intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Kỹ thuật cao áp - Chương số 6

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST
Báo xấu
101
lượt xem 23
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối đất trong hệ thống điện Đ 6-1. Khái niệm chung: Tác dụng của nối đất là để tản dòng điện và giữ mức điện thế thấp trên các vật đ-ợc nối đất. Trong hệ thống điện có ba loại nối đất khác nhau: Nối đất làm việc: nhiệm vụ của loại nối đất này là đảm bảo sự làm việc bình th-ờng của thiết bị hoặc của một số bộ phận của thiết bị theo chế độ làm việc đã đ-ợc quy định sẵn. Loại nối đất này gồm có nối đất điểm trung tính máy biến áp...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật cao áp - Chương số 6

  1. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Ch−¬ng VI Nèi ®Êt trong hÖ thèng ®iÖn § 6-1. Kh¸i niÖm chung: T¸c dông cña nèi ®Êt lµ ®Ó t¶n dßng ®iÖn vµ gi÷ møc ®iÖn thÕ thÊp trªn c¸c vËt ®−îc nèi ®Êt. Trong hÖ thèng ®iÖn cã ba lo¹i nèi ®Êt kh¸c nhau: Nèi ®Êt lµm viÖc: nhiÖm vô cña lo¹i nèi ®Êt nµy lµ ®¶m b¶o sù lµm viÖc b×nh th−êng cña thiÕt bÞ hoÆc cña mét sè bé phËn cña thiÕt bÞ theo chÕ ®é lµm viÖc ®· ®−îc quy ®Þnh s½n. Lo¹i nèi ®Êt nµy gåm cã nèi ®Êt ®iÓm trung tÝnh m¸y biÕn ¸p trong hÖ thèng cã ®iÓm trung tÝnh n«Ý ®Êt, nèi ®Êt cña m¸y biÕn ¸p ®o l−êng vµ cña kh¸ng ®iÖn dïng trong bï ngang trªn c¸c ®−êng d©y t¶i ®iÖn ®i xa. Nèi ®Êt an toµn (b¶o vÖ) : cã nhiÖm vô ®¶m b¶o an toµn cho ng−êi khi c¸ch ®iÖn bÞ h− háng, thùc hiÖn nèi ®Êt an toµn b»ng c¸ch ®em nèi ®Êt mäi bé phËn kim lo¹i b×nh th−êng kh«ng mang ®iÖn (vá m¸y, thïng m¸y biÕn ¸p, m¸y c¾t ®iÖn, c¸c gi¸ ®ì kim lo¹i, ch©n sø...). Khi c¸ch ®iÖn bÞ h− háng, trªn c¸c bé phËn nµy sÏ xuÊt hiÖn ®iÖn thÕ nh−ng do ®· ®−îc nèi ®Êt nªn gi÷ ®−îc møc ®iÖn thÕ thÊp... do ®ã ®¶m b¶o an toµn cho ng−êi khi tiÕp xóc víi chóng. Nèi ®Êt chèng sÐt: Nèi ®Êt chèng sÐt nh»m t¶n dßng ®iÖn sÐt trong ®Êt( khi cã sÐt ®¸nh vµo cét thu sÐt hoÆc trªn ®−êng d©y) ®Ó gi÷ cho ®iÖn thÕ t¹i mäi ®iÓm trªn th©n cét kh«ng qu¸ lín... do ®ã h¹n chÕ ®−îc c¸c phãng ®iÖn ng−îc tíi c«ng tr×nh cÇn b¶o vÖ. MÆc dÇu hai lo¹i trªn kh«ng liªn quan nhiÒu ®Õn ph¹m vi cña gi¸o tr×nh n¸y nh−ng còng cÇn tr×nh bµy s¬ l−îc bëi v× chóng cã dïng chung mét sè c«ng thøc vµ ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n vµ ®«i khi cïng mét bé phËn nèi ®Êt ®ång thêi lµm nhiÖm vô cña nhiÒu lo¹i ®Êt kh¸c nhau. BÊt kú lo¹i nèi ®Êt nµo còng ®Òu cã c¸c ®iÖn cùc ch«n trong ®Êt vµ ®−îc nèi víi vËt cÇn ®−îc nèi ®Êt. §iÖn cùc th−êng dïng lµ lo¹i cäc s¾t ch«n th¼ng ®øng hoÆc thanh dµi ®Æt n»m ngang trong ®Êt. Trong tr−êng hîp tæng qu¸t, s¬ ®å thay thÕ cña nèi ®Êt gåm ®iÖn trë t¸c dông r vµ ®iÖn c¶m L cña b¶n th©n ®iÖn cùc ( lÊy theo ®¬n vÞ dµi), ®iÖn trë t¶n R cña m«i tr−êng ®Êt xung quanh ®iÖn cùc vµ ®iÖn dung C cña ®iÖn cùc ®èi víi n¬i cã thÕ b»ng kh«ng cña ®Êt. Trong mäi tr−êng hîp ®Òu cã thÓ bá qua ®iÖn trë t¸c dông r v× nã rÊt bÐ so víi trÞ sè H×nh6 -1 ®iÖn trë t¶n, ®ång thêi còng kh«ng cÇn xÐt ®Õn L I S¬ ®å thay thÕ cña nèi ®Êt. phÇn ®iÖn dung C v× ngay c¶ trong tr−êng hîp http://www.ebook.edu.vn 1 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  2. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn sãng xung kÝch, dßng ®iÖn dung còng rÊt nhá so víi dßng ®iÖn qua ®iÖn trë t¶n. C¸c tham sè con t¹i ( L, R) phô thuéc vµo rÊt nhiÒu yÕu tè vµ t¸c dông cña chóng còng tuú thuéc vµo c¸c ®iÒu kiÖn tÝnh to¸n cô thÓ. NÕu thay thÕ ®iÖn trë t¶n R b»ng ®iÖn dÉn g ⎛ 1 ) th× s¬ ®å thay thÕ − l lµ chiÒu dµi cña ®iÖn cùc theo ®¬n vÞ dµi cña ®iÖn cùc ⎜ g = ⎝ Rl ®¬n gi¶n cña nèi ®Êt sÏ cã d¹ng tham sè ph©n bè ( h×nh 6-1). Khi dßng ®iÖn ®i vµo bé phËn nèi ®Êt vµ nÕu tèc ®é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn theo thêi gian rÊt lín th× trong thêi gian ®Çu ®iÖn c¶m sÏ ng¨n c¶n kh«ng cho dßng ®iÖn ®i tíi c¸c phÇn cuèi cña ®iÖn cùc khiÕn cho ®iÖn ¸p ph©n bè kh«ng ®Òu... trong thêi gian vÒ sau ¶nh h−ëng cña ®iÖn c¶m mÊt dÇn vµ ®iÖn ¸p sÏ ph©n bè ®Òu ®Æn h¬n. Thêi gian cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é nãi trªn phô thuéc bµo h»ng sè thêi gian T ≡ Lgl 2 (6-1) 1 ). ( T tû lÖ víi trÞ sè ®iÖn c¶m tæng Lt vµ ®iÖn dÉn tæng gl = cña ®iÖn cùc R Tõ biÓu thøc (6-1) cho thÊy, khi dßng ®iÖn t¶n trong ®Êt lµ dßng ®iÖn 1 chiÒu hoÆc xoay chiÒu tÇn sè c«ng nghiÖp, ¶nh h−ëng cña L kh«ng ®¸ng kÓ vµ bÊt kú h×nh thøc nèi ®Êt nµo ( th¼ng ®øng hoÆc n»m ngang) còng ®Òu biÓu thÞ bëi trÞ sè ®iÖn trë t¶n. Khi dßng ®iÖn t¶n trong ®Êt lµ dßng ®iÖn sÐt, tham sè biÓu thÞ cña