zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Giáo trình An toàn điện: Phần 2 - CĐ Giao thông Vận tải

Chia sẻ: Bautroimaudo Bautroimaudo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

Báo xấu

60
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình An toàn điện: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Bảo vệ nối đất và chống sét; Kỹ thuật an toàn trong gia công cơ khí. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung giáo trình!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình An toàn điện: Phần 2 - CĐ Giao thông Vận tải

Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét Chương 3 BẢO VỆ NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT - Trình bày được mục đích, ý nghĩa của việc bảo vệ nối đất. - Trình bày được phạm vi ứng dụng bảo vệ nối đất. - Phân lọai được bảo vệ nối đất. - Trình bày được điện trở nối đất và điện trở suất của đất. - Tính tóan được bảo vệ nối đất. - Giải thích được hiện tượng sét - Trình bày các thông số của sét và tác hại của dòng điện sét. - Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp Trong chương 3 sẽ giới thiệu các nội dung chính sau đây: 3.1. Mục đích, ý nghĩa của việc bảo vệ nối đất. 3.2. Phạm vi ứng dụng bảo vệ nối đất. 3.3. Phân loại bảo vệ nối đất. 3.4. Điện trở nối đất và điện trở suất của đất. 3.5. Tính tóan bảo vệ nối đất. 3.6. Hiện tượng sét 3.7. Các thông số của sét và tác hại của dòng điện sét. 3.8. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp Giáo trình An toàn điện 107
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét 3.1. Mục đích, ý nghĩa của việc bảo vệ nối đất. 3.1.1. Mục đích của việc bảo vệ nối đất Bảo vệ nối đất 1 một trong những biện phương pháp bảo vệ an tòan cơ bản được áp dụng từ lâu. Bảo vệ nối đất l nối tất cả các phần kim loại của thiết bị điện hoặc của các kết cấu kim loại mà có thể xuất hiện điện phòng khi cách điện bị hư hỏng với hệ thống nối đất. Khi có sự cố chạm vỏ (những phần kim loại của thiết bị trước đây không mang điện sẽ có điện áp làm việc), khi người chạm vào thiết bị trong trường hợp này có thể bị tai nạn điện. để giảm điện áp trong trường hợp này người ta sử dụng phương pháp bảo vệ nối đất. Vậy bảo vệ nối đất là để giảm điện áp đối với đất của những bộ phận kim loại của thiết bị điện đến một trị số an toàn cho người khi chạm vào các bộ phận này. Nối đất là sự chủ định nối điện các bộ phận của thiết bị điện với hệ thống nối đất. Ngoài mục đích đảm bảo an toàn cho người. Ta còn có loại nối đất với mục đích xác định chế độ làm việc của thiết bị điện gọi là nối đất làm việc. Ví dụ như: nối đất trung tính máy biến áp, máy phát điện, nối đất chống sét.… Việc nối đất có những mục đích khác nhau, người ta nối chúng lại với nhau gọi là hệ thống nối đất (trừ những trường riêng biệt như cột thu lôi) Hình 3.1. Nối đất Giáo trình An toàn điện 108
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét 3.1.2. Ý nghĩa của việc bảo vệ nối đất Xét mạch điện hình: Khi vỏ thiết bị chạm dây pha mà có người chạm vào nó thì có điện áp đặt vào người được tính theo biểu thức sau: Rd // Rng // R1 U ng = U [3.1] R2 + ( Rd // Rng // R1 ) U U ng = [3.2] 1 1 1 1 + R2 ( + + ) Rd Rng R1 Vì R1, R2, Rng có trị số lớn hơn nhiều so với Rd nên Ung được tính gần đúng theo công thức sau: Ung = IdRd (điện trở đất thường từ 4-20) [3.3] 3.2. Phạm vi ứng dụng bảo vệ nối đất. 3.2.1. Thiết bị điện áp dưới 1000V. Việc sử dụng bảo vệ nối đất trong các thiết bị điện, có điện áp dưới 1000V do chế độ làm việc ở