Chương II PHÂN TÍCH CÁC TRƯỜNG HỢP TIẾP XÚC VỚI MẠNG ĐIỆN I PHÂN TÍCH VỀ AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN MỘT PHA Chương III CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ 3 1 Bảo vệ bằng biện pháp nối đất 3 2 Bảo vệ bằng biện pháp nối.
Chương III CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ 3.1 Bảo vệ biện pháp nối đất 3.2 Bảo vệ biện pháp nối vỏ thiết bị với dây trung tính 3.3 Bảo vệ chống sét 3.4 Bảo vệ chống tác hại trường điện 3.5 Bảo vệ chống tác hại tĩnh điện 3.1 Bảo vệ biện pháp nối đất 3.1.1 Các hệ thống nối đất chuẩn 3.1.2 Điện trở suất đất 3.1.3 Các loại nối đất 3.1.4 Các kiểu nối đất 3.1.5 Điện trở nối đất 3.1.6 Phân tích hệ thống nối đất đại 3.1.1 Các hệ thống nối đất chuẩn a Hệ thống TT b Hệ thống IT c Hệ thống TN d Quy định dây bảo vệ PE PEN a Hệ thống TT Trong hệ thống TT, tất phần dẫn điện lộ (vỏ kim loại thiết bị điện) Hệ thống không nối kết điện với đất nguồn cấp điện Các đặc điểm hệ thống TT là : Sơ đồ đơn giản Do sử dụng hệ thống nối đất riêng biệt nên cần bảo lưu ý bảo vệ áp Tiết diện dây PE nhỏ tiết diện dây trung tính va thường xác định theo dịng cố lớn xảy Trong điều kiện làm việc bình thường, dây PE khơng có sụt áp Trong trường hợp hư hỏng cách điện, xung điện áp xuất dây PE thấp nhiễu điện từ bỏ qua b Hệ thống IT Các đặc điểm hệ thông IT : Vỏ thiết bị điện vật dẫ tự nhiên nhà nối với điện cực nối đất riêng Tiết diện dây PE nhỏ tiết diện dây trung tính thường đựơc xác định theo dịng cố lơn xảy Trong điều kiện làm việc bình thường,trên dây PE khơng có sụt áp Giảm ngưỡng q áp xuất cố chạn từ cuộn cao sang cuộn hạ máy biến áp nguồn Khi hư hỏng cách điện, dòng cố thứ thường thấp không gây nguy hiểm c Hệ thống TN Trong hệ thống TN, mạch vòng cố bao gồm tồn phần dẫn điện, tránh trị số cao điện trở nối đât Điểm trung tính nguồn điện nối đất trực tiếp, phần dẫn điện lộ hệ thống nối với dây bảo vệ Có dạng hệ thống TN: Hệ thống TN_S Hệ thống TN-C Hệ thống TN_S Dòng cố điện áp tiếp xúc lớn nên cần trang bị thiết bị bảo tự động ngắt nguồn cố cố hỏng cách điện Dây PE tách biệt với dây trung tính, khơng đựơc nối đất lặp lại tiết diện dây PE thường xác định theo dịng cố lớn xảy Trong điều kiện làm việc bình thường, khơng có sụt áp dịng điện dây PE nên tránh hiểm hoạ cháy nhiễu điện từ Dây trung tính dây bảo vệ riêng biệt Hệ thống TN-C Sử dụng nhiều điểm nối đất lặp lại để đâm bảo dây PEN tiếp dất trường hợp Dòng cố điện áp tiếp xúc lớn nên cần trang bị thiết bị bảo vệ tự động ngắt nguồn có cố hỏng cách điện Trong đièu kiện làm việc bình thường,vỏ thiết bị, đất trung tính có điện Khi hư hỏng cách điện, dòng cố gây độ sụt áp nguồn, nhiễu điện từ lớn khả gây cháy cao Trường hợp tải khơng đối xứng, dây PEN xuất dịng điện gây nhiễu cho máy tính hay hệ thống thông tin d Quy định dây bảo vệ PE PEN Dây nối đất cần phải bền, chịu nhiệt, chịu dòng điện cho phép lâu dài có tiết diện phải lớn 1/3 dây pha 2 Thường ta dùng dây thép có tiết