nèi ®Êt tuú thuéc vµo t−¬ng quan gi÷a h»ng sè thêi gian T vµ thêi gian ®Çu sãng dßng ®iÖn. Khi T < τ ds th× tíi lóc cÇn xÐt (khi dßng ®iÖn ®¹t trÞ sè cùc ®¹i) qu¸ tr×nh qu¸ ®é ®· kÕt thøc vµ nèi ®Êt thÓ hiÖn nh− mét ®iÖn trë t¶n. Tr−êng hopù nµy øng víi c¸c h×nh thøc nèi ®Êt dïng cäc hoÆc thanh ngang cã chiÒu dµi kh«ng lín l¸m ... vµ ®−îc gäi lµ nèi ®Êt tËp trung. NÕu ®iÖn cùc dµi, h»ng sè thêi gian cã thÓ ®¹t tíi møc τ ds vµ t¹i thêi ®iÓm dßng ®iÖn ®¹t trÞ sè cùc ®¹i, qu¸ tr×nh qu¸ ®é ch−a kÕt thóc vµ nh− ®· ph©n tÝch vÌ t¸c dông cña ®iÖn c¶m, nèi ®Êt sÏ thÓ hiÖn nh− mét tæng trë Z cã trÞ sè rÊt lín so víi trÞ sè ®iÖn trë t¶n. Tr−êng hîp nµy ®−îc gäi lµ nèi ®Êt ph©n bè dµi. §iÖn trë t¶n cña nèi ®Êt phô thuéc vµo kÝch th−íc h×nh häc, c¸ch bè trÝ ®iÖn cùc vµ phô thuéc ®Æc tÝnh dÉn ®iÖn cña nèi ®Êt biÓu thÞ bëi trÞ sè ®iÖn trë suÊt cña nã. Ngoµi ra cßn ph©n biÖt trÞ sè ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu ( R hoÆc R ) vµ ®iÖn trë t¶n xung kÝch ( Rxk). §iÖn trë t¶n xoay chiÒu dïng trong c¸c tÝnh to¸n vÒ nèi ®Êt lµm viÖc vµ nèi ®Êt an toµn, trong tr−êng hîp nµy do mËt ®é dßng ®iÖn t¶n trong ®Êt bÐ nªn c−êng ®é ®iÖn tr−êng trong ®Êt ( E = iρ; − mËt ®é dßng ®iÖn ; ρ − ®iÖn trë suÊt cña ®Êt) ch−a ®¹t tíi møc ®Ó cã thÓ g©y nªn phãng ®iÖn trong ®Êt. http://www.ebook.edu.vn 2 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  3. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn §èi víi nèi ®Êt chèng sÐt, v× mËt ®é dßng ®iÖn sÐt t¶n trong ®Èt rÊt lín, tr−êng t¨ng cao vµ dÉn ®Õn qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt,... t−¬ng ®−¬ng víi viÖc t¨ng kÝch th−íc ®iÖn cùc vµ t¨ng ®iÖn dÉn cña ®Êt khiÕn cho ®iÖn trë t¶n xung kÝch ( Rxk) cã trÞ sè thÊp h¬n so víi ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu. §Êt lµ mét m«i tr−êng rÊt phøc t¹p vµ kh«ng ®ång nhÊt vÒ thµnh phÇn còng nh− vÒ cÊu t¹o. C¸c phÇn cÊu thµnh chñ yÕu cña ®Êt gåm c¸c h¹t nhá gèc h÷u c¬ hoÆc v« c¬ vµ n−íc. §iÖn dÉn cña ®Êt ë tr¹ng th¸i kh« còng nh− cña n−íc nguyªn kh«ng ®¸ng kÓ. Nh−ng nÕu trong ®Êt cã c¸c lo¹i muèi, axÝt chóng sÏ hoµ tan thµnh dung dÞch ®iÖn ph©n lµm cho ®Êt trë thµnh m«i tr−êng dÉn ®iÖn. Nh− vËy ®iÖn trë suÊt cña ®Êt phô thuéc nhiÒu vµo thµnh phÇn ho¸ häc vµ ®é Èm cña ®Êt. §é Èm cña ®Êt kh«ng nh÷ng chØ phô thuéc vµo l−îng m−a vµ c¸c vïng n−íc ë gÇn mµ cßn phô thuéc vµo kÝch th−íc h¹t ®Êt, h¹t cµng bÐ th× n¨ng lùc gi÷ Èm cµng tèt. C¸c lo¹i ®Êt th−êng gÆp lµ lo¹i ®Êt c¸t, ®Êt sÐt, ®Êt mïn. §Êt c¸t cÊu t¹o bëi c¸c h¹t th¹ch anh ®−êng kÝnh 0,2 ÷ 2mm, cã rÊt Ýt c¸c dung dÞch ®iÖn ph¶n vµ n¨ng lùc gi÷ Èm kÐm. §Êt sÐt còng cã gèc v« c¬ gßm nh÷ng h¹t rÊt nhá, mÞn ®−êng kÝnh kho¶ng vµi phÇn ngµn milimÐt vµ ë thÓ keo. Trong ®Êt sÐt cã nhiÒu thµnh phÇn muèi vµ axÝt vµ v× cã n¨ng lùc gi÷ Èm tèt nªn ®iÖn dÉn cña nã lín h¬n nhiÒu so víi c¸t. §Êt mïn còng cã cÊu t¹o thÓ keo, kh¶ n¨ng gi÷a Èm lín vµ cã nhiÒu dung dÞch ®iÖn ph©n. Kh¸c víi ®Êt sÐt, ®Êt mïn cã gèc h÷u c¬ vµ bë. Khi c¸t bÞ Èm, ®iÖn trë gi¶m rÊt nhanh vµ gi¶m tíi møc ®iÖn trë cña n−íc khi n−íc ®Çy kÝn c¸c lç xèp. §Êt sÐt vµ ®Êt mïn bÞ Èm sÏ t¹o nªn c¸c dung dÞch ®iÖn ph©n khiÕn cho ®iÖn trë suÊt cña ®Êt cã thÓ gi¶m thÊp h¬n so víi ®iÖn trë cña n−íc. TrÞ sè gÇn ®óng cña ®iÖn trë suÊt cña mét sè lo¹i ®Êt trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn cho ë b¶ng 6-1. B¶ng 6-1 TrÞ sè ®iÖn trë suÊt cña c¸c lo¹i ®Êt §iÖn trë suÊt, Ωm Lo¹i ®Êt C¸t 400 vµ lín h¬n §Êt c¸t 300 §Êt thÞt 100 §Êt sÐt 60 §Êt ®en 50 Than bïn 20 10 ÷ 50 N−íc s«ng http://www.ebook.edu.vn 3 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  4. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Trong n¨m do ®iÒu kiÖn khÝ t−îng thay ®æi lµm cho nhiÖt ®é cña ®Êt, hµm l−îng vµ thµnh phÇn cña h¬i Èm trong ®Êt vµ ®é b·o hoµ cña chóng ë c¸c tÇng ®Êt kh¸c nhau còng thay ®æi. Do ®ã ®iÖn trë suÊt cña ®Êt biÕn ®æi trong ph¹m vi réng, trÞ sè trong mïa m−a vµ mïa kh« cã thÓ kh¸c nhau xa. Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ vÒ nèi ®Êt, trÞ sè ®iÖn trë suÊt cña ®Êt dùa theo kÕt qu¶ ®o l−êng thùc ®Þa ( c«ng t¸c do l−êng ®−îc tiÕn hµnh trong mïa m−a vµo lóc t¹nh r¸o) vµ sau ®ã ph¶i hiÖu chØnh theo hÖ sè mïa K (b¶ng 19- 2) nh»m t¨ng c−êng an toµn: ρ tt = ρ d .K (6-2) B¶ng 6-2 C¸c sè liÖu vµ hÖ sè mµn K Lo¹i nèi ®Êt H×nh thøc nèi ®Êt Bé ch«n s©u (m) HÖ sè mïa K 1,5 ÷ 6,5 Nèi ®Êt lµm N»m ngang 0,5 1,6 ÷ 3 viÖc vµ nèi 0,8 1,4 ÷ 2 ®Êt an toµn 0,8 Th¼ng ®øng 1,4 ÷ 1,8 Nèi ®Êt N»m ngang 0,5 1,2 ÷ 1,45 chèng sÐt 0,8 1,15 ÷ 1,30 Th¼ng ®øng 0,8 Khi ®o, nÕu ®Êt kh« r¸o sÏ lÊy hÖ sè mïa theo giíi h¹n d−íi vµ nÕu ®Êt Èm sÏ lÊy theo giíi h¹n trªn. Tõ b¶ng sè thÊy r»ng, ®èi víi nèi ®Êt lµm viÖc vµ nèi ®Êt an toµn ph¶i chän c¸c hÖ sè mïa lín v× nã lµm viÖc quanh n¨m vµ trÞ sè ρ t¨ng rÊt cao trong mïa kh«. HÖ sè mïa lín cßn phô thuéc vµo ®é ch«n sau cña nèi I ®Êt, ®iÖn cùc ch«n cµng s©u th× ¶nh h−ëng do sù thay ®æi thêi tiÕt cµng bÞ h¹n chÕ. Khi nghiªn cøu qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt cã thÓ dïng h×nh 6-2: c¸c tia löa phãng ®iÖn ph¸t triÓn chung quanh ®iÖn cùc h×nh thµnh khu vùc cã ®iÖn trë suÊt b»ng kh«ng H×nh6 -2 vµ c−êng ®é tr−êng ë bÒ mÆt cã trÞ sè b»ng H×nh thµnh tiaE ≥ E0 löa ®iÖn c−êng ®é phãng ®iÖn trong ®Êt ( E0 ) . trong vïng ®Êt chung quanh ®iÖn cùc http://www.ebook.edu.vn 4 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  5. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Khi ®Êt kh« r¸o, qu¸ tr×nh phãng ®iÖn x¶y ra men theo c¸c khe r·nh cña ®Êt tøc lµ khe hë khÝ, do ®ã c−êng ®é tr−êng phãng ®iÖn ( E0 ) kh«ng phô thuéc vµo thµnh phÇn ho¸ lý cña ®Êt vµ ®¹t ®−îc trÞ sè gÇn thèng nhÊt gi÷a c¸c lo¹i ®Êt kh¸c nhau. 1,0 Khi ®Êt Èm c−êng ®é tr−êng phãng ®iÖn 21 4 0,8 t¨ng theo l−îng Èm trong ®Êt vµ cã thÓ 3 6 ®¹t trÞ sè lín h¬n so víi khi ®Êt kh« do 0,6 c−êng ®é phãng ®iÖn xung kÝch cña 7 0,4 n−íc lín h¬n so víi khÝ. 5 §iÖn trë suÊt cña vïng ®Êt bªn 0,2 ngoµi khu vùc tia löa ®iÖn còng bÞ gi¶m thÊp d−íi t¸c dông cña tr−êng. H×nh 19- 0 2 4 6 8 10 12 kv/cm 3 cho c¸c ®−êng cong biÓu thÞ sù gi¶m thÊp t−¬ng ®èi cña ®iÖn trë suÊt xung kÝch cña ®Êt vµ cña n−íc lµm Èm ®Êt H×nh6 -3 ρ theo c−êng ®é tr−êng ë thêi ®iÓm cùc Quan hÖ xk = f ( E ) ë mét thêi ®iÓm ρ ®¹i cña sãng. §Ó ®−îc ®¬n gi¶n trong l = τ ds = 2 ÷ 3μ s tÝnh to¸n, quan hÖ nµy ®−îc tuyÕn tÝnh 1.N−íc cã ρ =70Ω.m; 2. C¸t cã ρ =450Ωm; ho¸ trong ph¹m vi trÞ sè tr−êng E = 0 vµ 3. C¸t cã ρ =300Ωm; 4. §Êt sÐt cã ρ =70Ω.m; E = E0 vµ biÓu thÞ bëi ph−¬ng tr×nh: 5. . §Êt sÐt cã ρ =300Ω.m; 6. §Êt mïn ρ =300Ωm ρ xk = ρ(1 − EK ) 7. §Êt mïn ρ =3000Ωm (6-3) §èi víi c¸c lo¹i ®Êt c¸t, ®Êt sÐt vµ ®Êt mïn th«ng th−êng, hÖ sè K biÕn thiªn trong ph¹m vi 0,01 ÷ 0,05. § 6-2. TÝnh to¸n vÒ nèi ®Êt. 1. TrÞ sè ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu cña c¸c h×nh thøc nèi ®Êt th«ng th−êng. §Ó cã kh¸i niÖm vÒ c¸ch tÝnh to¸n ®iÖn trë t¶n cña nèi ®Êt cã thÓ xÐt tr−êng hîp ®¬n gi¶n nhÊt lµ tr−êng hîp ®iÖn cùc h×nh b¸n cÇu (H×nh 19-4). Dßng ®iÖn ch¹m ®Êt I ®i qua n¬i sù cè sÏ t¹o nªn ®iÖn ¸p gi¸ng trªn bé phËn nèi ®Êt U = I, R lµ ®iÖn trë t¶n cña nèi ®Êt. §iÖn trë t¶n cña líp ®Êt giíi h¹n bëi c¸c mÆt ®¼ng thÕ b¸n kÝnh r vµ r + dr cã trÞ sè: dr r +dr dR = ∫ 2πr 2 r Tõ ®ã tÝnh ®−îc ®iÖn trë t¶n cña nèi ®Êt h×nh b¸n cÇu cã b¸n kÝnh r0 . http://www.ebook.edu.vn 5 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  6. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ρ ∞ = R ∫ dR = (6-5) 2 π r0 r0 Sù ph©n bè ®iÖn ¸p trªn mÆt ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh theo: 1ρ ∞ Ur = I.∫ dR = 2πr (6-6) r Trªn h×nh 19-4 cho ®−êng cong ph©n Utk U=f(r) bè ®iÖn ¸p trªn mÆt ®Êt ®ång thêi cßn cho c¸c kh¸i niÖm vÒ trÞ sè ®iÖn ¸p tiÕp U=IR Uh xóc (Ltx) vµ ®iÖn ¸p b−íc (Ub). Trong thùc tÕ, nèi ®Êt th−êng cã c¸c h×nh thøc: cäc dµi 2÷3m b»ng s¾t trßn hay s¾t gãc ch«n th¼ng ®øng; r thanh dµi ch«n n»m ngang ë ®é s©u 0,5÷0,8m ®Æt theo h×nh tia hoÆc m¹ch dr vßng vµ h×nh thøc tæ hîp cña hai h×nh H×nh 6 -4 thøc trªn. TrÞ sè ®iÖn trë t¶n cña h×nh X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p b−íc vµ ®iÖn ¸p tiÕp xóc. thøc nèi ®Êt cäc ®−îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc cho ë b¶ng 6-3. B¶ng 6-3. C«ng thøc tÝnh ®iÖn trë nèi ®Êt cña cäc. H×nh thøc S¬ ®å cña C«ng thøc tÝnh ®iÖn Ghi chó nèi ®Êt nèi ®Êt trë t¶n («m) ρ 4l Cäc ch«n næi Rc = In dd (6-7) 2πl Khi dïng s¾t gãc ρ 2l trÞ sè d thay b»ng ( In + Rc = 2πl Cäc ch«n s©u 0,95b (b-chiÒu d d−íi mÆt ®Êt réngcña s¾t gãc). − 4l + l ⎞ 1 + − l⎟ In (6-8) ⎠ 2 4 §èi víi nèi ®Êt ch«n n»m ngang cã thÓ dïng c«ng thøc chung ®Ó tÝnh trÞ sè ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu. http://www.ebook.edu.vn 6 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  7. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ρ KL2 R= In (6-9) 2πl dt L − chiÒu dµi tæng cña ®iÖn cùc ( nÕu lµ m¹ch vßng sÏ lÊy b»ng chu vi). d − ®−êng kÝnh ®iÖn cùc khi ®iÖn cùc dïng s¾t trßn. NÕu dïng s¾t dÑt trÞ sè d b (b − chiÒu réng cña s¾t dÑt). thay b»ng 2 l − ®é ch«n s©u. K − hÖ sè phô thuéc vµo s¬ ®å cña nèi ®Êt, cho ë b¶ng 6-4. Khi dïng c¸c h×nh thøc nèi ®Êt ®¬n gi¶n trªn kh«ng ®¹t ®−îc yªu cÇu vÒ trÞ sè ®iÖn trë t¶n th× ph¶i dïng h×nh thøc nèi ®Êt tæ hîp gåm nhiÒu cäc ch«n däc theo chiÒu dµi tia hoÆc däc theo chu vi m¹ch vßng. HiÖu qu¶ cña nèi ®Êt gi¶m do ¶nh h−ëng lÉn nhau gi÷a c¸c ®iÖn cùc. §Ó gi¶i thÝch ®−îc hiÖn t−îng nµy xÐt hÖ thèng gåm hai ®iÖn cùc h×nh b¸n cÇu (h×nh 6-5). NÕu kho¶ng c¸ch a ®ñ lín th× c¸c ®iÖn tr−êng cña chóng sÏ kh«ng ¶nh h−ëng lÉn nhau vµ dßng ®iÖn ë ®iÖn cùc ®−îc ¶tn trong ®Êt ®ång ®Òu theo mäi ph−¬ng h−íng. Khi ®iÖn cùc gÇn nhau, dßng ®iÖn tõ ®iÖn cùc I kh«ng thÓ ®i vµo phÇn ®Êt phÝa bªn ph¶i cña mÆt ph¼ng AB. T×nh h×nh t¶n dßng ®iÖn ë ®iÖn cùc II còng t−¬ng tù nh− vËy. B¶ng 6-4. HÖ sè K l1 / l2 S¬ ®å cña nèi ®Êt K S¬ ®å cña nèi ®Êt K 1 1 5,53 l2 1,27 1,5 5,81 2 6,42 1,46 l1 2,38 3 8,17 8,45 4 10,40 19,2 l2 4D 2 l D http://www.ebook.edu.vn 7 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  8. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn §iÖn ¸p cña mçi ®iÖn cùc ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ®iÖn ¸p cña b¶n th©n ®iÖn cùc khi 1 cã dßng ®iÖn ®i qua vµ ®iÖn ¸p g©y nªn bëi ®iÖn tr−êng cña ®iÖn cùc kia ®Æt c¸ch xa 2 kho¶ng c¸ch a. Tõ ®ã suy tÝnh ®−îc ®iÖn trë t¶n cña hÖ thèng nèi ®Êt gåm hai ®iÖn cùc h×nh b¸n cÇu: ρ ⎛ 1 1⎞ U Rht = = ⎜+⎟ 4π ⎝ r0 a ⎠ I A I II a So víi tr−êng hîp lý t−ëng (kh«ng cã ¶nh h−ëng lÉn nhau) ®iÖn trë t¶n cña n«Ý ®Êt t¨ng ρ1 .. thªm ph©n l−îng 4π a Tû lÖ gi÷a hai trÞ sè ®iÖn trë t¶n cña nèi B ®Êt khi cã vµ kh«ng cã sÐt ®Õn ¶nh h−ëng lÉn nhau gi÷a c¸c ®iÖn cùc ®−îc gäi lµ hÖ sè sö dông H×nh6 -5 cña nèi ®Êt. Trong hÖ thèng gåm hai ®iÖn cùc Nghiªn cøu ¶nh h−ëng lÉn nhau h×nh b¸n cÇu hÖ sè sö dông cã trÞ sè b»ng: gi÷a c¸c ®iÖn cùc nèi ®Êt. ρ R 2 .2π r0 1 η= 2 = = (6-10) ρ ⎛ 1 1 ⎞ 1 + r0 R ht ⎜+⎟ a 4π ⎝ r0 a ⎠ Tõ (6-10) thÊy r»ng, hÖ sè sö dông gi¶m khi t¨ng kÝch th−íc cña ®iÖn cùc vµ gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a chóng. Khi hÖ thèng nèi ®Êt gåm nhiÒu cäc bè trÝ däc theo chiÒu dµi tia hoÆc theo chu vi m¹ch vßng, ®iÖn trë t¶n cña hÖ thèng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc. Rc Rt Rht = (6-11) R cη t + R t η c trong ®ã: Rc − ®iÖn trë t¶n cña mét cäc. Rt − ®iÖn trë t¶n cña tia hoÆc cña m¹ch vßng. n − Sè cäc η c − hÖ sè sö dông cña cäc. η t − hÖ sè sö dông cña tia dµi hoÆc cña m¹ch vßng. http://www.ebook.edu.vn 8 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  9. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn a C¸c hÖ sè sö dông η c vµ η t phô thuéc vµo tû sè ( a − kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c l cäc, l − chiÒu dµi cäc ) vµ sè cäc n. 2. TÝnh to¸n nèi ®Êt chèng sÐt. TÝnh to¸n vÒ nèi ®Êt chèng sÐt cã phøc t¹p h¬n v× ë ®©y ph¶i ®Ò cËp tíi c¶ hai qu¸ tr×nh ®ång thêi x¶y ra khi cã dßng ®iÖn t¶n trong ®Êt: − Qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña sù ph©n bè ®iÖn ¸p däc theo chiÒu dµi ®iÖn cùc. − Qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt. Nh− ®· tr×nh bµy ë trªn, khi chiÒu dµi ®iÖn cùc ng¾n ( nèi ®Êt tËp trung) th× kh«ng cÇn xÐt qu¸ tr×nh qu¸ ®é mµ chØ xÐt ®Õn qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt. Ng−îc l¹i khi nèi ®Êt dïng h×nh thøc ph©n bè dµi ( tia dµi hoÆc m¹ch vßng) th× ®ång thêi ph¶i xÐt ®Õn c¶ hai qu¸ tr×nh, chóng cã ¶nh h−ëng kh¸c nhau ®èi víi hiÖu qu¶ cña nèi ®Êt. §iÖn trë t¶n xung kÝch cña nèi ®Êt tËp trung. ViÖc tÝnh to¸n ®iÖn trë t¶n xung kÝch tiÕn h¶nh trªn c¬ së gi¶ thiÕt gÉn ®óng vÒ sù ph¸t triÓn ®ång ®Òu cña khu vùc tia löa ®iÖn lý t−ëng mµ mÆt ngoµi cã ®iÖn tr−êng E ≈ E0 ( E0 − c−êng ®é ®iÖn tr−êng phãng ®iÖn trong ®Êt), ®iÖn cùc cã kÝch th−íc lÊy b»ng cña khu vùc tia löa ®iÖn vµ ®−îc ®Æt trong vïng ®Êt cã trÞ sè ®iÖn trë suÊt biÓu thÞ theo quan hÖ cña (6-3). D¹ng sãng dßng ®iÖn ®−îc chän theo d¹ng sãng xiªn gãc cã biªn ®é I. TrÞ sè ®iÖn trë t¶n ®−îc tÝnh ë thêi ®iÓm t = τ ds v× lóc nµy ®iÖn ¸p trªn bé phËn nèi ®Êt cã trÞ sè lín nhÊt ( chØ lµ gÇn ®óng v× trÞ sè cùc d¹i cña ®iÖn ¸p xuÊt hiÖn cã sím h¬n ®«i chót so víi trÞ sè cùc ®¹i cña dßng ®iÖn). TiÕp tôc xÐt víi tr−êng hîp ®iÖn cùc h×nh b¸n cÇu (h×nh 6-6). Do sù h×nh thµnh khu vùc tia löa ®iÖn 2r0 nªn b¸n kÝnh ®iÖn cùc ®−îc t¨ng tíi trÞ sè rΦ vµ tr−êng ë mÆt ngoµi cã trÞ sè b»ng E0. Nh− vËy cã thÓ H×nh 6 -6 viÕt ®−îc: TÝnh to¸n ®iÖn trë t¶n xung Er E=E0 cña nèi ®Êt tËp trung. kÝch I ρ (1 − K E 0 ) E 0 = i ρ xk = 2 π rΦ2 Suy ra b¸n kÝnh rΦ : lρ (1 − KE0 ) rΦ = (6-12) 2πE0 http://www.ebook.edu.vn 9 Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn.
