Nội dung

Trang bÞ nèi ®Êt bao gåm ®iÖn cùc nèi ®Êt vµ c¸c d©y dÉn nèi c¸c ®iÖn cùc trùc tiÕp d−íi ®Êt. Ngoµi ra d©y dÉn nèi gi÷a c¸c bé phÇn cÇn nèi víi hÖ thèng nèi ®Êt (gåm ®iÖn cùc + thanh dÉn nèi ®Æt trong ®Êt). Ch−¬ng XII Nèi ®Êt vµ chèng sÐt ϕ® 12.1 Kh¸i niÖm vÒ nèi ®Êt: §ßng ®iÖn ®i qua c¬ thÓ con ng−êi g©y nªn nh÷ng t¸c h¹i nguy hiÓm: g©y báng; giËt; tr−êng hîp nÆng cã thÓ g©y chÕt ng−êi. VÒ trÞ sè, dßng ®iÖn tõ 10 mA trë lªn lµ nguy hiÓm vµ tõ 50 mA trë lªn th−êng dÉn ®Õn tai n¹n chÕt ng−êi. §iÖn trë c¬ thÓ cong ng−êi thay ®æi trong giíi h¹n rÊt réng, phô thuéc vµo t×nh tr¹ng cña da, diÖn tÝch tiÕp xóc víi ®iÖn cùc, vÞ trÝ ®iÖn cùc ®Æt vµo ng−êi, thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua, ®iÖn ¸p gi÷a c¸c ®iÖn cùc vµ nhiÒu yÕu tè kh¸c. Khi ®iÖn trë cña ng−êi nhá (kho¶ng 800 ÷ 1000 Ω) chØ cÇn 1 ®iÖn ¸p 40 ÷ 50 V còng ®ñ g©y nguy hiÓm cho tÝnh m¹ng con ng−êi. Ng−êi bÞ tai n¹n vÒ ®iÖn tr−íc hÕt lµ do ch¹m ph¶i nh÷ng phÇn tö mang ®iÖn, b×nh th−êng cã ®iÖn ¸p. §Ó ng¨n ngõa hiÖn t−îng nµy, cÇn ®Æt nh÷ng rµo ®Æc biÖt ng¨n c¸ch con ng−êi víi c¸c bé phËn mang ®iÖn ®ã. Xong ng−êi bÞ tai n¹n vÒ ®iÖn còng cã thÓ lµ do ch¹m ph¶i c¸c bé phËn cña TB ®iÖn b×nh th−¬ng kh«ng mang ®iÖn nh−ng l¹i cã ®iÖn ¸p khi c¸ch ®iÖn bÞ háng (nh− sø c¸ch ®iÖn, vá §C ®iÖn, c¸c gi¸ thÐp ®Æt thiÕt bÞ ®iÖn .v…). Trong tr−êng hîp nµy, ®Ó ®¶m b¶o an toµn, cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch nèi ®Êt tÊt c¶ nh÷ng bé phËn b×nh th−êng kh«ng mang ®iÖn, nh−ng khi c¸ch ®iÖn hán cã thÓ cã ®iÖn ¸p. Khi cã nèi ®Êt, qua chç c¸ch ®iÖn chäc thñng vµ thiÕt bÞ nèi ®Êt sÏ cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch mét pha víi ®Êt vµ ®iÖn ¸p ®èi víi ®Êt cña vá thiÕt bÞ b»ng: §C U® = I® . R® Trong ®ã: I® - dßng ®iÖn 1 pha ch¹m ®Êt. R® - ®iÖn trë nèi ®Êt cña trang TB nèi ®Êt Tr−êng hîp ng−êi ch¹m ph¶i cã TB. cã ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn qua ng−êi x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: I ng Id = Rd R ng Bëi R® << Rng nªn Ing << I® . Tuy nhiªn nÕu I® kh¸ lín th× dßng qua ng−êi vÉn lµ nguy hiÓm: I ng = Rd .I d R ng (2) Tõ (2) nhËn thÊy r»ng nÕu thùc hiÖn nèi ®Êt ®Ó cã R® ®ñ nhá → cã thÓ ®¶m bµo cho dßng Ing qua ng−êi kh«ng nguy hiÓm n÷a. Kh¸i niÖm vÒ ®iÖn trë ®Êt:: http://www.ebook.edu.vn Utx ϕ2 a 17÷20 m 0 a’ 17÷20 m Khi dßng ng¾n m¹ch xuÊt hiÖn do c¸ch ®iÖn cña TB. bÞ háng. Dßng ng¾n m¹ch IN sÏ qua væ TB. theo d©y nèi ®Êt xuèng ®iÖn cùc vµ ch¹y t¶n vµo trong ®Êt (HV). Trªn HV ta thÊt ®−êng cong ph©n bè ®iÖn thÕ trªn mÆt ®Êt. mÆt ®Êt t¹i chç ®Æt ®iÖn cùc ( ®iÓm 0) cã ®iÖn thÕ cao nhÊt (ϕ® ) → cµng xa ®iÖn cùc ®iÖn thÕ cµng gi¶m dÇn vµ t¹i ®iÓm a & a’ c¸ch kho¶ng 15 ÷ 20 m th× ®iÖn thÕ nhá tíi møc kh«ng ®¸ng kÓ vµ ®−îc coi b»ng kh«ng. §N: “ §iÖn trë nèi ®Êt lµ ®iÖn trë cña khèi ®Êt n»m gi÷a ®iÖn cùc vµ mÆt cã ®iÖn thÕ b»ng kh«ng”. NÕu bá qua ®iÖn trë nhá cña d©y dÉn nèi vµ ®iÖn cùc th× ®iÖn trë ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: Rd = U® R® ϕ1 U® Ud Id Trong ®ã: Ud - ®iÖn ¸p cña trang bÞ nèi ®Êt. Id - dßng ng¾n m¹ch (dßng ®iÖn trong ®Êt). Kh¸i niÖm vÒ ®iÖn ¸p tiÕp xóc: NÕu tay ng−êi tiÕp xóc víi vá TB. (bÞ háng c¸ch ®iÖn) th× ®iÖn ¸p tiÕp xóc nghÜa lµ ®iÖn ¸p gi÷a tay vµ ch©n ng−êi b»ng: Utx = ϕ d − ϕ1 ϕd - §iÖn thÕ lín nhÊt t¹i ®iÓm 0. ϕ1 - §iÖn thÕ t¹i chç ng−êi ®øng. Kh¸i niÖm vÒ ®iÖn ¸p b−íc: Khi ng−êi ®Õn gÇn thiÕt bÞ háng c¸ch ®iÖn th× ®iÖn ¸p gi÷a 2 ch©n (gi¶ thiÕt 2 ch©n kh«ng cïng 1 ®iÓm) sÏ cã 2 ®iÖn thÕ kh¸c nhau → t¹o thµnh ®iÖn ¸p gäi lµ ®iÖn ¸p b−íc. Ub = ϕ1 − ϕ 2 §Ó t¨ng an toµn, tr¸nh Utx vµ Ub lín nguy hiÓm ®Õn con ng−êi, ng−êi ta sÏ dïng c¸c h×nh thøc nèi ®Êt phøc t¹p víi sù bè trÝ thÝch hîp c¸c ®iÖn cùc trªn diÖn tÝch ®Æt thiÕt bÞ ®iÖn vµ m¹ch vßng xung quanh TB. (HV). Utx Ub TB. ph©n phèi 2÷ 3 m Thùc hiÖn nèi ®Êt ë m¹ng h¹ ¸p: Trong c¸ m¹ng 4 d©y 380/220 V cã ®iÓm trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt th× vá TB. cã thÓ ®−îc nèi trung tÝnh (v× trung tÝnh ®· ®−îc nèi ®Êt). Ph−¬ng ¸n chØ ®−îc phÐp dïng nÕu tÊt c¶ c¸c phô t¶i ®Òu lµ TB. ba pha → U0 = 0. (tøc l−íi kh«ng cã nhiÒu thiÕt bÞ 1 pha). Tuy vËy kh«ng ph¶i lóc nµo còng an toµn v× nÕu mÊt trung tÝnh tõ tram c¸c TB. vÉn cã thÓ lµm viÖc b×nh th−êng (PA nµy chØ −u ®iÓm lµ rÎ vµ dÔ thùc hiÖn). Khi yªu cÇu cao vÒ an toµn ng−êi ta sö dông hÖ th«ng nèi ®Êt riªng cho c¸c TB, hoÆc hÖ thèng