Tiêu chuẩn thiết kế, lắp đặt trang thiết bị điện trong các công trình xây dựng – Phần an toàn điện

TCXDVN 394: 2007 MỤC LỤC Trang Lời mở đầu CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Phạm vi áp dụng 1.2 Mục tiêu 1.3 Các tài liệu viện dẫn 1.4 Thuật ngữ định nghĩa CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA TOỠ NHỠ 10 2.1 Nguồn cung cấp điện 10 2.2 Lựa chọn sơ đồ nối đất (xem phần 3) 10 2.3 Phân chia mạch điện 10 2.4 Sự tương hợp thiết bị 10 2.5 Khả bảo dưỡng, sửa chữa 11 CHƯƠNG 3: BẢO VỆ CHỐNG ĐIỆN GIẬT VỠ BẢO VỆ CHỐNG HOẢ HOẠN DO ĐIỆN 12 3.1 Các loại sơ đồ nối đất 12 3.2 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc trực tiếp 17 3.3 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc gián tiếp 19 3.4 Bảo vệ chống hoả hoạn nguyên nhân điện 23 CHƯƠNG 4: CHỌN VỠ LẮP ĐẶT CÁC TRANG BỊ ĐIỆN 25 4.1 Các quy tắc chung 25 4.2 Các đường dẫn điện 33 4.3 Thiết bị cách ly, đóng cắt điều khiển 53 4.4 Nối đất dây dẫn bảo vệ 69 CHƯƠNG 5: KIỂM TRA KHI ĐƯA VÀO VẬN HỠNH VỠ KIỂM TRA ĐINH KỲ TRONG VẬN HÀNH 74 5.1 Kiểm tra đưa vào vận hành 74 5.2 Kiểm tra định kỳ vận hành 77 5.3 Báo cáo kiểm tra 77 CHƯƠNG 6: CÁC QUY TẮC LẮP ĐẶT TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN Ở NHỮNG NƠI ĐẶC BIỆT 78 6.1 Mở đầu 71 6.2 Các phịng có đặt bồn tắm vịi hương sen 71 PHẦN PHỤ LỤC 84 Phụ lục 3A: Các tác động sinh lý bệnh học dòng điện lên thể ngườ 84 Phụ lục 3B: Sự tương hợp thiết bị điện 88 Phụ lục 3C: Các đặc điểm sơ đồ nối đất phương pháp lựa chọn .91 Phụ lục 3D: Kiểm tra độ dài tối đa cho phép mạch điện sơ đồ nối đất TN 101 Phụ lục 3E: Chỉ số bảo vệ (IP) 103 Phụ lục 3F: Phòng tránh hỏa hoạn điện: Sự hình thành đường rị điện 105 Phụ lục 4A: dây trung tính tính tiết diện 112 Phụ lục 4B: Đặt thiết bị chống sét lan truyền cảm ứng sơ đồ TN 115 Phụ lục 4C: Đặt thiết bị chống sét lan truyền cảm ứng sơ đồ TT 116 Phụ lục 4D: Đặt thiết bị chống sét lan truyền cảm ứng sơ đồ IT 118 LỜI NÓI ĐẦU Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam TCXDVN 394: 2007 “Tiêu chuẩn thiết kế, lắp đặt trang thiết bị điện cơng trình xây dựng – Phần an toàn điện” biên soạn dựa Tiêu chuẩn quốc tế IEC 60364 ban hành theo Quyết định số 15/QĐ-BXD ngày 24tháng năm 2007 Bộ trưởng Bộ Xây dựng CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Phạm vi áp dụng 1.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế, lắp đặt nghiệm thu trang bị điện cơng trình xây dựng - Phần an tồn điện (sau gọi tắt TCĐ nhà) áp dụng cho loại tòa nhà 1.1.2 Trang bị điện nhà dùng điện áp xoay chiều cấp hạ áp, (từ 1.000 V trở xuống) 1.2 Mục tiêu 1.2.1 TCĐ nhà đề quy tắc cho việc thiết kế lắp đặt trang bị điện nhà với mục tiêu: - Bảo đảm an toàn cho người thiết bị - Bảo đảm trang bị điện vận hành đáp ứng yêu cầu sử dụng 1.2.2 Trong vấn đề, có nêu nguyên tắc luôn phải tuân thủ biện pháp để thực nguyên tắc 1.3 Các tài liệu viện dẫn QCXDVN - Phần III, chương 14: Trang bị điện công trình (XB 1997) TCXD 25:1991: Đặt đường dẫn điện nhà cơng trình cơng cộng – tiêu chuẩn thiết kế TCXD 27:1991: Đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng cộng- tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 263: 2002: Lắp đặt cáp dây điện cho cơng trình cơng nghiệp Quy phạm trang bị điện 11 TCN 18-2006 đến 11 /TCN – 21- 2006 1.4 Thuật ngữ định nghĩa Để hiểu nội dung tiêu chuẩn, cần thống số thuật ngữ định nghĩa sau: *Toà nhà: bao gồm cơng trình dân dụng cơng nghiệp (theo phụ lục 8.1 phần III, chương QCXDVN II - XB 1997) Cơng trình dân dụng, bao gồm: 1.1 Nhà ở: a) Nhà (gia đình) riêng biệt: - Biệt thự - Nhà liền kế (nhà phố) - Các loại nhà riêng biệt khác b) Nhà tập thể (như ký túc xá) c) Nhà nhiều hộ (nhà chung cư) d) Khách sạn, nhà khách e) Nhà trọ g) Các loại nhà cho đối tượng đặc biệt 1.2 Cơng trình cơng cộng: a) Cơng trình văn hố: - Thư viện - Bảo tàng, nhà triển lãm - Nhà văn hoá, câu lạc - Nhà biểu diễn, nhà hát, rạp chiếu bóng, rạp xiếc - Đài phát thanh, đài truyền hình - Vườn thú, vườn thực vật, cơng viên văn hố- nghỉ ngơi; b) Cơng trình giáo dục: - Nhà trẻ - Trường mẫu giáo -Trường phổ thông cấp - Trường đại học cao đẳng -Trường trung học chuyên nghiệp - Trường dạy nghề, trường công nhân kỹ thuật - Trường nghiệp vụ - Các loại trường