  10. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn C−êng ®é tr−êng t¹i ®iÓm c¸ch t©m ®iÖn cùc kho¶ng c¸ch r > rΦ ®−îc tÝnh theo: I ρ(1 − KEr ) Er = 2πr 2 Iρ Er = hoÆc 2πr + IρK 2 vµ c«ng thøc tÝnh ®iÖn ¸p cña nèi ®Êt: ∞ ∞ dr U = ∫ Er dr = Iρ ∫ 2 2πr + IρK rrΦ rΦ ρ ⎛π 2π ⎞ U=I ⎜ − arctgrΦ ⎟ 2 − πIK ⎝ 2 IρK ⎠ Tõ ®ã suy ra ®−îc trÞ sèÖn trë t¶n xung kÝch cña ®iÖn cùc h×nh b¸n cÇu: ρ⎛ ⎞ U 1 ⎜ 1,57 − arctg − 1⎟ Rxk = (6-13) 2πIK ⎝ I KE0 ⎠ Tõ (6-13) thÊy r»ng, ®iÖn trë t¶n xung kÝch kh«ng phô thuéc vµo kÝch th−íc h×nh häc cña ®iÖn cùc mµ quyÕt ®Þnh bëi biªn ®é dßng ®iÖn I, ®iÖn trë xuÊt ρ vµ ®Æc tÝnh xung kÝch cña ®Êt. V× trÞ sè ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu cña nèi ®Êt tû lÖ víi ρ nªn hÖ sè xung kÝch, tû lÖ gi÷a trÞ sè ®iÖn trë t¶n xung kÝch vµ xoay chiÒu, cã trÞ sè: Rxk 1 α xk = = Iρ R HoÆc ë d¹ng tæng qu¸t: α xk = f ( Iρ ) (6-14) Cã thÓ dïng c«ng thøc (6-13) ®Ón −íc tÝnh ®iÖn trë t¶n xung kÝch cña mét sè nèi ®Êt cã s½n khi chóng cã d¹ng gÇn nh− h×nh b¸n cÇu ( c¸c hÖ, mãng kim lo¹i hoÆc bª t«ng cèt thÐp) vµ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng cña " tù nèi ®Êt" lµ khi mµ xÐt ®¸nh th¼ng xuèng n¬i kh«ng cã ®iÖn cùc nèi ®Êt, lóc nµy cã thÓ xem nh− kÝch th−íc ®iÖn cùc ®−îc rót gän tíi h¹n bÐ nhÊt. ViÖc tÝnh to¸n ®iÖn trë t¶n xung kÝch cña cäc ®−îc tiÕn hµnh t−¬ng tù nh− trªn vµ thÊy r»ng hÖ sè xung kÝch còng biÕn thiªn theo quy luËt cña ( 6-14). TÝnh to¸n nèi ®Êt ph©n bè dµi. Chia hai tr−êng hîp ®Ó xÐt: http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 10
  11. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn a) TÝnh to¸n nèi ®Êt ph©n bè dµi khi kh«ng xÐt qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt. S¬ ®å ®¼ng trÞ cña nèi ®Êt ®−îc biÓu thÞ ë h×nh 6-1, cã c¸c tham sè ph©n bè L, g x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ⎡1 ⎤ L = 0,2 In⎢ − 0,31⎥ μH / m ⎣r ⎦ l − chiÒu dµi ®iÖn cùc. ⎛ d⎞ r − b¸n kÝnh cña tiÕt diÖn thanh ®iÖn cùc ⎜ r = ⎟ ⎝ 2⎠ 1 g= vµ : Rl R − ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu cña nèi ®Êt. Tõ s¬ ®å ®¼ng trÞ cã thÓ thµnh lËp ®−îc hÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n: δU δI ⎫ − =L ⎪ δl ⎪ δx ⎬ (6-15) δl = Ug ⎪ − ⎪ δx ⎭ Sau khi gi¶i c¸c ph−¬ng tr×nh vi ph©n trªn víi d¹ng sãng cña dßng ®iÖn ë ®Çu vµo cña bé phËn nèi ddÊt lµ d¹ng sãng xiªn gãc i(0, t ) = at , sÏ ®−îc ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm bÊt kú trªn ®iÖn cùc. g⎡ k πx ⎤ ⎛ ⎞ t 1 ∞ − u (x , t ) = ⎢ t + 2 T1 ∑ 2 ⎜ 1 − e ⎟ cos T ⎥ (6-16) k ⎜ ⎟ gl ⎣ k =1 K l⎦ ⎝ ⎠ Suy ra tæng trë xung kÝch ë ®Çu vµo cña nèi ®Êt: u (0, t ) 1 ⎡ 2T1 ⎞⎤ ⎛ t 1 ∞ − Z(0, t ) = ∑ k2 ⎜1 − e ⎟⎥ = ⎢1 + T (6-17) k ⎜ ⎟ i(0, t ) gl ⎣ t ⎝ ⎠⎦ k =1 http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 11
  12. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn Tæng trë xung kÝch cña nèi ®Êt gåm hai thµnh phÇn: thµnh phÇn æn ®Þnh cã trÞ sè b»ng trÞ 60 L=20m sè ®iÖn trë t¶n ( xoay chiÒu) vµ thµnh phÇn c¶m 40 øng biÕn thiªn theo thêi gian. Trªn h×nh 6-7 cho L=40m R quan hÖ Z (0,t) khi ®iÖn cùc cã chiÒu dµi kh¸c L=80m 20 nhau. Tæng trë tiÕn tíi trÞ sè æn ®Þnh R cµng R t R nhanh khi chiÒu dµi ®iÖn cùc cµng ng¾n. H×nh 0 16 μs 4 8 12 19-8 cho sù ph©n bè ®iÖn ¸p däc theo chiÒu dµi cña ®iÖn cùc t¹i thêi ®iÓm t = τ ds. ChiÒu dµi ®iÖn H×nh 6 -7 BiÕn thiªn theo thêi gian cña cùc cµng lín th× ®iÖn ¸p ë ®Çu cuèi cµng bÐ, tæng trë xung kÝch ë ®Çu vµo ®iÒu nµy chøng tá c¸c phÇn ë xa cña ®iÖn cùc cña nèi ®Êt ph©n bè dµi (vïng ®Êt cã ρ = 500 Ω, cm) ph¸t huy t¸c dông kÐm. b) TÝnh to¸n nèi ®Êt ph©n bè dµi khi cã xÐt qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt. ViÖc gi¶m ®iÖn ¸p vµ c¶ mËt ®é dßng ®iÖn ë c¸c phÇn xa cña ®iÖn cùc lµm cho qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt ë c¸c n¬i nµy cã yÕu h¬n so víi ë ®Çu vµo cña nèi ®Êt. Do ®ã ®iÖn dÉn cña nèi ®Êt ( trong s¬ ®å ®¼ng trÞ) kh«ng nh÷ng chØ phô thuéc vµo I , ρ mµ cßn phô thuéc vµo to¹ ®é. ViÖc tÝnh to¸n tæng trë sÏ rÊt phøc t¹p vµ chØ cã thÓ gi¶i b»ng ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng. ë ®Êy kh«ng chó ý ®Õn qu¸ tr×nh tÝnh to¸n mµ chØ nghiªn cøu vÒ c¸c quy luËt nèi ®Êt ph©n bè dµi khi cã xÐt qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt. 