Giáo trình Kỹ thuật lắp đặt điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường CĐ Nghề Sóc Trăng

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH SÓC TRĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SĨC TRĂNG GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: KỸ THUẬT LẮP ĐẶT ĐIỆN Nghề: Điện cơng nghiệp Trình độ: Cao đẳng, Trung cấp (Ban hành kèm theo định số … … /QĐ/CĐN ngày … …/… …/… … Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề Sóc Trăng) Sóc Trăng, năm 2019 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH SÓC TRĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SĨC TRĂNG GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: KỸ THUẬT LẮP ĐẶT ĐIỆN Nghề: Điện cơng nghiệp Trình độ: Cao đẳng, Trung cấp (Ban hành kèm theo định số … … /QĐ/CĐN ngày … …/… …/… … Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề Sóc Trăng) Sóc Trăng, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Kỹ thuật lắp đặt điện môn học biên soạn dựa chương trình khung, chương trình dạy nghề Bộ Lao động -Thương binh Xã hội Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp ban hành dành cho hệ Cao đẳng, Trung cấp Điện cơng nghiệp Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu nhất, có ví dụ áp dụng để làm sáng tỏ lý thuyết Giáo viên biên soạn dựa kinh nghiệm giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp tham khảo nhiều giáo trình có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung mơn học gồm có chương: - Chương 1: An toàn điện - Chương 2: Các kiến thức kỹ lắp đặt điện - Chương 3: Thực hành lắp đặt đường dây không - Chương 4: Lắp đặt hệ thống điện chiếu sáng - Chương 5: Lắp đặt mạng điện công nghiệp - Chương 6: Lắp đặt hệ thống nối đất chống sét Giáo trình tài liệu giảng dạy tham khảo tốt cho ngành thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện công nghiệp Mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để tác giả hiệu chỉnh hoàn thiện Biên soạn Trần Tấn Lộc MỤC LỤC Trang Chương 1: An toàn điện 1.1 Một số khái niệm an toàn điện 1.2 Tiêu chuẩn Việt Nam an toàn điện 1.3 Nguyên nhân gây tai nạn điện 1.4 Các biện pháp sơ cấp cứu cho nạn nhân bị điện giật .18 1.5 Các biện pháp bảo vệ an toàn cho người thiết bị sử dụng điện 28 1.6 Lắp đặt hệ thống bảo vệ an toàn 30 Chương 2: Các kiến thức kỹ lắp đặt điện 34 2.1 Khái niệm chung kỹ thuật lắp đặt điện 34 2.2 Một số kí hiệu thường dùng 36 2.3 Các công thức cần dùng tính tốn 39 2.4 Các loại sơ đồ cho việc tiến hành lắp đặt hệ thống điện 42 Chương 3: Thực hành lắp đặt đường dây không 46 3.1 Các khái niệm yêu cầu kỹ thuật 46 3.2 Các phụ kiện đường dây .50 3.3 Phương pháp lắp đặt đường dây không .60 3.4 Kỹ thuật an toàn lắp đặt đường dây 66 3.5 Đưa đường dây vào vận hành 67 Chương 4: Lắp đặt hệ thống điện chiếu sáng 69 4.1 Các phương thức dây 69 4.2 Các kích thước lắp đặt điện lựa chọn dây dẫn 72 4.3 Một số loại mạch 82 Chương 5: Lắp đặt mạng điện công nghiệp 121 5.1 Khái niệm chung mạng điện công nghiệp 121 5.2 Các phương pháp lắp đặt cáp 124 5.3 Lắp đặt máy phát điện 145 5.4 Lắp đặt tủ điều khiển phân phối 148 Chương 6: Lắp đặt hệ thống nối đất chống sét 152 6.1 Khái niệm nối đất chống sét hệ thống công nghiệp 152 