khác c) Cơng trình y tế: - Trạm y tế - Bệnh viên đa khoa, bệnh viện chuyên khoa từ trung ương đến địa phương - Các phòng khám đa khoa, khám chuyên khoa khu vực - Nhà hộ sinh - Nhà điều dưỡng, nhà nghỉ, nhà dưỡng lão - Các quan y tế: phịng chống dịch, bệnh d) Các cơng trình thể dục thể thao: - Các sân vận động, sân thể thao, sân bóng đá - Các loại nhà luyện tập thể dục thể thao, nhà thi đấu - Các loại bể bơi có khơng có mái che, khán đài e) Cơng trình thương nghiệp, dịch vụ: - Chợ - Cửa hàng, trung tâm thương mại, siêu thị - Hàng ăn, giải khát - Trạm dịch vụ công cộng: Giặt là, cắt tóc, tắm, may vá, sửa chữa thiết bị, đồ dùng gia dụng g) Nhà làm việc, văn phòng, trụ sở i) Cơng trình phục vụ an ninh k) Nhà phục vụ thông tin liên lạc: nhà bưu điện, bưu cục, nhà lắp đặt thiết bị thông tin l) Nhà phục vụ giao thông: nhà ga loại m) Các cơng trình cơng cộng khác (như cơng trình tơn giáo) Cơng trình cơng nghiệp: a) Nhà, xưởng sản xuất b) Cơng trình phụ trợ c) Nhà kho d) Cơng trình kỹ thuật phụ thuộc *Trang thiết bị điện nhà: Tập hợp thiết bị dây dẫn điện có đặc tính phối hợp với nhằm thoả mãn mục đích sử dụng tồ nhà *Phần mang điện: Tất phận kim loại thiết bị dây dẫn có điện áp thiết bị dây dẫn làm việc bình thường *Vỏ kim loại thiết bị: Tất phận kim loại thiết bị khơng có điện thiết bị làm việc bình thường (nhưng có hư hỏng cách điện thiết bị điện áp từ phần mang điện chọc thủng cách điện, truyền đến vỏ kim loại thiết bị làm cho phần vỏ trở lên có điện) *Tiếp xúc trực tiếp : Người tiếp xúc vào phần mang điện, tiếp xúc hiểu phận thể người : tay, chân, đầu, , thiết bị làm việc bình thường *Tiếp xúc gián tiếp : người tiếp xúc vào vỏ kim loại thiết bị có điện có cố hư hỏng cách điện *Điện giật : phận thể có hiệu số điện thế, có dịng điện qua thể phận đó, gây hậu sinh lý cho người *Máy cắt hạ áp: Thiết bị đóng cắt điện hạ áp (từ 1.000V trở xuống) có khả đóng, cắt dịng điện phụ tải dòng điện ngắn mạch *Thiết bị bảo vệ theo dòng điện dư : Khi thiết bị làm việc bình thường tổng đại số dịng điện dây pha (1 pha) dây trung tính khơng Khi có cố chạm vỏ, có dịng điện vỏ kim loại thiết bị, tổng đại số dòng điện nói khơng khơng mà có giá trị định gọi dòng điện dư (dịng điện so lệch) dịng điện vỏ, (do thiết bị cịn gọi thiết bị bảo vệ theo dòng điện rò vắn tắt thiết bị dòng rò) *Sự cố ngắn mạch : Xảy dây pha tiếp xúc hồn tồn với (có thể tiếp xúc hồn tồn với dây trung tính) dây pha tiếp xúc hồn tồn với dây trung tính *Sự cố chạm vỏ: Xảy lớp cách điện bị hư hỏng phận mang điện thiết bị tiếp xúc với vỏ kim loại thiết bị *Tác động dòng điện xoay chiều tần số 15 – 100HZ qua thể người theo cường độ dòng điện *Ngưỡng cảm nhận : Cường độ nhỏ dòng điện làm cho người ta cảm nhận qua * Ngưỡng phản xạ : Cường độ nhỏ dòng điện gây phản xạ co vô ý thức * Ngưỡng co cứng cơ: Cường độ lớn dịng điện người cầm phải điện cực cịn bỏ tay *Ngưỡng rung tâm thất : Cường độ nhỏ dịng điện qua gây rung tâm thất *Q dịng điện: giá trị dòng điện vượt giá trị định mức thiết bị dây dẫn Đối với dây dẫn,dòng điện định mức khả chuyên tải dây dẫn Ngun nhân q dịng điện chế độ làm việc tải cố ngắn mạch *Dòng điện rò: Dòng điện xuống đất tình trạng thiết bị điện làm việc bình thường khơng có hư hỏng cách điện *Dịng điện dư: Tổng đại số dòng điện dây pha dây trung tính Dịng điện dư xuất mạch điện có cố, lúc tổng đại số dịng điện dây pha dây trung tính khác *Dây tải điện: Tất dây dùng vào việc tải điện năng, gồm dây pha dây trung tính *Dây bảo vệ: Dây dẫn nối vỏ kim loại thiết bị thành phần kim loại kiến trúc với cực nối đất nơi sử dụng điện nguồn điện, ký hiệu dây PE Ghi chú: Trong số trường hợp dây PE kết hợp với dây trung tính N làm dây chung gọi dây PEN, lúc vai trò dây bảo vệ ưu tiên trước vai trò dây trung tính, dây PEN khơng coi dây tải điện *Dòng điện dư tác động: Trị số dòng điện dư gây tác động thiết bị bảo vệ theo dòng điện dư thường ký hiệu If *Dòng điện dư tác động định mức: Trị số dịng điện dư theo tính tốn nhà chế tạo gây tác động thiết bị bảo vệ theo dòng điện dư, thường ký hiệu I ∆n Ghi chú: Theo tiêu chuẩn chế tạo thiết bị, dòng điện tác động định mức trị số I ∆n thiết bị bảo vệ theo dòng điện dư phải bảo đảm tiêu chuẩn (ở 20 0C) tác động giới hạn: Nghĩa