1 Trªn h×nh 6-9 cho quan hÖ cña ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu R R = , tæng trë xung gl kÝch khi kh«ng xÐt qu¸ tr×nh phãng ®iÖn Z xk Us/U 1,0 .. theo chiÒu dµi cña ®iÖn cùc. So s¸nh c¸c L =20m ®−êng cong cña Z xk vµ Z0 thÊy r»ng, qu¸ 0,8 L =40m tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt lµm gi¶m tæng trë 0,6 xung kÝch cña nèi ®Êt ph©n bè dµi. Khi L =60m chiÒu dµi ®iÖn cùc ng¾n ¶nh h−ëng nµy cßn 0,4 L =80m cã thÓ bï ®−îc ¶nh h−ëng lµm t¨ng tæng trë 0,2 cña ®iÖn c¶m khiÕn cho tæng trë xung kÝch x 0 cã thÓ thÊp h¬n trÞ sè ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu 20 40 60 80 m ⎛ ⎞ Z R⎜ α xk = x < 1⎟ . Khi t¨ng chiÒu dµi ®iÖn ⎝ ⎠ R H×nh 6 -8 cùc, ¶nh h−ëng cña ®iÖn c¶m cña ®iÖn c¶m Ph©n bè ®iÖn ¸p däc theo ®iÖn sÏ t¨ng vµ lµm cho tæng trë xung kÝch cã trÞ cùc cã chiÒu dµi kh¸c nhau ρ = 500 Ω, cm; τds = 3μs) http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 12
  13. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn sè lín h¬n R(α xk > 1) . B¶ng 6-5 ®Ò xuÊt c¸c giíi h¹n vÒ chiÒu dµi ®iÖn cùc cña nèi ®Êt ph©n bè dµi trong c¸c vïng ®Êt cã ®iÖn trë suÊt kh¸c nhau khi cã dßng ®iÖn sÐt cã biªn ®é I = 40kA vµ ®é dµi ®Çu sãng τ ds = 3 ÷ 6μs . Trong tr−êng hîp ph¶i dïng h×nh thøc nèi ®Êt tæ hîp (th−êng lµ mét sè cäc ®−îc liªn hÖ víi nhau bëi thanh nèi) th× viÖc tÝnh to¸n ®iÖn trë t¶n xung kÝch cña hÖ thèng ®−îc tiÕn hµnh theo c¸c b−íc sau ®©y: Ω R Z ZU − TÝnh to¸n trÞ sè ®iÖn trë t¶n 180 xoay chiÒu cu¶ tõng bé phËn nèi ®Êt riªng lÎ. 160 − Ph©n bè dßng ®iÖn sÏt 140 cho tõng bé phËn nèi ®Êt b»ng c¸ch 120 chia tû lÖ ngÞch víi trÞ sè ®iÖn trë t¶n P=2x103Ωm P=4x103Ωm I=0 R ®Ó x¸c ®Þnh hÖ sè xung kÝch vµ trÞ sè Z0 I=10kA 100 I=20kA Zu ®iÖn trë t¶n xung kÝch cña chóng. I=40kA 80 I=0 I=10kA Z0 60 I=20kA I=0 I=40kA Zu I=10kA Z0 R 40 I=20kA R I=40kA Zu 20 l H×nh 6 -9 0 20 40 60 80 m Quan hÖ cña ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu R, tæng trë xung kÝch Z xk vµ Z0 theo chiÒu dµi ®iÖn cùc cña nèi ®Êt ph©n bè dµi trong c¸c vïng ®Êt cã ®iÖn trë suÊt kh¸c nhau τds = 3μs) ; E0 = 14kV/cm B¶ng 6-5. Giíi h¹n vÒ chiÒu dµi ®iÖn cùc cña nèi ®Êt ph©n bè dµi ( khi I = 40kA vµ τ ds = 3 ÷ 6μs) http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 13
  14. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ρ (Ω. m) 5.102 10.102 20.102 40.102 lgh ( m) 25÷35 45÷50 60÷80 80 ÷100 − §iÖn trë t¶n xung kÝch cña hÖ thèng ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Rxkc Rxkt 1 Rxkc . Rxkt 1 n Rxkht = − = . (6-18) R + Rxkt η xk Rxkc + nRxkt η xk Rxkc n Rxkc − ®iÖn trë t¶n xung kÝch cña mét cäc. Rxkt − ®iÖn trë t¶n xung kÝch cña thanh nèi. n − sè cäc. η xk − hÖ sè sö dông xung kÝch cña nèi ®Êt. HÖ sè sö dông xung kÝch cã trÞ sè bÐ h¬n so víi hÖ sè sö dông xoay chiÒu v× khu vùc tia löa ®iÖn xung quanh ®iÖn cùc ®· lµm t¨ng ¶nh h−ëng gi÷a chóng víi nhau. ViÖc tÝnh to¸n hÖ sè sö dông xung kÝch rÊt phøc t¹p v× nã phô thuéc vµo qu¸ tr×nh phãng ®iÖn trong ®Êt tøc lµ phô thuéc vµo biªn ®é dßng ®iÖn, ®iÖn trë suÊt vµ ®Æc tÝnh xung kÝch cña ®Êt... do ®ã hÖ sè nµy th−êng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm trªn m« h×nh. § 6-3. lùa chän c¸c ph−¬ng ¸n nèi ®Êt hîp lý. Bé phËn nèi ®Êt cã trÞ sè ®iÖn trë t¶n cµng bÐ sÏ cµng thùc hiÖn ®−îc tèt nhiÖm vô t¶n dßng ®iÖn trong ®Êt vµ gi÷ ®−îc møc ®iÖn thÕ thÊp trªn c¸c vËt ®−îc nèi ®Êt. Tuy nhiªn viÖc gi¶m thÊp ®iÖn trë t¶n ®ßi hái ph¶i tèn rÊt nhiÒu kim lo¹i vµ khèi l−îng thi c«ng. Do ®ã viÖc x¸c ®Þnh tiªu chuÈn cña nèi ®Êt vµ lùa chän c¸c ph−¬ng ¸n nèi ®Êt ph¶i sao cho hîp lý vÒ kinh tÕ kü thuËt. 1. §èi víi ®Êt lµm viÖc trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt cho phÐp quyÕt ®Þnh bëi yªu cÇu cña t×nh tr¹ng lµm viÖc cña tõng thiÕt bÞ cô thÓ, ë ®©y kh«ng xÐt tíi. TrÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt cho phÐp cña nèi ®Êt an toµn (b¶o vÖ) ®−îc chän sao cho c¸c trÞ sè ®iÖn ¸p b−íc vµ tiÕp xóc (xem h×nh 6-4) trong mäi tr−êng hîp ®Òu kh«ng v−ît qu¸ giíi h¹n cho phÐp. Cho ®Õn nay vÉn ch−a cã ®Çy ®ñ sè liÖu ®Ó x¸c ®Þnh trÞ sè ®iÖn ¸p cho phÐp ®èi víi ng−êi theo quan ®iÓm an toµn v× chóng phô thuéc vaß rÊt nhiÒu yÕu tè. Mét trong c¸c yÕu tè rÊt quan träng lµ thêi gian t¸c dông cña ®iÖn ¸p, nÕu thêi gian nµy gi¶m th× ®iÖn ¸p chÞu ®ùng cña ng−êi sÏ t¨ng lªn. §iÒu ®ã cho phÐp lµm nhÑ yªu cÇu ®èi víi nèi ®Êt an toµn trong c¸c thiÕt bÞ cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt lín ( I > 500 A) vØ ë ®Êy thêi gian tån t¹i cña ng¾n m¹ch rÊt ng¾n vµ quyÕt ®Þnh bëi thêi gian http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 14
  15. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ng¾n m¹ch t¸c ®éng cña hÖ thèng b¶o vÖ r¬le. Ngoµi ra khi thêi gian cã ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt ng¾n th× x¸c suÊt cã ng−êi trong khu vùc cã ®iÖn ¸p t¨ng cao lóc sù cè sÏ gi¶m rÊt nhiÒu. Theo c¸c quy tr×nh hiÖn hµnh, tiªu chuÈn nèi ®Êt an toµn ®−îc quy ®Þnh nh− sau: − §èi víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn cã ®iÓm trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®¸t (dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt lín) trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt cho phÐp: R ≤ 0,5Ω (6-9) − §èi víi thiÕt bÞ cã ®iÓm trung tÝnh c¸ch ®iÖn (dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt bÐ) th×: 250 R≤ Ω (6-20) I nÕu phÇn nèi ®Êt nµy chØ dïng cho c¸c thiÕt bÞ cao ¸p vµ 125 R≤ Ω (19-21) I khi dïng chung cho c¶ phÇn cao ¸p vµ h¹ ¸p nh−ng kh«ng ®−îc qu¸ 10Ω. Khi trong l−íi ®iÖn kh«ng ®Æt cuén dËp hå quang ( cuén Pªtecxen) th× dßng ®iÖn I sÏ lµ dßng ®iÖn dung cña toµn l−íi: I = 3U p h . ω . C U ph − ®iÖn ¸p pha. C − ®iÖn dung cña pha ®èi víi ®Êt. Trong tr−êng hîp cã bï dßng ®iÖn dung, dßng ®iÖn tÝnh to¸n I sÏ lµ dßng ®iÖn d− ( phÇn ch−a ®−îc bï) víi gi¶ thiÕt trong l−íi ®· c¾t cuén d©y dËp hå quang cã c«ng suÊt lín nhÊt vµ trong mäi tr−êng hîp dßng ®iÖn nµy ®Òu ®Òu kh«ng ®−îc lín qu¸ 30A. Dßng ®iÖn tÝnh to¸n cña nèi ®Êt t¹i c¸c tr¹m cã ®Æt cuén d©y hå quang sÏ lÊy b»ng 125% I dm cña cuén d©y dËp hå quang. Trong c¸c nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p, nèi ®Êt lµm viÖc vµ nèi ®Êt an toµn ë c¸c cÊp ®iÖn ¸p kh¸c nhau th−êng ®−îc nèi thµnh hÖ thèng chung. ViÖc nèi ®Êt riªng rÏ theo tõng lo¹i nèi ®Êt vµ theo tõng cÊp ®iÖn ¸p cã −u ®iÓm lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt ®i trong bé phËn nèi ®Êt nµy sÏ kh«ng lµm t¨ng ®iÖn ¸p ë bé phËn nèi ®Êt kh¸c; nh−ng thùc hiÖn sù c¸ch ly gi÷a chóng sÏ gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n vµ nhiÒu khi kh«ng thÓ ®−îc. Khi nèi thµnh hÖ thèng chung, ph¶i ®¹t ®−îc yªu cÇu cña lo¹i nèi ®Êt nµo ®ã cã trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt cho phÐp bÐ nhÊt. Trong thùc hiÖn nèi ®Êt, cÇn tËn dông c¸c h×nh thøc nèi ®Êt cã s½n vÝ dô c¸c ®−êng èng ( èng n−íc, vá c¸p) vµ c¸c kÕt cÊu kim lo¹i cña c«ng tr×nh ch«n trong ®Êt, mãng bª t«ng cèt thÐp v.v... http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 15
  16. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn ViÖc tÝnh to¸n ®iÖn trë t¶n cña c¸c ®−êng èng ch«n trong ®Êt hoµn toµn gièng víi ®iÖn cùc tia nh−ng do t¸c dông cña ®iÖn c¶m nªn ®é dµi ®iÖn cùc kh«ng nªn lÊy qu¸ 1 km. Trong thêi gian gÇn ®©y ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu nhiÒu vÒ t¸c dông nèi ®Êt cña mãng bª t«ng cèt thÐp. KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy, trong vïng ®Êt Èm ( cã ρ ≤ 3104 Ω. cm) vµ sau thêi gian thi c«ng vµi th¸ng líp bª t«ng cña mãng sÏ trë thµnh . m«i tr−êng cã trÞ sè ®iÖn dÉn cao vµ æn ®Þnh. Do ®ã cã thÓ xem phÇn cèt thÐp ®Æt trong mãng vµ ch©n cét bª t«ng nh− c¸c ®iÖn cùc nèi ®Êt. Cã thÓ sö dông c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n th«ng th−êng ®Ó tÝnh ®iÖn trë nèi ®Êt cña ch©n cét vµ mãng bª t«ng chØ cÇn chó ý c¸c ®iÓm sau ®©y: − Do nèi ®Êt lµm viÖc trong m«i tr−êng kh«ng ®ång nhÊt " ®Êt - bª t«ng" nªn ®iÖn trë suÊt cña nã lín h¬n so víi trÞ sè ®iÖn trë suÊt cña ®Êt thuÇn tuý vµ trong tÝnh to¸n lÊy t¨ng thªm 25 %. − V× khung cèt thÐp kh«ng ph¶i lµ cùc ®Æc mµ lµ do c¸c thanh ®an l¹i víi nhau thµnh l−íi nªn ph¶i hiÖu chØnh b»ng c¸ch th©n thªm hÖ sè β = 1,4, ®ã lµ hÖ sè chuyÓn tõ cùc l−íi sang cùc ®Æc. §èi víi c¸c thiÕt bÞ cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt bÐ khi ®iÖn trë t¶n cña c¸c phÇn nèi ®Êt cã s½n ®¹t ®−îc yªu cÇu vÒ trÞ sè ®iÖn trë cho phÐp th× kh«ng cÇn ph¶i cã thªm