điểm trung tính quyết định. Bảo vệ nối đất thuận lợi khi điểm trung tính cách ly. a. Khi mạng điện có trung tính cách điện: - Khi điện áp so với đất >150V: phải thực hiện nối đất ở tất cả các nơi sản xuất và các thiết bị đặt ngoài trời. Các bộ phận cần nối đất gồm: vỏ kim loại của tất cả các máy móc thiết bị, các tủ phân phối, các vỏ kim loại của cáp điện, vỏ hộp nối cáp, các ống luồn dây điện dây cáp bằng kim loại. - Khi điện áp so với đất < 150V: việc nối đất chỉ thực hiện cho các trường hợp: các phòng dễ cháy nổ, các trang thiết bị đặt ngoài trời, các tay quay điều khiển, Giáo trình An toàn điện 109
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét vỏ động cơ điện có liên hệ đến các thiết bị máy móc mà người thường hay vận hành. - Không cần thiết nối đất khi: điện áp so với đất 1000V. Việc bảo vệ nối đất phải thực hiện trong tất cả các trường hợp không phân biệt chế độ làm việc của điểm trung tính hoặc tính chất của nơi làm việc. Việc thực hiện nối đất phải thực hiện ở. - Bệ máy và vỏ các máy điện, máy biến áp, máy cắt điện và các khí cụ khác. - Bộ phận truyền động của các khí cụ điện. - Các cuộn dây thứ cấp của các máy biến áp đo lường. - Khung của tủ phân phối, tủ điều khiển. - Cơ cấu kim loại của các trạm biến áp ngoài trời…. - Các rào chắn, lưới chắn bằng kim loại, dầm sàn, các bộ phận kim loại khác mà người thường chạm tới... 3.3. Phân loại bảo vệ nối đất. 3.3.1. Nối đất tự nhiên. Là sử dụng các vật nối đất tự nhiên có sẵn như: ống nước hay các ống dẫn khác bằng kim loại đặt trong đất (trừ các ống dẫn các chất nhiên liệu lỏng và khí dễ cháy, nổ) các kết cấu kim loại của công trình nhà cửa có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất… làm trang thiết bị nối đất. Khi xây dựng trang bị nối đất cần phải tận dụng các vật nối tự nhiên có sẵn. Điện trở nối đất này được xác định bằng cách đo thực tế tại chỗ hay dựa theo các tài liệu để tính toán gần đúng. Giáo trình An toàn điện 110
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét 3.3.2. Nối đất nhân tạo. Chỉ sử dụng khi nối đất tự nhiên không đủ đảm bảo điện trở nối đất theo yêu cầu. Nối đất nhân tạo thường được thực hiện bằng cọc thép, thanh thép dẹp hình chữ nhật hay hình thép góc, dài 2 - 3 m đóng sâu xuống đất, sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất khoảng 0,5 – 0,8 m. Các thanh thép dẹp chiều dài > 4m và tiết diện > 48mm2 cho các trang bị có điện áp đến 1 KV và không nhỏ hơn 100mm2 cho trang thiết bị có điện áp lớn hơn 1KV. Tùy theo cách bố trí các cọc nối đất mà phân biệt nối đất tập trung hay nối đất mạch vòng. a. Nối đất tập trung: Thường dùng nhiều cọc đóng xuống đất và nối với nhau bằng các thanh ngang. Khoảng cách giữa các cọc phải ít nhất bằng chiều dài cọc. Nối đất tập trung thường chọn nơi đất ẩm, điện trở suất thấp, ở xa công trình. Hình 3.2. Nối đất tập trung b. Nối đất mạch vòng Đặt theo chu vi công trình cần bảo vệ (cách mép ngoài từ 1 – 1,5m) khi phạm vi công trình rộng, nối đất còn đặt ngay trong khu vực công trình. Giáo trình An toàn điện 111