nèi ®Êt lËp l¹i (tøc lµ d©y trung tÝnh ngoµi viÖc nèi ®Êt ë tr¹m råi l¹i cÇn ph¶i nèi ®Êt thªm c¶ ë ph©n x−ëng hoÆc t¹i thiÕt bÞ). Yªu cÇu nèi ®¸t trong PX; c¸c tr¹m biÕn ¸p; PP: TÊt c¶ c¸c ®Õ m¸y, vá m¸y ®iÖn, c¸c bé truyÒn ®éng cña TB. ®iÖn, khung s¾t, b¶ng ph©n phèi, b¶ng ®iÒu khiÓn, c¸c kÕt cÊu kim lo¹i cña thiÕt bÞ ph©n phèi trong nhµ vµ ngoµi trêi, hµng rµo kim lo¹i ng¨n c¸ch phÇn mang ®iÖn, vá ®Çu c¸p, c¸c TB. chèng sÐt, cét s¾t cña ®−êng d©y t¶i ®iÖn, cña s¾t c¸c tr¹m BA, tr¹m PX .v.v… Kh«ng yªu cÇu nèi ®Êt:: §èi víi c¸c TB. xoay chiÒu ®iÖn ¸p ≤ 280 V hoÆc mét chiÒu ≤ 440 V nÕu c¸c TB. nµy ®Æt trong nhµ vµ ë n¬i kh« r¸o. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn ¸p 127 V xoay chiÒu vµ 110 V mét chiÒu ®Æt trong nhµ kh«ng cÇn ph¶i nèi ®Êt. Trõ tr−êng hîp ë nh÷ng n¬i cã kh¶ n¨ng ®Ï næ hoÆc ch¸y. Nèi ®Êt nh©n t¹o: th−êng ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸c cäc thÐp (d¹ng èng, d¹ng thanh, hoÆc thÐp gãc) dµi tõ 2÷3 m vµ ®−îc ch«n s©u d−íi ®Êt. Th«ng th−êng c¸c ®iÖn cùc nèi ®Êt ®−îc ®ãng s©u xuèng ®Êt sao cho ®Çu trªn cña chóng c¸ch mÆt ®Êt kho¶ng 0,5 ÷ 0,7 m. Nhê vËy sÏ gi¶m ®−îc sù thay ®æi ®iÖn trë nèi ®Êt theo thêi tiÕt. C¸c ®iÖn cùc nèi ®Êt hay c¸c cäc ®−îc nèi víi nhau b»ng c¸ch hµn víi c¸c thanh thÐp nèi (d¹ng dÑt hoÆc trßn) ®Æt ë ®é s©u 0,5 – 0,7 m. Khi kh«ng cã ®iÒu kiÖn ®ãng ®iÖn cùc xuèng s©u (VÝ dô ë c¸c vïng ®Êt ®¸…) ng−êi ta dïng c¸c thanh thÐp dÑt hoÆc trßn ®Æt n»m ngang ë ®é s©u 0,7 – 1,5 m. §Ó chèng ¨n mßn c¸c «ngd thÐp ®Æt trong ®Êt ph¶i cã bÒ dÇy kh«ng nhá h¬n 3,5 mm. C¸c thanh thÐp dÑt, thÐp gãc kh«ng ®−îc nhá h¬n 4 mm. TiÕt diÖn nhá nhÊt cho phÐp theo §K nµy lµ 48 mm2 . D©y nèi ®Êt cÇn cã tiÕt diÖn tho¶ m·n ®é bÒ c¬ khÝ, æn ®Þnh nhiÖt vµ chÞu ®−îc dßng cho phÐp l©u dµi, nã kh«ng ®−îc phÐp bÐ h¬n 1/3 tiÕt diÖn cña d©y dÉn c¸c pha. Th«ng th−êng ng−êi ta hay dïng thÐp tiÕt diÖn 120 mm2 , d©y nh«m 35 mm2 ; d©y ®ång 25 mm2 . §iÖn trë cña trang bÞ nèi ®Êt kh«ng ®−îc lín h¬n trÞ sè qui ®Þnh trong qui ph¹m. §èi víi m¹ng Udm≥ 110 kV: lµ m¹ng cã trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt hoÆc nèi ®Êt qua 1 ®iÖn trë nhá. Khi xÈy ra ngm. b¶o vÖ r¬le t−¬ng øng sÏ t¸c ®éng c¾t bé phËn h− háng cña TB. V× vËy sù xuÊt hiÖn ®iÖn thÕ trªn trang bÞ nèi ®Êt khi ngm. ch¹m ®Êt cã tÝnh chÊt t¹m thêi. V× x¸c xuÊt sÈy ra ngm. ch¹m ®Êt ®ång thêi víi viÖc ng−êi tiÕp xóc víi vá thiÕt bÞ cã ®iÖn ¸p U® = I®. Rd lµ rÊt nhá nªn qui ph¹m kh«ng qui ®Þnh ®iÖn ¸p cho phÐp lín nhÊt mµ chØ ®ßi hái ë bÊt kú thêi gian nµo trong n¨m, ®iÖn trë cña trang bÞ nèi ®Êt còng ph¶i tho¶ m·n R d ≤ 0,5 Ω Khi dßng ®iÖn ch¹m ®Êt lín, ®iÖn ¸p ®èi víi trang bÞ nèi ®Êt mÆc dï chØ trong thêi gian ng¾n cã thÓ ®¹t trÞ sè rÊt lín. VÝ dô khi Id = 3000 A mµ Rd = 0,5 Ω th× U = 1500 V. V× vËy ®Ó n©ng cao an toµn cho ng−êi phôc vô cÇn ph¶i tù ®éng c¾t ngm. víi thêi gian nhá nhÊt, ®ång thêi ®¶m b¶o trÞ sè ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn ¸p b−íc nhá nhÊt cã thÓ. CÇn thùc hiÖn nèi ®Êt theo m¹ch vßng vµ dïng c¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ phôc vô cho ng−êi vËn hµnh nh− ñng c¸ch ®iÖn vµ ghÕ c¸ch ®iÖn. Trong l−íi cã dßng ch¹m ®Êt lín buéc ph¶i cã nèi ®Êt nh©n t¹o trong mäi tr−êng hîp kh«ng phô thuéc vµo nèi ®Êt tù nhiªn, ®ång thêi ®iÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o kh«ng ®uîc lín h¬n 1 Ω. 12.2 C¸ch thùc hiÖn vµ tÝnh to¸n trang bÞ nèi ®Êt: 1) Kh¸i niÖm chung: trong thùc tÕ th−êng tån t¹i 2 h×nh thøc nèi ®Êt lµ nèi ®Êt nh©n t¹o vµ nèi ®Êt tù nhiªn. Nèi ®Êt tù nhiªn: lµ h×nh thøc nèi ®Êt tËn dông c¸c c«ng tr×nh ngÇm hiÖn cã, nh− c¸c èng dÉn b»ng kim lo¹i (trõ c¸c ång dÉn nhiªn liÖu láng vµ khÝ dÏ ch¸y) ®Æt trong ®Êt. C¸c kÕt cÊu b»ng kim lo¹i cña nhµ, c¸c c«ng tr×nh x©y dùng cã nèi víi ®Êt, c¸c vá c¸p bäc kim lo¹i cña c¸p ®Æt trong ®Êt .v.v… Khi x©y dùng trang bÞ nèi ®Êt tr−íc hÕt ph¶i sö dông c¸c vËt nèi ®Êt tù nhiªn cã s½n, ®iÖn trë nèi ®Êt cña c¸c vËt tù nhiªn x¸c ®Þnh b»ng c¸ch ®o t¹i chè hoÆc lÊy theo tµi liÖu thùc tÕ. http://www.ebook.edu.vn Víi l−íi trung ¸p Udm > 1000V: lµ l−íi cã dßng ch¹m ®Êt bÐ, tøc m¹ng cã ®iÓm trung tÝnh kh«ng nèi ®Êt, hoÆc nèi ®Êt qua cuén d©y dËp hå quang → th−êng b¶o vÖ r¬le kh«ng t¸c ®éng c¾t bé phËn cña TB. cã ch¹m ®Êt 1 pha. V× vËy ch¹m ®Êt 1 pha cã thÓ kÐo dµi Ud trªn thiÕt bÞ ch¹m ®Êt còng tån t¹i l©u h¬n → lµm t¨ng x¸c xuÊt ng−êi tiÕt