6.2 Lắp đặt hệ thống nối đất 154 6.3 Lắp đặt hệ thống chống sét .157 TÀI LIỆU THAM KHẢO 160 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Kỹ thuật lắp đặt điện Mã mơn học: ĐC451610 I Vị trí, tính chất mơn học - Vị trí: mơn học cần phải học sau học xong môn học Mạch điện, Đo lường điện, Vật liệu điện, Khí cụ điện, An toàn lao động, Thiết bị điện gia dụng Cung cấp điện - Tính chất: Là mơn học kỹ thuật chuyên môn, thuộc môn học đào tạo nghề bắt buộc II Mục tiêu môn học - Về kiến thức: + Giải thích nguyên lý hoạt động thiết bị/hệ thống an tồn điện + Trình bày xác thơng số an tồn điện theo tiêu chuẩn cho phép + Trình bày xác biện pháp đảm bảo an toàn điện cho người + Phân tích xác trường hợp gây nên tai nạn điện + Phân tích mạng cung cấp điện đơn giản - Về kỹ năng: + Thiết kế kỹ thuật, thi công mạng cung cấp điện đơn giản + Lắp đặt công trình điện cơng nghiệp + Kiểm tra thử mạch Phát cố có biện pháp khắc phục - Về lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, cẩn thận, xác học tập thực công việc III Nội dung môn học Chương 1: An toàn điện 1.1 Một số khái niệm an toàn điện Khi người tiếp xúc với điện có dịng điện chạy qua người người chịu tác dụng dịng điện Tác hại dịng điện thể người có nhiều dạng: gây bỏng, phá vỡ mô, gây tổn thương mắt, phá huỷ máu, làm liệt hệ thống thần kinh, Tai nạn điện giật phân thành mức chấn thương điện (tổn thương bên mô) sốc điện (tổn thương nội thể) 1.1.1 Tác dụng nhiệt 1.1.1.1 Bỏng điện Làm cháy bỏng thân thể, thần kinh, tim não quan nội tạng khác gây rối loạn nghiêm trọng chức năng… Do tia hồ quang điện gây bị đỗn mạch, nhìn bề ngồi khơng khác loại bỏng thơng thường Nó gây chết người 2/3 diện tích da thể bị bỏng Nguy hiểm bỏng nội tạng thể dẫn đến chết người phía ngồi chưa 2/3 1.1.1.2 Dấu vết điện Là dạng tác hại riêng biệt da người da bị ép chặt với phần kim loại dẫn điện đồng thời tác dụng nhiệt độ cao (khoảng 120oC) 1.1.1.3 Kim loại hoá da Là xâm nhập mãnh kim loại nhỏ vào da tác động tia hồ quang có bão hồ kim loại (khi làm công việc hàn điện) 1.1.2 Tác dụng lên hệ Đau cơ, hoại tử cơ, trật khớp, gãy xương co mạnh té ngã Tác dụng dịng điện đến tim gây ngừng tim rung tim Rung tim tượng co rút nhanh lộn xộn sợi tim làm cho mạch máu thể bị ngừng hoạt động dẫn đến tim ngừng đập hoàn tồn Sự hưng phấn kích thích tổ chức sống dẫn đến co rút bắp thịt có tim phổi Kết đưa đến phá hoại, chí làm ngừng hẳn hoạt động hơ hấp tuần hồn Ngừng thở thường xảy nhiều so với ngừng tim, người ta thấy bắt đầu khó thở co rút có dịng điện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua thể Nếu dịng điện tác dụng lâu co rút lồng ngực mạnh thêm dẫn đến ngạt thở, nạn nhân ý thức, cảm giác ngạt thở cuối tim ngừng đập chết lâm sàng 1.1.3 Tác dụng lên hệ thần kinh Điện giật dễ gây ngừng tim làm nạn nhân chết đột ngột shock điện Thần kinh trung ương, não, tuỷ sống bị tác động trực tiếp dòng điện thứ phát sau hệ hơ hấp tuần hồn, gây thiếu máu thiếu ôxy não, nạn nhân bị co giật kéo dài, ngừng hô hấp, ngừng tim, tắc nghẽn mạch máu Khi dịng điện chạy qua não nạn nhân bị bất tỉnh tạm thời, co giật, lú lẫn, phù não xuất huyết não Sốc điện dạng tai nạn nguy hiểm Nó phá huỷ trình sinh lý thể người tác hại tới toàn thân Là phá huỷ q trình điện vốn có vật chất sống, trình gắn liền với khả sống tế bào Khi bị sốc điện thể trạng thái co giật, mê man bất tỉnh, tim phổi tê liệt Nếu vịng 4-6s, người bị nạn khơng tách khỏi kịp thời dòng điện co thể dẫn đến chết người Với dòng điện nhỏ từ 25-100mA chạy qua thể đủ gây sốc điện Bị sốc điện nhẹ gây kinh hồng, ngón tay tê đau co lại; cịn nặng làm chết người tê liệt hơ hấp tuần hồn Một đặc điểm bị sốc điện không thấy rõ chỗ dòng điện vào người người tai nạn khơng có thương tích 1.2 Tiêu chuẩn Việt Nam an toàn điện Bảng 2.1 Các tiêu chuẩn an toàn điện Mã số TCVN 2295 -78 Tên tiêu chuẩn Tủ điện thiết bị phân phối trọn trạm biến áp trọn - Yêu cầu an toàn TCVN 2329-78 Vật liệu cách điện rắn Phương pháp thử, Điều kiện tiêu chuẩn môi trường xung quanh việc chuẩn bị mẫu TCVN 2330 - 78 Vật liệu cách điện rắn Phương pháp xác định độ bền điện với điện áp xoay chiều tần số công nghiệp TCVN 2572 - 78 Biển báo an toàn điện TCVN 3144 - 79 Sản phẩm kỹ thuật điện u cầu chung an tồn TCVN 3145-79 Khí cụ đóng cắt mạch điện, điện áp đến 1000V - Yêu cầu an toàn TCVN 3259 - 1992 Máy biến áp cuộn kháng điện lưc - Yêu cầu an toàn TCVN 3620-1992 Máy điện quay - Yêu cầu an toàn TCVN 3623 - 81 Khí cụ điện chuyển mạch điện áp đến 1000V - Yêu cầu kỹ thuật chung TCVN 3718-82 Trường điện tần số Ra-đi-ô Yêu cầu chung an toàn TCVN 4086-85 An toàn điện xây dựng - Yêu cầu chung TCVN 4114-85 Thiết bị kỹ thuật điện có điện áp lớn 1000V Yêu cầu an toàn TCVN 4115 - 85 Thiết bị ngắt điện bảo vệ người dùng máy dụng cụ điện di động có điện áp đến 1000 V - Yêu cầu kỹ thuật chung TCVN 4163-85 Máy điện cầm tay - Yêu cầu an toàn TCVN 4726 – 89 Kỹ thuật an toàn Máy cắt kim loại Yêu cầu trang bị điện TCVN 5180-90(STBEV Pa lăng điện - Yêu cầu chung an toàn 1727-86) TCVN 5334-1991 Thiết bị điện kho dầu sản phẩm dầu Qui phạm kỹ thuật an toàn thiết kế lắp đặt TCVN 5556 – 1991 Thiết bị hạ áp Yêu cầu chung bảo vệ chống điện giật TCVN 5699-1:1998 An toàn thiết bị điện gia dụng thiết bị điện tương IEC 335-1:1991 tự TCVN 5717 – 1993 Van chống sét TCVN 6395-1998 Thang máy điện Yêu cầu an toàn cấu tạo lắp đặt TCXD 46 : 1984 Chống sét cho cơng trình xây dựng Tiêu chuẩn thiết kế, thi công 1.2.1 Tiêu chuẩn dòng điện Dòng điện nhân tố vật lý trực tiếp gây tổn thương bị điện giật Cho tới nhiều ý kiến khác giá trị dịng điện gây nguy hiểm chết người Trường hợp chung dịng điện 100mA xoay chiều gây nguy hiểm chết người Tuy có trường hợp dòng điện khoảng 5- 10mA làm chết người cịn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác điều kiện nơi xảy tai nạn, sức khoẻ trạng thái thần kinh nạn nhân, đường dịng điện Trong tính tốn thường lấy trị số dịng điện an tồn 10mA dòng điện xoay chiều 50mA với dòng điện chiều Bảng 2.2 cho phép đánh giá tác dụng dòng điện thể người: Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.1 Lắp đặt máy phát điện Trạm phát điện thiết bị phân phối phải bố trí cách cơng trình ngồi trời có nguy hiểm nổ cấp cao (cấp N1C) theo qui định bảng sau: Tên cơng trình có nguy Bậc chịu lửa trạm Khoảng cách không nhỏ hiểm nổ cao phát điện, thiết bị phân (m) phối Khu bể chứa I - II 40 III - IV 50 I - II 20 Ơ tơ xì téc III – IV 30 Đường sắt