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét Nối đất mạch vòng nên dùng ở các trang thiết bị có điện áp trên 1KV, dòng điện chạm đất lớn. * Lưu ý: Các cọc nối đất (thanh nối đất) trước khi đặt xuống đất đều phải đánh sạch gỉ, không sơn. Ở nơi có khả năng ăn mòn kim loại, phải dùng sắt tráng kẽm. Đường dây nối đất chính đặt ở ngoài nhà phải chôn sâu 0,5 - 0,6m, còn đặt bên trong phải đặt trong rãnh hoặc nối theo tường, sao cho việc kiểm tra trang thiết bị được thuận tiện. Mỗi trang thiết bị được nối dây nối đất chính bằng một đường dây nhánh. Cấm mắc nối tiếp các trang thiết bị điện vào dây nối đất chính. 3.4. Điện trở nối đất và điện trở suất của đất. 3.4.1. Điện trở nối đất. Điện trở nối đất hay điện trở của hệ thống nối đất bao gồm: Điện trở tản của vật nối đất hay nói chính xác hơn là điện trở tản của môi trường đất xung quanh điện cực. Đó chính là điện trở của đất đối với dòng điện đi từ vật nối đất vào đất. - Điện trở của bản thân cực nối đất (điện cực nối đất). - Điện trở của dây dẫn nối đất từ các thiết bị điện đến các vật nối đất. Do nối đất dùng vật liệu kim loại có trị số điện dẫn lớn hơn nhiều so với điện dẫn của đất nên điện trở bản thân của vật nối đất thường được bỏ qua. Như vậy khi nói đến điện trở nối đất, chủ yếu là nói đến điện trở tản của vật nối đất. Điện trở của đất được xác định bằng công thức: Rđ= Uđ/Iđ [3.4] Trong đó: Uđ là điện áp đo được trên vỏ thiết bị có nối đất khi chạm vỏ có dòng điện đi vào đất là Iđ. Qua phân tích ở trên ta có điện trở của đất phụ thuộc rất nhiều vào điện trở của đất đối với dòng điện đi từ vật nối đất vào đất mà điện trở của đất lại phụ thuộc vào điện trở suất của đất tại nơi đặt nối đất. Giáo trình An toàn điện 112
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét Trị số cho phép của điện trở nối đất: - Trường hợp tổng quát: Rđ = 10 - Mạng hạ áp 3 pha trung tính cách điện với đất: Rđ = 4 - Mạng hạ áp 3 pha trung tính nối đất: Rđ = 8  a. Các thành phần của một điện cực nối đất. - Dây nối đất - Điểm kết nối giữa dây nối đất và điện cực nối đất - Điện cực nối đất Hình 3.3. Điện cực nối đất Vị trí của điện trở - Điện cực nối đất và điểm kết nối Điện trở của điện cực nối đất và điểm kết nối của nó nhìn chung rất thấp. Các cọc nối đất thường làm bằng vật liệu có điện trở thấp dẫn điện cao chẳng hạn như thép hoặc đồng. - Điện trở tiếp xúc của mặt đất xung quanh đến điện cực - Điện trở của thành phần quanh đất Điện cực nối đất được trái đất bao quanh. Trái đất theo khái niệm do các lớp vỏ đồng tâm, có cùng độ dày tạo thành. Những lớp vỏ gần nhất với điện cực nối đất có khu vực nhỏ nhất gây ra mức điện trở lớn nhất. Mỗi lớp vỏ kế tiếp kết hợp với một khu vực lớn hơn gây ra điện trở thấp hơn. Điều này cuối cùng sẽ dấn đến việc các lớp vỏ bổ sung cung cấp rất ít điện trở xuống đất xung quanh điện cực nối đất. Như vậy, dựa vào thông tin này, chúng ta nên tập trung vào các cách làm giảm thiểu điện trở nối đất khi lắp đặt các hệ thống nối đất. Giáo trình An toàn điện 113
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét b. Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trợ nối đất.  Chiều dài độ sâu của điện cực nối đất - Một cách rất hiệu quả để giảm điện trở nối đất là chôn điện cực nối đất sâu hơn vào lòng đất. Trở suất của đất không nhất quán và có thể khó dự đoán được. Điều quan trọng khi lắp đặt điện cực nối đất là nó phải ở dưới đường đóng băng. Thực hiện việc này để điện trở đi vào đất sẽ không bị ảnh hưởng lớn bởi đất xung quanh vùng đóng băng. - Nhìn chung, gấp đôi chiều dài của điện cực nối đất có thể giảm mức điện trở thêm 40%. Cũng có những trường hợp khi mà điều kiện vật lý không cho phép chôn cọc nối đất sâu hơn - những khu vực đá, granite Trong trường hợp này, có thể thực hiện các biện pháp thay thế bao gồm nối đất bằng xi măng.  Đường kính của điện cực nối đất - Tăng đường kính của điện cực nối đất ảnh hưởng rất ít đến việc giảm điện trở. Ví dụ: bạn có thể tăng gấp đôi đường kính của một điện cực nối đất, nhưng điện trở chỉ giảm khoảng 10%.  Số lượng điện cực nối đất Hình 3.4. Số điện cực nối đất - Một cách khác để giảm điện trở nối đất là sử dụng nhiều điện cực nối đất. Trong bài giảng này, nhiều hơn một điện cực được chôn vào lòng đất và kết nối song song nhằm làm giảm điện trở. Để các điện cực bổ sung phát huy hiệu quả, khoảng cách giữa các cọc bổ sung cần phải ít nhất bằng với độ sâu chôn Giáo trình An toàn điện 114