xóc víi nh÷ng phÇn tö cña TB. ®ã. V× vËy qui ph¹m qui ®Þnh r»ng ®iÖn trë cña trang bÞ nèi ®Êt t¹i mäi thêi ®iÓm bÊt kú trong n¨m kh«ng ®−îc v−ît qu¸ qui ®Þnh. Khi dïng trang bÞ nèi ®Êt chung cã c¶ l−íi trªn vµ d−íi 1000 V th×: 125 Id (4) B¶ng c«ng thøc x¸c ®Þnh ®iÖn trë t¶n dßng cña c¸c ®iÖn cùc kh¸c nhau B¶ng 12-1 Khi dïng riªng (chØ dïng cho TB. >1000 V) th×: Rd ≤ 250 Id KiÓu nèi ®Êt C¸ch ®Æt ®iÖn cùc Chó thÝch C«ng thøc (5) Trong ®ã 125 vµ 250 lµ ®iÖn ¸p cho phÐp lín nhÊt cña trang bÞ nèi ®Êt. Id - Dßng ch¹m ®Êt 1 pha lín nhÊt. + Trong c¶ hai tr−¬ng hîp, ®iÖn trë nèi ®Êt kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 10 Ω. Ch«n th¼ng ®øng, lµm b¨ng thÐp trßn, ®Çu trªn tiÕp xóc víi mÆt ®Êt. l Rd ≤ Rdc = ρ ttd 4 l ln 2π .l d l>d d a) §iÖn trë nèi ®Êt cña cäc vµ thanh nèi: Phô thuéc vµo h×nh d¹ng, kÝch th−íc vµ ®é ch«n s©u trong ®Êt vµ ®iÖn trë xuÊt cña ®Êt t¹i n¬i thùc hiÖn nèi ®Êt. C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n vµ c¸ch l¾p ®Æt cho trong b¶ng d−íi ®©y. b) TÝnh to¸n hÖ thèng nèi ®Êt:: HÖ thèng nèi ®Êt th−êng bao gåm mét sè ®iÖn cùc nèi song song víi nhau mét kho¶ng t−¬ng ®èi nhá (v× lý do kh«ng gian vµ kinh tÕ). V× vËy khi cã dßng ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt, thÓ tÝch ®Êt t¶n dßng tõ mçi cùc gi¶m ®i → do ®ã lµm t¨ng ®iÖn trë nèi ®Êt cña mçi cäc. NH− vËy, nÕu nèi ®Êt gåm n ®iÖn cùc (cäc) th× ®iÖn trë nèi ®Êt cña toµn hÖ thèng (kh«ng kÓ ®Õn thanh nèi ngang) kh«ng ph¶i lµ Rcäc/n mµ lµ: http://www.ebook.edu.vn TÊm th¼ng ®øng, s©u c¸ch mÆt ®Êt mét kho¶ng a, b kÝch th−íc cña tÊm. Vµnh xuyÕn, lµm tõ thÐp dÑt, ®Æt n»m ngang, s©u c¸ch mÆt ®Êt mét kho¶ng. b – chiÒu réng cña cùc. l ρ ttd 2 l 1 4t + l (ln + ln ) 2π .l d 2 4t − l l>d t b d R dc = l ρ ttng 2 l 2 ln 2π .l b.t R dc = 0 ,25 b l ≥ 2 ,5 2t ρ ttd a.b t Rd th× ph¶i x¸c ®×nh ®iÖn trë cña nèi ®Êt nh©n t¹o theo c«ng thøc sau: Tõ (HV.) ta cã: Rd = (6) R cäc n.η Trong ®ã: η - lµ hÖ sè sö dông ®iÖn cùc nèi ®Êt. HÖ sè nµy sÏ gi¶m ®i khi sè cäc trong cïng mét kh«ng gian t¨ng lªn (tøc khi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc gi¶m), ngoµi ra cßn phô thuéc h×nh d¹ng c¸c lo¹i nèi ®Êt (kiÓu nèi m¹ch vßng, kiÓu nèi th¼ng). TrÞ sè η th−êng ®−îc cho tr−íc, hoÆc tra theo ®−êng cong theo sè cäc, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc, lo¹i m¹ch nèi ®Êt ..v.v… c) §iÖn trë suÊt cña ®Êt:: phô thuéc vµo thµnh phÇn, mËt ®é, ®é Èm vµ nhiÖt ®é cña ®Êt. Vµ chØ cã thÓ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c b»ng ®o l−êng. C¸c trÞ sè gÇn ®óng cña ®iÖn trë suÊt cña ®Êt (khi ®é Èm b»ng 10 – 20 % vÒ khèi l−îng) tÝnh b»ng Ωcm. VÝ dô: C¸t C¸t lÉn ®Êt §Êt sÐt §Êt v−ên §Êt ®en 7.104 3.104 0,6.104 0,4.104 2.104 Ωcm. Ωcm. Ωcm. Ωcm. Ωcm. §iÖn trë suÊt cña ®Êt kh«ng ph¶i cè ®Þnh trong c¶ n¨m mµ thay ®æi do ¶nh h−ëng cña sù thay ®æi ®é Èm vµ nhiÖt ®é cña ®Êt, do ®ã ®iÖn trë cña trang bÞ nèi ®Êt còng thay ®æi. V× vËy trong tÝnh to¸n nèi ®Êt ph¶i dïng ®iÖn trë suÊt tÝnh to¸n lµ trÞ sè lín nhÊt trong n¨m. ρtt = Kmax .ρ (7) Trong ®ã: Kmax – hÖ sè t¨ng cao, phô thuéc ®iÒu kiÖn khÝ hËu ë n¬i x©y dùng trang bÞ nèi ®Êt. §èi víi c¸c èng vµ thanh thÐp gãc dµi 2 – 3 m khi ch«n s©u mµ ®Çu trªn c¸ch mÆt ®Êt 0,5 – 0,8 m th× hÖ sè Kmax = 1,2 – 2. Cßn khi ®Æt n»m ngang c¸ch mÆt ®Êt 0,8 m th× hÖ sè Kmax = 1,5 – 7. Tãm l¹i tr×nh tù tÝnh to¸n nèi ®©t nh− sau: Tr×nh tù tÝnh to¸n: B−íc 1: X¸c ®Þnh ®iÖn trë cÇn thiÕt cña trang bÞ nèi ®Êt (cña hÖ thèng nèi ®Êt) theo tiªu chuÈn (c¸ch th«ng th−êng hoÆc theo INmax). Rd Rtn Rnt 1 1 1 = + R d R nt Rtn R® t−¬ng ®−¬ng → HV. Rd .Rnt + Rd .Rtn = Rnt.Rtn (8) → R nt = Rd = R nt .Rtn R nt + Rtn Rnt (Rd - Rtn) = Rd.Rnt R d .Rtn Rtn − R d B−íc 4: Tõ trÞ sè Rnt (8) ta sÏ tÝnh ra sè ®iÖn cùc cÇn thiÕt, cÇn bè trÝ c¸c ®iÖn cùc ®Ó sao cho gi¶m Utx vµ Ub . §Ó tÝnh ®−îc sè ®iÖn cùc cÇn thiÕt tr−íc tiªn ta chän mét lo¹i ®iÖn cùc th−êng dïng (thÐp gãc hoÆc thÐp trßn) → Tra b¶ng hoÆc tÝnh Rcäc theo c¸c c«ng thøc cho trong B¶ng 12-1. Trong khÊu nµy cÇn cã ρtt ; kÝch th−íc bè trÝ, ®é s©u ch«n cäc .v.v… Nh÷ng ®iÒu nµy phô thuéc c¶ v¶o kh«ng gian cã thÓ ®−îc phÐp sö dông, hoÆc cã thÓ cho phÐp thi c«ng dÏ dµng. B−íc 5: S¬ bé x¸c ®Þnh sè ®iÖn cùc cÇn thiÕt cña HT. (9) n= R coc R nt .K sdc Chó ý: sè cäc trong hÖ thèng nèi ®Êt kh«ng ®−îc phÐp nhá h¬n 2 (®Ó gi¶m ®iÖn ¸p b−íc). Ksdc – HÖ sè sö dông cäc, tham sè nµy phô thuéc