III – IV 40 Đường thủy III – IV 50 Khu xuất nhập Cấm đặt trạm phát điện gian buồng, vị trí nổ Khoảng cách từ trạm phát điện đến ngơi nhà có nguy nổ khơng nhỏ 15m Đối với trạm phát điện, gian nhà không đặt hai máy, khoảng cách nhỏ hai máy là:  3m máy phát 500KVA  5m máy phát điện từ 500KVA trở lên Lắp đặt máy phát, lắp đặt tủ chuyển đổi điện hệ thống lưới máy phát 5.3.2 An toàn vận hành máy phát diesel - Khơng vận hành máy phịng kín khơng có máy khí, quạt thơng gió khói xả từ máy gây nghiêm trọng đến sức khỏe - Không vận hành máy máy chưa tiếp đất bảo vệ, hư hỏng đột xuất máy phát, thiết bị đường dây phụ tải gây điện giật chết người Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 146 Tai lieu Luan van Luan an Do an - Trong lúc máy hoạt động không nối thêm phụ tải sửa chữa máy Muốn nối thêm phụ tải, sửa chữa … tiến hành máy ngưng hoạt động cơng tắc vận hành phải vị trí OFF - Không hút thuốc mang tia lửa đến gần khui sửa chữa bình ắc qui khí hydro bốc bình ắc qui chất khí có khả gây nổ lớn Khi tháo dây điện bình ắc qui phải tháo dây âm (-) trước dây dương(+) - Khi đổ nhiên liệu vào thùng máy phải nối dây dẫn bình nhiên liệu thùng chứa nhiên liệu máy, điều tránh phát sinh tia lửa 5.3.3 Kiểm tra vận hành máy phát điện Trước cho máy hoạt động phải kiểm tra tồn tình trạng máy, chi tiết, phận phải định vị chắn an toàn, phải kiểm tra đường dây tiếp đất, kiểm tra điện trở cách điện Nếu điện trở cách điện Rcđ < 0,5 M định không cho máy hoạt động mà phải tiến hành sấy khô máy, thông thường điện trở cách điện máy không nhỏ MΩ Cần ý điều sau đây: - Khi khởi động máy phải trạng thái không tải - Thông thường thời gian khởi động máy ngắn, khoảng vài giây đến vài chục giây Nếu thời gian khởi động kéo dài phải ngưng thời gian khởi động để tiến hành kiểm tra lại - Ngay sau khởi động máy phải kiểm tra áp lực dầu so sánh với áp lực dầu cần thiết máy - Kiểm tra điện áp phát trước sau đóng phụ tải, điện áp phải ổn định - Phải thường xuyên theo dõi nhiệt độ làm việc máy, thông thường không vượt 400c so với nhiệt độ môi trường - Phải theo dõi tiếng kêu phát từ máy, có tiếng kêu lạ phải ngưng máy để xác định nguyên nhân - Muốn ngừng máy trước tiên phải ngắt phụ tải, sau giảm tốc độ, ngưng máy hoàn toàn để tránh vượt tốc tăng nhiệt Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 147 Tai lieu Luan van Luan an Do an 5.3.4 Bảo dưỡng máy phát điện Mỗi máy phát điện tùy theo công suất chế độ làm việc mà có chế độ bảo dưỡng khác Ở trình bày số cơng việc tổng qt - Phịng máy phải sẽ, khơ điều kiện thơng gió phải tốt - Hàng ngày phải lau chùi, vệ sinh máy kiểm tra chắn phận, chi tiết - Thường xuyên kiểm tra hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống nhiên liệu, kiểm tra cách điện máy phát - Định kỳ kiểm tra phận máy 5.4 Lắp đặt tủ điều khiển phân phối Tất hệ thống điện công nghiệp dân dụng cần bảo vệ đầy đủ điều khiển mạch Tủ phân phối nơi nguồn cung cấp vào chia thành mạch nhánh, mạch nhánh điều khiển bảo vệ cầu chì máy cắt Nói chung nguồn điện nối vào qua thiết bị đóng cắt CB (Circuit Breaker) cầu dao, cầu chì Các mạch riêng lẻ thường nhóm lại theo chức năng: Động lực, chiếu sáng, sưởi ấm (hoặc làm lạnh) …được nuôi từ Một số mạch