phÇn nèi ®Êt nh©n t¹o, nh−ng ®èi víi c¸c thiÕt bÞ cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt lín th× dï c¸c phÇn nèi ®Êt cã s½n ®· ®¹t yªu cÇu vÒ trÞ sè ®iÖn trë cho phÐp vÉn ph¶i ®Æt thªm bé phËn nèi ®Êt nh©n t¹o víi trÞ sè ®iÖn trë t¶n kh«ng qu¸ 1Ω. §èi víi nèi ®Êt an toµn, song song víi viÖc thùc hiÖn yªu cÇu vÒ trÞ sè ®iÖn trë nèi ®Êt cÇn ph¶i sö dông c¸c biÖn ph¸p c©n b»ng ®iÖn ¸p t¹o nªn sù ph©n bè ®iÖn ¸p ®Òu ®Æn trªn mÆt ®Êt, lµm gi¶m trÞ sè ®iÖn ¸p b−íc vµ ®iÖn ¸p tiÕp xóc. §iÒu nµy ®Æc biÖt quan träng ®èi víi c¸c thiÕt bÞ cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt lín. Víi môc ®Ých ®ã, th−êng dïng nèi ®Êt m¹ch vßng bè trÝ däc theo chu vi tr¹m ®Ó lµm t¨ng ®iÖn ¸p cña phÇn mÆt ®Êt ë bªn trong vµ nh− vËy sÏ gi¶m ®−îc trÞ sè ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn ¸p b−íc. 2. Lo¹i nèi ®Êt chèng sÐt th−êng gÆp lµ nèi ®Êt cña cét thu sÐt, cét ®iÖn vµ nèi ®Êt cña hÖ thèng thu sÐt ë tr¹m biÕn ¸p vµ nhµ m¸y ®iÖn. Do bé phËn nèi ®Êt cña cét thu sÐt vµ cét ®iÖn th−êng bè trÝ ®éc lËp ( kh«ng cã liªn hÖ víi c¸c bé phËn kh¸c) nªn cÇn sö dông h×nh thøc nèi ®Êt tËp trung do cã hiÖu qu¶ t¶n dßng ®iÖn tèt nhÊt. Nèi ®Êt cét ®iÖn lµ mét vÊn ®Ò cã ý nghÜa rÊt lín vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt. Khi xÐt ®¸nh vµo ®−êng d©y, phÇn ®iÖn ¸p gi¸ng trªn bé phËn nèi ®Êt cét ®iÖn chiÕm tû lÖ kh¸ lín trong toµn bé ®iÖn ¸p t¸c dông lªn c¸ch ®iÖn ®−êng d©y, do ®ã nÕu nèi ®Êt cã trÞ sè ®iÖn trë t¶n bÐ sÏ h¹n chÕ ®−îc kh¶ n¨ng phãng ®iÖn ng−îc tíi d©y http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 16
  17. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn dÉn, ®¶m b¶o v¹n hµnh an toµn. Nh−ng viÖc gi¶m ®iÖn trë nèi ®Êt sÏ ph¶i huy ®éng nhiÒu s¾t thÐp vµ khèi l−îng thi c«ng do ®ã tiªu chuÈn nèi ®Êt cét ®iÖn ph¶i ®−îc quy ®Þnh sao cho hîp lý. HiÖn nay tiªu chuÈn nèi ®Êt cét ®iÖn ®−îc quy ®Þnh theo ®iÖn trë suÊt cña ®Êt vµ cho ë b¶ng 6-6. V× kh«ng thÓ ®o trùc tiÕp trÞ sè ®iÖn trë t¶n xung kÝch nªn chØ quy ®Þnh vÒ trÞ sè ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu, cã thÓ c¨n cø vµo s¬ ®å cña nèi ®Êt vµ trÞ sè dßng ®iÖn sÐt ®Ó x¸c ®Þnh hÖ sè xung kÝch vµ tõ ®ã suy ra trÞ sè ®iÖn trë t¶n xung kÝch. B¶ng 6-6 Tiªu chuÈn nèi ®Êt cét ®iÖn §iÖn trë suÊt cña ®Êt ρ §iÖn trë nèi ®Êt cña cét ®iÖn (Ω) (Ω. cm) ρ ≤ 104 10 15 104 < ρ ≤ 5104 . 20 5.104 < ρ ≤ 105 30 105 < ρ Khi ®−êng d©y ®i qua c¸c vïng ®Êt Èm ( ρ ≤ 3104 Ω. cm) , nªn tËn dông phÇn nèi . ®Êt cã s½n cña mãng vµ ch©n cét bª t«ng ®Ó bæ sung hoÆc thay thÕ cho phÇn nèi ®Êt nh©n t¹o. §èi víi nèi ®Êt cña hÖ thèng thu sÐt ë c¸c tr¹m biÕn ¸p ( ch−¬ng XVIII), khi bé phËn thu sÐt ®Æt ngay trªn xµ tr¹m th× phÇn nèi ®Êt chèng sÐt buéc ph¶i nèi chung víi m¹ch vßng nèi ®Êt an toµn cña tr¹m. Nh− vËy sÏ gÆp tr−êng hîp nèi ®Êt ph©n bè dµi, tæng trë xung kÝch Zxk cã thÓ lín gÊp nhiÒu lÇn so víi trÞ sè ®iÖn trë t¶n xoay chiÒu lµm t¨ng phÇn ®iÖn ¸p gi¸ng trªn bé phËn nèi ®Êt vµ cã thÓ g©y nªn phãng ®iÖn ng−îc tíi phÇn mang ®iÖn cña tr¹m. Do ®ã viÖc thùc hiÖn nèi ®Êt chung (gi÷a nèi ®Êt chèng sÐt vµ nèi ®Êt an toµn) th−êng chØ ®−îc tiÕn hµnh ë c¸c tr¹m biÕn ¸p 110kV vµ ®iÖn ¸p cao h¬n v× cã trÞ sè ®iÖn trë t¶n cña m¹ch vßng nèi ®Êt an toµn bÐ ( R ≤ 0,5Ω) vµ cã møc c¸ch ®iÖn cao. Ngoµi ra cßn ph¶i tiÕn hµnh mét sè biÖn ph¸p bæ sung nh− ë c¸c chç ®i vµo ®Êt cña hÖ thèng thu sÐt cã ®ãng thªm cäc; kh«ng ®Æt bé phËn thu sÐt trªn xµ m¸y biÕn ¸p; kho¶ng c¸ch theo m¹ch dÉn ®iÖn trong ®Êt tõ chç nèi ®Êt cña m¸y biÕn ¸p tíi chç nèi ®Êt cña hÖ thèng thu sÐt ph¶i tõ 15m trë lªn v.v... C¸c biÖn ph¸p nµy nh»m môc ®Ých gØam phÇn ®iÖn ¸p gi¸ng trªn bé phËn nèi ®Êt vµ b¶o vÖ an toµn cho m¸y biÕn ¸p lµ thiÕt bÞ ®iÖn quan träng nhÊt cña tr¹m. http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 17
  18. Kü thuËt cao ¸p. Bé m«n: N¨ng l−îng ®iÖn §Ó c¶i thiÖn nèi ®Êt cña tr¹m th−êng kÐo d©y chèng sÐt dïng b¶o vÖ ®−êng d©y vµo tËn xµ tr¹m. C¸c yªu cÇu kü thuËt trong tr−êng hîp nµy hoµn toµn gièng nh− khi ®Æt bé phËn thu sÐt trªn xµ tr¹m. http://www.ebook.edu.vn Tr−êng §¹i häc Kü ThuËt c«ng NghiÖp Th¸i Nguyªn. 18
ADSENSE

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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2