diện 120mm , nhơm 35mm , đồng 25mm 3.1.2 Điện trở suất đất Điện trở suất đất phụ thuộc vào thành phần hoá học độ ẩm đất Độ ẩm đất: phụ thuộc vào thành phần, kích thước hạt đất, hạt có kích thước nhỏ khả giữ ẩm tốt Trạng thái khô ρđất = ∞ Khi độ ẩm tăng > 15% khơng ảnh hưởng đến ρđất Độ ẩm > (70÷ 80)% ρđất lại tăng lên Nhiệt độ đất: Khi nhiệt độ hạ thấp làm cho đất bị đông kết lại ρđất tăng lên nhanh Khi nung nóng đất đến 1000C ρđất lại giảm xuống Ví dụ: Một đài nước cao 20m Tại bể nước đài đặt kim thu sét dài 2m Biết bán kính mặt bể nước 3m Hỏi kim thu sét có bảo an tồn cho đài nước khơng? vệ Giải: Ta có: h = 22m, hx = 20m Tính rx? Thấy: rx = 1,5m < 3m kim thu sét không bảo vệ an toàn cho đài nước h0 H = 4h R=4 h-h0 b Phạm vi bảo vệ hai nhiều cột thu sét 0,75h a bx 0,75h 0,75h 0,75h *) Phạm vi bảo vệ Phạm vi bảo vệ hai đầu xác định trường hợp hai kim đứng riêng rẽ Phạm vi bảo vệ hai kim có giới hạn cung trịn qua hai đỉnh kim tâm nằm đường trung trực đoạn thẳng nối liền hai kim có độ cao lần chiều cao kim thu sét Bán kính cung trịn xác định R = H- h0 = 4h – h0 h0: Là chiều cao thấp cung tròn a: Khoảng cách hai kim thu sét *) Phạm vi bảo vệ Khi biết a h0 thi chiều cao kim thu sét xác định theo công thức sau: h = 0,571h0 + 0,183h + 0,0357 a 2 *) Cơng thức tính Tính rx độ cao hx hai cột thu sét: Biết hx bx tính chiều cao thấp vùng bảo vệ hai kim thu sét cao nhau: Ví dụ 2: Có ngơi nhà mái dốc, nhà cao 9m, mái cao 2m, rộng 6m Người ta bố trí kim thu sét dài hai đầu hồi Hãy tính chiều cao hai cột thu sét để Giải: bảo vệ an tồn cho ngơi nhà Muốn bảo vệ an tồn cho phần ngơi nhà h0 ≥ 11m (Lấy h0 = 11m) ta có: h1 = 0,571h0 + 0,183h02 + 0,0357 a = 0,571.11 + 0,183.11 + 0,0357.20 = 12,32m 2 Ví dụ 2: Biết hx = 9m, bx ≥ 3m lấy bx = 3m ta có hx = > 2,67 bx bx + 0,75hx + 0,75.9 h0 = = = 14,2m 0,75 0,75 Vậy cột thu sét cao 14,2 m đảm bảo để bảo vệ an toàn cho nhà c Phạm vi dây thu sét Dây thu sét: Làm kim loại căng nhà dọc theo cơng trình Thích hợp cho cơng trìng dài khơng u cầu mỹ quan Cơng trình cần cách ly với thiêt bị chống sét nhà kho chứa chất dễ cháy, dễ nổ, chuồng ngựa, trâu, bò (súc vật lớn dễ nhạy cảm với sét) Phạm vi bảo vệ dây thu sét mơ tả hình vẽ c Phạm vi dây thu sét 3.4 Bảo vệ chống tác hại trường điện từ a Sóng điện từ b Các tác hại trường điện từ tần số cao cực cao c Các tác hại trường điện từ tần số thấp a Sóng điện từ Sóng điện từ xoay chiều thường chia thành sóng điện từ tần số thấp tần số cao Sóng điện từ tần số thấp với giải tần 100kHz Đặc trưng sóng điện từ tần số thấp mật độ từ thơng nguồn gây sóng điện từ tần số thấp máy biến áp điện lực, đường dây truyền tải, hệ thống gia nhiệt, nấu chảy, hàn cơng nghiệp, tàu điện Sóng điện từ tần số cao cực cao với giải tần từ 100kHz đến 3GHz Đặc trưng sóng điện từ tần số cao cực cao từ trường Nguồn gây sóng điện từ tần số cao cực cao hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh, hệ thống truyền truyền hình, hệ thống điện thoại di động, hàn công nghiệp… b Các tác hại trường điện từ tần số cao cực cao Đối với tần số 30MHz: Có tác hại xâm nhập sau vào người, lượng hấp thu phân bố không phận thể Đối với tần số 30 - 300MHz: Do có bước sóng nhỏ so với người nên lượng hấp thu với mức độ lớn cần có biện pháp giới hạn tác hại mức thấp Đối với tần số 300MHz – 10GHz: Mức độ xâm nhập sâu vào thể người bị suy giảm Đối với tần số 10GHz: Gia tăng bề mặt thể (da cháy hay bỏng) c Các tác hại trường điện từ tần số thấp Nhỏ 1mA/m2: Khơng có hậu rõ ràng, khơng có hậu rõ ràng, dòng điện hầu hết phận thể Từ – 10 mA/m2: Gây ảnh hưởng nhỏ sinh lý, dòng điện tấp trung tim não Từ 10 - 100mA/m2: Biến đổi tổng hợp Prôtêin, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, ngăn cản trình làm lành vết thương… Từ 100 – 1000mA/m2 : Tác động trục tiếp đến hệ thần kinh trung ương Từ >1000mA/m2: Ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức tim, não, gây chết người d Các giới hạn tiêu chuẩn : Với máy phát tần tần só cao tuỳ điều kiện * Trường điện từ tần số cao trình cơng nghệ, đặt gian sản xuấtchung cần che kín luồng cơng nghệ bao che kín nối với đất khoảng cách chúng thiết bị khác không nhỏ 2m Thực ngun tắc lồng Faraday phịng làm việc có đặt máy phát sóng vơ tuyến để bảo vệ cơng nhân nguồn phát sóng vơ tuyến gần * Trường điện từ tần số thấp Tăng khoảng cách từ nơi sinh hoạt hay nơi làm việc đến nguồn xạ điện từ Bọc kín nguồn phát trường điện từ số thấp lồng kim loại có nối đất Khơng vi phạm xây dựng làm việc vành đai an toàn đường dây truyền tải cao áp 3.5 Bảo vệ chống tác hại tĩnh điện Đặc điểm: Tĩnh điện mối hiểm hoạ đe doạ tính mạng người, sức khoẻ tài nguyên Rủi ro diện nhiều lĩnh vực cua hoạt động người, đặc biệt làm việc môi trường mà trường tĩnh điện phóng điện gây cháy nổ Các tiêu chí để đánh giá rủi ro nguy hiểm phóng điện bao gồm: Các đặc tính vật liệu ảnh hưởng đến tính tích điện chúng (tính dẫn điện, số điện mơi, hình dạng kích thước yếu tố khác.) Các đặc tính mơi trường xung quanh ảnh hưởng đến hình thành điều kiện tích điện đánh lửa hay nổ (độ ẩm, nhiệt độ, lượng tối thiểu gây đánh lửa loại khí ga, bụi hình thành hỗn hợp gây nổ khơng khí ) Các điều kiện trình, hay điều kiện hay phương pháp thực qui trình cơng nghệ (nhiệt độ áp suất , vận tốc chuyển động vật liệu hay đối tượng, cách thức phát sinh ma sát) ảnh hưởng đến cường độ điện hoá ... bảo an toàn cho người lúc chạm vào phận có mang điện áp Vì nối đất để giảm điện áp đất phận kim loại thiết bị điện đến trị số an toàn người Như nối đất chủ định nối điện phận thiết bị mang... nghĩa việc nối đất Khi cách điện phận mang điện bị hư hỏng, bị chọc thủng, phần kim loại thiết bị điện hay máy móc khác thường trước khơng có điện mang hoàn toàn điện áp làm việc Khi chạm vào... xuất cố chạn từ cuộn cao sang cuộn hạ máy biến áp nguồn Khi hư hỏng cách điện, dòng cố thứ thường thấp không gây nguy hiểm c Hệ thống TN Trong hệ thống TN, mạch vòng cố bao gồm toàn phần dẫn