mắc thẳng vào tủ phân phối khu vực nơi diễn phân chia nhánh Ở mạng hạ áp lớn đơi cần có tủ phân phối phụ, với mức phân phối Hiện thường dùng tủ phân phối có vỏ kim loại nhựa tổng hợp, nhằm để:  Bảo vệ người tránh bị điện giật  Bảo vệ máy cắt, đồng hồ thị, rơ le, cầu chì, chống va đập học, rung tác động ngoại lai ảnh hưởng tới họat động hệ như: Nhiễu, bẩn, bụi, ẩm, Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 148 Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 4.16 Vị trí lắp đặt lọai tủ phân phối nhà cao tầng 5.4.1 Các lọai tủ phân phối Các tủ phân phối tập hợp thiết bị đóng cắt hạ khác theo lọai ứng dụng nguyên tắc thiết kế (đặc biệt theo bố trí cái), phân lọai dựa theo yêu cầu tải Các lọai tủ phân phối tiêu biểu là:  Tủ phân phối  Tủ phân phối khu vực  Tủ phân phối phụ  Tủ điều khiển công nghệ hay tủ chức Ví dụ tủ điều khiển động cơ, tủ điều khiển sưởi ấm… Các tủ khu vực tủ phụ nằm rải rác khắp lưới điện Các tủ điều khiển cơng nghệ nằm gần tủ phân phối gần với dây chuyền cơng nghệ kiểm sóat Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 149 Tai lieu Luan van Luan an Do an 5.4.2 Các thành phần tủ phân phối Tùy theo chức năng, yêu cầu cần bảo vệ tải mà tủ phân phối có thành phần sau:  Vỏ tủ điều khiển phân phối  Đầu kết nối: Cầu dao tự động (CB) đầu vào  Bảo vệ chống sét: Bột bảo vệ chống sét  Bảo vệ dòng cách ly: Cầu chì ống, CB, ELCB  Điều khiển từ xa: định thới…  Quản lý lượng Tủ cần đặt độ cao với tới từ 1÷1,8m Độ cao 1,3m giành cho người tàn tật lớn tuổi 5.4.3 Cách thực hai lọai tủ phân phối Người ta phân biệt:  Tủ phân phối thông dụng cơng tắc cầu chì gắn vào khung nằm bên  Tủ phân phối chức cho ứng dụng đặc thù Các tủ phân phối thơng dụng: CB cầu chì thường nằm giàn khung lui phía sau tủ Các thiết bị hiển thị điều khiển: Đồng hồ đo, đèn, nút ấn… lắp mặt trước hông tủ Việc đặt dụng cụ bên tủ cần nghiên cứu cẩn thận có xét đến kích thước vật, chỗ đấu nối khỏang trống cần thiết đảm bảo họat động an tòan thuận lợi Để dự đóan tổng diện tích cần thiết nhân tổng diện tích thiết bị với 2,5 Các tủ phân phối chức Tủ giành cho chức đặc biệt sử dụng mô dun chức bao gồm máy cắt thiết bị phụ kiện để lắp đặt đấu nối Ví dụ đơn vị điều khiển động dạng ô kéo bao gồm công tắc tơ, cầu chì, cầu dao, nút nhấn, đèn báo…Thiết kế tủ lọai thường khơng tốn thời gian, cần cộng số Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 150 Tai lieu Luan van Luan an Do an mô đun cần thiết với khỏang trống để thêm vào sau cần Dùng phân tiền chế để lắp tủ dễ dàng Các kỹ thuật lắp ráp tủ phân phối chức năng:  Các đơn vị chức cố định: Tủ bao gốm nhiều đơn vị chức cố định như: Khởi động từ rơ le liên quan tùy theo chức Các đơn vị khơng thích hợp cho việc lập Do can thiệp để bảo trì, sửa chữa, thay đổi…đều phải cắt điện tòan tủ Sử dụng đơn vị tháo lắp để giảm tối thiểu thời gian cắt điện  Các đơn vị chức lập: Mỗi đơn vị chức đặt panel tháo lắp được, có kèm theo thiết bị lập phía đầu vào (thanh cái) ngắt điện phía lộ Một đơn vị rút để bảo trì mà khơng cần ngắt điện tòan  Các đơn vị chức dạng ngăn kéo: Máy cắt phụ kiện lắp khung dạng ô kéo nằm ngang rút Chức phức tạp thường dùng để điếu khiển động Cách ly phía vào phía kéo Bài tập