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét cọc. Khoảng cách giữa các điện cực nối đất không thích hợp sẽ làm cho phạm vi ảnh hưởng của chúng giao nhau và không làm giảm điện trở. - Để hỗ trợ việc lắp đặt cọc nối đất đáp ứng các nhu cầu điện trở cụ thể của mình, hãy sử dụng bảng điện trở nối đất dưới đây. Hãy nhớ rằng, bảng này chỉ dùng để tham khảo vì đất do các lớp tạo thành và hiếm khi đồng nhất. Do đó, giá trị điện trở sẽ khác nhau đáng kể  Thiết kế của hệ thống nối đất - Các hệ thống nối đất đơn giản bao gồm một điện cực nối đất chôn vào lòng đất. Việc sử dụng một điện cực nối đất là hình thức nối đất phổ biến nhất và có thể thấy ngay bên ngoài nhà hoặc cơ quan làm việc của bạn. Các hệ thống nối đất phức tạp bao gồm nhiều cọc nối đất, kết nối với nhau, các mạng dạng lưới hoặc lưới ô, bản nối đất và vòng nối đất. Những hệ thống này thường được lắp đặt ở các trạm phát điện, văn phòng trung tâm hoặc trạm phát sóng di động. Các mạng nối đất phức tạp làm tăng đáng kể số lượng tiếp xúc với đất xung quanh và làm giảm điện trở nối đất. Hình 3.5. Một và nhiều cực nối đất Hình 3.6. Mạng lưới và bảng nối đất Giáo trình An toàn điện 115
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét Điện trở nối đất Trở suất Độ sâu của điện cực Dải nối đất (mét) của đất RE Loại đất nối đất (mét) ΩM 3 6 10 5 10 20 Đất rất ẩm, như đầm lầy 30 10 5 3 12 6 3 Đất nông nghiệp, đất 100 33 17 10 40 20 10 mùn và đất sét Đất sét lẫn cát 150 50 25 15 60 30 15 Cát ẩm 300 66 33 20 80 40 20 Bê tông 1:5 400 - - - 160 80 40 Sỏi ẩm 500 160 80 48 200 100 50 Cát khô 1000 330 165 100 400 200 100 Sỏi khô 1000 330 165 100 400 200 100 Đá nhỏ 30.000 1000 500 300 1200 600 300 Đá to 107 - - - - - - c. Các phương pháp kiểm tra nối đất. Đo điện trở suất của đất. - Để kiểm tra trở suất của đất, hãy kết nối thiết bị kiểm tra nối đất theo hình minh họa dưới đây. Có thể thấy, bốn cọc nối đất được chôn bên trong lòng đất theo một đường thẳng, cách đều nhau. Khoảng cách giữa các cọc nối đất phải gấp ít nhất 3 lần độ sâu của cọc. Như vậy, nếu độ sâu của mỗi cọc nối đất là một foot (30 centimet), thì hãy đảm bảo rằng khoảng cách giữa các cọc lớn hơn 3 feet (91 centimet). Thiết bị tạo một dòng điện xác định qua hai cọc nối đất bên ngoài và đo mức sụt điện áp tiềm ẩn giữa hai cọc nối đất bên trong. Theo Định luật Ohm (V = I.R), thiết bị kiểm tra tự động tính toán giá trị điện trở của đất. - Do các kết quả đo thường bị các mảnh kim loại dưới đất, mạch nước ngầm, v.v. làm thay đổi và vô hiệu nên việc thực hiện các phép đo bổ sung với trục của cọc nối đất quay 90 độ luôn được khuyến nghị. Bằng việc thay đổi độ sâu và khoảng cách vài lần, cho phép đo tạo ra có thể xác định một hệ thống điện trở nối đất phù hợp. - Các phép đo trở suất của đất thường bị hỏng bởi sự tồn tại của các dòng điện nối đất (dòng rò) và sóng hài của chúng. Hệ thống này sẽ tự động chọn tần Giáo trình An toàn điện 116
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét số kiểm tra với độ nhiễu tối thiểu, cho phép mình có được số đọc rõ ràng và chính xác hơn. - Kết nối thiết bị kiểm tra nối đất như trong hình minh họa. Nhấn START (bắt đầu) và đọc giá trị RE (điện trở). Đây là giá trị thực của điện cực nối đất được kiểm tra. Nếu điện cực nối đất này ở vị trí song song hoặc nối tiếp với các cọc nối đất khác, thì giá trị RE là tổng giá trị của tất cả các điện trở. Hình 3.7. Cách đo điện trở Cách đặt các cọc nối đất. Để đạt được độ chính xác cao nhất khi thực hiện kiểm tra điện trở nối đất 3 cực, cần phải đặt đầu dò bên ngoài phạm vi ảnh hưởng của điện cực nối đất được kiểm tra và cọc nối đất phụ. Nếu đầu dò không nằm bên ngoài phạm vi ảnh hưởng, thì các khu vực có hiệu quả của điện trở sẽ chồng lấp và làm vô hiệu bất kỳ phép đo nào mà mình đang thực hiện. Bảng dưới đây là hướng dẫn để thiết lập chính xác đầu dò (cọc bên trong) và đường nối đất phụ (cọc bên ngoài). - Để kiểm tra độ chính xác của các kết quả và đảm bảo rằng các cọc nối đất nằm bên ngoài phạm vi ảnh hưởng, hãy chôn lại cọc bên trong (đầu dò) sâu 1 mét (3 feet) theo cả hai hướng và thực hiện đo lại. Nếu số đọc thay đổi đáng kể (30%), thì mình cần tăng khoảng cách giữa cọc nối đất được kiểm tra, đọc bên trong (đầu dò) và cọc bên ngoài (cọc nối đất phụ) cho đến khi giá trị đo giữ nguyên tương đối khi đặt lại cọc bên trong (đầu dò) Giáo trình An toàn điện 117
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét Hình 3.8. Cách đặt cọc nối đất Đo chọn lọc - Kiểm tra chọn lọc rất giống với kiểm tra điện áp rơi, với cùng tất cả các phép đo nhưng theo cách an toàn và dễ dàng hơn rất nhiều. Việc này là do với cách kiểm tra - Chọn lọc, điện cực nối đất cần kiểm tra không cần phải ngắt kết nối khỏi điểm kết nối với hệ thống kỹ thuật viên không phải gây ra nguy hiểm cho chính mình khi ngắt nối đất hoặc gây nguy hiểm cho người khác hoặc thiết bị điện bên trong hệ thống chưa được nối đất. Hình 3.9. Đo chọn lọc - Cũng giống như kiểm tra điện áp rơi, hai cọc nối đất được chôn bên trong lòng đất theo một đường thẳng, cách xa khỏi điện cực nối đất. Thông thường, khoảng cách 20 met (65 feet) là đủ. Sau đó kết nối thiết bị kiểm tra với điện cực nối đất cần đo, với lợi thế không cần ngắt kết nối điểm kết nối đó khỏi địa điểm. Thay vào đó, cặp một chiếc kìm đặc biệt vào điện cực nối đất, loại bỏ Giáo trình An toàn điện 118
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét các tác động của điện trở song song trong một hệ thống đã nối đất, do đó chỉ điện cực nối đất cần đo mới được đo Đo không dùng cọc - Kìm đo điện trở nối đất có thể đo điện trở nối đất mạch vòng cho các hệ thống nối đất đa điểm bằng phương pháp kiểm tra không dùng cọc. Kỹ thuật kiểm tra này loại bỏ mối nguy hiểm và thời gian tiêu tốn của việc ngắt kết nối các đường nối đất song song cũng như quá trình tìm vị trí thích hợp cho các cọc nối đất bổ sung. - Mình cũng có thể thực hiện kiểm tra nối đất tại các vị trí mà mình chưa bao giờ cân nhắc trước đây: bên trong các tòa nhà, trên các cột điện hoặc bất kỳ nơi đâu mà mình không thể nối đất được. - Với phương pháp kiểm tra này, kìm đo điện trở nối đất được cặp vào cọc nối đất hoặc cáp kết nối. Các cọc nối đất hoàn toàn không được sử dụng. Một bên của má kìm tạo điện áp xác định và bên kia đo dòng điện. Kìm đo tự động xác định điện trở đất mạch vòng tại cọc nối đất này. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích cho các hệ thống nối đất đa điểm thường thấy ở các cơ sở thương mại hoặc công nghiệp. Nếu chỉ có một đường nối đất, giống như trường hợp các khu dân cư, thì phương pháp không dùng cọc sẽ không cung cấp giá trị chính xác và do đó cần phải sử dụng phương pháp kiểm tra sụt thế. Hình 3.10. Đo không dùng cọc d. Các quy định về điện trở nối đất tiêu chuẩn. - Điện trở nối đất an toàn của hệ thống không được lớn hơn các trị số nối đất tiêu chuẩn đã được quy định trong các quy phạm cụ thể: Giáo trình An toàn điện 119
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét - Đối với các thiết bị điện áp > 1000V có dòng chạm đất lớn (>500A) như các thiết bị điện ở mạng điện có điện áp từ 110kV trở lên thì điện trở nối đất tiêu chuẩn: Rđ ≤ 0,5Ω - Với các mạng có dòng chạm đất lớn này, khi có sự chạm đất (chạm vỏ) thì điện áp trên vỏ thiết bị so với đất (đã thoả mãn điều kiện Rđ ≤ 0,5Ω) vẫn có thể đạt trị số lớn (hàng trăm thậm chí hàng ngàn vôn) nhưng khi có cân bằng thì điện áp tiếp xúc không vượt quá 250-300V. - Rõ ràng điện áp này vẫn nguy hiểm cho người nhưng với cấp điện áp này thì khi có sự chạm đất, chạm vỏ thì rơle bảo vệ sẽ tác động cắt nhanh phần sự cố. Mặt khác, với cấp điện áp này không cho phép con người tiếp xúc trực tiếp (khi không có thiết bị bảo vệ) với thiết bị khi chưa cắt điện nên xác suất người bị điện giật rất bé. - Trong mạng điện có dòng chạm đất lớn, bắt buộc phải có nối đất nhân tạo trong mọi trường hợp không phụ thuộc vào điện trở nối đất tự nhiên. Ngay cả khi điện trở nối đất tự nhiên thoả mãn yêu cầu (Rđ ≤ 0,5Ω) vẫn phải thực hiện nối đất nhân tạo trị số điện trở nhân tạo không được lớn hơn 1Ω (Rnt≤ 1Ω ). - Đối với các thiết bị điện có điện áp >1000V có dòng chạm đất bé (1000V: [3.5] * Khi hệ thống nối đất dùng cho cả thiết bị có điện áp
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét đất là 250V (khi điện áp > 1000V) và 125V (khi điện áp 1000V có dòng chạm đất bé và các thiết bị có điện áp < 1000V có trung tính cách điện nên sử dụng nối đất tự nhiên có sẵn. Nếu trị số của điện trở nối đất tự nhiên nhỏ hơn trị số của điện trở nối đất tiêu chuẩn mà qui phạm đã qui định thì cho phép không cần phải thực hiên nối đất nhân tạo. Chú ý trong các trường hợp có nhiều thiết bị điện có điện áp khác nhau nên thực hiện nối đất chung. Trị số điện trở nối đất chung cần phải thỏa mãn yêu cầu của hệ thống nối đất nào đòi hỏi điện trở nối đất có giá trị nhỏ nhất. Đối với đường dây tải điện trên không: Với các đường dây tải điện trên không ta phân biệt các trường hợp sau: * Khi điện áp của mạng điện U≥ 110KV. Trong trường hợp này thì nối đất ở các cột điện chỉ để chống sét và qui phạm không yêu cầu nối đất bảo vệ các cột điện ở các mạng có dòng chạm đất lớn này vì: - Trong các mạng điện này (có U≥110KV) khi có sự chạm đất thì rơle bảo vệ tác động cắt nhanh sự cố với thời gian từ 0.12 - 0,8 giây nên xác suất người bị điện giật do điện áp tiếp xúc là rất bé. - Vì dòng điện chạm đất trong mạng này rất lớn nên điện áp xuất hiện trên hệ thống cột nối đất cũng rất lớn, do vậy việc thực hiện nối đất cho các cột điện rất phức tạp và tốn kém Ví dụ: Với dòng điện chạm đất từ 1,5 - 2KA và giả sử điện trở nối đất an toàn của cột là 10 Ω thì điện áp trên hệ thống nối đất của cột sẽ có trị số là: U = Iđ.Rđ = 15 - 20 KV. Giáo trình An toàn điện 121
