% là do bề mặt tường, trần, sàn phản xạ ánh sáng có làm biến đổi màu sắc ánh sáng về phía bước sóng có V(l ) cao hơn, tức là quang thông cao hơn. Điều này chỉ xảy ra khi căn phòng rất rộng, hệ số phản xạ cao.

7 7 3

7 5 1

7 1 1

7 3 1

7 5 3

8 7 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

66 77 85 93 98 106 111 114 118 121 62 72 80 88 94 102 107 111 116 119

61 70 76 82 86 92 96 98 101 102 58 67 74 80 84 90 94 97 100 102

64 75 82 90 95 102 107 110 114 117 61 71 79 86 91 99 104 108 112 115

60 68 75 81 85 91 94 96 99 101 57 66 73 79 83 89 93 96 99 100

51 62 70 78 84 93 99 104 109 112 49 59 67 75 81 90 96 100 106 110

49 58 66 72 77 85 89 92 96 98 47 56 64 71 76 83 88 91 95 97

42 51 59 66 72 80 85 89 93 96 41 50 58 65 70 78 84 87 92 95

37 46 54 61 67 75 81 95 90 93 37 45 53 60 66 74 80 84 89 93

48 57 64 71 76 83 87 90 94 96 47 56 63 70 74 82 86 89 93 96

42 51 58 65 70 78 83 87 91 94 41 50 57 64 69 77 83 86 91 93

37 46 53 64 66 75 80 84 89 92 37 45 53 60 66 74 80 83 88 91

41 50 57 64 69 77 82 86 90 92 41 49 57 64 69 77 82 85 89 92

37 46 53 60 66 74 79 83 88 91 37 45 53 60 65 73 79 83 87 90

35 44 51 58 63 72 77 81 85 88 35 44 51 58 63 72 77 81 85 88

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

Bảng hệ số lợi dụng quang thông LOẠI ĐÈN : D 7 7 1

Ghi chú:

Trang 170

Nguyễn Mạnh Hà

* Giá trị U trong bảng lấy theo % * Giá trị r tr, r t, r mlv trong bảng đã nhân 10 (tức là nếu r tr=8 có nghĩa là r tr=0,8)

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

lv gửi đến mặt làm việc phân bố không đều tại từng điểm trên mặt làm việc, do đó ta chỉ có thể tính được độ rọi trung bình trên mặt này theo công thức

Do lượng quang thông F

tbE

lv S

F . Vậy ta có:

F = lv

tbE S .

(3.5)

Theo tiêu chuẩn, độ rọi tại mọi điểm trên mặt làm việc S phải đảm bảo E ‡

Emin. Tuy nhiên xác định điểm nào có trị số Emin trên mặt làm việc rất khó và đòi hỏi khối lượng tính toán lớn, hơn nữa để đảm bảo độ rọi tương đối đồng đều trên mặt làm việc S người ta sử

E min E tb

dụng hệ số độ đồng đều của độ rọi Z theo công thức . Trong tính toán thường lấy giá

trị Z ‡ 0,9.

E tb

E min Z

E min E tb

suy ra và thay vào (3.5) ta có: Từ

F = lv

S min . Z

(3.6)

Từ công thức (3.4) suy ra:

= ñyc

lv U

F F

Thay (3.6) vào công thức trên ta có:

=lv

= ñyc

S E min. U Z .

F F (3.7)

Đây là quang thông do toàn bộ các bộ đèn phát ra ngay khi mới lắp đặt. Tuy nhiên bất kỳ bộ đèn nào cũng đều bị suy giảm quang thông sau một thời gian sử dụng (do sự bốc hơi tim đèn, lão hoá thiết bị, bụi bẩn bám vào,…) do đó cần thiết phải đưa vào một hệ số dự trữ quang thông Kdt nên công thức (3.7) thành:

= ñyc

S K min . . U Z .

F (3.8)

Kdt là hệ số phụ thuộc môi trường, chu kỳ lau chùi đèn, loại đèn và tra trong bảng sau:

Kdt

Môi trường

Số lần lau bóng đèn trong 1 tháng

Đèn huỳnh quang Đèn tròn

Phòng nhiều bụi, khói

2,0

1,7

Phòng có bụi, khói trung bình

1,8

1,5

Phòng ít bụi, khói

1,5

1,3

đyc là tổng quang thông mà các bộ đèn phát ra (bộ đèn gồm bóng đèn và máng đèn). Khi thiết kế chiếu sáng, các kỹ sư thường chọn trước loại bóng đèn có quang thông mỗi bđ và chọn máng đèn có hiệu suất h đ căn cứ vào các catologue của nhà sản xuất. Từ đó bóng F tính ra quang thông của 1 bộ đèn sau khi lắp 1 bóng là:

Lưu ý F

= ñ(1)

bñ

Trang 171

Nguyễn Mạnh Hà

F F (3.9)

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Nếu bộ đèn lắp số bóng là nbđ thì quang thông của bộ đèn là:

= ñ(n)

bñ

.bnh .

F F

1), khi đó để đảm bảo phân bố ánh sáng Gọi nbđ là số bóng lắp trong một bộ đèn (nbđ ‡ đồng đều ta phải chọn giá trị nbđ là số nguyên dương thỏa mãn điều kiện sau:

ñyc

n b

2 t h ab

ñ(1)

F £ (3.10) F

Nếu công thức trên xảy ra trường hợp nbđ<1 thì chọn nbđ=1, tuy nhiên trong thực tế trường hợp này rất ít xảy ra.

Ví dụ 1: Xác định U của căn phòng biết:

- Đèn cấp G

- Chỉ số hình phòng j=1,45

- Chỉ số treo đèn j=0,17 - Hệ số phản xạ r tr=70%; r t=30%; r mlv=10%

Đáp số: U=57,8%

Ví dụ 2: Một căn phòng có Emin =300lx, diện tích sàn 12×4m, ít bụi có hệ số lợi dụng quang thông U=60%. Độ đồng đều của độ rọi yêu cầu Z=0,96

đyc

Tính quang thông yêu cầu của căn phòng F

Đáp số: 37500lm

3.4.5. Bố trí đèn và xác định số lượng đèn lắp đặt

Bố trí so le (hình thoi)

Bố trí kiểu hình vuông (chữ nhật)

Bố trí tự do (số đèn lẻ)

Dùng máng đôi

Mặt bằng các phương án bố trí đèn

Trang 172

Nguyễn Mạnh Hà

Bố trí đèn là bài toán phức tạp và không có lời giải tối ưu trong trường hợp tổng quát. Có nhiều cách bố trí đèn phụ thuộc vào không gian kiến trúc căn phòng, sở thích của người thiết kế, tuy nhiên tất cả các cách bố trí đều phải đảm bảo sự phân bố ánh sáng tương đối đồng đều.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

đyc đS biến thiên trong

Mỗi bộ đèn chiếu sáng thường có thông số quang thông khá lớn từ vài ngàn đến hàng

đS ≤ 1,2F

đyc ≤ F

đyc

trăm ngàn lumen, do đó rất khó để chọn số lượng đèn phát ra quang thông đúng bằng F nên trong tính toán cho phép quang thông thực tế của các đèn phát ra F một khoảng là: 0,9F (3.11)

đyc:

Điều kiện này đảm bảo sai số quang thông ở trong phạm vi -10% đến 20% so với F

ñyc

10%

.100% 20%

ñyc

F - F S - £ £ F

ñyc

.100%

ñyc

F - F S gọi là sai số quang thông. Trong đó F

Ví dụ với số lượng 8 đèn cho một căn phòng ta có thể bố trí khác nhau như:

- Dùng bộ đèn đơn, dùng đèn đôi, đèn ba hoặc thậm chí 4 đèn trong 1 máng.

- Dùng nhiều loại đèn công suất khác nhau để phối hợp (không nhất thiêt cùng loại)

- Bố trí kiểu tự do: thường dùng khi số vị trí lắp đặt đèn là số lẻ.

- Bố trí theo quy luật hình vuông (hoặc chữ nhật)

- Bố trí thành so le,…

Trong các kiểu bố trí trên thì kiểu bố trí hình chữ nhật dùng phổ biến nhất do đơn giản, đảm bảo mỹ quan và phân bố ánh sáng đồng đều nên trong bài giảng này nghiên cứu các quy tắc để bố trí đèn hình chữ nhật hợp lý.

Sơ đồ tính toán cách bố trí đèn hình vuông hoặc chữ nhật

Xét mặt bằng bố trí đèn dạng hình chữ nhật với các kích thước như hình vẽ sau:

Số đèn bố trí trong 1 hàng theo cạnh dài (cạnh a) của hình chữ nhật:

ñyc

= N M

a t h .

ñ(1)

a n b . ñ b

    

    

Trang 173

Nguyễn Mạnh Hà

F (3.12) F

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

ñyc

a t h .

ñ(1)

a n b .b ñ

F và Công thức trên nghĩa là Na lấy giá trị lớn nhất trong hai số F

Tương tự số đèn bố trí trong 1 hàng theo cạnh ngắn (cạnh b) của hình chữ nhật:

ñyc

= N M

b t h .

ñ(1)

b n a . ñ b

    

    

F (3.13) F

Các phương án bố trí

Phương án 1

Phương án 2

Phương án 4

[Na] ≤ Na

Phương án 3 [Na] ≤ Na [Nb] ‡

[Na] ‡ [Nb] ‡

Nb Số đèn mỗi phương án

[Nb] ≤ Nb N1=[Na].[Nb]

[Na] ‡ Na [Nb] ≤ Nb N2=[Na].[Nb]

N3=[Na].[Nb]

N4=[Na].[Nb]

Yêu cầu Na và Nb phải là các số nguyên dương, tuy nhiên thực tế tính toán thường đưa đến kết quả là các số thập phân, do vậy mỗi giá trị Na và Nb có thể có 2 giá trị nguyên dương cận trên và cận dưới. Ví dụ nếu Na=2,1 thì có thể lấy cận trên là [Na]=3 ‡ Na hoặc cận dưới [Na] = 2 ≤ Na. Như vậy ta có 4 phương án bố trí đèn cần được xem xét như bảng sau:

F = ñ

ñ(1)

F = ñ

ñ(1)

F = ñ

ñ(1)

F = ñ

ñ(1)

N 1

Tổng quang thông của mỗi phương án

F F F F S S S S

ñyc

.100%

Sai số quang thông

F - F F - F F - F F - F S S S S

ñyc

F F F F

Trong bảng trên ký hiệu N1‚ N4 là số đèn cần lắp đặt ứng với các phương án 1‚ 4, về giá đS là tổng quang thông do các đèn phát ra ứng với từng trị thì N1≤N2≤N3≤N4. Ký hiệu F phương án.

Xét lần lượt từ phương án 1 đến 4, phương án đầu tiên có sai số quang thông nằm trong phạm vi từ -10% đến 20% thì đó là phương án hợp lý nhất, các phương án kế tiếp không cần xem xét nữa.

Nếu xảy ra trường hợp cả 4 phương án đều có sai số quang thông ngoài phạm vi từ -10% đến 20% thì có một số giải pháp xử lý thủ công như sau (ưu tiên xử lý theo thứ tự từ trên xuống):

đ(1)

* Thay đổi số bóng đèn lắp trong mỗi bộ đèn nbđ (vì nbđ thường lớn hơn 1) * Chọn loại máng đèn có hiệu suất h đ cao hơn. * Chọn bóng đèn của hãng khác để thay đổi F

* Trường hợp sai số quang thông <-10% thì lắp bổ sung một số bộ đèn một bóng xen kẽ giữa 2 bộ đèn đã bố trí hoặc lắp thêm 1 bóng đèn vào một một số vị trí đèn.

Sau khi tìm được phương án hợp lý thì số đèn cần lắp đặt chính thức là:

(3.14) Nđ = [Na].[Nb]

Trang 174

Nguyễn Mạnh Hà

Khoảng cách các đèn :

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

[

]

a N

[

]

b N

 = m     = n 

(3.15)

]

a [ N

Khoảng cách từ đèn ngoài cùng đến tường:

]

[

b N

 = p     = q 

(3.16)

F Ví dụ 1: Căn phòng dài· rộng· cao là 32· 13· 4,37m với độ cao treo đèn 3,32m có đyc=177.549,21lm. hiệu suất bộ đèn h đ=0,76 dùng bóng đèn có quang thông 3200lm. Đèn cấp G. Hãy tìm phương án bố trí đèn.

Đáp số: Chọn nbđ=3; [Na]=8; [Nb]=3; m=4m; n=4,33m; p=2m; q=2,17m Ví dụ 2: Giải ví dụ trên trong trường hợp chọn số bóng đèn là nbđ=4.

3.5. Ứng dụng phần mềm Dialux trong thiết kế chiếu sáng nội thất

3.5.1. Giới thiệu về phần mềm Dialux

Dialux là phần mềm thiết kế chiếu sáng độc lập, được tạo lập bởi công ty DIAL GmbH của Đức và cung cấp miễn phí tại địa chỉ www.Dialux.com. Đến tháng 3/2013 phiên bản mới nhất là 4.11.0.1.

Phần mềm cho phép tính toán thiết kế chiếu sáng trong nhà cũng như ngoài trời (quảng trường, đường giao thông, vườn hoa,...). Phần mềm cho phép tích hợp sẵn thông số các đèn do Dial GmbH sản xuất, ngoài ra nó còn cho phép tích hợp nhiều loại đèn của các hãng khác nhau và còn cho phép nhập dữ liệu đèn của các hãng chưa có trong thư viện.

Dialux giúp thực hiện nhanh chóng quá trình tính toán dựa trên nền tảng đồ hoạ trực quan. Người thiết kế có thể nhìn thấy hình ảnh 3D và các hình chiếu 2D ở các mặt khác nhau. Phần mềm có khả năng tính toán chiếu sáng trong những không gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng, mặt bằng nhà hình L, có đồ vật, vật dụng trong phòng, chiếu sáng thảm cỏ, vườn hoa) trong điều kiện có và không có ánh sáng tự nhiên.