Nghiên cứu phương pháp lắp đặt đường dây điện lực sàn nhà phân xưởng Nêu phạm vi áp dụng, yêu cầu kỹ thuật , cách thực Nghiên cứu kết cấu lắp đặt đường dây điện treo Nghiên cứu kết cấu, thủ thuật phương pháp đặt đường dây dẫn cáp điện rãnh Nghiên cứu kết cấu phương pháp đặt hộp dây dẫn cáp điện Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 151 Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 6: Lắp đặt hệ thống nối đất chống sét 6.1 Khái niệm nối đất chống sét hệ thống công nghiệp 6.1.1 Khái niệm nối đất Nối đất nối dây trung tính thực chức bảo vệ cho người khỏi bị điện giật, nghĩa bảo đảm cho thiết bị điện hay dụng cụ điện làm việc bình thường Nối đất nối dây trung tính biện pháp bảo vệ an toàn điện Ngoài hai phương pháp kể người ta cịn có số cách khác: cân điện tích, dùng điện áp thấp, cách điện thường xuyên kiểm tra cách điện, cắt điện tự động, biến áp phân chia, rào chắn bảo vệ, biện pháp khác Nối đất nối dây trung tính biện pháp bảo vệ chủ yếu Nối đất tạo nên vỏ máy cần bảo vệ đất mạch điện an toàn với điện trở đủ nhỏ để điện rò cách điện hỏng, dòng điện qua vỏ máy xuống đất, cịn có người chạm phải vỏ máy, dịng điện qua người nhỏ khơng gây nguy hiểm cho người Song đơi dịng điện chập lớn, nên dòng điện qua người trường hợp gây nguy hiểm Vì người ta áp dụng biện pháp đặc biệt khác để tránh khỏi nguy hiểm đó, thí dụ dùng biện pháp cân điện vùng dòng điện chập qua Nối đất dây trung tính tạo nên mạch điện an tòan tất vỏ máy hay kết cấu kim lọai với dây trung tính nối đất máy biến áp qua dây dẫn bảo vệ đặc biệt gọi dây trung tính, dây trung tính cịn nối đất lặp lại Chính nhờ biện pháp tất dòng điện mát vỏ trở thành dòng ngắn mạch, chúng chuyển qua dây bảo vệ, dây trung tính làm cắt cầu chì hay cắt tự động đoạn cố bảo vệ 6.1.2 Khái niệm chống sét Sét phóng điện khí đám mây đất, hay đám mây mang điện khác dấu Trước có phóng điện sét có phân chia tích lũy mạnh điện tích đám mây giông tác dụng luồng khơng khí nóng bốc lên nước ngưng tụ đám mây Các đám mây mang điện kết phân tích điện tích trái dấu tập trung chúng phần tử khác đám mây Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 152 Tai lieu Luan van Luan an Do an Phần đám mây giơng thường tích điện tích âm Các đám mây với đất hình thành tụ điện mây đất Ở phần đám mây thường tích lũy điện tích dương Cường độ điện trường tụ điện mây – đất tăng dần lên chỗ cường độ đạt tới trị số giới hạn 25-30 kV/cm khơng khí bị ion hóa bắt đầu trở nên dẫn điện Sự phóng điện sét chia làm ba giai đoạn: Phóng điện đám mây đất bắt đầu xuất dòng sáng chuyển xuống đất, chuyển động đợt với tốc độ 100 ÷ 1000 km/sec Dịng mang phần lớn điện tích đám mây, tạo nên đầu cực điện cao hàng triệu vơn Giai đoạn gọi giai đoạn phóng điện tiên đạo bậc Khi dòng tiên đạo vừa phát triển đến đất hay vật dẫn điện nối đến đất giai đọan thứ hai bắt đầu, giai đọan phóng điện chủ yếu sét Trong giai đọan này, điện tích dương đất di chuyển có hướng từ đất theo dòng tiên đạo với tốc độ lớn (6.104 ÷ 105 km/sec) chạy lên trung hịa điện tích âm dịng tiên đạo Sự phóng điện chủ yếu đặc trưng dòng điện lớn qua chỗ sét đánh gọi dòng điện sét lóe sáng mãnh liệt dịng điện phóng Khơng khí dịng phóng nung nóng đến