thiết bị bảo vệ tác động dòng điện dư đạt trị số từ *Hiện tượng rung tim: Hiện tượng tim không hoạt động đồng co bóp tim, mà nguyên nhân dịng điện xoay chiều qua thể, kích thích có chu kỳ tim Hậu cuối máu ngừng lưu thông Ghi chú: Trong tượng rung tim rung tâm thất nguy hiểm rung tẫm nhĩ, nguyên nhân trực tiếp làm cho máu ngừng lưu thông *Điện áp tiếp xúc : (thường ký hiệu Uc) Là điện áp phát sinh vỏ kim loại thiết bị với phận dẫn điện nằm tầm với (đất coi phận dẫn điện), thiết bị điện có cố chạm vỏ Điện áp tiếp xúc lớn thời gian cắt điện phải nhanh để đảm bảo an toàn cho người Điện áp tiếp xúc giới hạn cho phép (thường ký hiệu UL) điện áp tiếp xúc lớn tồn lâu dài mà khơng gây nguy hiểm đến tính mạng người Trong môi trường khô ráo, quy ước lấy UL = 50V, môi trường ẩm ướt quy ước lấy U L = 25V.Trong số trường hợp đặc biệt nguy hiểm,có thể quy định thấp nữa, U L= 12V CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA TOỠ NHỠ Trước thiết kế trang bị điện tồ nhà cần tìm hiểu xác định đặc điểm sau đây: - Mục đích sử dụng tồ nhà, kiến trúc kết cấu nhà nguồn cung cấp điện - Các ảnh hưởng bên lên trang bị điện - Sự tương hợp thiết bị - Khả bảo dưỡng, sửa chữa vận hành sau - Khả cung cấp kinh phí cho cơng trình Các đặc điểm phải xem xét đến lựa chọn biện pháp bảo vệ an toàn (phần 3) lựa chọn lắp đặt thiết bị (phần 4) 2.1 Nguồn cung cấp điện 2.1.1 Cần phải tính tốn, xác định nhu cầu cơng suất tồn tồ nhà, cần ý đến hệ số đồng thời 2.1.2 Cần tìm hiểu lưới điện phân phối bên ngồi tồ nhà, cần ý khả cung cấp cơng suất, dịng điện ngắn mạch đầu vào trang bị điện nhà Các đặc tính nguồn điện nêu phải xác định, tính tốn trường hợp cấp điện cấp hạ áp lưới điện phân phối công cộng trường hợp cấp điện trung áp qua máy trung/hạ áp cơng trình máy phát điện riêng cơng trình Việc xác định đặc tính nguồn điện phải tiến hành nguồn cung cấp điện nguồn cung cấp điện dự phòng thay dự phịng đảm bảo an tồn có cố 2.2 Lựa chọn sơ đồ nối đất (xem phần 3) 2.3 Phân chia mạch điện Trang bị điện nhà phải phân chia làm nhiều mạch điện khác nhau, nhằm mục đích: - Hạn chế hậu cố - Tạo điều kiện thuận tiện cho việc kiểm tra, thử nghiệm tu sửa chữa - Hạn chế dòng điện rò dây bảo vệ mạch điện 2.4 Sự tương hợp thiết bị Nếu thiết bị điện gây ảnh hưởng xấu tới thiết bị điện khác thiết bị khơng phải điện phải có biện pháp giải thích hợp, cần lưu ý đến ảnh hưởng khởi động động điện, ảnh hưởng qua lại mạch điện lực với mạch thơng tin liên lạc, dịng điện rị thiết bị thông tin v.v (Xem phụ lục 4B) 2.5 Khả bảo dưỡng, sửa chữa Phải tìm hiểu khả bảo dưỡng, sửa chữa vận hành sau mặt thời hạn chất lượng Vấn đề liên quan đến việc có hay khơng có nhân viên vận hành, trình độ nhân viên này, điều kiện làm việc nhân viên,liên quan đến việc cung cấp vật liệu, thiết bị thay CHƯƠNG 3: BẢO VỆ CHỐNG ĐIỆN GIẬT VỠ BẢO VỆ CHỐNG HOẢ HOẠN DO ĐIỆN Trong trang thiết bị điện nhà, tai nạn hay gặp là: - Điện giật - Hoả hoạn điện Trong phần quy định biện pháp bảo vệ chống điện giật biện pháp bảo vệ chống hoả hoạn điện 3.1 Các loại sơ đồ nối đất Các biện pháp bảo vệ chống điện giật, chống hoả hoạn điện vận hành toàn trang bị điện có liên quan chặt chẽ với sơ đồ nối đất, nên mục nói loại sơ đồ nối đất Định nghĩa: Sơ đồ nối đất liên hệ với đất hai phần tử sau đây: - Điểm trung tính nguồn cung cấp điện - Các vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện Ký hiệu loại sơ đồ nối đất gồm chữ cái: - Chữ thứ : Thể liên hệ với đất điểm trung tính nguồn cung cấp điện, hai chữ sau đây: T : Điểm trung tính trực tiếp nối đất I : Điểm trung tính cách ly với đất nối đất qua trở kháng lớn (khoảng vài ngàn ôm) - Chữ thứ hai: Thể liên hệ với đất vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện, hai chữ sau đây: T : Vỏ kim loại nối đất trực tíêp N : Vỏ kim loại nối với điểm trung tính N nguồn cung cấp điện (điểm nối đất trực tiếp) Có loại sơ đồ nối đất sau tiêu chuẩn hoá: TT, TN, IT Sơ đồ TN lại chia làm dạng TN C, TN - S TN - C - S Ghi chú: Tất vỏ kim loại thiết bị nối với dây dẫn gọi dây bảo vệ PE, dây nối với đất nơi sử dụng điện (trong sơ đồ nối đất TT IT) với điểm trung tính nguồn, điểm nối đất (trong sơ đồ nối đất TN) 3.1.1 Sơ đồ I T - Điểm trung tính nguồn cung cấp điện: Cách ly đất nối đất qua tổng trở lớn hàng ngàn ôm - Vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện: nối đất trực tiếp Hình 3.1A: Sơ đồ IT khơng có dây trung tính Hình 3.1B: Sơ đồ I T có dây trung tính Ghi chú: 1) Trên hình 3.1A 3.1B, khơng thể tổng trở (có thể có) nối điểm trung tính nguồn cung cấp điện với đất 2) Trong sơ đồ I T, khuyến nghị khơng nên có dây trung tính dù có hay khơng có dây trung tính, cách điện pha phải tính tốn để chịu điện áp dây 3.1.2 Sơ đồ TT - Điểm trung tính nguồn cấp điện : nối đất trực tiếp - Vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện : nối đất trực tiếp - Dây trung tính khơng nối đất (ở phía sau RCD) Hình 3.2: Sơ đồ TT 3.1.3 Sơ đồ T N - Điểm trung tính nguồn cấp điện: nối đất trực tiếp ( giống sơ đồ T T trên) - Các vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện nối với điểm trung tính nguồn cung cấp điện Sơ đồ T N lại chia làm dạng: Sơ đồ TN-C Vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện nối với dây trung tính, vậy, dây nối vỏ kim loại thiết bị với điểm trung tính nguồn dây trung tính Dây trung tính đồng thời giữ vai trò dây bảo vệ, gọi dây PEN Dây nối đất lặp lại nhiều điểm tốt Hìmh 3.3.A: Sơ đồ TN-C Sơ đồ TN – S Vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện nối với điểm trung tính nguồn dây riêng gọi dây bảo vệ PE Dây trung tính N dây bảo vệ PE tách riêng Dây trung tính N khơng nối đất, dây PE nối đất lặp lại nhiều tốt Hình 3.3.B: Sơ đồ TN-S Sơ đồ TN – C - S Phần trước mạng điện nhà theo sơ đồ TN- C (3pha-4 dây), phần sau mạng điện chuyển sang sơ đồ TN – S ( pha-5 dây) yêu cầu bảo vệ kéo dài mạng điện Hình 3.3-C: Sơ đồ TN - C - S Ghi chú: Trong sơ đồ TN-C, dây PEN cần nối đất lặp lại nhiều tốt Đối với nhà cao tầng, thực tế thực đuợc việc nối đất lặp lại trên, thay vào việc nối dây PEN với kết cấu kim loại cơng trình, vừa tạo mạng liên kết đẳng thế, vừa có tác dụng tương tự nối đất lặp lại Trong sơ đồ TN-C cấm không đặt thiết bị cắt dây trung tính Sơ đồ TN-C cấm khơng sử dụng cho mạng điện tiết diện dây dẫn nhỏ 10mm dây đồng 16mm2 dây nhôm Sơ đồ cấm không sử dụng cho ổ cắm điện để cắm dây mềm cung cấp điện cho thiết bị lưu động Trong sơ đồ TN-C, thiết bị điện làm việc bình thường , ln ln có dịng điện khơng cân dây trung tính kết cấu kim loại cơng trình, qua loại đường ống ga, ống nước, dẫn đến hậu quả: - Nguy hỏa hoạn cao - Các phận kim loại chóng bị ăn mịn - Là nguồn gây nhiễu điện từ Hình 3.3.D Dịng điện khơng cân ln ln có phần qua kết cấu kim loại Nhận xét chung: Mỗi sơ đồ có tính chất khác Trong trường hợp cơng trình cụ thể, phải u cầu cơng trình đối chiếu với tính chất sơ đồ để lựa chọn sơ đồ thích hợp (xem phụ lục C) Ghi chú: Trong thực tế, nguồn cung cấp điện lưới điện hạ áp cơng cộng bắt buộc phải áp dụng sơ đồ TT TN Việc lựa chọn sơ đồ nối đất khác đặt nguồn cung cấp điện trạm biến áp trung/ hạ áp riêng cơng trình Việc lựa chọn nhằm bảo đảm mục đích sử dụng cơng trình tính kinh tế kỹ thuật cơng trình 3.2 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc trực tiếp Với trị số điện áp thường dùng (110V, 230V, 400V), tiếp xúc trực tiếp, người bị điện giật, dù sơ đồ nối đất Do đó, biện pháp bảo vệ chống điện giật tiếp xúc trực tiếp chống không để xảy tiếp xúc trực tiếp (từ 3.2.1 đến 3.2.4) 3.2.1 Bảo vệ cách bọc cách điện phần mang điện Việc bọc cách điện nhằm mục đích ngăn cản tiếp xúc trực tiếp với phần mang điện Đối với thiết bị chế tạo nhà máy lớp bọc cách điện phải phù hợp với quy cách kỹ thuật Đối với phận bọc cách điện nơi lắp đặt, lớp cách điện phải phù hợp với quy định cách điện 3.2.2 Bảo vệ rào chắn hộp cách điện Các phận mang điện phải đặt hộp đằng sau rào chắn vật liệu cách điện Các rào chắn hộp cách điện nhằm mục đích ngăn cản tiếp xúc với phận mang điện 3.2.3 Bảo vệ vật cản Vật cản nhằm mục đích ngăn cản tiếp xúc vơ tình, khơng ngăn cản tiếp xúc cố tình vượt qua vật cản 3.2.4 Bảo vệ cách đặt tầm với Điện áp nguy hiểm nên phải có thiết bị tự động cắt nguồn Trong sơ đồ TN, thiết bị bảo vệ tự động cắt nguồn bảo vệ dòng điện cực đại, dòng điện tác động Ia Từ điều kiện Ia≤ Id tính chiều dài tối đa cho phép : Lmax chiều đài tối đa cho phép, m U0: Điện áp pha = 230V ρ: Điện trở suất Ia: Dòng điện tác động thiết bị bảo vệ theo dòng điện cực đại m= *Sơ đồ TT Nếu đường dây dài Lmax , phải: - giảm Ia - tăng SPE để giảm m - phải đặt RCD S ph S pE Hình 3C2: Dịng điện cố Id điện áp tiếp túc Ud Khi có điểm cố chạm vỏ, thành phần chủ yếu định trị số dòng điện I d điện trở nối đất nguồn Rb nơi tiêu thụ Ra (bỏ qua điện trở dây dẫn) Điện áp nguy hiểm, phải có thiết bị tự động cắt nguồn Nếu Ra >> Rb Ud xấp xỉ U0, nguy hiểm Dòng điện Id nhỏ, tác động đến thiết bị bảo vệ qua dòng điện chống ngắn mạch nên phải lắp đặt RCD đầu xuất tuyến với dòng điện tác động định mức I∆n Điều kiện: I∆n x Ra ≤ UL Phải chọn RCD có I∆n phù hợp với Ra để bảo đảm điều kiện I∆n Điện trở nối đất Ra ứng với UL = 50v UL = 25v 3A 16Ù 8Ù 1A 50 25 500mA 100 50 300mA 166 83 30mA 1660 830 Bảng 3C1: Trị số tối đa dòng điện tác động định mức IÄn RCD theo điện trở nối đất nơi sử dụng điện Sơ đồ IT - Điểm cố thứ Hình 3C3: Dịng điện cố If điện áp tiếp xúc Ud có điểm cố Với đường dây cáp pha dài 1km C = 1µF/km Và Rb = 10Ω -> Ud = 0,7V Điện áp q nhỏ, khơng gây nguy hiểm gì, tiếp tục vận hành, phải phát điểm cố, nhanh chóng giải trừ cố để khơng xảy tình trạng đồng thời có điểm cố pha khác *Sơ đồ IT - điểm cố thứ Hình 3C4: Dịng điện cố điểm thứ hai Lúc đó, tình hình giống sơ đồ TN, dòng điện cố dịng ngắn mạch Nếu có dây trung tính điểm cố dây trung tính: Nếu khơng có dây trung tính, điểm cố dây pha khác Thiết bị bảo vệ máy cắt bảo vệ chống ngắn mạch với dòng điện tác động I a Điều kiện: Ia ≤ Id Nếu có dây trung tính: Nếu khơng có dây trung tính Bảng 3C2: Bảng tóm tắt trường hợp Việc lựa chọn sơ đồ nối đất phải xem xét cho trường hợp cụ thể vào mục đích sử dụng đối chiếu với tính chất sơ đồ, khơng có sơ đồ tối ưu cho tất trường hợp Tuy nhiên nêu số định hướng chung lựa chọn sơ đồ nối đất sau: Đối với nhà lấy điện trực tiếp từ lưới phân phối công cộng hạ áp: Lưới PPCCHA lưới pha - dây (3 dây pha + 1dây trung tính), điểm trung tính nguồn cung cấp điện trực tiếp nối đất Sơ đồ nối đất thích hợp TT Cần lưu ý vùng dân cư đông đúc, nhà sát nhau, đồng thời ngầm đất có đường ống kim loại (dẫn khí, dẫn nước ) làm cho cực nối đất nhà có liên hệ điện với với cực nối đất ngồn cung cấp điện Lúc đó, dịng điện cố pha chạm vỏ (xuống đất) lớn, gần dịng điện ngắn mạch, thành phần mạch điện phải tính để chịu dòng điện (dây dẫn, máy cắt RCD ) Đối với nhà chung cư cao tầng cung cấp điện từ trạm biến áp trung / hạ áp riêng, trạm đặt nhà cao tầng đặt gần sát nhà cao tầng: coi có cực nối đất chung cho nguồn cung cấp điện hộ tiêu thụ điện Sơ đồ nối đất thích hợp TN-S, từ sau trạm biến áp , lưới điện hạ áp có pha dây (3 dây pha + dây trung tính + dây bảo vệ PE) Riêng trường hợp dùng để dẫn điện hộp kỹ thuật theo sơ đồ TN-C - 3pha 4dây (3 dây pha + dây PEN) sau bảng phân phối điện cho tầng (hoặc 2,3 tầng) phải chuyển sang sơ đồ TN-S-3pha - dây (dây PEN tách thành dây: dây bảo vệ dây trung tính) Đối với hộ tiêu thụ điện cần ưu tiên việc liên tục cung cấp điện hầm mỏ, phòng mổ, phòng cấp cứu Bệnh viện, Sơ đồ nối đất thích hợp IT PHỤ LỤC 3D: KIỂM TRA ĐỘ DỠI TỐI ĐA CHO PHÉP CỦA MẠCH ĐIỆN TRONG SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN Trong sơ đồ nối đất T N, có pha chạm vỏ dịng điện cố dịng điện ngắn mạch pha với dây trung tính Về nguyên tắc, dòng điện đủ lớn để tác động thiết bị bảo vệ dòng điện đặt đầu mạch điện cần bảo vệ tự động cắt nguồn thời gian quy định Nếu mạch điện cần bảo vệ dài, tổng trở mạch cố lớn, dịng điện cố bị giảm đi, đến mức không đủ lớn để tác động thiết bị bảo vệ q dịng điện, khơng cắt nguồn điện cố tồn kéo dài Hậu gây nguy : - Bị điện giật tiếp xúc gián tiếp - Xẩy hoả hoạn Do áp dụng sơ đồ nối đất T N phải có mục tính tốn kiểm tra chiều dài tối đa cho phép Trong sơ đồ I T, xảy cố chạm vỏ điểm thứ hai tình hình trở nên tương tự sơ đồ T N với điểm chạm vỏ Do sơ đồ I T phải có mục tính tốn Có nhiều phương pháp để tính độ dài tối đa cho phép mạch điện cần bảo vệ Sau giới thiệu phương pháp truyền thống Giả thiết xẩy cố chạm vỏ điện áp đầu mạch điện cần bảo vệ (nghĩa điểm đặt thiết bị bảo vệ dòng điện) 80% điện áp pha định mức U0 Trong sợi cáp pha ruột, ruột cáp đặt gần nên trở kháng thường nhỏ so với điện trở nên bỏ qua Điều với cáp từ 120 mm trở xuống Đối với cáp ruột to phải tính đến trở kháng sau : S = 150 mm2 tổng trở = R + 15% S = 185 mm2 tổng trở = R + 20% S = 240 mm2 tổng trở = R + 25% Công thức xác định độ dài tối đa cho phép : Trong đó: Lmax độ dài tối đa cho phép tính mét U0 điện áp pha ( = 230v cho hệ 230/400v) ρ0 điện trở suất tính đơn vị Ω mm2/m: = 22,5.10-3 đồng = 36.10-3 nhơm Ia dịng điện tác động cắt nhanh thiết bị bảo vệ dòng điện (trong thời gian qui định) m tỉ số S ph/Spe S ph tiết diện dây pha (mm2) Spe tiết diện dây bảo vệ (mm2) Có thể từ cơng thức tính trị số khác chiều dài tối đa cho phép theo tiết diện dây dẫn trị số dòng điện tác động khác để lập thành bảng tra cứu Thí dụ tính tốn : mạch điện pha dây, sơ đồ nối đất TN – C Mạch điện gồm có sợi cáp nhơm tiết điện dây pha 50 mm2, tiết diện dây trung tính + bảo vệ (PEN) 25 mm2, thiết bị bảo vệ máy cắt hạ áp, dòng điện định mức 63A Kết tính tốn: cách áp dụng cơng thức ứng với dịng điện cắt nhanh máy cắt, chiều dài tối đa cho phép 259m PHỤ LỤC 3E: CHỈ SỐ BẢO VỆ (IP) Chỉ số bảo vệ (viết tắt theo tiếng Anh IP) cho biết mức độ bảo vệ thiết bị điện đặt vỏ, hộp lưới bảo vệ - Chữ số thứ (từ đến 6) sau chữ IP cho biết mức độ bảo vệ chống vật rắn - Khơng bảo vệ 1- Được bảo vệ chống vật rắn kích thức 50mm (thí dụ tiếp xúc vơ tình tay) - Được bảo vệ chống vật rắn kích thước 12,5mm (thí dụ ngón tay) - Được bảo vệ chống vật rắn kích thước 2,5mm (thí dụ dụng cụ, đinh vít…) - Được bảo vệ chống vật rắn kích thước 1mm (thí dụ dụng cụ nhỏ, dây nhỏ) - Được bảo vệ chống bụi ( không phủ bụi ) - Được bảo vệ hoàn toàn chống bụi - Chữ số thứ (từ đến 8) sau chữ IP cho biết mức độ bảo vệ chống nước xâm nhập 0- Khơng bảo vệ 1- Được bảo vệ chống giọt nước rơi thẳng đứng 2- Được bảo vệ chống dòng nước rơi nghiêng 150 so với đường thẳng đứng - Được bảo vệ chống dòng nước mưa rơi nghiêng 600 so với đường thẳng đứng - Được bảo vệ chống dòng nước rơi theo hướng - Được bảo vệ chống dòng nước phun theo hướng - Được bảo vệ hoàn toàn chống tia nước bắn theo hướng - Được bảo vệ chống hậu ngập nước - Được bảo chống hậu dìm nước kéo dài Khi số thứ (hoặc số thứ hai) thay chữ X có nghĩa khơng đề cập đến mức độ bảo vệ chống vật rắn (hoặc chống dòng nước) Tiếp sau chữ số, có chữ sau với ý nghĩa chống xâm nhập vô tình A: bàn tay B: ngón tay C: dụng cụ D: Sợi dây Sau chữ thứ đó, có chữ thứ hai với ý nghĩa sau: H Thiết bị điện cao áp M chuyển động thí nghiệm nước S đứng yên thí nghiệm nước ω điều kiện thời tiết Thí dụ: IP34 Cho biết vỏ bọc bảo vệ có tác dụng (3) Bảo vệ chống xâm nhập vật rắn ngoại lại có đường kính từ 2,5mm trở lên, bảo vệ người làm dụng cụ có đường kính từ 2,5mm trở lên khơng vơ tình xâm nhập vào (4) Bảo vệ thiết bị bên chống tác động có hại dịng nước rơi theo hướng Thí dụ: IP 23CS Vỏ bọc có ký hiệu có nghĩa (2) Bảo vệ chống xâm nhập vật rắn có đường kính từ 12,5mm trở lên Bảo vệ chống người vơ tình xâm nhập ngón tay (3) Bảo vệ thiết bị bên chống tác dụng có hại dòng nước mưa rơi nghiên 60 (C) Bảo vệ người cầm dụng cụ đường kính 2,5mm, dài 100mm chống vơ tình tiếp xúc với phần nguy hiểm bên Khi thí nghiệm nước thiết bị điện bên tình trạng đứng yên (thí dụ roto máy điện quay) Ghi chú: Chi tiết xem thêm IEC - 529 (1989) Phụ lục 3F: Phịng tránh hỏa hoạn điện: Sự hình thành đường rò điện Trong sử dụng điện cấp hạ áp phục vụ đời sống sản xuất, có loại cố cho nhiệt độ thiết bị điện tăng cao không xử lý kịp thời dẫn đến hỏa hoạn: - Ngắn mặch - Quá tải - Sự hình thành đường rò điện Hai loại cố tải ngắn mạch đẫ nói đến thường bảo vệ cầu chì máy cắt hạ áp, dịng điện cố lớn dòng điện định mức nhiều lần, tới hàng ngàn A Loại cố thứ ba hình thành đường rị điện, chưa đề cập đến nhiều, dòng điện cố nhỏ, thường tính mili ampe, lại nguyên nhân dẫn đến hỏa hoạn hay gặp Theo định nghĩa thuật ngữ kỹ thuật điện quốc tế, hình thành đường rị điện tạo đường dẫn điện bề mặt chất cách điện rắn tác động kết hợp điện áp chất điện phân Mô tả tượng Bề mặt lớp cách điện bị ẩm ướt (do nước mưa rơi vào, nước lau rửa nhà nước khơng khí ngưng tụ) Kết hợp với bụi bẩn có nhiều khơng khí tạo thành chất điện phân, hình thành đường dẫn điện từ ruột vỏ, sinh dòng điện rò ban đầu, thiết bị điện làm việc bình thường Dịng điện rị ban đầu khoảng vài microampe (hình 3F1) Bề mặt lớp cách điện có lúc khơ, lúc ướt Trong giai đoạn khơ, dịng điện rị bị ngắt qng chỗ khơ nhất, chỗ đó, bên ẩm ướt dẫn điện, có điện áp đặt vào, chỗ khơng chịu điện áp, sinh tia lửa điện nhỏ, nhiệt độ tâm điểm tia lửa cao, tới 10000C, đủ để làm cháy nhẹ bề mặt lớp cách điện (hình 3F2) Những chỗ cháy nhẹ để lại vết than nhỏ bề mặt lớp cách điện, vết than làm cho chỗ trở thành dẫn điện làm suy giảm tính cách điện lớp cách điện (hình 3F3) Đến giai đoạn ẩm ướt tiếp theo, bề mặt cách điện bị suy giảm, dòng điện rò tăng lên, khoảng vài miliampe Đến giai đoạn khơ tiếp theo, dịng điện rò lại bị ngắt quãng lại sinh tia lửa điện (hình 3F4) Hiện tượng dịng điện rị bị ngắt quãng sinh tia lửa, làm cháy bề mặt lớp cách điện để lại vết than, lặp lặp lại nhiều lần làm cho bề mặt lớp cách điện bị suy giảm ngày nặng, dòng điện rò ngày tăng Nếu dòng điện rò lên tới 15 miliampe bề mặt lớp cách điện bị cháy thực lớp cách điện bị tổn thất nặng (hình 3F5) Cùng với năm tháng, sau chu kỳ khơ - ướt, dịng điện rị lại tăng lên, lớp cách điện bị tổn thất nặng hơn, bề mặt có nhiều chỗ bị cháy thành than (hình 3F6) Đến lúc đó, dịng điện đạt đến trị số khoảng 300-500mA, phần bị cháy thành than sinh tia lửa điện nhiệt tỏa từ tia lửa điện đủ để làm bốc cháy vật liệu cách điện, không xử lý kịp thời dẫn đến hỏa hoạn (hình 3F7) Tính chất hình thành đường rị điện Theo mơ tả trên, hình thành đường rị điện tượng phổ biến khắp nơi, tiến triển âm thầm, nơi ngóc ngách kín đáo, mức độ tăng dần, không xử lý dẫn đến hỏa hoạn Đó nguy hiểm tượng Hiện tượng phụ thuộc vào: - Môi trường xung quanh: độ ẩm ướt, bụi bẩn, thay đổi nhiệt độ - Bản thân chất cách điện + Có dễ bị nhiễm ẩm hút bụi khơng? + Có dễ bị cháy khơng? + Khi cháy, nguyên tố cácbon thành phần hóa học chất cách điện bị biến thành thể rắn (thành than) bám bề nặt chất cách điện hay thành thể khí bay Phịng tránh cố hình thành đường rị điện Có biện pháp chủ yếu: - Lựa chọn trang thiết bị tiêu chuẩn, lắp đặt kỹ thuật nhờ hạn chế dịng điện rị phát triển dịng điện này, khơng dẫn đến cố - Định kỳ kiểm tra bảo dưỡng, xố bỏ hình thành đường rị điện - Dùng thiết bị bảo vệ đặc chủng, thiết bị bảo vệ theo dịng điện dư với độ nhạy trung bình, dịng điện tác động định mức 300mA ÷ 500mA để cắt nguồn điện trước dòng điện rò đạt đến trị số nguy hiểm Hình 3F1: Bề mặt lớp cách điện bị nhiễm ẩm bụi bẩn Một dòng rò nhỏ qua mặt nhiễm ẩm bụi Hình 3F2: Trong giai đoạn khơ, có tia lửa nhỏ Nơi khơ nhát khơng chịu điện áp sinh tia lửa nhỏ Tâm điểm tia lửa nóng tới > 10000C Hình 3F3: Một vài chỗ bị cháy thành than Các chỗ cháy thành than sau giai đoạn khô: vật liệu cách điện bị hư hỏng nhẹ Hình 3F4: Dịng điện rị lại qua giai đoạn ẩm Trong giai đoạn ẩm dòng điện rò qua bề mặt hư hỏng lại tăng lên Hình 3F5: Trong giai đoạn khơ tiếp theo, lại có tia lửa Số lượng tia lửa tăng lên, diện tích bị cháy thành than rộng hơn, vật liệu bị hư hỏng nặng Hình 3F6: Trải qua năm tháng, bề mặt bị hư hỏng nặng Dần dần bề mặt cách điện giảm sau chu kỳ, dòng điện dị lại tăng lên Hình 3F7: Sau thời gian đó, vật liệu bốc cháy Nếu dịng điện đủ lớn, tia lửa đủ nóng để làm vật liệu bốc cháy PHỤ LỤC 4A: DÂY TRUNG TÍNH VỠ TÍNH TIẾT DIỆN CỦA NĨ Vị trí dây trung tính Trong mạng điện, số lượng dây dẫn cần xem xét dây pha thực tế có dịng điện chạy qua Khi mạng điện nhiều pha, dòng điện giả thiết cân có tỷ lệ sóng hài bậc bội số không 15% pha khơng cần phải xét tới dây trung tính tương ứng Khi dây trung tính có tải dịng điện mà khơng có giảm tải tương ứng dây pha dây trung tính phải kể tới việc xác định số lượng dây dẫn mang tải Trường hợp gặp có mặt dịng hài dây trung tính mạng điện pha tỷ lệ sóng hài bậc bội số lớn 15% dây pha Khi dây trung tính có tải việc tính chọn tiết diện theo dịng điện cho phép làm với dây pha Tính tiết diện dây trung tính : a Dây trung tính có tiết diện nhỏ tiết diện dây pha không 1/2 tiết diện dây pha Chỉ trường hợp mạng điện nhiều pha mà tiết diện dây pha lớn 16mm2 đồng 25mm2 - nhôm tỷ lệ sóng hài bậc bội số không vượt 15% dây pha b Dây trung tính phải có tiết diện với dây pha : - Trong mạng điện pha dây với cỡ tiết diện dây với tỷ lệ sóng hài bậc bội số - Trong mạng điện nhiều pha mà dây pha có tiết diện nhỏ 16mm - đồng 25mm2 - nhơm tỷ lệ sóng hài có bậc bội số 3, khơng vượt q 33% dịng điện pha Nếu tỷ lệ sóng hài vượt 15%, dây trung tính xem có tải phải kể tới hệ số giảm dòng điện cho phép 0,84 - Trong mạng điện nhiều pha mà dây pha có tiết diện lớn 16mm - đồng 25mm2 - nhôm tỷ lệ sóng hài bậc bội số 15% 33% dây pha, dây trung tính xem có tải hệ số giảm dòng điện cho phép 0,84 phải xét tới - Trong mạng điện nhiều pha gồm nhiều cáp điện nhiều ruột tỷ lệ sóng hài bậc bội số vượt qua 33%, tiết diện cần xác định tiết diện dây trung tính, tính với dịng điện sử dụng lấy 1,45 lần dòng điện sử dụng dây pha Dây trung tính coi có tải hệ số giảm dòng điện cho phép 0,84 phải xét tới c Dây trung tính phải có tiết diện lớn tiết diện dây pha Trong trường hợp tỷ lệ sóng hài bậc bội số bậc vượt 33% Tiết diện cần xác định tiết diện dây trung tính tính cho dịng điện sử dụng 1,45 lần dịng điện sử dụng dây pha Dây trung tính coi có tải hệ số giảm dòng điện cho phép 0,84 phải xét tới Bảng tổng hợp Loại mạng điện < TH ≤ 15% 15% < TH ≤ 33% TH > 33% (1) (2) SN = SP SN = SP SN = SP SN = SP SN = SP SP = SN Hệ số 0,84 SN cần xác định Tỷ lệ sóng hài Mạng điện pha Mạng điện pha + N Cáp nhiều ruột SP ≤ 16mm 25 mm2 - nhôm IN = 1,45 IP Hệ số 0,84 Mạng điện pha + N Cáp nhiều ruột SP > 16mm2 - đồng 25 mm2 - nhôm SN = SN = SP SP = SN Hệ số 0,84 SN cần xác định IN = 1,45 IP cho phép N cần bảo vệ Mạng điện pha + N Cáp ruột SP > 16mm2 - đồng 25 mm2 - nhôm Sp SN = Hệ số 0,84 Sp SN = SP SN > SP Hệ số 0,84 IN = 1,45 IP cho phép N cần bảo vệ Hệ số 0,84 (1) Mạng điện chiếu sáng cung cấp điện cho đèn phóng khí, có đèn huỳnh quang văn phịng, xưởng sản xuất v.v (2) Mạng điện cấp cho văn phịng, máy tính, thiết bị điện tử khu văn phịng, trung tâm máy tính, ngân hàng, gian chợ, cửa hàng chuyên dụng v.v Ghi chú: TH - tỷ lệ sóng hài; N dây trung tính P - Dây pha; S tiết diện dây (mm2) Trong trường hợp mạng điện pha có trung tính mà tỷ lệ sóng hài bậc bội số không xác định người sử dụng việc áp dụng người thiết kế nên áp dụng tối thiểu quy tắc sau: - Dự kiến tiết diện dây trung tính tiết diện dây pha (hệ số 0,84) - Bảo vệ dây trung tính chống q dịng điện - Khơng dùng dây PEN (dây PEN - dây vừa làm nhiệm vụ bảo vệ PE vừa làm nhiệm vụ trung tính N) PHỤ LỤC 4B: ĐẶT THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN VỠ CẢM ỨNG Ở SƠ ĐỒ TN Đầu vào trang bị Bảng phân phối điện Đầu nối đất chống sét Thiết bị chống sét Nối đất thiết bị chống sét 5a 5b Thiết bị cần bảo vệ F: Thiết bị bảo vệ định nhà sản xuất thiết bị chống sét (thí dụ: cầu chì, máy cắt điện hạ áp (aptơmát), RCD) RA: Nối đất (điện trở nối đất trang bị RB: Nối đất (điện trở nối đất nguồn cung cấp) Hình 4B1 - Thiết bị bảo vệ chống sét sơ đồ TN PHỤ LỤC 4C: ĐẶT THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN VỠ CẢM ỨNG Ở SƠ ĐỒ TT Đầu vào trang bị Bảng phân phối điện Đầu nối đất Thiết bị chống sét Nối đất thiết bị chống sét 5a 5b Thiết bị cần bảo vệ Thiết bị bảo vệ dòng điện dư (RCD) F: Thiết bị bảo vệ thí dụ: cầu chì, máy cắt điện hạ áp (aptômát), RCD,chỉ dẫn nhà sản xuất thiết bị chống sét RA: Nối đất (điện trở tử nối đát trang bị RB: Nối đất (điện trở nối đất nguồn cung cấp) I Dòng điện dư tác động Hình 4C1 - Thiết bị chống sét phía sau RCD Đầu vào trang bị Bảng phân phối điện Đầu nối đất Thiết bị chống sét 4a thiết bị chống sét phù hợp với 534.2.3.2 khe phóng điện Nối đất thiết bị chống sét 5a 5b Thiết bị cần bảo vệ Thiết bị bảo vệ dòng điện dư (RCD) đặt trước sau hệ dẫn F: Thiết bị bảo vệ thí dụ: cầu chì, máy cắt điện hạ áp (aptơmát), RCD, nhà sản xuất thiết bị chống sét định RA: Nối đất (điện trở tử nối đất trang bị RB: Nối đất (điện trở nối đất nguồn cung cấp) I Dịng điện dư tác động Hình 4C2 - Thiết bị chống sét phía trước RCD PHỤ LỤC 4D: ĐẶT THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN VỠ CẢM ỨNG Ở SƠ ĐỒ IT Đầu vào trang bị Bảng phân phối điện Đầu nối đất Thiết bị chống sét Nối đất thiết bị chống sét 5a 5b Thiết bị cần bảo vệ Thiết bị bảo vệ dòng điện dư (RCD) F: Thiết bị bảo vệ thí dụ: cầu chì, máy cắt điện hạ áp (aptơmát), RCD, nhà -sản xuất thiết bị chống sét định RA: Nối đất (điện trở tử nối đất trang bị RB: Nối đất (điện trở nối đất nguồn cung cấp) Hình 4D1 - Chống sét đặt phía sau RCD