Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện

Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên.

13

số lớn hơn
()
R
xk

> 1 . Bảng 6-5 đề xuất các giới hạn về chiều dài điện cực của nối đất
phân bố dài trong các vùng đất có điện trở suất khác nhau khi có dòng điện sét có biên
độ
I
kA= 40
và độ dài đầu sóng


ds
s
=
ữ
36 .
Trong trờng hợp phải dùng hình thức nối đất tổ hợp (thờng là một số cọc đợc
liên hệ với nhau bởi thanh nối) thì
việc tính toán điện trở tản xung kích
của hệ thống đợc tiến hành theo
các bớc sau đây:

Tính toán trị số điện trở tản



ds
s
=
ữ
36)

Hình 6 -9


0

I=0
I=10kA

I=20kA
I=40kA
Z
0

Z
u

R
I=0
I=10kA

I=20kA
I=40kA
Z
0

Z
u

I=0
I=10kA

I=20kA

10.10
2
20.10
2
40.10
2

()
lm
gh

25
ữ35 45ữ50 60ữ80 80 ữ100 Điện trở tản xung kích của hệ thống đợc xác định theo công thức:

R
R
n
R
R
n
RR
RR
RnR
xkht
xkc
xkt
xkc

tính toán hệ số sử dụng xung kích rất phức tạp vì nó phụ thuộc vào quá trình phóng điện
trong đất tức là phụ thuộc vào biên độ dòng điện, điện trở suất và đặc tính xung kích
của đất do đó hệ số này thờng đợc xác định bằng thực nghiệm trên mô hình.

Đ 6-3. lựa chọn các phơng án nối đất hợp lý.

Bộ phận nối đất có trị số điện trở tản càng bé sẽ càng thực hiện đợc tốt nhiệm
vụ tản dòng điện trong đất và giữ đợc mức điện thế thấp trên các vật đợc nối đất.
Tuy nhiên việc giảm thấp điện trở tản đòi hỏi phải tốn rất nhiều kim loại và khối lợng
thi công. Do đó việc xác định tiêu chuẩn của nối đất và lựa chọn các phơng án nối đất
phải sao cho hợp lý về kinh tế kỹ thuật.
1. Đối với đất làm việc trị số điện trở nối đất cho phép quyết định bởi yêu cầu
của tình trạng làm việc của từng thiết bị cụ thể, ở đây không xét tới.
Trị số điện trở nối đất cho phép của nối đất an toàn (bảo vệ) đợc chọn sao cho
các trị số điện áp bớc và tiếp xúc (xem hình 6-4) trong mọi trờng hợp đều không vợt
quá giới hạn cho phép. Cho đến nay vẫn cha có đầy đủ số liệu để xác định trị số điện
áp cho phép đối với ngời theo quan điểm an toàn vì chúng phụ thuộc vaò rất nhiều yếu
tố. Một trong các yếu tố rất quan trọng là thời gian tác dụng của điện áp, nếu thời gian
này giảm thì điện áp chịu đựng của ngời sẽ tăng lên. Điều đó cho phép làm nhẹ yêu
cầu đối với nối đất an toàn trong các thiết bị có dòng điện ngắn mạch chạm đất lớn (
I
A
> 500 )
vỉ ở đấy thời gian tồn tại của ngắn mạch rất ngắn và quyết định bởi thời gian
Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện

Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên.

15


khi dùng chung cho cả phần cao áp và hạ áp nhng không đợc quá 10
.
Khi trong lới điện không đặt cuộn dập hồ quang ( cuộn Pêtecxen) thì dòng
điện I sẽ là dòng điện dung của toàn lới:

IU C
ph
=
3
U
ph
điện áp pha.

C

điện dung của pha đối với đất.
Trong trờng hợp có bù dòng điện dung, dòng điện tính toán I sẽ là dòng điện d
( phần cha đợc bù) với giả thiết trong lới đã cắt cuộn dây dập hồ quang có công suất
lớn nhất và trong mọi trờng hợp dòng điện này đều đều không đợc lớn quá 30A.
Dòng điện tính toán của nối đất tại các trạm có đặt cuộn dây hồ quang sẽ lấy bằng
125%I
dm
của cuộn dây dập hồ quang.
Trong các nhà máy điện và trạm biến áp, nối đất làm việc và nối đất an toàn ở
các cấp điện áp khác nhau thờng đợc nối thành hệ thống chung. Việc nối đất riêng rẽ
theo từng loại nối đất và theo từng cấp điện áp có u điểm là dòng điện ngắn mạch
chạm đất đi trong bộ phận nối đất này sẽ không làm tăng điện áp ở bộ phận nối đất

Vì khung cốt thép không phải là cực đặc mà là do các thanh đan lại với nhau
thành lới nên phải hiệu chỉnh bằng cách thân thêm hệ số
= 1,4, đó là hệ số chuyển từ
cực lới sang cực đặc.
Đối với các thiết bị có dòng điện ngắn mạch chạm đất bé khi điện trở tản của các
phần nối đất có sẵn đạt đợc yêu cầu về trị số điện trở cho phép thì không cần phải có
thêm phần nối đất nhân tạo, nhng đối với các thiết bị có dòng điện ngắn mạch chạm
đất lớn thì dù các phần nối đất có sẵn đã đạt yêu cầu về trị số điện trở cho phép vẫn phải
đặt thêm bộ phận nối đất nhân tạo với trị số điện trở tản không quá 1
. Đối với nối đất
an toàn, song song với việc thực hiện yêu cầu về trị số điện trở nối đất cần phải sử dụng
các biện pháp cân bằng điện áp tạo nên sự phân bố điện áp đều đặn trên mặt đất, làm
giảm trị số điện áp bớc và điện áp tiếp xúc. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các
thiết bị có dòng điện ngắn mạch chạm đất lớn. Với mục đích đó, thờng dùng nối đất
mạch vòng bố trí dọc theo chu vi trạm để làm tăng điện áp của phần mặt đất ở bên
trong và nh vậy sẽ giảm đợc trị số điện áp tiếp xúc và điện áp bớc.
2. Loại nối đất chống sét thờng gặp là nối đất của cột thu sét, cột điện và nối
đất của hệ thống thu sét ở trạm biến áp và nhà máy điện.
Do bộ phận nối đất của cột thu sét và cột điện thờng bố trí độc lập ( không có
liên hệ với các bộ phận khác) nên cần sử dụng hình thức nối đất tập trung do có hiệu
quả tản dòng điện tốt nhất. Nối đất cột điện là một vấn đề có ý nghĩa rất lớn về kinh tế
và kỹ thuật. Khi xét đánh vào đờng dây, phần điện áp giáng trên bộ phận nối đất cột
điện chiếm tỷ lệ khá lớn trong toàn bộ điện áp tác dụng lên cách điện đờng dây, do đó
nếu nối đất có trị số điện trở tản bé sẽ hạn chế đợc khả năng phóng điện ngợc tới dây
Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện

Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên.

17


. <


10
5
<


10
15
20
30

Khi đờng dây đi qua các vùng đất ẩm
(
)

310
4
cm , nên tận dụng phần nối
đất có sẵn của móng và chân cột bê tông để bổ sung hoặc thay thế cho phần nối đất
nhân tạo.
Đối với nối đất của hệ thống thu sét ở các trạm biến áp ( chơng XVIII), khi bộ
phận thu sét đặt ngay trên xà trạm thì phần nối đất chống sét buộc phải nối chung với
mạch vòng nối đất an toàn của trạm. Nh vậy sẽ gặp trờng hợp nối đất phân bố dài,
tổng trở xung kích Z
xk
có thể lớn gấp nhiều lần so với trị số điện trở tản xoay chiều làm
tăng phần điện áp giáng trên bộ phận nối đất và có thể gây nên phóng điện ngợc tới
phần mang điện của trạm. Do đó việc thực hiện nối đất chung (giữa nối đất chống sét và