Bài giảng Điện tử vật lý Điện-Quang - Chương 4: Hệ thống nối đất

Nội dung text: Bài giảng Điện tử vật lý Điện-Quang - Chương 4: Hệ thống nối đất

1. GV: Nguyễn Cơng Tráng Chương 4: HỆ THỐÁÁÁNG NỐI ĐẤT 1
2. I. KHÁI QUÁT CHUNG GV: Nguyễn Cơng Tráng ‰Trong HTĐ tồn tạ i 3 loạ i nối đất: - Nối đấtlàmviệcRnđHT: Thựchiệnnối các điểmcủamạng điện (thường là trung tính mạng điện) vớihệ thống nối đấtnhằm đảmbảo các chế độ làm việc của mạng điện. - Nối đất an tồn (BV) Rđ:Thựchiệnnối các phầntử bình thường khơng mang điệnáp(thường là vỏ máy, khung máy, chân sứ, ) vớihệ thống nối đấtnhằm đảmbảoantồnchongườitiếp xúc vớicácphần tử này khi vì lý do nào đĩ(thường là cách điệnbị hỏng) chúng cĩ điện. - Nối đất chống sét Rxk: Thựchiệnnối các thiếtbị chống sét vớihệ thống nối đấtnhằm đảmbảo an tồn cho người và các thiếtbị,cơng trình khi cĩ sét đánh. 2
3. I. KHÁI QUÁT CHUNG GV: Nguyễn Cơng Tráng BA TBĐ R0 Rđ 3
4. I. KHÁI QUÁT CHUNG GV: Nguyễn Cơng Tráng ‰ Mộthệ thống nối đấtcĩthể là: - Tự nhiên: Tậndụng các bộ phậnkimloạicĩsẵn trong lịng đấtlàmhệ thống nối đất. - Nhân tạo: Chủđịnh dùng các điệncựckimloại(bằng đồng là tốt nhất) chơn sâu trong đất làm hệ thống nối đất. - Hỗnhợp: Kếthợp2loạinối đấtnày. ‰ Điệntrở củamộthệ thống nối đấtgồm2thànhphần: điệntrở củabản thân điệncựckimloạivàđiệntrở củakhối đất tham gia quá trình tản dịng điệnvàotrongđất đượcgọilàđiệntrở tản. Điệntrở này phụ thuộc vào kích thước, độ chơn sâu và điệntrở suấtcủa vùng đất. Điệntrở suấtcủa đấtcĩảnh hưởng lớnnhấttớitrị số của điệntrở tản. Do điệntrở suấtphụ thuộcvàorấtnhiềuyếutố như:loại đất, thờitiết, độ chặt, (trong đĩ đặc biệt lưu ý đếnyếu tố thời tiết) nên khi tính tátốn điện trở tản, điệntrở suấtcần đượchiệuchỉnh theo hệ số mùa km. 4
5. GV: Nguyễn Cơng Tráng II. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA BẢO VỆ NỐI ĐẤT ‰ Mục đích: ¾ Nhằm giảm dịng điện qua người đến trị số an tồn; ¾ Tăng dịng điệnsự cố pha-vỏđểcác thiếtbị bảovệ quá dịng truyền thống (CC, ATM, BVRL) cắtphầntự này ra khỏimạng điện, an tồn cho ngườivàthiếtbị. ‰ Ýnghĩa: Khi cách điện giữa pha và phầntử bình thường khơng mang điệnbị hỏng, nối đấtsẽ duy trì 1 điệnápgiữacácphầntử này với đất nhỏ sẽ an tàtồnchongười chạmphải. 5
6. GV: Nguyễn Cơng Tráng II. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA BẢO VỆ NỐI ĐẤT ‰ Điện trở yêu cầu các hệ th ống n ối đ ất (Ryc) 6
7. GV: Nguyễn Cơng Tráng III. CẤU HÌNH HỆ THỐNG NỐI ĐẤT Hình vịng Hình sao KL: Hình l ưới 7
8. GV: Nguyễn Cơng Tráng IV. VẬT LIỆU -Cọc nối đất: - Cáp nối : -Liên kết giữa cáp và cọc: hàn hĩa nhiệt CADWELD - Hĩa chất GEM: giảm điện trở hệ thống nối đất (nếu cần) 8
9. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Bước1c 1: Bước 2: Hệ số mùa(km = 1,2 ÷ 1,8): Bố trí điện cực Độ chơn sâu, m km Ghi chú Thanh ngang 0,5 1,45÷1,8 Khi đo ẩm lấy trị số lớn 0,8÷11,25÷1,45 và ngược lại khơ lấy trị số nhỏ Cọc thẳng đứng 0,8 1,2÷1,4 9
10. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Máy đo điệntrn trở suấtct của đất H/C2 R S/P2 4pole ES/P1 E/C1 E/C1 ES/P1 S/P2 H/C2 10 20m 20m 20m => Đọc giá trị R trên màng hình:
11. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Bước3:c 3: Xác định c ấuuhình hình HTNĐ: Bước 4: Xác định điện trở nối đ ất 1 cọc (rc) TH1: Hệ thống nối đất (Khơng GEM) - Điện tr ở n ối đất của điện cực đơn: cọc chiều dài L , đđờường kính d Mặt đất h Cọc L d 11
12. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ - Điện trở n ối đất của nhiều điện cực song song: Mặt đất h L a a d d d 12
13. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Bảng 11H: Hệ số λ chhiho nhiều đ iện cực đặt nằm ngang số điện cự c Hệ số λ 2 1,00 3 1661,66 4 2,15 5 2542,54 6 2,87 7 3153,15 8 3,39 9 3613,61 10 3,81 13
14. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Bảng 2: Hệ số λ cho nhiều điệnnc cực đặt theo hình vuơng sốđiện cực dọc theo mỗi cạnh Hệ số λ hình vuơng 2 2,71 3 4,51 4 5,48 5 6,14 6 6,63 7 7,03 8 7,36 9 7657,65 10 7,90 12 8,32 14 8,67 16 8,96 18 9229,22 20 9,40 14
15. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ - Điện trở than h (c áp ) nằm ngang: tổng chiều dài L t, đờđường kính d, s âu h Mặt đất Thanh ((p)cáp) h d Lt 15
16. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ TH2: Hệ thống nối đất(CĩGEM)t (Cĩ GEM) - Điện trở nối đất của điện cực đơn: cọc chiều dài L, đường kính d h L D Hĩa chất GEM 16
17. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ - Điện trở n ối đất của nhiều điện cực song song: Mặt đất h L a a d d d 17
18. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ - Điện trở than h (c áp ) nằm ngang: tổng chiều dài L t, đờđường kính d, s âu h Với: h b W Hĩa chấttGEM GEM 18
19. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Bước 5: Tíiáính giá trị điện tr ở n ối đất tồn hệ th ống Kết luận: Nếu đạt thì ok. Nếu khơng đạt quay lại Bước 3 Các khyến cáo thiết kế: PA1: Nếu đạt thì o k. Nếu khơng đạt => PA2 PA2: Tăng số cọc => Nếu đạt thì ok. Nếu khơng đạt=>PA2t => PA2 PA3: Số cọc ở PA 1 và thêm hĩa chất GEM => Nếu đạt thì ok. Nếu khơng đạt => PA4 PA4: Tăng số cọc và thêm hĩa chất GEM => ok 19
20. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Đặc điểm trang thiết bị nối đất hiện đại Cọc đồng lõi thép: đờđường kính d13d = 13 ÷ 16mm, c hiều dàiLdài L = 1 14,4 ; 2 24,4 ; 3m Cọc mạ lõi thép: φ = 13 ÷ 16mm, L = 1 ; 1,5 ; 3m Cáp đồng trần : S ≥ 25mm2 Liên k ếttgi giữaca cọc v à cáp: Hàn hĩa nhiệt (cadw eld) Cải tạo đất: Hĩa chất GEM giảm điện trở đất: khơng ăn mịn điện cực, khơng bị phân hủy theo thời gian, ổn định điện trở đất Hộpkip kiểm tra nối đấtbt bằng nhựata tổng hợp 20
21. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ Bảng trị s ố điện trở su ất ρ của đất Loại đất Giá trị ρ giới hạn (Ωm) Giá trị ρ khi thiết kế (Ωm) -Nước biển 0,15 ÷ 0,25 0,2 -Đất đen 5 ÷ 100 8 -Đất sét ẩm 2 ÷ 12 10 -Nước sơng, ao hồ 10 ÷ 500 20 -Đất pha sét 20 ÷ 200 30 -Đất vườn, đất ruộng 20 ÷ 100 40 -Bê tơng 40 ÷ 1000 100 -Đất khơ 20 ÷ 1000 100 -Đất pha cát 300 ÷ 500 400 -Than 1000 ÷ 5000 2000 -Đất đá nhỏ 1000 ÷ 50 000 3000 -Cát 1000 ÷ 10 000 3000 -Đất đá lớn 10 000 ÷ 50 000 20 000 21
22. GV: Nguyễn Cơng Tráng BT mẫu: Thiếtkế hệ thống nối đấtchống sét. Điệntrở suấtcủa đất ρđ = 150Ωm ; sử dụng 5 cọc ; khoảng cách giữa 2 cọc là 6m ; cọccĩchiều dài 3m và đường kính 16mm ; cáp (thanh nối) tiếtdiện 50mm2 ; thanh và cọc chơn sâu 0,5m, Trong 2 trường hợp: a/ Khi chưasử dụng hĩa chấtGEM b/ Khi sử dụng hĩa chấtGEM,đường kính hố là 12cm ; bề dày lớp hĩachất khi chơncáp là 5cm và bề rộng là 10cm ; điệntrở suấthĩachấtlà12Ωcm c/ Nhậnxét? Giải 22
23. GV: Nguyễn Cơng Tráng BT mẫu: 23
24. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ 24
25. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ 25
26. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ 26
27. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ 27
28. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ 28
29. GV: Nguyễn Cơng Tráng V. CÁC BƯỚC THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HTNĐ c/ Nhậnxét: - Khi chưasử dụng GEM => đã đạtyêucầu. Nhưng theo để yêu cầu tính thêm cĩ GEM - Khi cĩ thêm hĩa chấtGEMthìđiệntrở hệ thống giảm đirất nhiềuso vớitrường hợpkocĩhĩachất. 29
30. GV: Nguyễn Cơng Tráng HẾT 30