nhiệt độ khỏang 10.0000C giãn nở nhanh tạo thành âm Ở giai đọan thứ ba sét kết thúc di chuyển điện tích mây từ bắt đầu phóng điện, lóe sáng biến Bảo vệ chống sét cho nhiều đối tượng khác khác nhau: Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp trạm biến áp, Bảo vệ chống sét đường dây tải điện, bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm, bảo vệ chống sét cho cơng trình Những ngun tắc bảo vệ thiết bị nhờ cột thu sét gọi cột thu lôi không thay đổi từ năm 1750 B.Franklin kiến nghị thực cột cao có đỉnh nhọn kim lọai nối đến hệ thống nối đất Trong trình thực người ta đưa đến kiến thức xác hướng đánh trực tiếp sét, bảo vệ cột thu sét thực hệ thống nối đất (cịn gọi hệ thống tiếp đất) Khi có đám mây tích điện tích âm qua đỉnh cột thu lơi có chiều cao mặt đất có điện đất xem khơng Nhờ cảm ứng tĩnh điện đỉnh cột thu lơi nạp điện tích dương Do đỉnh cột thu lôi nhọn nên cường độ điện trường vùng lớn Điều dễ tạo nên kênh phóng điện từ đầu cột thu lơi đến đám mây tích điện tích âm, vây có dịng điện phóng từ Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 153 Tai lieu Luan van Luan an Do an đám mây xuống đất Khỏang không gian gần cột thu lôi mà vật bảo vệ đặt đó, có khả bị sét đánh gọi vùng hay phạm vi bảo vệ cột thu lôi 6.2 Lắp đặt hệ thống nối đất Thực nối đất thường có hai lọai: Nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo 6.2.1 Nối đất tự nhiên bao gồm Các đường ống nước, đường ống kim lọai trừ đường ống dẫn khí đốt hóa lỏng đường dẫn khí đốt khí dễ cháy dễ nổ Các ống chôn sâu đất giếng khoan Kết cấu kim loại bê tông cốt thép nằm đất nhà cơng trình xây dựng Các đường ống kim loại cơng trình thủy lợi Vỏ chì đường cáp chơn đất Khi xây dựng trang bị nối đất cần phải tận dụng vật liệu tự nhiên sẵn có Điện trở nối đất xác định cách đo thực tế chỗ hay dựa theo tài liệu để tính 6.2.2 Nối đất nhân tạo Thường sử dụng cọc thép trịn, thép dẹp hình chữ nhật hay hình thép góc dài từ 2÷ 3m đóng sâu vào đất cho đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5 ÷ 0,7m Các lọai nối đất nhân tạo: + Các cọc thép trịn thép góc, thép ống đóng thẳng đứng xuống đất + Các thép dẹt, thép trịn đặt nằm ngang đất Kích thước tối thiểu điện cực nối đất (các cọc, ống, thanh) cho bảng 5.1 Kích thước nhỏ cọc thép nối đất dây nối đất Tên gọi cực nối đất Trong nhà Thiết bị đặt Trong đất ngịai trời Dây dẫn trịn, đường kính, mm Thanh dẫn hình chữ nhật Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 154 Tai lieu Luan van Luan an Do an Tiết diện, mm2 24 48 Bề dày, mm2 Thép góc, bề dày cạnh, mm 2,5 Thép ống, bề dày ống, mm 2,5 2,5 3,5 Đối với mạng điện áp 1000V, điện trở nối đất thời điểm năm không vượt Ω Riêng thiết bị nhỏ, công suất tổng máy phát điện máy biến áp không 100kVA cho phép đến 10Ω Nối đất lặp lại dây trung tính mạng 380/220V phải có điện trở không 10 Đối với thiết bị điện áp cao 1000V có dịng điện chạm đất bé thiết bị có điện áp đến 100V nên sử dụng nối đất tự nhiên sẵn có Đối với đường dây tải điện không, cần nối đất cột bê tông cốt thép cốt sắt tất đường dây tải điện 35kV, đường dây 3-20kV cần nối đất khu vực có dân cư Trên đường dây ba pha bốn dây 380/220V có điểm trung tính trực tiếp nối đất, cột sắt, xà sắt