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét * Với các mạng điện có dòng chạm đất bé (mạng 3 - 35KV có trung tính cách điện). Trong mạng này vì dòng chạm đất có trị số bé (thường từ 10 - 30A) nên điện áp trên hệ thống nối đất cột sẽ có trị số bé do đó có thể bảo đảm an toàn cho người bằng cách nối đất các cột điện (ví dụ: nếu điện trở nối đất của cột điện là 10 Ω. thì điện áp xuất hiện trên hệ thống nối đất là khoảng 100 - 300V). - Như vậy nối đất cột điện ở mạng có dòng chạm đất bé có thể vừa chống sét, vừa bảo vệ an toàn và qui định như sau: Phải thực hiện nối đất các cột của đường dây 35KV. Với các đường dây từ 3 - 22KV cho phép chỉ nối đất các cột trong vùng có dân cư và nối đất các cột các thiết bị chống sét hay thiết bị thao tác đo lường. Điện trở nối đất của các cột điện qui định ở bảng dưới đây * Trong các mạng điện, điện áp < 1000V có trung tính cách điện, các cột thép và bê tông cốt thép phải có điện trở nối đất không quá 50 Ω. Điện trở suất của đất .cm Trị số cực đại của điện trở nối đất Dưới 104 10 Từ 104 - 5.104 15 Từ 5.104-10.104 20 Trên 10.104 30 3.4.2. Điện trở suất của đất. Điện trở trở suất của đất (ρ) thường được tính bằng đơn vị Ω.m hay Ω.cm Do thành phần phức tạp của điện trở suất nên điện trở suất của đất được thay đổi trong một phạm vi rất rộng. Thực tế cho thấy rằng điện trở suất phụ thuộc vào các yếu tố chính sau: a. Thành phần của đất: Thành phần của đất khác nhau thì có điện trở suất khác nhau. Đất chứa nhiều muối, axít thì có điện trở suất nhỏ. Các trị số gần đúng của điện trở suất của đất tính bằng Ω.m như sau: Cát 7.104 Giáo trình An toàn điện 122
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét Đất cát 3.104 Đất sét, sét lẫn sỏi 1.104 Đất đen, đất vườn 0,5.104 Đất bùn 0,2.104 Hình 3.11. Sự phụ thuộc của điện trở suất của đất vào lượng độ ẩm tính bằng phần trăm b. Độ ẩm. Độ ẩm ảnh hưởng rất lớn đến điện trở suất của đất. Ở trạng thái hoàn toàn khô ráo có thể xem điện trở suất của đất bằng vô cùng. Khi tỉ lệ độ ẩm từ 15% trở lên thì ảnh hưởng đến điện trở của đất không đáng kể. Tuy nhiên, lúc độ ẩm lớn hơn 70 - 80% điện trở đất có thể tăng lên. Độ ẩm càng tăng thì ρ càng giảm. c. Nhiệt độ. Khi nhiệt độ hạ xuống quá thấp sẽ làm cho đất như bị đông kết lại và do đó ρ tăng lên rất nhanh. Khi nhiệt độ < 1000C thì ρ giảm xuống vì các chất muối trong đất được hòa tan dễ. Khi nhiệt độ > 1000C nước bị bốc hơi và ρ của nước tăng lên. d. Độ nén của đất. Tức là đất có được nén chặt hay không, đất được nén chặt tức là mật độ lớn nên ρ của đất giảm. Điện trở suất của đất không phải là một trị số nhất định trong năm mà thay đổi theo mùa do ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ của đất. Do đó làm cho ρ Giáo trình An toàn điện 123
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét của hệ thống nối đất cũng thay đổi. Vì vậy trong tính toán nối đất người ta phải dùng khái niệm điện trở suất tính toán của đất, đó là trị số lớn nhất trong năm. ρtt = Km.ρ [3.7] Trong đó: ρ: Trị số điện trở suất đo trực tiếp được. Km: Hệ số tăng cao hay hệ số mùa có thể tham khảo ở bảng dưới đây HÌNH THỨC NỐI ĐẤT K1 K2 K3 - Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,5m 6,5 5 4,5 - Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,8 m 3,0 2,0 1,6 - Cọc thép, ống thép, thép góc đóng sâu cách mặt đất 2,0 1,5 1,4 0,5-0,8m (Chú thích: K1; K2; K3 là do khi đất ẩm, khi đất ẩm trung bình, khi đất khô) 3.5. Tính tóan bảo vệ nối đất. Trước hết cần phải phân biệt nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo. Nối đất tự nhiên là sử dụng các ống dẫn nước, các cọc sắt, các sàn sắt có sẵn trong đất. Hay sử dụng các kết cấu nhà cửa, các công trình có nối đất, các vỏ cáp trong đất ... làm điện cực nối đất. Khi xây dựng vật nối đất cần phải sử dụng, tận dụng các vật nối đất tự nhiên có sẵn. Điện trở nối đất của các vật nối đất tự nhiên được xác định bằng cách đo tại chỗ hay có thể lấy theo các sách tham khảo. Nối đất nhân tạo thường được thực hiện bằng các cọc thép tròn, thép góc, thép ống, thép dẹt ... dài 2 -5m chôn sâu xuống đất sao cho đầu trên cùng của chúng cách mặt đất 0,5 - 0,8m. Kinh nghiệm cũng như tính toán cho thấy rằng điện trở nối đất giảm xuống khi tăng độ dài chôn sâu của vật nối đất (vì giảm ảnh hưởng của thời tiết) nhưng lúc chiều dài các cọc vượt quá 5m thì điện trở nối đất giảm xuống không rõ rệt. Đường kính hay bề dày của vật nối đất ảnh hưởng rất ít đến trị số điện trở của vật nối đất. Vì vậy các ống thép đặt trong đất phải có bề dày không được nhỏ hơn 3,5mm, các thanh thép dẹt không được nhỏ hơn 4mm và tiết diện nhỏ Giáo trình An toàn điện 124
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét nhất không được bé hơn 48mm2 để đảm bảo độ bền cơ học. Các cọc thép chôn thẳng đứng được nối với nhau bằng thanh thép nằm ngang (thường bằng thép dẹt). Dây nối đất (hay nối đất trung tính) phải có tiết diện thỏa mãn độ bền cơ khí và ổn định nhiệt, chịu được dòng điện cho phép lâu dài. Khi thực hiện bảo vệ nối đất thì tất cả các phần kim loại của các thiết bị điện, của các kết cấu kim loại (vỏ thiết bị, khung, bệ của các thiết bị phân phối điện ... ) mà có thể xuất hiện điện áp khi cách điện bị hư hỏng phải được nối một cách chắc chắn với hệ thống nối đất. Các mối nối của hệ thống nối đất tốt nhất nên thực hiện bằng cách hàn (có thể cho phép nối bằng bulông), mối thiết bị điện phải có một dây nối đất riêng, không cho phép dùng một dây nối đất chung cho nhiều thiết bị. Khi thực hiện nối đất mà có sử dụng nối đất tự nhiên nếu trị số điện trở nối đất tự nhiên (Rtn) lớn hơn trị số điện trở nối đất tiêu chuẩn (R đ) thì trị số điện trở nối đất nhân tạo là: [3.8] Mặt khác điện trở nối đất nhân tạo là gồm hệ thống các điện cực (cọc) chôn thẳng đứng có điện trở là RC và thanh nối ngang nối giữa các cọc có điện trở Rn [3.9] Trong thực tế người ta sử dụng nhiều loại vật nối đất có hình dáng và cách lắp đặt khác nhau với những công thức nối đất tính điện trở khác nhau. Sau đây ta xét một số trường hợp thường dùng nhất. 3.5.1. Các hình dạng nối đất của vật liệu. Thép ống chôn sát mặt đất như hình dưới đây thì điện trở nối đất của một cột là: Giáo trình An toàn điện 125
Chương 3: Bảo vệ nối đất và chống sét [3.10] Trong đó: tt =  (.m) là điện trở suất tính toán của đất d: là đường kính ngoài của cọc nối đất, nếu dùng thép góc thì đường kính đẳng trị là: d = 0,95.b (b: là chiều rộng của thép góc) Vật nối đất cũng là thép tròn, thép ống nhưng được đóng sâu xuống sao cho đầu trên cùng của chúng cách mặt đất 1 khoảng nào đó [3.11] Trong đó: t: khoảng cách từ mặt đất đến điểm giữa của cọc. Vật nối đất là thép dẹt, thép tròn chôn nằm ngang trong đất dưới đây thì điện trở nối đất là: [3.12] Trong đó: b: là chiều rộng của thanh thép, nếu dùng thép tròn thì thay b=2d d: là đường kính Một điều cần chú ý khi xác định điện trở nối đất cần phải xét đến ảnh hưởng của nhau giữa các điện cực khi tản dòng điện vào đất. Quá trình tản dòng điện trong đất ở điện cực nào đó sẽ bị hạn chế bởi quá trình tản dòng điện cực từ các điện cực lân cận, do đó làm tăng chỉ số điện trở nối đất ảnh hưởng này được tính bằng việc đưa vào công thức xác định điện trở nối đất một hệ số gọi là hệ số sử dụng. Vì vậy điện trở nối đất của n cọc (đóng thẳng đứng) có xét đến hệ số sử dụng: Giáo trình An toàn điện 126

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.