vµo sè l−îng cäc, kho¶ng c¸ch cäc, lo¹i HT (m¹ch vßng hay tia) → cã thÓ s¬ bé tra b¶ng theo c¸c kÝch th−íc dù kiÕn. Ksdc = f ( n, kho¶ng c¸ch, lo¹i HT). → t¹m x¸c ®Þnh. B−íc 2: X¸c ®Þnh ®iÖn trë nèi ®Êt cña HT nèi ®Êt tù nhiªn cã s½n Rtn . B−íc 3: NÕu Rtn < Rd nh− ®· nãi ë phÇn trªn, víi l−íi trung ¸p cã dßng ch¹m ®Êt nhá vµ ë l−íi h¹ ¸p → kh«ng cÇn ph¶i ®Æt nèi ®Êt nh©n t¹o. Cßn ë l−íi ®iÖn ¸p cao U ≥ 110 kV cã dßng ch¹m ®Êt lín (hoÆc ngay c¶ ë l−íi trung ¸p khi cã dßng ch¹m ®Êt lín, tøc l−íi dµi) → lóc ®ã vÉn nhÊt thiÕt ph¶i ®Æt nèi ®Êt nh©n t¹o víi ®iÖn trë kh«ng lín h¬n 1 Ω. http://www.ebook.edu.vn B−íc 6: Khi cÇn xÐt ®Õn ®iÖn trë nèi ®Êt cña c¸c thanh nèi n»m ngang. S¬ bé −íc l−îng chiÒu dµi (chu vi m¹h vßng cã thÓ cho phÐp l¾p ®Æt HT nèi ®Êt). ViÖc tÝnh Rt (®iÖn trë cña thanh nèi) theo c«ng thøc (tra b¶ng); Sau ®ã ®iÖn trë cña toµn bé thanh nèi sÏ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Rt' = Rt ηt Trong ®ã: + Sè cäc (thÐp gãc) cÇn thiÕt cho TH nèi ®Êt. Rt – TÝnh theo c«ng thøc tra b¶ng. ηt – HÖ sè sö dông thanh nèi ngang. n= B−íc 7: TÝnh chÝnh x¸c ®iÖn trë cÇn thiÕt cña c¸c cäc (®iÖn cùc) th¼ng ®øng cã xÐt tíi ®iÖn trë cña thanh nèi n»m ngang. R nt = 1 R ∑ cäc + 1 Rt' ⇒ R ∑ coc = R nt .Rt' Rt' − R nt (11) B−íc 8: TÝnh chÝnh x¸c sè cäc th¼ng ®øng cã xÐt tíi ¶nh h−ëng cña thanh n»m ngang vµ hÖ sè sö dông cäc. n= R coc K sdc .R ∑ (12) VÝ dô: TÝnh to¸n trang bÞ nèi ®Êt tr¹m ph©n phèi 10 kV. Dßng ®iÖn ®iÖn dung ch¹m ®Êt 1 pha cña m¹ng 10 kV b»ng 25 A. B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt 1 pha cña m¹ng 10 kV t¸c ®éng ph¸t tÝn hiÖu. Trong tr¹m cã ®Æt m¸y biÕn ¸p gi¶m ¸p 10/0,38; 0,22 kV phÝa h¹ ¸p cã trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt. §Êt thuéc lo¹i ®Êt sÐt, cã ρ = 0,6 . 104 Ωcm. Gi¶ thiÕt x©y dùng nèi ®Êt h×nh m¹ch vßng b»ng thanh thÐp gãc, chu vi m¹ch vßng 80 m. Kh«ng cã nèi ®Êt tù nhiªn. Gi¶i: §iÖn trë trang bÞ nèi ®Êt x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Rd = 125 = 5Ω 25 §Ó nèi ®Êt ®iÓm trung tÝnh cña c¸c m¸y biÕn ¸p ë phÝa 380/220 V ph¶i cã trang bÞ nèi ®Êt víi ®iÖn trë R = 4 Ω ⇒ Nh− vËy ®iÖn trë nèi ®Êt chung cña tr¹m kh«ng ®−îc lín h¬n 4 Ω. Nèi ®Êt ®−îc lµm b»ng thanh thÐp gãc L50x50x5 dµi 2,5 m víi ®é ch«n s©u 0,7 m. C¸c thanh thÐp gãc ®−îc nèi víi nhau b»ng thanh thÐp dÑt 20x4 mm, Kh«ng tÝnh ®Õn ®iÖn trë nèi ®Êt cña c¸c thanh nèi. Gi¶ thiÕt hÖ sè t¨ng ®iÖn trë suÊt cña ®Êt khi thùc hiÖn nèi ®Êt b»ng c¸c thanh thÐp gãc lÊy Kmax = 2. + TÝnh ®iÖn trë suÊt tÝnh to¸n cña ®Êt: ρtt = kmax . ρ = 2x0,6. 104 = 1,2 . 104 Ωcm + §iÖn trë cña mét thanh thÐp gãc theo c«ng thøc (7). Rcäc = 0,00318. ρtt = 38,16 Ω http://www.ebook.edu.vn R coc 38 = = 15 R d .η 4 x 0 ,65 HÖ sè sö dông η = 0,65 t×m ®−îc theo ®−êng cong cho s¾n (lÊy víi tû sè a/l = 2. Tû sè gi÷a kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc vµ chiÒu dµi cäc). Tøc lµ ta gi¶ thiÕt kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc lµ a = 5 m. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc lµ a = 80/15 = 53 m ⇒ gÇn ®óng víi ®iÒu ®· gi¶ thiÕt. 12.3 Qu¸ ®iÖn ¸p thiÕn nhiªn vµ ®Æc tÝnh cña sÐt: SÐt lµ sù phãng ®iÖn trong khÝ quyÓn gi÷a c¸c ®¸m m©y vµ ®Êt hay gi÷a c¸c ®¸m m©y mang ®iÖn tÝch kh¸c dÊu. Tr−íc khi cã sù phãng ®iÖn cña sÐt ®· cã sù ph©n chia vµ tÝch luü rÊt m¹nh c¸c ®iÖn tÝch trong c¸c ®¸m m©y gi«ng do t¸c dông cña c¸c luång kh«ng khÝ nãng thæi bèc lªn vµ h¬i n−íc ng−ng tô trong c¸c ®¸m m©y rÊt m·nh liÖt. C©c ®¸m m©y mang ®iÖn tÝch lµ do kÕt qu¶ cña sù ph©n tÝch c¸c ®iÖn tÝch tr¸i dÊu vµ sù tËp trung chóng trong c¸c phÇn kh¸c nhau cña ®¸m m©y. PhÇn d−íi cña ®¸m m©y gi«ng th−êng tÝch ®iÖn tÝch ©m, nã cïng víi mÆt ®Êt h×nh thµnh mét tô ®iÖn “m©y-®Êt”. ë phÝa trªn cña ®¸m m©y th−êng tÝch luü c¸c ®iÖn tÝch d−¬ng. C−êng ®é ®iÖn tr−êng cña tô ®iÖn m©y-®Êt t¨ng dÇn lªn vµ nÕu t¹i chç nµo ®ã c−êng ®é ®¹t ®Õn trÞ sè tíi h¹n 25 ÷ 30 kV/cm th× kh«ng khÝ bÞ ion ho¸, tøc lµ b¾t ®Çu trë thµnh dÉn ®iÖn vµ sù phãng ®iÖn b¾t ®Çu ph¸t triÓn ë d−íi ®Êt. Phãng ®iÖn cña sÐt chia lµm 3 giai ®o¹n: + Phãng ®iÖn gi÷a ®¸m m©y vµ ®Êt ®−îc b¾t ®Çu b»ng sù xuÊt hiÖn mét dßng s¸ng ph¸t triÓn xuèng ®Êt chuyÓn ®éng tõng ®ît víi tèc ®é 100 ÷ 1000 km/s. Dßng nµy mang phÇn lín ®iÖn tÝch cña ®¸m m©y, t¹o nªn ë ®Çu cùc nã mét thÕ rÊt cao “hµng tr¨m triÖu v«n”, giai ®o¹n nµy http://www.ebook.edu.vn http://www.ebook.edu.vn