Dialux hỗ trợ xuất bản vẽ với định dạng *.DXF, *.DWG và *.PDF và hỗ trợ người thiết kế qua Wizard. Tiêu chuẩn áp dụng trong tính toán là các tiêu chuẩn châu Âu như EN 12464, CEN 8995. Tuy nhiên người thiết kế vẫn có thể nhập bằng tay các TCVN về chiếu sáng.

Phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux bao gồm 2 phần chính:

- Phần Dialux: Đây là phần chính với đầy đủ tính năng, công cụ hỗ trợ và thiết lập dự án một cách chi tiết và chính xác.

- Dialux Light: Đây là bản rút gọn của Dialux trợ giúp cho người thiết kế chiếu sáng qua từng bước cơ bản. Bước kết thúc là kết quả xuất dữ liệu. Với người thiết kế chuyên nghiệp không nên dùng bản này.

Trang 175

Nguyễn Mạnh Hà

Sách Manual (do DIAL GmbH phát hành để hướng dẫn người dùng) có 355 trang, do đó việc khai thác hết các chức năng của Dialux đòi hỏi nhiều thời gian nghiên cứu. Một khi đã làm chủ được nó thì phần mềm có thể mô phỏng 3D rất sinh động, giống như thật các vật thể trong phòng, thậm chí có thể xuất bản thành ảnh, phim khá ấn tượng.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Do thời gian có hạn nên bài giảng chỉ trình bày những vấn đề cơ bản nhất để tiếp cận với phần mềm, mục tiêu hướng đến là tính toán các thông số chiếu sáng theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

3.5.2. Cài đặt phần mềm Dialux

Cài đặt phần mềm Dialux rất đơn giản, giống như cài đặt các phần mềm khác trong Windows bằng cách chạy file Setup tải về từ Internet rồi làm theo các hướng dẫn.

3.5.3. Thiết kế chiếu sáng nội thất bằng Dialux

Theo quan điểm của tác giả, việc hướng dẫn sử dụng một phần mềm hiệu quả nhất là thông qua một ví dụ cụ thể được trình bày từng bước chi tiết. Xuất phát từ quan điểm này, ta bắt đầu bằng ví dụ sau:

Ví dụ: Tính toán chiếu sáng nội thất cho một lớp học phòng với các kích thước hình học như sau : Chiều dài a = 14 m chiều rộng b = 7 m chiều cao h = 3 m ; trần màu trắng r 1 = 0,7; tường màu kem r 3 = 0,5 ; sàn có hệ số phản xạ r 4 = 0,2.

Đồ vật trong lớp học gồm có: bảng đặt theo chiều rộng; 8 hàng bàn có kích thước 2x0,6x0,85m; 3 cửa sổ sau có kích thước 2x2m; 2 cửa chính có kích thước 2x1,2 m; Khoảng cách từ sàn đến mặt phẳng làm việc là 0,85

Bước 1: Khởi động chương trình và thiết lập thông tin hồ sơ thiết kế Bấm Start ﬁ Dialux 4.11 ... ﬁ Dialux ﬁ

Bấm chọn "New Interior Project". Ở bước này có thể bấm vào tab "Project" và nhập các thông tin cơ bản về dự án như Name (tên dự án); địa chỉ, email, fax của đơn vị thiết kế;

Bước 2: Nhập kích thước lớp học vào các ô Length; Width; Height ﬁ Bấm nút OK.

Bây giờ bấm nút "3D standard view" trên thanh công cụ

Trang 176

Nguyễn Mạnh Hà

(nút hình hộp đặc) sẽ xuất hiện hình dáng 3D của căn phòng. Để chọn tường hoặc trần hoặc sàn ta click chuột vào thì vách tường, trần hoặc sàn sẽ biến thành màu đỏ. Muốn xoay hình 3D của căn phòng ta bấm nút hình mũi tên cong 2 đầu (nút thứ 3 từ trái qua), sau đó dùng chuột xoay để nhìn thấy tất cả các mặt của căn phòng 3D . Để phóng to, thu nhỏ hình 3D ta lăn nút chuột giữa.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Bước 3: Bấm vào nút Room 1 (có thể đổi tên nếu muốn), sau đó bấm nút Wall Surfaces (các vách tường) để hiện lên các vách tường của căn phòng.

Tiếp tục bấm chuột vào "Work plane" (mặt làm việc) và nhập 0,85 là độ cao làm mặt việc quy ước (mặt bàn).

Chọn tab "Material" ﬁ Nhập vào ô "Reflection factor" Bấm chuột vào "Floor" (sàn) ﬁ giá trị 20 là hệ số phản xạ của sàn.

Chọn tab "Material" ﬁ Nhập vào ô "Reflection Bấm chuột vào "Ceilling" (trần) ﬁ factor" giá trị 70 là hệ số phản xạ của trần.

Bấm chuột vào các mục "Wall" (tường) ﬁ Chọn tab "Material" ﬁ Nhập vào ô "Reflection factor" giá trị 50 là hệ số phản xạ của tường.

Các mục khác để nguyên giá trị mặc định của Dialux.

Bước 4: Thiết lập các cửa sổ của căn phòng. "Windows and doors" ﬁ Chọn tab "Object" ﬁ Kéo biểu tượng "Window" đặt lên tường cần tạo ra cửa sổ.

Vào tab "Position/size" trên Project manager, nhập kích thước cửa sổ 2x2m và toạ độ vị trí của cửa sổ (có thể dùng chuột kéo cửa sổ đến vị trí thích hợp nhưng không chính xác bằng nhập toạ độ). Để kéo rê được cửa sổ bằng chuột, trước hết chọn cửa sổ sau đó trỏ chuột vào chữ thập và kéo cửa sổ đi đến vị trí thích hợp.

Tiếp tục lặp lại bước trên đủ 3 cửa sổ thì dừng lại. Thay đổi màu cho cửa sổ: Vào tab "Colors" ﬁ "Textures" ﬁ "Indoors" ﬁ "Window" ﬁ Kéo biểu tượng hình dáng và màu sắc cửa sổ đồng thời giữ phím Shift thả vào cửa sổ.

Chọn cửa sổ ﬁ Chọn tab "Texture" để chỉnh kích thước và hình dáng cửa (số cánh,...). Ví dụ ta nhập Size X=1m thì cửa có 2 cánh. Size Y=2 thì chiều Y vừa khít khung cửa.

Chọn tab "Material" để chọn hệ số phản xạ, xuyên ánh sáng qua cửa (bằng kính,...)

Trang 177

Nguyễn Mạnh Hà

Chọn tab "Daylight properties" để chọn hệ số ô nhiễm, hệ số khung,... (thường để mặc định và không nên điều chỉnh).

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Lần lượt làm bước này cho cả 3 cửa sổ.

Bước 5: Thiết lập cửa đi

Do cửa đi đối diện với cửa sổ và chưa nhìn thấy nên ta phải xoay hình 3D của căn phòng

Chọn tab "Object" ﬁ 1800 sang phía đối diện trước khi kéo biểu tượng cửa đi vào vách tường. "Windos and doors" ﬁ

Kéo biểu tượng "Door" đặt lên tường 2 lần được 2 cửa đi. Tiếp đó chọn cửa đi ﬁ Vào tab "Position/size" trên Project manager nhập kích thước cửa 2x1,2m và toạ độ vị trí của cửa (có thể dùng chuột kéo cửa đến vị trí thích hợp nhưng không chính xác bằng nhập toạ độ). Để kéo rê được cửa bằng chuột, trước hết chọn cửa sau đó trỏ chuột vào chữ thập và kéo cửa đi đến vị trí thích hợp.

Thay đổi màu cho cửa đi: Vào tab "Colors" ﬁ "Textures" ﬁ "Indoors" ﬁ "Door" ﬁ Kéo hình dáng và màu sắc cửa đi đồng thời giữ phím Shift thả vào đúng tâm cửa đi.

Chọn cửa điﬁ Chọn tab "Texture" để chỉnh kích thước và hình dáng cửa (số cánh,...). Ví dụ ta nhập Size X=1,2m ; Size Y=2 thì cửa vừa khít khung.

Chọn tab "Material" để chọn hệ số phản xạ, xuyên ánh sáng qua cửa (nếu cửa làm bằng kính,...)

Bước 6: Chọn đồ vật (bàn ghế học sinh, bục giảng, bảng, bàn giáo viên,...)

Các đồ vật được đặt trong tab "Objects" bao gồm rất nhiều loại khác nhau, đủ cho phép người thiết kế tạo ra nhiều dạng thực tế. Các thư viện đó gồm:

+ "Standard element": Các hình khối cơ bản (lập phương, trụ, nón,...)

+ "Room elements": các hình khối trong phòng (cột vuông, trụ tròn, trần nghiêng, trần hình cầu,...).

+ Và một số thư viện đối tượng 3D khác.

Mỗi đồ vật đưa vào màn hình CAD có thể xoay theo 3 chiều (bằng cách đặt trỏ vào các

Trang 178

Nguyễn Mạnh Hà

chấm RED-GREEN-BLUE) hoặc di chuyển (bằng cách đặt trỏ vào dấu chữ thập để kéo). Kéo "Cube" vào sàn phòng học ﬁ * Để tạo bục giảng ta chọn "Standard element" ﬁ Chọn tab "Geometry" để chỉnh tạo độ bục giảng (hoặc kéo nhưng không chính xác), chỉnh

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

kích thước bục giảng L, B, H ứng với độ dài, độ rộng và độ cao. Có thể vào tab "Surfaces" để lựa chọn vật liệu làm bục của 6 mặt (thực chất là gắn với hệ số phản xạ ánh sáng).

* Để tạo bảng viết ta coi bảng như là cửa sổ nhưng sau đó thay bằng vật liệu màu xanh

Ocean Blue (hấp thụ ánh sáng, không cho ánh sáng xuyên qua như cửa). * Để chọn bàn giáo viên và bàn học sinh ta vào "Objects" ﬁ Furniture ﬁ Indoor ﬁ

"Textures" ﬁ "Indoors" ﬁ

Tables ... Chọn bàn phù hợp. Chọn ghế ta vào đối tượng "Chairs". Lưu ý: vào tab "Surfaces" để chọn các mặt của bàn, ghế (có thể tới vài chục mặt cho mỗi loại, khi đó chọn đồng thời tất cả các mặt sau đó chọn chung 1 loại vật liệu). Muốn tạo màu chỉ riêng mặt bàn ta vào tab "Furniture" ﬁ "Colors" ﬁ Chọn màu phù hợp, kéo chuột+Shift thả vào mặt bàn thì mặt bàn sẽ đổi màu (nếu không ấn phím shift thì toàn bộ cái bàn, kể cả chân bàn đều đổi màu).

Với bàn học sinh sau khi tạo xong 1 cái có thể dùng biện pháp copy/paste. Sau khi tạo hoàn chỉnh ta có hình 3D của căn phòng cùng với các đồ vật 3D như hình vẽ. Nếu vật liệu nào chưa vừa ý ta chọn nó và vào tab "Surfaces", chọn tất cả các surface có trong ô và đổi vật liệu khác trong danh sách sổ xuống.

Import ﬁ

chọn fileﬁ Open ﬁ

Số lượng đồ vật (Objects) trong Dialux khá hạn chế, do đó cần bổ sung thêm Object bằng cách tải chúng về từ internet các file dạng *.m3d hoặc *.sat. Sau đó vào File ﬁ Object files ﬁ khi đó chương trình sẽ hỏi thư mục lưu đồ vật trong Dialux (thường là thư mục Funiture). Sau khi đã nạp vào trong Dialux, có thể move chúng đến thư mục khác bằng cách kéo chuột.

Trang 179

Nguyễn Mạnh Hà

Bước 7: Chọn bộ đèn (hoặc chọn nhiều bộ đèn) cho dự án. Chọn menu "Luminaire selection"ﬁ My database sẽ hiện ra danh sách đèn của các hãng khác nhau nếu đã Plugin vào Dialux. Khi mới cài Dialux chỉ có đèn của hãng Dial GmbH, do đó để cài thông số đèn của hãng khác phải tải Plugin của hãng đèn đó về từ internet và cài đặt sau đó add vào thư viện của Dialux.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Nếu sử dụng thư viện đèn của Dial tích hợp sẵn thì không cần cài thêm thư viện các hãng khác. Lúc đó ta chỉ cần chọn mục "My database" ﬁ Chọn tab "General" sẽ chọn đèn theo hãng; Chọn tab "Lamp" sẽ chọn đèn theo ký hiệu của đèn. Trong ví dụ này ta chọn đèn DIAL Lichtband-Fuktionseinseinheit mit ext T26 58W ﬁ Ấn nút Apply ﬁ Close.

Có thể chọn nhiều đèn như bước trên để thiết kế dùng nhiều loại đèn khác nhau cho cùng "Luminaires used" sẽ liệt kê chi tiết các một dự án. Khi đó trong khung "Project manager" ﬁ đèn đã add vào Project (ví dụ hình bên phải bên dưới có 2 đèn trong project).

Bước 8: Bố trí đèn. Vào menu "Paste" ﬁ "Luminaire Arrangement" sẽ có các lựa chọn:

+ Individual Luminaire: Chèn thêm 1 đèn lẻ vào dự án

+ Field Arrangement: Chèn các đèn bố trí hình chữ nhật. Vào tab "Mounting" để điều chỉnh toạ độ dàn đèn, số lượng đèn theo hàng và cột ﬁ Bấm nút "Insert".

+ Line Arrangement: Chèn 1 hàng đèn, trong đó các đèn xếp liền nhau.

+ Circle Arangement: Chèn các đèn và bố trí thành hình tròn. Vào tab "Mounting" để điều chỉnh toạ độ tâm dàn đèn, số lượng đèn ﬁ Bấm nút "Insert".

+ "Flood light arrangement" và "Flood light table" dùng cho chiếu sáng giao thông.

+ Luminaire Wizard: Bố trí đèn theo từng bước.

Trong ví dụ này tác giả sử dụng cách bố trí đèn "Field Arrangement".

Bước 9: Chạy modul tính toán

Bấm nút "Start Calculation" (nút đầu tiên) ﬁ Tick chọn nút All ﬁ Có

Trang 180

Nguyễn Mạnh Hà

2 lựa chọn: Tính bình thường (tốc độ nhanh) hoặc tính chi tiết (tốc độ chậm) ﬁ Bấm OK.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Kết quả xuất ra ở dạng 3D như dưới. Có thể trỏ chuột vào bất kỳ điểm nào trong phòng thì xuất hiện độ rọi và độ chói ở thanh trạng thái phía dưới màn hình.

Để làm nổi rõ vật và có ánh sáng sinh động, chi tiết hơn, thật hơn có thể dùng modul

(nút đầu tiên). Nếu modul này "Raytracer POV ray" trên thanh Toolbars chưa cài đặt thì Dialux tự động cài đặt ngay lần đầu tiên bấm vào nút này.

Trang 181

Nguyễn Mạnh Hà

Trong ô "Picture properties" chọn kích thước ảnh cần xuất ra. Lưu ý ảnh càng rộng thì tốc độ xuất càng chậm.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Có thể bấm lên nút "3D light distribution display" (nút thứ nhất) để hiện lên phân bố ánh sáng của các đèn.

Bước 10: Xuất kết quả chi tiết

Vì thông số kết quả tính toán rất nhiều, do vậy trước hết phải định dạng dữ liệu xuất ra là gì. Chọn tab "Output" ở cuối "Project manager" để chọn những thông tin cần xuất ra bằng cách tick vào ô vuông tương ứng với nội dung. Thông thường nên chọn: Project cover (Thông tin cơ bản về dự án); Luminaire data sheeet (Thông số chi tiết của đèn); Summary (tóm tắt số liệu chính như Emin, Etb, Emax,...); Luminair Parts list (Danh sách các đèn dùng trong dự án); Luminaires layout plan (mặt bằng bố trí đèn); Objects layout plan (mặt bằng đồ vật trong phòng); photometric Results (kết quả tính ánh sáng);

Để xuất kết quả, vào menu File ﬁ Save output as PDF ﬁ Export ﬁ

Trang 182

Nguyễn Mạnh Hà

Chọn nơi lưu file, sau đó mở ra ta được kết quả tính toán là file PDF gồm nhiều trang in tương ứng với cá mục đã tick chọn để xuất dữ liệu.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.5.4. Thiết kế chiếu sáng có tính đến ánh sáng mặt trời trong Dialux:

Dialux ngoài năng lực mạnh mẽ trong thiết kế chiếu sáng nhân tạo, nó còn có khả năng thiết kế chiếu sáng tự nhiên bằng ánh sáng mặt trời. Ngoài ra nó có thể tính toán chiếu sáng hỗn hợp vừa dùng đèn vừa kể đến ánh sáng mặt trời.

Tính mạnh mẽ của nó thể hiện ở chỗ có thể điều chỉnh ánh sáng của đèn, thậm chí có thể giảm độ sáng của đèn về giá trị 0.

Bước 1: Tạo khung cảnh ánh sáng bằng cách bấm nút "New light scene"

(nút đầu tiên). Khi đó cửa sổ "Project manager" xuất hiện thư mục "Light scenes" và khung cảnh "Light scene 1".

Bước 2: Thiết lập mô hình ánh sáng mặt trời. Trong cửa sổ "Project manager" bấm tab "Daylight properties" ﬁ

tick vào "Take daylight into account during calculation" ﬁ Mục "Date" nhập ngày trong năm để ứng với mô hình bầu trời chính xác ﬁ "Time" nhập thời gian mặt trời chiếu (vị trí mặt trời nằm ngang vào buổi sáng, trên đỉnh vào trưa tức là hướng ánh sáng cắt ngang qua nhà) ﬁ "Sky model" là mô hình bầu trời, có 3 lựa chọn : Clear (trời trong); Overcast (ít mây); Mixed (nhiều mây).

Bước 4: Điều chỉnh độ sáng giàn đèn (khác với điều chỉnh độ sáng của từng đèn sẽ trình bày ở phần dưới).

Điều chỉnh độ sáng đèn

Thiết lập mặt trời

Xác định hướng căn phòng

Vào tab "Dimming values" ta thấy mục "Luminaires in no control group" cho phép điều chỉnh độ sáng các đèn từ 0-100%. Việc điều chỉnh chỉ có hiệu quả đối với các đèn chưa được tạo nhóm (no control group).

Bước 5: Điều chỉnh hướng của căn phòng. Bấm vào mục "Room 1" ﬁ chọn tab "Aligment" ﬁ

mục "North alignment" nhập góc hướng bắc của căn phòng (có thể có giá trị âm). Phải xác định chính xác hướng bắc để biết các cửa sổ sẽ được ánh sáng chiếu qua. Khi đó màn hình CAD của Dialux sẽ có mũi tên chỉ hướng bắc của căn phòng.

Bước 6: Xuất kết quả

Trang 183

Nguyễn Mạnh Hà

- Nếu muốn tính chiếu sáng tự nhiên mà không có đèn ta điều chỉnh mục "Luminaires in no control group" = 0. Kết quả tính toán hoàn toàn là ánh sáng tự nhiên lọt qua cửa sổ, do đó phải thiết lập cửa sổ là loại kính truyền sáng qua được. Nếu cửa sổ cản sáng thì không thấy

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

ánh sáng. Hai hình dưới là kết quả tính toán hoàn toàn bằng ánh sáng tự nhiên thể hiện trong Dialux (bấm nút "Start calculation") và trong POV-ray (bấm nút "Raytracer POV ray"):

- Nếu muốn tính toán chiếu sáng hỗn hợp gồm chiếu sáng tự nhiên và ánh sáng điện ta điều chỉnh "Luminaires in no control group" với một giá trị nào đó và tính toán như trên.

3.5.5. Thiết kế chiếu sáng hỗn hợp trong Dialux:

Việc chiếu sáng hỗn hợp là bài toán thực tế bao gồm ánh sáng tự nhiên, ánh sáng của nhiều loại đèn với độ sáng khác nhau.

Việc thiết lập ánh sáng tự nhiên hoàn toàn như mục 8.5.4. Việc thiết lập ánh sáng cho nhiều loại đèn đòi hỏi phải phân các đèn thành các nhóm khác nhau và điều khiển riêng biệt từng nhóm.

Bước 1: Tạo khung cảnh ánh sáng như mục 8.5.4

Bước 2: Thiết lập ánh sáng mặt trời như mục 8.5.4 Bước 3: Tạo nhóm điều khiển đèn. Nút phải chuột vào "Light scene 1" ﬁ

"Insert "New control group" sẽ xuất hiện nhóm điều khiển đèn. Nếu lập nhiều control group"ﬁ nhóm ta lặp lại bước này. Các nhóm điều khiển đèn mới tạo nằm dưới mục "Light scene 1".

Bước 4: Chuyển đèn vào các nhóm điều khiển; Nút chuột trái vào "Luminaires"ﬁ Bấm chuột phải vào nhóm điều khiển đèn tương

ứngﬁ "Add to control group" ﬁ Chọn nhóm điều khiển đèn.

Trang 184

Nguyễn Mạnh Hà

Lặp lại để chuyển tất cả các đèn vào nhóm điều khiển của nó.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Bước 5: Điều khiển từng nhóm đèn: Bấm chuột trái vào "Light scene 1"ﬁ

Chọn tab "Dimming values"ﬁ xuất hiện danh sách các nhóm điều khiển đèn, trong đó ta có thể điều chỉnh độ sáng từng nhóm từ 0-100 để tính toán. Lưu ý: Các đèn không thuộc nhóm nào sẽ bị điều chỉnh bởi mục "Luminaires in no control group".

Bước 6: Xuất kết quả bằng Dialux hoặc POV-ray. Ví dụ bên dưới xuất kế quả gồm giàn đèn có độ sáng 10%. Riêng đèn 1 và 2 điều chỉnh độ sáng 100%. Tắt ánh sáng mặt trời.

2

1

Các hình ảnh sau là kết quả chiếu sáng ứng với các đèn được điều chỉnh độ sáng 10%, có ánh sáng mặt trời "Clear Sky" lúc 10h45' sáng. Trên hình ta thấy ánh sáng mặt trời ở phía cửa sổ rọi vào căn phòng sáng ở một góc, ánh sáng mặt trời hắt lên tường.

3.5.6. Thiết kế chiếu sáng ngoài trời bằng Dialux:

Khi khởi động Dialux, chọn New Exterior Project để bắt đầu thiết kế chiếu sáng ngoài trời. Trong cửa sổ "Project manager" có các đối tượng: Grouund elements (mặt đất, đường), Luminaires (các đèn) và Objects (các vật thể như nhà, xe,..). Tuy nhiên bề mặt cỏ không tạo được mà chỉ mô phỏng màu sắc tương tự với hệ số phản quang do người dùng nhập vào. Các gò đồi, đảo, cây, ghế,... có thể dùng thư viện Object hoặc dùng nhiều hình khối ghép thành.

Trang 185

Nguyễn Mạnh Hà

Sau khi hoàn thành thiết kế kiến trúc, bấm nút "Start

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

calculation" để tính toán chiếu sáng.

Trang 186

Nguyễn Mạnh Hà

Để định dạng các kết quả xuất ra ta vào tab Output chọn những thông số cần in. Để xuất kế quả ra file PDF, vào menu Fileﬁ Exportﬁ Save output Asﬁ OK. Hình dưới đây là kết quả tính bằng Dialux và POV-ray.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

PHỤ LỤC CHƯƠNG 3

Model

Phổ ánh sáng

Đui đèn

Công suất (W)

Quang thông (Lm)

Quang hiệu (Lm/W)

Điện áp (V)

Hệ số hoàn màu (Ra)

Loại ống

FL40SD

G13 Daylight (65000K)

2650

220

T10

FL40SS

G13

Sunlight (75000K)

2600

220

T10

FL40SW

G13 Warmlight (30000K)

3000

220

T10

FL20SD

G13 Daylight (65000K)

1150

220

T10

FL20SS

G13

Sunlight (75000K)

1100

220

T10

FL20SW

G13 Warmlight (30000K)

1200

220

T10

Maxx801 G13 Daylight (65000K)

2800

220

T10

Maxx801 G13 Daylight (65000K)

1180

220

T10

FL36SSD G13 Daylight (65000K)

2700

220

FL36SSS G13

Sunlight (75000K)

2650

220

FL18SSD G13 Daylight (65000K)

1280

220

FL18SSS G13

Sunlight (75000K)

1100

220

FPL36EXD G13 Daylight (65000K)

2600

220

Phụ lục 1: Thông số bóng đèn huỳnh quang do Công ty Điện Quang sản xuất

Phổ ánh sáng

Đui đèn

Công suất (W)

Quang thông (Lm)

Quang hiệu (Lm/W)

Điện áp (V)

Hệ số hoàn màu (Ra)

Kích thước (mm) D×R×C

E27

Daylight (65000K)

2700

220

≥ 80

E27

Daylight (65000K)

3300

220

≥ 80

E27

Daylight (65000K)

495

110,220

≥ 80

275×221×125

E27 Warmwhite (30000K)

550

110,220

≥ 80

275×221×125

E27

Daylight (65000K)

650

110,220

≥ 80

275×221×135

E27 Warmwhite (30000K)

715

110,220

≥ 80

275×221×135

E27

Daylight (65000K)

750

110,220

≥ 80

275×221×145

E27 Warmwhite (30000K)

825

110,220

≥ 80

275×221×145

E27

Daylight (65000K)

1100

110,220

≥ 80

275×221×155

E27 Warmwhite (30000K)

1200

110,220

≥ 80

275×221×155

Trang 187

Nguyễn Mạnh Hà

Phụ lục 2: Thông số bóng đèn Compact do Công ty Điện Quang sản xuất

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Quang thông (Lm)

Quang hiệu (Lm/W)

Kiểu

Dây tóc

Công suất (W)

Điện áp (V)

Bóng trong Bóng mờ Bóng trong Bóng mờ

A60 A60 A60 A60 A60 A60 A60 A60 A75

220-240 220-240 110-130 220-240 110-130 220-240 110-130 220-240 220-240

25 40 60 60 75 75 100 100 200

250 430 870 710 1120 940 1580 1380 3100

240 415 845 685 1085 910 1530 1340 3000

10 10,8 14,5 11,8 14,9 12,5 15,8 13,8 15,5

Xoắn kép Xoắn kép Xoắn kép Xoắn kép Xoắn kép Xoắn kép Xoắn kép Xoắn kép Xoắn kép

Kich thước (mm) 610×305×220 610×305×220 610×305×220 610×305×220 610×305×220 610×305×220 610×305×220 610×305×220

9,6 10,4 14,1 11,4 14,5 12,1 15,3 13,4 15

Phụ lục 3: Thông số bóng đèn nung sáng do Công ty Điện Quang sản xuất

Phụ lục 4: Bảng tra hệ số lợi dụng quang thông U

(Gồm các cấp đèn A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, T)

U tính bằng %. Giá trị r trong bảng đã chia cho 10 (ví dụ trong bảng r =8 có nghĩa là r =0,8)

tr, r

t, r mlv lần lượt là hệ số phản xạ của trần, tường, mặt làm việc

8 7 3

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : A 7 3 1

7 5 1

7 5 3

7 7 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

81 87 91 95 97 101 103 104 106 107 79 85 89 93 96 100 102 104 105 106

88 95 101 107 110 116 119 122 125 126 85 91 97 103 106 112 116 119 122 124

87 94 99 104 107 113 116 118 121 122 84 90 96 101 104 110 113 116 119 121

78 85 91 96 100 107 111 114 118 120 76 82 88 93 97 103 108 111 115 117

70 75 81 85 88 93 96 99 101 102 69 75 80 84 87 92 96 98 100 102

70 76 81 86 89 94 98 100 103 104 69 76 80 84 88 93 96 99 102 103

74 79 84 88 91 95 98 100 102 103 73 78 83 87 90 94 97 99 101 103

67 72 78 82 89 90 94 96 99 100 67 74 77 81 85 90 93 96 98 100

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

81 86 90 94 96 100 102 103 105 106 79 84 89 92 95 99 101 103 104 105

74 80 85 89 92 97 100 102 104 105 73 78 84 88 91 95 99 101 103 104

67 73 78 83 86 92 96 99 102 103 67 72 78 82 86 91 95 98 101 102

67 72 78 82 86 91 95 98 100 102 67 72 77 82 85 90 94 97 99 102

70 75 80 84 87 92 95 97 100 101 69 74 80 84 87 91 95 97 99 101

66 71 76 80 83 89 92 95 97 98 66 71 76 80 83 89 92 95 97 98

Trang 188

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

LOẠI ĐÈN : B

8 7 3

8 7 1

7 7 3

7 7 1

7 5 3

7 5 1

7 3 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

80 89 96 102 106 113 117 120 123 125 76 84 91 98 102 109 113 117 120 123

74 81 86 90 94 98 101 102 104 105 71 78 84 88 92 97 100 102 104 105

78 87 93 99 103 109 113 116 119 121 75 83 90 96 100 107 111 114 117 119

68 76 84 90 95 102 107 111 115 117 66 73 80 87 92 99 104 108 112 115

54 61 67 73 77 83 97 90 93 95 54 61 67 73 77 83 87 90 93 95

73 80 86 89 92 97 99 101 103 104 71 78 83 88 91 96 99 101 103 104

65 72 78 83 87 93 96 99 101 103 63 70 77 82 86 92 95 98 101 102

56 63 70 75 80 87 91 95 98 101 56 63 69 75 79 86 90 94 97 100

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

60 67 73 79 83 90 94 97 100 102 59 66 72 78 82 88 93 96 99 101

64 71 77 82 86 91 95 97 100 101 63 70 76 81 85 90 94 96 99 101

59 66 73 78 82 88 92 95 98 100 59 66 72 77 81 88 92 94 98 99

56 63 69 75 79 86 90 94 97 99 56 62 69 74 79 85 90 93 96 98

59 66 72 77 81 87 91 94 97 98 59 65 72 77 81 87 91 93 88 98

56 63 69 74 79 85 89 92 96 98 56 62 69 74 78 85 89 92 95 97

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : C 7 7 1

7 5 1

7 5 3

7 3 1

8 7 3

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

44 53 60 67 72 76 83 87 90 92 44 52 60 66 71 78 83 86 90 92

48 57 64 70 75 82 86 89 92 94 48 56 63 70 74 81 85 88 91 93

44 53 60 67 72 80 84 88 91 94 44 52 60 67 71 79 84 87 91 93

48 57 64 71 76 83 87 90 93 95 48 56 64 70 75 82 86 89 93 95

54 63 70 76 80 86 90 93 96 97 53 62 69 75 79 86 89 92 95 97

44 53 61 68 73 80 85 89 93 95 44 53 60 67 72 80 84 88 92 94

49 58 65 72 77 84 88 92 95 97 48 57 64 71 75 83 87 90 94 96

55 64 71 77 82 88 92 95 98 99 53 62 69 76 80 87 91 94 97 99

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

42 51 58 65 70 77 81 84 88 90 42 51 58 65 70 77 81 84 88 90

71 82 90 97 102 109 113 116 120 122 67 77 85 92 98 105 110 113 117 120

66 74 81 86 90 95 98 100 102 103 63 71 78 84 88 93 96 99 101 102

70 80 87 94 99 105 109 112 116 118 66 76 84 90 95 102 107 110 114 116

67 73 79 85 88 63 96 98 100 102 62 71 77 83 87 92 95 97 100 101

58 68 76 84 89 94 103 106 111 113 55 65 73 80 86 94 99 103 108 111

Trang 189

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

8 7 3

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : D 7 7 3 7 1 1

7 5 3

7 5 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

35 44 51 58 63 72 77 81 85 88 35 44 51 58 63 72 77 81 85 88

66 77 85 93 98 106 111 114 118 121 62 72 80 88 94 102 107 111 116 119

61 70 76 82 86 92 96 98 101 102 58 67 74 80 84 90 94 97 100 102

64 75 82 90 95 102 107 110 114 117 61 71 79 86 91 99 104 108 112 115

51 62 70 78 84 93 99 104 109 112 49 59 67 75 81 90 96 100 106 110

49 58 66 72 77 85 89 92 96 98 47 56 64 71 76 83 88 91 95 97

60 68 75 81 85 91 94 96 99 101 57 66 73 79 83 89 93 96 99 100

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

42 51 59 66 72 80 85 89 93 96 41 50 58 65 70 78 84 87 92 95

37 46 54 61 67 75 81 95 90 93 37 45 53 60 66 74 80 84 89 93

48 57 64 71 76 83 87 90 94 96 47 56 63 70 74 82 86 89 93 96

42 51 58 65 70 78 83 87 91 94 41 50 57 64 69 77 83 86 91 93

37 46 53 64 66 75 80 84 89 92 37 45 53 60 66 74 80 83 88 91

41 50 57 64 69 77 82 86 90 92 41 49 57 64 69 77 82 85 89 92

37 46 53 60 66 74 79 83 88 91 37 45 53 60 65 73 79 83 87 90

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : E 7 7 1

7 5 1

7 5 3

7 3 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

8 7 3

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

28 36 44 51 57 66 73 77 83 86 28 36 44 51 57 66 73 77 83 86

61 72 80 88 94 103 108 112 117 120 56 67 75 84 90 99 105 109 114 118

59 70 78 85 91 99 104 108 113 116 55 66 74 82 88 96 102 106 111 114

45 56 64 73 80 89 96 101 107 111 43 53 61 70 76 86 93 98 104 108

30 38 46 54 60 69 75 80 85 89 30 38 46 53 60 68 75 79 85 88

34 43 51 58 64 73 78 82 88 91 34 43 50 58 64 72 78 82 87 90

30 39 46 54 60 70 76 81 87 90 30 38 46 54 60 69 75 80 86 90

35 44 52 59 65 74 80 84 89 92 34 43 51 58 64 73 79 83 88 92

42 51 58 66 71 79 84 88 92 95 41 50 57 64 70 78 83 87 91 94

30 39 47 55 61 70 77 82 88 92 30 38 46 54 60 69 76 81 89 91

35 45 53 60 66 75 81 86 91 94 34 43 51 59 65 74 80 84 90 93

43 52 60 67 73 81 86 90 94 97 41 50 58 65 71 79 85 89 93 96

56 65 72 79 83 89 93 96 99 101 52 62 69 76 81 88 92 95 99 101

55 64 71 77 81 88 92 95 98 100 52 61 68 75 80 86 91 94 97 99

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

Trang 190

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

8 7 3

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : F 7 7 1

7 5 3

7 5 1

7 3 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

57 70 80 89 96 104 110 113 118 120 52 65 75 84 91 100 106 110 115 118

55 68 77 86 92 101 106 109 114 116 51 64 73 82 89 96 103 107 112 114

40 53 64 74 81 91 98 102 108 111 37 50 60 70 77 88 95 99 105 109

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

52 64 72 79 84 91 95 97 100 102 48 60 69 76 82 89 93 96 99 101

51 62 70 77 83 89 93 96 99 100 48 59 68 75 81 88 92 95 98 100

38 50 60 68 74 83 88 91 95 97 36 48 58 66 73 81 86 90 94 97

30 42 52 61 68 77 83 87 92 95 29 41 51 60 67 76 82 86 91 94

24 36 46 56 63 73 79 84 89 92 24 36 45 55 62 72 78 83 88 91

37 49 58 66 72 81 86 89 93 95 36 48 57 65 71 80 85 88 92 95

30 42 51 60 67 76 82 86 90 93 29 41 50 59 66 75 81 85 90 92

24 36 46 55 62 72 78 83 88 91 24 36 45 55 62 72 78 82 87 90

29 41 50 59 66 75 80 84 89 91 29 41 50 59 65 74 80 84 88 91

24 36 45 55 62 71 77 82 87 90 24 36 45 54 61 71 77 81 86 89

22 34 43 52 59 69 75 79 84 87 22 34 43 52 59 69 75 79 84 87

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : G 7 7 1

7 5 3

7 5 1

7 3 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

8 7 3

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

26 33 40 47 53 62 68 73 79 83 26 33 40 47 53 62 68 73 79 83

31 39 45 52 58 66 72 77 82 86 30 38 45 52 57 66 72 76 82 86

26 34 41 48 54 63 69 74 81 85 26 33 40 47 53 62 68 73 80 84

31 39 46 53 59 68 74 78 84 88 30 38 45 52 58 67 73 77 83 87

39 47 54 61 66 74 79 83 88 91 37 45 52 59 64 73 78 82 87 90

26 34 41 48 54 63 70 75 82 86 26 33 40 47 53 63 69 74 81 85

32 40 47 54 60 69 75 80 86 90 31 39 46 53 59 68 74 79 85 89

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

53 62 69 75 79 86 90 93 97 99 50 58 65 72 77 84 88 92 96 98

52 60 67 73 78 84 88 91 95 97 49 58 64 71 75 82 87 90 94 97

40 48 56 62 68 76 81 85 90 93 38 46 53 60 65 74 80 84 89 92

58 68 76 84 90 99 104 108 114 117 53 63 71 79 85 95 101 105 111 115

56 66 74 81 87 95 100 104 109 112 52 62 70 77 83 92 98 102 107 111

42 51 59 68 74 84 91 96 102 106 39 48 56 64 70 80 87 92 99 104

24 31 38 45 50 59 66 70 76 80 24 31 38 45 50 59 66 70 76 80

Trang 191

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

8 7 3

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : H 7 7 1

7 5 1

7 5 3

7 3 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

56 66 74 82 87 96 101 105 111 114 51 61 69 77 83 91 98 102 108 112

55 64 71 78 84 92 97 101 106 110 51 60 67 74 80 89 94 99 104 108

22 28 34 41 46 54 60 65 71 75 22 28 34 41 46 54 60 65 71 75

52 60 67 73 77 83 87 90 94 97 48 57 63 69 74 81 86 89 93 96

51 59 65 71 75 81 85 88 92 95 48 56 62 68 73 80 84 97 91 94

38 46 53 59 64 72 77 81 86 90 36 44 50 57 62 70 76 80 85 89

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

40 49 56 64 70 80 86 91 98 102 37 46 53 61 67 76 83 88 95 100

30 37 44 51 56 65 71 75 81 85 29 36 43 49 55 63 69 74 80 84

24 31 37 44 49 58 65 70 76 81 24 31 37 43 49 57 64 69 76 80

37 45 51 57 62 70 75 79 84 87 36 43 50 56 61 69 74 78 83 87

29 37 43 50 55 63 69 74 79 83 29 36 42 49 54 62 68 73 79 83

24 31 37 44 49 58 64 69 75 80 24 30 37 43 48 57 63 68 75 79

29 36 42 49 54 62 68 72 78 81 28 36 42 48 53 61 67 71 77 81

24 31 37 43 48 57 63 68 74 78 24 30 36 43 48 57 63 67 74 78

8 7 1

7 7 3

LOẠI ĐÈN : I 7 7 1

7 5 3

7 5 1

7 3 1

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

8 7 3

r tr r t r mlv j

Chỉ số treo đèn

J=0

J=1/3

51 63 73 81 88 97 104 108 113 117 46 55 67 76 83 93 100 105 111 115

50 61 70 78 85 94 99 104 109 112 45 57 65 74 81 90 97 101 107 111

15 24 32 40 47 57 64 69 76 80 15 24 32 40 47 57 64 69 76 80

17 26 34 43 50 60 67 72 79 83 17 26 34 42 49 59 66 72 79 83

22 32 40 48 55 64 71 76 82 86 22 32 39 48 54 64 71 75 82 86

17 27 35 43 50 61 68 73 80 85 17 26 34 43 49 60 67 72 80 84

23 33 41 50 56 66 72 77 84 88 22 32 40 48 55 65 72 77 83 87

31 41 49 58 63 72 78 82 87 91 30 40 48 56 62 71 77 81 87 90

17 27 35 44 51 61 69 74 81 86 17 26 34 43 50 60 68 73 81 85

34 45 54 64 71 82 89 95 102 106 31 42 51 60 67 78 86 92 99 104

24 33 42 50 57 67 74 79 85 90 22 32 40 49 56 66 73 78 84 89

47 58 65 72 77 85 89 92 96 99 43 54 62 69 75 83 88 91 95 98

46 56 63 70 76 83 87 91 95 97 43 53 60 68 73 81 86 90 94 97

32 43 51 59 65 74 80 84 90 93 30 40 48 57 63 72 79 83 89 92

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

Trang 192

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

LOẠI ĐÈN : J 7 7 1

7 5 1

7 5 3

7 3 1

8 7 3

8 7 1

7 7 3

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

51 61 69 76 82 90 96 100 106 109 46 55 63 71 77 86 92 97 103 107

47 55 62 68 72 78 83 86 90 93 43 51 58 64 69 76 81 84 89 92

45 54 60 66 70 76 80 84 88 91 42 50 57 63 67 74 79 82 87 90

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

49 58 66 73 78 86 92 96 101 105 45 54 61 69 74 83 89 93 99 103

33 42 50 57 63 72 79 84 91 96 31 39 46 53 59 69 75 81 88 93

32 40 46 53 58 66 71 75 80 84 30 37 46 53 56 63 69 73 79 83

23 30 37 43 48 57 63 67 76 78 22 29 35 41 47 55 61 66 72 77

17 23 29 35 41 49 55 60 67 72 16 23 29 35 40 48 55 59 66 71

30 38 44 51 55 63 68 72 77 81 29 37 43 49 54 62 67 71 77 80

22 29 36 42 47 55 61 65 72 76 21 29 35 41 46 54 60 64 71 75

16 23 29 35 40 49 55 60 66 71 16 23 28 35 40 48 54 49 66 70

22 29 35 41 46 54 59 64 70 74 21 28 34 40 45 53 59 63 69 73

16 23 29 35 40 48 54 58 65 70 16 23 28 34 39 47 53 58 65 69

14 20 26 32 37 45 51 55 62 66 14 20 26 32 37 45 51 55 62 66

8 7 1

7 7 3

7 1 1

5 5 1

5 3 1

5 1 1

3 3 1

3 1 1

0 0 0

LOẠI ĐÈN : T 7 7 1

7 5 1

7 5 3

7 3 1

8 7 3

Chỉ số treo đèn

r tr r t r mlv j

J=0

J=1/3

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8 11 13 15 17 20 21 23 24 26 2 4 6 7 9 12 14 16 19 21

10 12 15 17 18 21 22 24 25 26 4 6 8 11 12 15 17 19 21 23

14 18 22 26 29 33 36 38 41 43 4 6 9 12 15 20 24 27 32 35

16 21 25 28 31 35 38 40 44 45 6 10 14 17 20 25 28 31 35 38

20 25 28 32 34 38 41 42 45 46 11 15 18 22 25 30 33 36 39 42

19 26 32 36 41 47 51 54 59 62 6 9 13 18 22 29 35 39 46 50

23 30 35 41 45 51 55 57 61 64 9 13 18 23 28 35 40 44 50 54

29 35 41 46 50 55 58 61 64 66 14 20 25 30 35 42 47 51 56 59

30 38 44 50 54 61 65 68 73 76 14 20 26 32 37 45 51 56 62 67

37 44 48 53 56 60 63 65 67 69 23 30 36 41 45 51 55 58 62 64

40 48 53 59 63 68 72 74 77 79 25 33 39 45 50 57 62 66 71 74

43 51 57 62 65 70 73 75 78 80 26 34 41 47 52 59 64 67 72 75

47 56 63 69 74 81 85 88 92 94 28 37 45 52 58 67 73 77 83 87

0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00

Trang 193

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Phụ lục 5: Độ rọi nhỏ nhất cho phép trên bề mặt làm việc khi sử dụng hệ thống chiếu sáng nhân tạo trong nhà ở và nhà công cộng (QCVN 12:2014/BXD)

Ghi chú

Tên công trình, gian, phòng

Nhóm phòng

Cấp công việc

Mặt phẳng quy định độ rọi - độ cao cách mặt sàn (m)

Độ rọi nhỏ nhất cho phép (lx)

CHÚ THÍCH: * Ký hiệu KL là viết tắt của cụm từ “Không lâu”; * Ký hiệu TCK là viết tắt của cụm từ ”Theo chu kỳ”; * Ký hiệu TX là viết tắt của cụm từ “Thường xuyên”. 1. Đối với những phòng thuộc nhóm 1 và nhóm 2 không nêu trong Bảng này được phép lấy trị số độ rọi theo Bảng C.1 của QCVN12:2014/BXD; 2. Trong các phòng tắm phải đảm bảo chiếu sáng tại chỗ để tạo ra độ rọi tại mặt phẳng đứng; trên chậu rửa mặt ít nhất là 75 lx khi dùng đèn huỳnh quang và tương đương khi sử dụng loại đèn khác.

1. Cơ quan hành chính sự nghiệp, viện thiết kế, viện nghiên cứu

II Ngang - 0,8

1.1. Phòng làm việc, văn phòng, phòng thiết kế, phòng thí nghiệm

150-KL 300-TCK 400-TX

Ia Ngang - 0,8

750

1.2. Phòng vẽ kĩ thuật

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

IIa Ngang - 0,8

500

1.3. Phòng máy tính

1.4. Phòng nghiệp vụ của ngân hàng, bưu điện

IIb Ngang - 0,8

500

1.5. Kho lưu trữ hồ sơ

IIb Ngang - 0,8

200

a) Bàn làm việc

Dùng đèn loại chống cháy

b) Giá để hồ sơ

Ngang - 0,8 (trên giá)

1.6. Phòng in ốp xét

IIb Ngang - 0,8

200

a) Bộ phận trình bày

Dùng đèn loại chống cháy

b) Bộ phận chuẩn bị và chế tạo khuôn in

IIIa Ngang - 0,8

150

c) Bộ phận in

IIIb Ngang - 0,8

100

1.7. Phòng in ôzalít (in bằng ánh sáng)

IIIb Ngang - 0,8

100

1.8. Phòng ảnh

IIIc Ngang - 0,8

1.9. Xưởng mộc, mô hình, sửa chữa

IIIa Ngang - 0,8

150

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

1.10. Phòng họp, hội nghị, hội trường

Ngang - 0,8

500

IIIc

Sàn

100

1.11. Phòng giải lao (hành lang ngoài phòng họp, hội nghị, hội trường)

1.12. Phòng thí nghiệm

IIb Ngang - 0,8

400

2. Trường học phổ thông, đại học, cao đẳng, trung học CN, dạy nghề

2.1. Phòng học, giảng đường lớp học:

IIb

500

a) Bảng

Đứng-trên bảng

Ngang - 0,8

200

b) Bàn học

Trang 194

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ghi chú

Tên công trình, gian, phòng

Nhóm phòng

Cấp công việc

Mặt phẳng quy định độ rọi - độ cao cách mặt sàn (m)

Độ rọi nhỏ nhất cho phép (lx)

2.2. Phòng thí nghiệm, xét nghiệm

II Ngang - 0,8

400-TX 300-TCK 150-KL

2.3. Phòng hoạ, vẽ kĩ thuật, thiết kế đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp:

a) Bảng

750

Đứng-trên bảng

b) Bàn làm việc

Ngang - 0,8

300

2.4. Xưởng dạy nghề

IIIa Ngang - 0,8

500

2.5. Xưởng mộc

IIIa Ngang - 0,8

400

2.6. Phòng nữ công

a) Học thêu may

IIb Ngang - 0,8

400

b) Học nấu ăn

IIIb Ngang - 0,8

200

2.7. Gian thể dục thể thao

Sàn đứng-2,0

300

Bảo đảm độ rọi ở 2 bên bề mặt đứng qua trục dọc của phòng

IIc Ngang - 0,8

300

2.8. Văn phòng, phòng làm việc của giáo viên, hiệu trưởng

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

2.9. Phòng chơi, giải lao

IIIc

Sàn

300

Sàn

200

2.10. Hội trường, phòng khánh tiết, giảng đường có chiếu phim

2.11. Sân khấu của hội trường

Đứng-1,5

150

2.12. Kho dụng cụ, đồ đạc, trang thiết bị

IIIc

Sàn

100

3. Thư viện

3.1. Phòng đọc

IIb Ngang - 0,8

500

3.2. Phòng danh mục sách;giá sách

200

Đứng-trên mặt để dnh mục

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

3.3. Phòng cấp thẻ độc giả; quầy thu ngân, nhận sách

Ic Ngang - 0,8

500

3.4. Phòng trưng bày, giới thiệu sách mới xuất bản

IIc Ngang - 0,8

200

3.5. Kho sách

IIIc

100

Đứng-1,0 trên giá

Sử dụng đèn chống cháy

3.6. Phòng đóng bìa, đóng sách

IIIb Ngang - 0,8

150

4. Hội trường, nhà hát, rạp chiếu bóng, câu lạc bộ, nhà triển lãm

4.1. Hội trường

Ngang - 0,8

500 Độ rọi tăng một cấp khi

a) Hội trường trung tâm của cả nước có chức năng tổ chức các hoạt động chính trị

công trình có ý nghĩa chính trị quan trọng

b) Hội trường trung tâm tỉnh

Ngang - 0,8

400

Ngang - 0,8

4.2. Gian khán giả của nhà hát, cung văn hoá, phòng hoà nhạc, rạp xiếc

150-TX 100-TCK 75-KL

Sàn

4.3. Gian khán giả câu lạc bộ, nhà văn hoá, phòng giải lao của nhà hát

150-TX 100-TCK 75-KL

Trang 195

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ghi chú

Tên công trình, gian, phòng

Nhóm phòng

Cấp công việc

Mặt phẳng quy định độ rọi - độ cao cách mặt sàn (m)

Độ rọi nhỏ nhất cho phép (lx)

4.4. Gian triển lãm, trưng bày

II Ngang - 0,8

300-TX 200-TCK 100-KL

4.5. Gian khán giả của rạp chiếu bóng có:

Ngang - 0,8

100

- Trên 800 chỗ ngồi

Ngang - 0,8

- Dưới 800 chỗ ngồi

IIIc

Sàn

150

4.6. Phòng giải lao của rạp chiếu bóng, nhà văn hoá, câu lạc bộ

Độ rọi tăng một cấp do yêu cầu thích nghi của mắt

IIc Ngang - 0,8

200

4.7. Phòng sinh hoạt chuyên đề

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

IIc Ngang - 0,8

100

4.8. Phòng đặt máy chiếu phim, thiết bị điều khiển âm thanh, ánh sáng

IIc

150

4.9. Phòng của diễn viên, phòng hóa trang

Trên mặt diễn viên ở gần gương

5. Nhà trẻ,trường mẫu giáo

IIc Ngang - 0,8

100

5.1. Phòng nhận trẻ

300

IIIb Ngang - 0,8

5.2. Phòng nhóm trẻ, phòng chơi, thủ công, học hát, múa, tập thể dục

IIIc Ngang - 0,8

5.3. Phòng ngủ

5.4. Phòng dành cho trẻ em bị ốm, phòng cách ly

IIIc Ngang - 0,8

100

6. Nhà nghỉ

6.1. Phòng ngủ

IIIc Ngang - 0,8

150

Cần đặt ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

7. Bệnh viện, nhà điều dưỡng

7.1. Phòng mổ

IIa Ngang - 0,8

1000

Trên bàn mổ phải có thêm đèn mổ đảm bảo độ rọi 3000lx

7.2. Phòng: gây mê, đẻ, hậu phẫu, phòng băng bó

IIa Ngang - 0,8

500

IIb Ngang - 0,8

500

7.3. Phòng bác sĩ, phòng khám bệnh chung, văn phòng

7.4. Phòng liệu pháp vật lí

IIIc Ngang - 0,8

100

7.5. Phòng (khoa) X quang

IIIc Ngang - 0,8

100

7.6. Phòng bệnh nhân

IIc Ngang - 0,8

100

Trên bàn mổ phải có thêm đèn mổ đảm bảo độ rọi 3000lx

7.7. Phòng hội chẩn, giảng đường

IIb Ngang - 0,8

400

7.8. Phòng: y tá, hộ lí, trực của y tá, hộ lí

IIIa Ngang - 0,8

300

7.9. Phòng bác sĩ trưởng khoa

IIb Ngang - 0,8

200

7.10. Phòng xét nghiệm

IIb Ngang - 0,8

350

7.11. Phòng dược

a) Gian bán hàng

IIc Ngang - 0,8

300

b) Nơi nhận đơn thuốc và để thuốc đã pha chế

IIIa Ngang - 0,8

300

7.12. Kho thuốc dụng cụ y tế

IIIc

Đứng-1,0 (trên giá)

Trang 196

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ghi chú

Tên công trình, gian, phòng

Nhóm phòng

Cấp công việc

Mặt phẳng quy định độ rọi - độ cao cách mặt sàn (m)

Độ rọi nhỏ nhất cho phép (lx)

7.13. Phòng để nồi hấp diệt trùng

IIIc Ngang - 0,8

7.14. Buồng máy phóng xạ

IIIc Ngang - 0,8

7.15. Phòng để chăn màn, nơi gửi đồ đạc của bệnh nhân

IIIc

Đứng-1,0 (trên giá)

7.16. Phòng mổ tử thi và Nhà xác

Ngang - 0,8

500

7.17. Phòng đăng kí, phòng cấp cứu

IIc Ngang - 0,8

200

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

8. Phòng y tế

8.1. Phòng chờ khám

IIIc Ngang - 0,8

500

IIc Ngang - 0,8

300

8.2. Phòng đăng ký, phòng nhân viên trực, phòng của người phụ trách

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

8.3. Phòng bác sĩ, phòng băng bó

IIb Ngang - 0,8

400

8.4. Phòng liệu pháp vật lý

IIIc Ngang - 0,8

100

8.5. Buồng để nồi hấp tẩy trùng, kho thuốc và bông băng

IIIc Ngang - 0,8

9. Cửa hàng

II Ngang - 0,8

9.1. Gian bán hàng của cửa hàng sách, cửa hàng vải, quần áo, bách hóa, cửa hàng mĩ nghệ vàng bạc, lưu niệm, thực phẩm

Gian nhỏ=300; Gian rộng=500

IIc Ngang - 0,8

300

9.2. Gian bán hàng của cửa hàng bán đồ gỗ, vật liệu XD, đồ điện, văn phòng phẩm

9.3. Nơi thu tiền, phòng thủ quỹ

IIc Ngang - 0,8

300

9.4. Kho để hàng hóa

IIIc

Sàn

10. Cửa hàng ăn uống,dịch vụ

10.1. Phòng ăn của cửa hàng ăn uống

II Ngang - 0,8

300-TX 200-TCK 100-KL

IIIb Ngang - 0,8

100

10.2. Nơi giao đồ ăn uống

IIIb Ngang - 0,8

400

10.3. Bếp

IIIc

Sàn

100

10.4. Kho để thực phẩm

10.5. Nhà tắm công cộng

IIIb Ngang - 0,8

100

a) Phòng đợi

IIIc Ngang - 0,8

b) Phòng thay quần áo

IIIc

Sàn

c) Phòng tắm hoa sen

10.6. Hiệu cắt tóc, uốn tóc

IIIb Ngang - 0,8

300

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

10.7. Hiệu ảnh

a) Nơi tiếp khách và trả hàng

IIIb Ngang - 0,8

100 Cần có ổ cắm để bổ

Trang 197

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Ghi chú

Tên công trình, gian, phòng

Nhóm phòng

Cấp công việc

Mặt phẳng quy định độ rọi - độ cao cách mặt sàn (m)

Độ rọi nhỏ nhất cho phép (lx)

b) Phòng chụp

IIIc Ngang - 0,8

sung chiếu sáng tại chỗ

c) Phòng sửa ảnh, sửa phim (rơ tút)

IIIb Ngang - 0,8

100

10.8. Cửa hàng nhuộm, hấp, tẩy, giặt là:

Ngang - 0,8

100

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

IIIb

a) Nơi giao, nhận hàng

Đứng-1,0 (trên giá)

b) Phòng nhuộm, tẩy hấp, giặt là

IIIb Ngang - 0,8

100

10.9. Cửa hàng may đo

100

IIc

Đứng-1,5

a) Buồng đo, thử

400

Ia Ngang - 0,8

b) Phân xưởng máy

300

IIa Ngang - 0,8

c) Bộ phận cắt

150

IIIa Ngang - 0,8

d) Bộ phận là, hấp

10.10. Cửa hàng sửa chữa:

300

IIa Ngang - 0,8

a) Mũ, đồ da, vải bạt

150

IIIa Ngang - 0,8

b) Giầy dép, đồ điện

IIa Ngang - 0,8

c) Đồng hồ, đồ kim hoàn

300

IIa Ngang - 0,8

300 Khi sử dụng chiếu sáng hỗ hợp quy định độ rọi tiêu chuẩn là 1000 lx

d) Máy ảnh, máy thu thanh, vô tuyến truyền hình, máy chiếu phim

10.11. Cửa hàng băng ghi âm, đĩa hát:

IIIb Ngang - 0,8

100

a) Phòng ghi, sang băng và nghe băng

IIIc Đứng-1,0

b) Kho chứa băng ghi âm, đĩa hát

11. Khách sạn

Ic Ngang - 0,8

11.1. Phòng dịch vụ, nơi giao dịch với khách

sung chiếu sáng tại chỗ

IIc Ngang - 0,8

300 Cần có ổ cắm để bổ 100

11.2. Phòng bán hàng mĩ nghệ, đồ lưu niệm

IIc Ngang-0,8

300

11.3. Phòng ăn

IIb Ngang-0,8

500

11.4. Phòng chiêu đãi, hội nghị và nhà bếp

Ngang-0,8

11.5. Bar, vũ trường

Ngang-0,8

100

11.6. Quầy bar

Ngang-0,8

200

11.7. Phòng khác

Cần có ổ cắm để bổ sung chiếu sáng tại chỗ

Ngang-0,8

11.8. Phòng ngủ

IIIc Ngang-0,8

100

11.9. Phòng nhân viên phục vụ (bàn, buồng, bếp, bảo vệ, v.v...)

11.10. Phòng, là quần áo, đánh giầy, nhà hàng

IIc Ngang-0,8

200

12. Nhà ở

12.1. Phòng khách

Ngang-0,8

200

12.2. Phòng ở, phòng ngủ

Ngang-0,8

100

12.3. Bếp

Ngang-0,8

200

Ngang-0,8

12.4. Hành lang, buồng tắm, buồng vệ sinh (xí), buồng làm kho

Trang 198

Nguyễn Mạnh Hà

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

Phụ lục 6: Độ rọi nhỏ nhất cho phép Tại các diện tích dùng chung trong nhà công cộng (QCVN 12:2014/BXD)

Tên phòng

Nhóm phòng

Độ rọi nhỏ nhất cho phép (lx)

Mặt phẳng quy định độ rọi và độ cao cách mặt sàn (m)

1. Sảnh vào và phòng gửi áo, khoác ngoài

Sàn

100

a) Các trường đại học, trường phổ thông, kí túc xá, khách sạn nhà hát, câu lạc bộ

b) Các công trình công cộng khác

Sàn

100

2. Cầu thang

Sàn

150

a) Các cầu thang chính

100

b) Các cầu thang khác

Chiếu nghỉ và các bậc thang

Sàn

3. Sảnh đợi thang máy

Ngang-0,8

4. Phòng thường trực

5. Hành lang lối đi, cầu nối:

Sàn

100

a) Các hành lang và lối đi chính

Sàn

100

b) Các hành lang và lối đi khác

6. Tầng giáp mái

7. Phòng vệ sinh trong các nhà công cộng:

Sàn

150

a) Buồng rửa mặt, xí, buồng vệ sinh phụ nữ

Sàn

150

b) Buồng tắm hoa sen, buồng gửi quần áo

Trang 199

Nguyễn Mạnh Hà

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

BÀI TẬP CHƯƠNG 1

HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

PHẦN I: NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

Bài I.1: Năm sợi cáp điện, mỗi sợi dài 270m có 3 ruột đồng, cấp điện áp 600V, tiết diện 50mm2. Năm sợi cáp này được lắp chung trong cùng một máng cáp. Hãy xác định điện trở và điện kháng của mỗi sợi cáp. Đáp số: X =0,017W ; R = 0,105W

Bài I.2: Đường dây điện 3 pha cấp cho 4 hộ tiêu thụ với các thông số cho trên hình vẽ. Tính công suất biểu kiến S và dòng điện I mà nguồn điện cấp cho các hộ tiêu thụ này (Giả thiết bỏ qua tổn thất công suất trên đường dây). Cho Ud=22.000V.

Hộ tiêu thụ nào sử dụng điện tốt nhất?

Đường dây 3 pha

Nguồn điện

P1=20kW Q1=25kVAr

P2=27kW S2=35kVA

Q4=30kVAr cosj 4=0,86

Cosj 3=0,79 S3=27kVA

So sánh I với I1 + I2 + I3 + I4 Tính cosj chung của toàn bộ các phụ tải.

Đáp số: S=151,47kVA; I=3,98A; Hộ số 4 dùng điện tốt nhất; Cosj =0,79.

PHẦN II: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CÔNG TRÌNH

Bài II.1 (Tham khảo từ ví dụ 1 trang 229 “Giáo trình Điện công trình”):

Thiết kế cấp điện cho một chung cư 15 tầng dùng để ở và 1 tầng hầm để xe tại thành phố Hồ Chí Minh với các số liệu sau:

- Khối căn hộ: Mỗi tầng có 4 căn hộ loại 1 và 3 căn hộ loại 2 ứng với các mức sống khác nhau nên số lượng thiết bị điện lắp đặt khác nhau như sau:

Căn hộ loại 1:

Phòng khách Phòng ngủ 1 Phòng ngủ 2 Bếp Ban công WC

Loại thiết bị Đèn tuyp 40W chấn lưu sắt từ Đèn tuyp 20W chấn lưu sắt từ Đèn trang trí 11W Quạt trần 80W Quạt hút gió 30W Bình tắm nóng lạnh 1500W Máy hút mùi 300W Ổ cắm điện đôi 16A

2 1 2

2 2

1 1 1 2

2 1 2

1 1 1

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

200

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

Căn hộ loại 2:

Phòng khách Phòng ngủ 1 Phòng ngủ 2 Bếp Ban công WC

Loại thiết bị Đèn tuyp 40W chấn lưu sắt từ Đèn tuyp 20W chấn lưu sắt từ Đèn trang trí 11W Quạt trần 80W Quạt hút gió 50W Bình tắm nóng lạnh 1500W Điều hòa nhiệt độ 1HP Máy hút mùi 300W Ổ cắm điện đôi 16A

2 1 1 3

2 1 3

3 2 1 1 3

2 1 1 3

1 1

- Chiếu sáng chung: Tầng hầm (nơi để xe) được chiếu sáng bởi 112 bộ đèn đôi huỳnh quang 2x40W có chấn lưu sắt từ. Hành lang và cầu thang bộ của mỗi tầng được chiếu sáng bởi 4 bộ đèn huỳnh quang đơn 40W có chấn lưu sắt từ.

- Thiết bị dùng chung: 2 bơm nước mỗi bơm có công suất 15kW-380V, 2 thang máy mỗi thang có công suất 20kW-380V.

Hệ số đồng thời của ổ cắm và của căn hộ đều lấy mức cao nhất.

277kVA.

Xác định công suất máy biến áp cung cấp cho công trình. Đáp số: Stt» Bài II.2: Chung cư 8 tầng gồm 40 căn hộ giống nhau. Phụ tải mỗi căn hộ là: 5 bộ đèn huỳnh quang 2x40W-220V, 3 quạt trần 80W-220V, 2 máy tính mỗi máy 300W, 12 ổ cắm điện đôi. Trong đó mỗi đèn huỳnh quang có tổn hao 15W. Các thiết bị dùng chung trong chung cư: 2 bơm nước mỗi cái 5kW-380V có hiệu suất h =100%, 2 thang máy mỗi cái 12kW- 380V. Chiếu sáng hành lang, cầu thang mỗi tầng dùng 4 bộ đèn 1x40W với tổn hao 15W/bộ đèn.

Cho cosj =0,9 toàn chung cư, Kđt của ổ cắm là 0,8 và Kđt mỗi căn hộ bằng 0,65. Tính Ptt

của chung cư này. Đáp số: » 84kW

Bài II.3: Xác định công suất tính toán Stt của một ngôi nhà biệt thự có các thiết bị dùng điện và công suất được liệt kê như sau:

TT

Tên thiết bị

Số lượng

02 01 02 20 04 02 02 01 20

Pđm (W) 1000 500 300 40 11 80 750 1500

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Máy giặt Bàn là Tủ lạnh Đèn chiếu sáng Đèn trang trí Quạt tường Điều hòa Bình nước nóng Ổ cắm điện đôi

Cho biết hệ số công suất toàn nhà là cosj = 0,82; hệ số đồng thời toàn nhà kđt=0,6; hệ số đồng thời ổ cắm là 0,7.

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

201

Đáp số: 8,9kVA

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

PHẦN III: SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Aptomat 2 cực

Bài III.1: Cho bản vẽ mặt bằng bố trí các ổ cắm và thiết bị điện trong một căn hộ chung cư như hình vẽ bên dưới. Hãy vẽ sơ đồ nguyên lý của các mạch điện này (chỉ bao gồm: Tủ điện, địa chỉ đấu nối, tên mạch điện, số lượng, loại thiết bị).

Ổ cắm đôi (ký hiệu không theo TCVN)

Ký hiệu:

Dây điện Điều hòa nhiệt độ HW: Bình tắm nước nóng

Bài III.2: Cho sơ đồ bố trí thiết bị và sơ đồ nguyên lý trên tầng mái của một căn nhà phố

như các hình vẽ bên dưới. Hãy vẽ sơ đồ kết nối các thiết bị trên mặt bằng.

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

202

MẶT BẰNG BỐ TRÍ ĐÈN

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

Ký hiệu:

Đèn ốp trần 70W

Đèn ốp trần 18W

Đèn tuyp 40W

Công tắc đơn, đôi Đèn gắn tường

MẶT BẰNG BỐ TRÍ Ổ CẮM VÀ THIẾT BỊ

Ổ cắm đôi (ký hiệu không theo TCVN)

Ký hiệu:

DB-TF

MCB

O B C R

Tên mạch

1 S / F T -

1 L / F T -

3 C A / F T -

1 C A / F T -

2 C A / F T -

B D

Công suất (W)

S2 S3 S4

S5 S6

Số lượng Công tắc

Loại thiết bị

g n ờ ư t

ộ đ t ệ i h n a ò h

W 0 7 n ầ r t p ố

n ắ g

W 8 1 n ầ r t p ố

W 0 4 p y u t

n è Đ

i ô đ n ệ i đ m ắ c Ổ

u ề i Đ

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

203

Cục nóng điều hòa nhiệt độ

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

PHẦN V: TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN

Bài V.1: Cần tính toán chọn lựa dây dẫn cho hệ thống điện của một ngôi nhà phố có 1 tầng trệt và 1 tầng lầu, đi dây âm tường, khoảng cách từ nhà đến lưới điện công cộng là 30m, tất cả thiết bị điện trong nhà sử dụng điện 1 pha 220V với công suất đặt được nêu trong bảng sau:

Tầng trệt

Tên thiết bị

Số lượng

Tầng lầu Số lượng

Công suất đặt Pđ

40 x 8 = 320W

40 x5 = 200W

Đèn tuyp 40W chấn lưu điện tử

20 x 5 = 100W Đèn trang trí 20W 100 x 4 = 400W Quạt điện 100W

Đèn tuyp 40W chấn lưu điện tử Đèn trang trí 20W Quạt điện 100W

5 4

3 3

Nồi cơm điện 600W

600 x 1 = 600W Máy điều hòa 1,5HP

150 x 1 = 150W Tivi 150W

20 x 3 = 60W 100 x 3 = 300W 1,5 x 745,7 x 1 = 1118,6W 150 x 1 = 150W

150 x 1 = 150W Bộ máy vi tính 500W

500 x 1 = 500W

1000 x 1 = 1000W Máy sấy tóc 1000W

Tivi 150W Đầu máy + ampli 150W Lò nướng vi sóng 1000W Bàn ủi 1000W

1000 x 1 = 1000W 100 x1 =100W

1000 x 1 = 1000W Laptop 100W

Máy điều hòa 1,5HP

1,5 x 745,7 x 2 = 2237,1W 750 x 2 = 1500W

bơm

nước

750 x 1 = 750W

Máy giặt 7kg 750W Mô-tơ 750W

Cho biết kđt=0,65 và cosj =0,85, hệ số hiệu chỉnh lắp đặt cáp theo môi trường khc=1 Đáp số: Ptt=7563,3W. Bài V.2 (Ví dụ 1 trang 174 “Giáo trình Điện công trình”): Tính chọn tiết diện dây dẫn ruột đồng bọc 1 lớp PVC (loại CV) theo điều kiện phát nóng, biết dây dẫn điện này chôn trực tiếp trong tường để cấp điện cho một bộ đèn huỳnh quang gồm 2 bóng dài 1,2m, công suất mỗi bóng 40W, tổn hao mỗi bóng 15W, điện áp 220V, cosj =0,6. Cho biết nhiệt độ môi trường lắp đặt dây điện 350C. Đáp số: CV-1,5mm2

Bài V.3 (ví dụ 2 trang 174 “Giáo trình Điện công trình”): Tính chọn tiết diện dây cáp ngầm ruột đồng có 1 lớp cách điện PVC và 1 lớp vỏ bảo vệ PVC (loại CVV) theo điều kiện phát nóng, biết dây điện này chôn ngầm trực tiếp trong đất ở ngoài trời để cấp điện cho 1 máy bơm nước 3 pha có công suất 5kW, điện áp 380V, cosj = 0,85. Cho nhiệt độ môi trường đất lắp đặt cáp điện là 370C, nền đất khô ráo.

Đáp số: CVV-2,5mm2.

Bài V.4 (ví dụ 3 trang 175 “Giáo trình Điện công trình”): Một đường cáp điện hạ thế 3 pha ruột đồng có 1 lớp cách điện PVC và 1 lớp vỏ bảo vệ PVC (loại CVV). Đường cáp này đặt trong không khí nhiệt độ 300C, tiết diện mỗi ruột 10mm2. Đường cáp này có thể cung cấp cho thiết bị có công suất tác dụng lớn nhất bằng bao nhiêu ? cho biết hệ số công suất của thiết bị cosj =0,9.

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

204

Đáp số: 47,4kW

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

Bài V.5: Tính chọn tiết diện dây cáp ngầm ruột đồng có 1 lớp cách điện PVC và 1 lớp vỏ bảo vệ PVC (loại CVV) theo điều kiện tổn thất điện áp. Các số liệu ban đầu là:

- Phụ tải 3 pha có công suất 22kW, cosj =0,89, điện áp 380V.

- Khoảng cách từ phụ tải đến nguồn điện là 500m, điện kháng đơn vị của dây dẫn

/km. x0=0,38W

Đáp số: CVV-3x50mm2.

/km

Bài V.6 (ví dụ 1 trang 180 “Giáo trình Điện công trình”): Chọn tiết diện dây cáp điện 3 pha ruột đồng cách điện PVC, vỏ bảo vệ bằng PVC (loại CVV) chôn ngầm trực tiếp trong đất khô ở ngoài trời theo điều kiện phát nóng và điều kiện tổn thất điện áp. Cho biết đường cáp này nhận điện từ trạm biến áp 22/0,4kV để cung cấp cho thiết bị điện có công suất đặt Pđ = 24kW, điện áp định mức của thiết bị là 380V, cosj =0,8, D Ucp%=5%. Thiết bị này đặt cách trạm biến áp 220m. Cho nhiệt độ môi trường đất là 370C. Điện kháng dây cáp bọc và cáp ngầm 3 lõi x0=0,07W Điện kháng dây cáp ngầm và cáp bọc 2 lõi x0=0,3W Đáp số: CVV-3x16mm2 .

Bài V.7: Đường dây điện 3 pha điện áp Ud=22 kV cấp điện cho các hộ tiêu thụ bằng đường dây dài 5km. Điện áp đo được ở cuối đường dây là 20kV.

a) Đường dây có đảm bảo chất lượng điện cung cấp hay không? Vì sao?

b) Điện áp điểm cuối đường dây phải có giá trị nhỏ nhất và lớn nhất bằng bao nhiêu thì đảm bảo chất lượng điện?

20kV

Đường dây 3 pha 22kV

Nguồn điện

c) Do điện áp cuối nguồn có điện áp thấp nên tại nguồn điện người ta tăng điện áp lên 23.200V để cuối nguồn có Ud=22.000V. Cách làm này có được chấp nhận không ? Những phụ tải điện nào bị ảnh hưởng?

Đáp số: a) Không đảm bảo; c) 5,45%

Bài V.8: Tính điện trở nối đất cho một nhà xưởng biết các số liệu sau:

- Đất tại khu vực nhà xưởng có điện trở suất 140W m

a l

- Bố trí tiếp địa theo kiểu mạch vòng dọc theo chu vi nhà xưởng với tỷ số =2. Diện

tích đóng cọc tiếp địa không bị hạn chế. Cọc được đóng thẳng đứng, thanh nối chôn nằm ngang.

- Cọc sử dụng loại L50x50x5 dài 2,5 m đóng thẳng đứng, đầu cọc cách mặt đất 0,8m. Số lượng cọc sử dụng là 85 cọc.

- Thanh sử dụng thép dẹt 40x4.

Đáp số: 0,766W

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

205

Bài V.9: Số liệu như bài tập trên nhưng kiểu nối đất mạch hở và số cọc tiếp địa là n=24. Đáp số: 1,79W

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

PHẦN VI: NGUỒN ĐIỆN CẤP CHO CÔNG TRÌNH

Bài VI.1: Một công trình xây dựng có các loại phụ tải điện 3 pha sau:

- Phụ tải đặc biệt quan trọng (không cho phép gián đoạn cấp điện) có công suất 50kW, hệ

số công suất cosj =0,86

- Phụ tải điện quan trọng (cho phép mất điện <15s) có công suất 180kW, hệ số công suất

cosj =0,75.

- Phụ tải điện thông thường (cho phép mất điện lâu dài) có công suất 1200kVA, hệ số

công suất cosj =0,88

Hãy đề xuất sơ đồ cung cấp điện cho công trình này và tính toán công suất biểu kiến (dung lượng) của từng nguồn điện cung cấp trên sơ đồ đó.

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

206

Đáp số: SUPS=58,14kVA; SMF=297,32kVAl; SMBA=1493kVA

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

BÀI TẬP CHƯƠNG 2

CHỐNG SÉT CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Bài 2.1: Xác định chiều cao kim thu sét đặt trên đỉnh ống khói hình trụ cao 20m, đường kính miệng ống là 1m.

m 0 2 = H

m 4 1 = H

m 6

Đáp số: 0,67m Bài 2.2: Một nhà mái bằng diện tích 24x6m2 gồm 2 phần: phần cao 20m có diện tích 36m2, phần còn lại cao 14m. Thiết kế kim chống sét đặt tại các đỉnh ABDC có độ dài 1,2m và tại các đỉnh EGHF có độ dài 1,5m (lắp đặt như hình vẽ). Tính toán kiểm tra và vẽ phạm vi bảo vệ của các kim thu sét.

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

207

Đáp số: Công trình an toàn.

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

Bài 2.3: Tính toán vùng bảo vệ của hai kim thu sét có cùng chiều cao h=10m đặt cách nhau 8m. Cho biết thiết bị được bảo vệ là hình khối cao 8m, rộng 2m, dài 7m đặt ở chính giữa 2 kim thu sét. Hãy tính toán xem thiết bị này có an toàn không?

Đáp số: Thiết bị an toàn Bài 2.4: Hệ thống chống sét Franklin thiết kế cho nhà tập thể như hình vẽ gồm 4 kim có độ dài 0,8m. Kiểm tra xem thiết kế có an toàn không.

Đáp số: Không an toàn. Bài 2.5: Thiết kế chống sét một khu ký túc xá công nhân ở huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương bằng kim thu sét phóng điện sớm đặt ở độ cao 5m so với mái (xem hình vẽ). Xung quanh ký túc xá có các công trình thấp hơn. Kiểm tra an toàn chống sét với hai trường hợp:

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

208

1. Dùng kim thu sét Dynasphere 2. Dùng kim thu sét Pulsar loại IMH-4512

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

m 5 , 2

m 9 4

m 5 , 7 3

m 6

8 1

Kim thu sét tích cực

m 6

7 5

m 6

m 8

8 1

8 2

m 6

18,4m

7,8m

21,2m

7,8m

21,2m

94m

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

209

Đáp số: Cả 2 phương án đều an toàn

Bài tập Kỹ thuật điện dân dụng

BÀI TẬP CHƯƠNG 3

CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO BÊN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Bài 3.1: Một phòng học của trường đại học có kích thước dài 12m, rộng 6m, cao 3,45m với yêu cầu chiếu sáng phải đảm bảo độ rọi Emin=500lux, độ đồng đều Z=0,9. Cho biết trần sơn màu trắng, tường sơn màu trắng vừa, mặt làm việc có r mlv = 0,1. Phòng học sử dụng bóng đèn huỳnh quang do Công ty Điện Quang sản xuất có mã hiệu FL40S.D. Máng đèn sử dụng loại lắp 3 bóng cấp E có hiệu suất 72%, treo cách trần 0,2m.

Tính số đèn cần sử dụng cho phòng học và vẽ mặt bằng bố trí đèn. Cho hệ số công suất của bộ đèn cosj =0,95. Tính dòng điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng và mật độ phụ tải điện trong phòng

Đáp số: 5x3=15 bộ đèn Bài 3.2: Kiểm tra thiết kế chiếu sáng Phòng 404 của Trường ĐH Kiến trúc Đà Nẵng dài

9,6m, rộng 9,4m, cao 3,55m theo QCVN12:2014/BXD. Cho biết: + Phòng ít bụi + Dùng bộ đèn 2 bóng huỳnh quang lắp nổi cách trần 0,1m, mỗi bóng có quang thông 2650lm. + Cấp bộ đèn là E. Hiệu suất bộ đèn h đ=0,83 + Độ đồng đều chung Z=0,96 + Trần sơn màu trắng (r tr=0,7), tường sơn trắng vừa (r t=0,5), bàn bằng gỗ (r mlv=0,1)

Hiện tại Phòng 404 đang lắp 9 bộ đèn, mỗi bộ đèn có 2 bóng đèn. Đáp số: Đạt yêu cầu

tr=70%, của tường t=50%, của mặt làm việc r mlv=10%. Thông số bóng đèn huỳnh quang: 40W-220V-2000lm. Sử dụng loại máng đèn lắp 2 bóng cấp E, hiệu suất h đ = 0,833 lắp đặt âm trần. Thiết kế chiếu sáng cho căn phòng này đảm bảo độ rọi tối thiểu Emin =200lux, độ đồng đều z=0,9, môi trường trong phòng không bị ô nhiễm.

Bài 3.3: (Ví dụ 2, trang 191 “Quang học Kiến trúc” - ĐH Kiến trúc TP Hồ Chí Minh): Một căn phòng dài 21m, rộng 8m, cao 4 m. Hệ số phản xạ của trần r r

Đáp số: 7x3=21 bộ đèn Bài 3.4: Một nhà phố 16m, rộng 5m, cao 3,65m. Hệ số phản xạ của trần r

tr=70%, của tường r t=50%, của mặt làm việc r mlv=10%. Thông số bóng đèn huỳnh quang: 40W-220V- 3000lm. Sử dụng loại máng đèn lắp 1 bóng cấp E, hiệu suất h đ = 0,82 lắp đặt cách trần 0,2m. Thiết kế chiếu sáng đảm bảo độ rọi tối thiểu Emin =400lux, độ đồng đều z=0,9, môi trường trong phòng không bị ô nhiễm. Đáp số: 10x3=30 bộ đèn

tr=0,7), tường sơn xanh nhạt (r

Bài 3.5: Một phòng họp giảng viên đại học dài 10m, rộng 8m, cao 4m. Phòng họp có trần sơn màu trắng vừa (r t=0,3), bàn họp bằng gỗ (r mlv=0,1) và yêu cầu độ đồng đều Z=0,85. Phòng họp đã bố trí 60 bộ đèn compact ánh sáng trắng công suất mỗi bóng 26W, điện áp 220V, quang thông F bđ = 1800lm. Chụp đèn dùng kiểu âm trần có hiệu suất h đ=0,81 và cấp E. Phòng có yêu cầu độ rọi 500lux.

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

210

Hãy kiểm tra độ rọi của phòng họp này xem có đạt tiêu chuẩn hay không? Đáp số: Không đạt yêu cầu.

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

[1] Giáo trình Điện công trình, Trần Thị Mỹ Hạnh, Nhà xuất bản xây dựng, 2008.

[2] Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2001.

[3] Thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2007.

[4] TCVN 9206:2012 - Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế.

[5] TCVN 9207 : 2012 - Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế.

[6] TCXDVN 394: 2007 - Tiêu chuẩn thiết kế, lắp đặt trang thiết bị điện trong các công trình xây dựng - phần an toàn điện”

[7] Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN: 09/2005 – các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả.

[8] Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về Quy hoạch xây dựng QCVN:01/2008/BXD- Chương 7: Quy hoạch cấp điện.

[9] Trang thiết bị kỹ thuật công trình, Trần Thị Mỹ Hạnh, Nhà xuất bản xây dựng, 2001.

[10] Trang thiết bị kỹ thuật công trình xây dựng, Phạm Việt Anh, Nguyễn Lan Anh, Nhà xuất bản xây dựng, 2007

[11] Design of Electrical Services for Buildings, 4th Edition, Barrie Rigby

[12] Mechanical and electrical systems in architecture, engineering and construction, Joseph B.Wujek, Frank R.Dagostino.

[13] Mechanical and electrical systems, Marc Schiler& Shakeel Ahmed, Consulting Editor

[14] Mechanical and electrical system in architecture, engineering and construction, Joseph B.Wujek, Frank R.Dagostino.

[15] Mechanical and electrical equipment forbuildings, Benjamin Stein, John S.Reynolds, Walter T.Grondzik, Alison G.Kwok.

Nguyễn Mạnh Hà

211

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

I. NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1. Khái quát về hệ thống cung cấp điện

1 1 1

1.1.1. Hệ thống điện: 1.1.2. Hệ thống cấp điện công trình công trình xây dựng: 1.1.3. Yêu cầu đối với hệ thống cấp điện công trình :

1.2. Các khái niệm cơ bản:

1.2.1. Cấu trúc mạng cung cấp điện trong công trình xây dựng: 1.2.2. Điện trở và điện kháng của dây dẫn điện: 1.2.3. Điện áp (U): 1.2.4. Nguồn điện áp (Unguồn): 1.2.5. Điện áp định mức của mạng điện: 1.2.6. Công suất: 1.2.7. Dòng điện (I): 1.2.8. Hệ số công suất cosj 1.2.9. Điện năng (A): 1.2.10. Ngắn mạch: 1.2.11. Quá tải 1.2.12. Hiện tượng rò điện:

II. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CÔNG TRÌNH 2.1. Phân loại phụ tải điện công trình

12 12

2.1.1. Phân loại theo quy mô sử dụng 2.1.2. Phân loại theo chức năng sử dụng điện

2.2. Các đại lượng dùng để xác định nhu cầu phụ tải điện:

2.2.1. Công suất định mức của thiết bị (Pđm) 2.2.2. Công suất đặt (Pđ): 2.2.3. Công suất tính toán (Ptt): 2.2.4. Suất phụ tải điện (P0):

16 17 18 19

2.3. Công suất tính toán của nhóm phụ tải chiếu sáng: 2.4. Công suất tính toán ổ cắm điện 2.5. Phụ tải tính toán của nhà ở riêng lẻ, căn hộ trong nhà tập thể, căn hộ cc 2.6. Phụ tải tính toán của công trình nhà ở tập thể, nhà chung cư, nhà trọ: 2.6.1. Công suất tính toán hệ thống thang máy PTM xác định như sau: 2.6.2. Công suất tính toán hệ thống dùng chung (bơm nước, thông gió,…) PBT : 2.6.3. Công suất tính toán hệ thống điều hòa trung tâm PĐH : 2.7. Phụ tải tính toán của công trình nhà khách, khách sạn, nhà hàng: 2.8. Phụ tải tính toán của công trình công cộng, dịch vụ 2.9. Công suất điện dự phòng

21 23 23 25

III. SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

212

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

3.1. Sơ đồ và bản vẽ thiết kế cấp điện 3.1.1. Ký hiệu của thiết bị điện 3.1.2 Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị điện 3.1.3. Phương pháp nối dây: 3.1.4. Sơ đồ nguyên lý:

3.2. Sơ đồ mạng điện bên ngoài công trình:

3.2.1. Sơ đồ cấp điện toà nhà thấp tầng (≤ 5 tầng) 3.2.2. Sơ đồ cấp điện toà nhà cao trung bình (6÷16 tầng): 3.2.3. Sơ đồ cấp điện toà nhà cao tầng (17÷30 tầng):

3.3. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong nhà:

3.3.1. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong toà nhà thấp tầng (≤ 5 tầng): 3.3.2. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong toà nhà trung bình và cao (6÷30 tầng): 3.3.3. Sơ đồ trục đứng cấp điện toà nhà rất cao (> 30 tầng):

3.4. Sơ đồ trục ngang cấp điện trong nhà 3.4.1. Sơ đồ trục ngang kiểu hình tia 3.4.2. Sơ đồ trục ngang kiểu liên thông

39 40

3.5. Sơ đồ mạng điện căn hộ: 3.6. Một số mạch điện dân dụng phổ biến 3.6.1. Mạch điện chiếu sáng cầu thang: 3.6.2. Mạch điện chiếu sáng hành lang: 3.6.3. Mạch tự động bơm nước. 3.6.4. Mạch đèn huỳnh quang

IV. BỐ TRÍ DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN

4.1. Bố trí dây dẫn điện

43 43

4.1.1. Các loại dây dẫn điện: 4.1.2. Đặt dây dẫn điện ngoài nhà 4.1.3. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng cách chôn ngầm 4.1.3. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng cách đi nổi 4.1.4. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng thang cáp 4.1.5. Đặt dây dẫn điện trong nhà bằng máng cáp và khay cáp

53 56

4.2. Bố trí Busway 4.3. Bố trí tủ bảng điện. 4.3.1. Tủ điện chính 4.3.2. Tủ điện tầng, tủ điện phân phối 4.3.3. Bảng điện, hộp nối:

58 60 61 63 67

4.4. Aptomat (còn có các tên là MCB, MCCB, CB, cầu dao tự động): 4.5. Cầu dao chống rò (RCD – Residual Current Device): 4.6. Công tắc: 4.7. Ổ cắm điện: 4.8. Cầu dao cách ly:

V. TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN

69

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

213

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

5.1. Lựa chọn mạng cấp điện theo phương thức nối đất

5.1.1. Mạng điện TN-S 5.1.2. Mạng điện TN-C 5.1.3. Mạng điện TT 5.1.4. Mạng điện IT

5.2. Công suất tính toán của mạch điện và tủ điện 5.3 Chọn tiết diện dây pha của cáp điện

70 72

5.3.1. Chọn tiết diện dây dẫn cấp điện trực tiếp cho thiết bị. 5.3.2. Chọn dây điện theo điều kiện phát nóng cho phép: 5.3.3. Chọn dây điện theo điều kiện tổn thất điện áp:

82 82 83 83

5.7.1. Chọn Aptomat 5.7.2. Chọn RCD

5.4. Chọn tiết diện dây trung tính (dây N) 5.5. Chọn tiết diện dây bảo vệ (dây PE và PEN) 5.6. Chọn busway 5.7. Chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ 5.8. Tính toán điện trở của hệ thống nối đất

5.8.1. Điện trở suất của đất 5.8.2. Điện trở nối đất của một cọc đóng thẳng đứng 5.8.3. Điện trở nối đất của một thanh 5.8.4. Điện trở nối đất của hệ thống gồm nhiều cọc liên kết

88 88 88 88

VI. NGUỒN ĐIỆN CẤP CHO CÔNG TRÌNH

6.1. Tổng quan về các loại nguồn điện cấp cho công trình 6.2. Những yêu cầu cơ bản của nguồn điện cấp cho công trình 6.3. Máy biến áp:

6.3.1 Cấu tạo chung của máy biến áp cấp điện công trình

6.3.2. Một số khái niệm và ký hiệu của MBA : 6.3.3. Nguyên lý làm việc của máy biến áp 6.3.4 Máy biến áp một pha: 6.3.5. Máy biến áp ba pha: 6.3.6. Lựa chọn máy biến áp cấp điện cho công trình:

6.4. Máy phát điện diezen

6.4.1. Cấu tạo máy phát điện diezen: 6.4.2. Nguyên lý làm việc của máy phát diezen 6.4.3. Lựa chọn máy phát điện:

6.5. Bộ lưu điện UPS (Uninterruptible Power Supply) :

6.5.1. Các thành phần UPS: 6.5.2. Các thông số UPS 6.5.3. Nguyên lý làm việc của UPS: 6.5.4. Lựa chọn UPS:

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

214

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

6.6. Kết cấu và không gian đặt trạm biến áp công trình:

6.6.1. Trạm biến áp treo trên cột: 6.6.2. Trạm biến áp đặt trên nền: 6.6.3. Trạm biến áp trong nhà: 6.6.4. Trạm biến áp Ki-ôt 6.6.5. Trạm biến áp ngầm

101

6.7.Các sơ đồ nối dây điển hình của nguồn điện công trình 6.7.1. Sơ đồ một nguồn cung cấp, không có dự phòng: 6.7.2. Sơ đồ hai nguồn cung cấp kiểu mạch vòng, không có dự phòng: 6.7.3. Sơ đồ nguồn điện công trình có dự phòng:

VII. AN TOÀN ĐIỆN

7.1. Những vấn đề chung về an toàn điện:

106 106

7.1.1. Tác dụng của dòng điện khi chạy qua cơ thể người 7.1.2. Các trạng thái nguy hiểm khi cơ thể người bị điện giật: 7.1.3. Dòng điện chạm đất và điện áp bước: 7.1.4. Điện áp tiếp xúc: 7.1.5. Điện áp cho phép:

7.2. Nguyên nhân xảy ra tay nạn về điện trong hoạt động sử dụng điện 7.3. Các biện pháp kỹ thuật bảo vệ an toàn trong hoạt động sử dụng điện

110 110

7.3.1. Kiểm tra cách điện định kỳ và thường xuyên 7.3.2. Bảo vệ bằng biện pháp nối đất vỏ thiết bị 7.3.3. Bảo vệ bằng biện pháp nối vỏ thiết bị với dây trung tính của lưới điện 7.3.4. Bảo vệ bằng biện pháp lắp thiết bị tự động phát hiện và cách ly sự cố

CHƯƠNG 2: CHỐNG SÉT CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

2.1. Hiện tượng sét và hậu quả của nó đối với công trình xây dựng

114 114

2.1.1. Hiện tượng sét: 2.1.2. Hậu quả của sét:

2.2. Yêu cầu chống sét cho công trình 2.3. Các bộ phân của hệ thống chống sét đánh thẳng

116 117

2.3.1. Bộ phận thu sét: 2.3.2. Bộ phận dẫn sét (thoát sét) 2.3.3. Bộ phận tản dòng điện sét :

2.4. Tính toán phạm vi bảo vệ của kim thu sét Franklin

122

2.4.1. Phạm vi bảo vệ của một kim thu sét: 2.4.2. Phạm vi bảo vệ của hai kim thu sét cao bằng nhau: 2.4.3. Phạm vi bảo vệ của hai kim thu sét có độ cao khác nhau 2.4.4. Phạm vi bảo vệ của ba kim thu sét cao bằng nhau: 2.4.5. Phạm vi bảo vệ của bốn kim thu sét cao bằng nhau:

131

2.5. Tính toán phạm vi bảo vệ của dây thu sét Franklin

2.5.1. Phạm vi bảo vệ của một dây thu sét: 2.5.2. Phạm vi bảo vệ của hai dây thu sét cách nhau một khoảng là a:

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

215

Bài giảng Kỹ thuật điện dân dụng

2.6. Phạm vi bảo vệ của kim thu sét tích cực

133

2.6.1. Xác định cấp bảo vệ chống sét của công trình 2.6.2. Kim thu sét Dynasphere và Interceptor 2.6.3. Kim thu sét Stormaster: 2.6.4. Kim thu sét Saint Elmo Active : 2.6.5. Kim thu sét Pulsar:

Phụ lục chương 2: Bảng mật độ sét đánh theo địa danh hành chính Việt Nam 143 CHƯƠNG 3: CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO BÊN TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG 148 3.1. Các khái niệm cơ bản và đại lượng đo ánh sáng 148

3.1.1. Bản chất của ánh sáng 3.1.2. Nguồn sáng tự nhiên và quang phổ liên tục 3.1.3. Nguồn sáng nhân tạo và quang phổ vạch 3.1.4. Các đại lượng cơ bản đo ánh sáng

3.2. Mắt người và sự cảm thụ ánh sáng

157

3.2.1. Cấu tạo mắt người 3.2.2. Hiện tượng thị giác: 3.2.3. Sự giải mã hình ảnh:

3.3. Bộ đèn dùng trong chiếu sáng nội thất

159

3.3.1. Nguồn sáng (bóng đèn) 3.3.2. Máng đèn, chụp đèn 3.3.3. Bộ đèn chiếu sáng nội thất

3.4. Thiết kế chiếu sáng nội thất theo phương pháp hệ số lợi dụng quang thông

166

3.4.1. Chọn độ rọi 3.4.2. Chọn bóng đèn (nguồn sáng) 3.4.3. Chọn bộ đèn 3.4.4. Hệ số lợi dụng quang thông 3.4.5. Bố trí đèn và xác định số lượng đèn lắp đặt

3.5. Ứng dụng phần mềm Dialux trong thiết kế chiếu sáng nội thất

175

3.5.1. Giới thiệu về phần mềm Dialux 3.5.2. Cài đặt phần mềm Dialux 3.5.3. Thiết kế chiếu sáng nội thất bằng Dialux 3.5.4. Thiết kế chiếu sáng có tính đến ánh sáng mặt trời trong Dialux: 3.5.5. Thiết kế chiếu sáng hỗn hợp trong Dialux: 3.5.6. Thiết kế chiếu sáng ngoài trời bằng Dialux:

Phụ lục chương 3

187

Phụ lục 1: Thông số bóng đèn huỳnh quang do Công ty Điện Quang sản xuất Phụ lục 2: Thông số bóng đèn Compact do Công ty Điện Quang sản xuất Phụ lục 3: Thông số bóng đèn nung sáng do Công ty Điện Quang sản xuất Phụ lục 4: Bảng tra hệ số lợi dụng quang thông U Phụ lục 5: Tiêu chuẩn độ rọi tối thiểu trong công trình dân dụng (QCVN12:2014)

Bài tập Tài liệu tham khảo Mục lục

200 211 212

Nguyễn Mạnh Hà - Trường Đại học kiến trúc Đà Nẵng

216