cột bê tông cốt thép cần phải bố trí nối với dây trung tính Trong mạng điện có điện áp 1000V, có điểm trung tính cách điện, cột sắt bê tơng cốt thép cần có điện trở nối đất không 50Ω 6.2.3 Lắp đặt điện cực nối đất Thiết bị nối đất thẳng đứng Thiết bị tiếp đất làm thép với kích thước sau:  Hình trịn, đường kính 10mm, cực trịn tráng kẽm giảm xuống cịn 6cm;  Hình chữ nhật tiết diện 48mm2, dầy 4mm  Thép góc thành dầy mm  Thép dạng ống, thành ống dầy 3,5 mm hình 5.1 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 155 Tai lieu Luan van Luan an Do an Tất dẫn dài ÷3 m Hình 5.1 Cấu tạo thiết bị tiếp đất Trước đóng điện cực xuống đất, tất điện cực phải cạo sơn, gỉ, dầu mỡ…Nếu mơi trường đóng có tính xâm thực cao, tiết diện điện cực tăng lên hay bề mặt tráng kẽm Để đóng thiết bị tiếp đất, trước hết người ta đào đường rãnh sâu 500÷700mm đóng ép hay đóng xoắn điện cực xuống đáy rãnh Để làm việc người ta thường dùng búa tạ, máy ép rung, máy ép thủy lực hay máy khoan chuyên dùng Đầu điện cực thò lên rãnh đào khỏang 100÷200mm Các điện cực ngang đặt trực tiếp đáy rãnh, điện cực thép dẹt người ta đặt theo chiều dẹt áp với thành rãnh Hình 5.2 Nối thiết bị tiếp đất nằm nngang đóng điện cực tiếp đất thẳng đứng Dây nối đất chung đấu với thiết bị tiếp đất hai điểm Việc nối thiết bị nối đất, đường dây tiếp đất mạng nối đất bên thường thực cách hàn điện phải bảo đảm tiếp xúc điện tốt Chát lượng mối hàn phải kiểm tra kỹ trước lấp đất độ bền chúng dùng búa nặng gần kg gõ nhẹ vào mối hàn Cho phép dùng mối nối bu lông, không làm giảm tiếp xúc điện Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 156 Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số ví dụ nối đất a) b) Hình 5.3 Nối đất mạng TT, mạng IT (a), nối đất dây trung hòa cho cần cẩu tháp 6.3 Lắp đặt hệ thống chống sét Hệ thống bảo vệ chống sét gồm: Một phận thu đón bắt sét đặt không trung, nối xuống dây dẫn đưa xuống, đầu dây dẫn lại nối đến mạng lưới nằm đất gọi hệ thống nối đất Hệ thống bảo vệ đặt vị trí nhằm đạt yêu cầu bảo vệ trườc công đột ngột, trực tiếp sét Vai trị phận đón bắt sét nằm không trung quan trọng trở thành điểm đánh thích ứng sét Dây dẫn nối từ phận đón bắt sét hay cịn gọi đầu thu từ đưa xuống có nhiệm vụ đưa dịng sét xuống hệ thống kim lọai nằm đất tỏa nhanh vào lòng đất Như hệ thống lưới dùng để khuếch tán lượng sét vào đất Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 157 Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số cách lắp dây chống sét: Nối đất cho dây ăng ten Dây thu sét Thanh thu sét Điểm thu sét Máng thoát nước Khoảng cách chống phóng tia lửa điện Ống nước mưa Thiết bị nối đất Chỗ tách Dây dẫn sét xuống đất Thiết bị nối đất Hình 5.4 Sử dụng thiết bị chống sét Dây thu sét Kích thước mạng max.10mx20m Điểm tách Dây dẫn sét xuống đất Hình 5.5 Sử dụng dây thu sét mạng Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 158 Tai lieu Luan van Luan an Do an a) b) Hình 5.6 Thiết bị chống sét (a) điểm tách (b) Câu hỏi Ý nghĩa việc nối đất Có cách nối đất Trong mạng điện có điện áp nhỏ 1000V điện trở nối đất có giá trị bao nhiêu? Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 159 Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn