Các kiến thức và kỹ năng cơ bản về lắp đặt điện
Khái niệm chung về kỹ thuật lắp đặt điện
1.1 Tổ chức công việc lắp đặt điện.
Nội dung tổ chức công việc bao gồm các hạng mục chính sau:
Kiểm tra và thống kê các hạng mục công việc theo thiết kế và bản vẽ thi công là rất quan trọng Cần lập bảng tổng hợp các thiết bị, vật tư và vật liệu cần thiết cho quá trình lắp đặt.
Lập biểu đồ tiến độ lắp đặt và phân bổ nhân lực phù hợp với trình độ, tay nghề của thợ và chuyên môn theo từng hạng mục công việc Đồng thời, xây dựng biểu đồ điều động nhân lực, vật tư và trang thiết bị để đảm bảo tiến độ lắp đặt hiệu quả.
Sọan thảo các phiếu công nghệ chi tiết, mô tả rõ ràng từng công nghệ và công đoạn cho tất cả các loại công việc lắp đặt theo thiết kế đã được đề ra.
Chọn lựa và xác định số lượng máy móc thi công, dụng cụ lắp đặt cùng với các phụ kiện cần thiết là bước quan trọng để đảm bảo quá trình lắp đặt diễn ra suôn sẻ và hiệu quả.
Xác định số lượng các phương tiện vận chuyển cần thiết.
Sọan thảo hình thức thi công mẫu để thực hiện các công việc lắp đặt điện cho các trạm mẫu hoặc các công trình mẫu
Sọan thảo các biện pháp an tòan về kỹ thuật.
Việc thiết kế tổ chức công việc lắp đặt điện giúp rút ngắn thời gian thi công và nhanh chóng đưa công trình vào vận hành Biểu đồ tiến độ lắp đặt điện được xây dựng dựa trên tiến độ của các công việc lắp đặt và hoàn thiện Khi xác định được khối lượng và thời gian hoàn thành, cần tính toán số đội, số tổ và số nhóm cần thiết để thực hiện công việc Tất cả các công việc này được thực hiện theo biểu đồ công nghệ, với việc tổ chức được xem xét dựa trên các biện pháp thực hiện lắp đặt.
Việc vận chuyển vật tư và vật liệu cần tuân thủ kế hoạch đã đề ra Đồng thời, cần đặt hàng chế tạo trước các chi tiết điện để đảm bảo sẵn sàng cho công việc lắp đặt.
Các trang thiết bị và vật liệu điện cần được tập kết gần công trình, cách nơi làm việc không quá 100m Mỗi loại công trình yêu cầu không chỉ các thiết bị chuyên dụng mà còn cần có máy mài, ê tô, hòm dụng cụ và máy hàn để phục vụ cho công việc lắp đặt điện.
1.2 Tổ chức các đội nhóm chuyên môn
Khi xây dựng và lắp đặt các công trình điện lớn, việc tổ chức các đội, tổ, nhóm lắp đặt theo từng lĩnh vực chuyên môn là rất quan trọng Chuyên môn hóa cán bộ và công nhân lắp đặt theo từng lĩnh vực công việc không chỉ tăng năng suất lao động mà còn nâng cao chất lượng công việc Nhờ đó, quá trình lắp đặt diễn ra nhịp nhàng, không bị ngưng trệ Các đội nhóm lắp đặt có thể được tổ chức theo cơ cấu chuyên môn hóa rõ ràng.
Bộ phận chuẩn bị tuyến công tác thực hiện khảo sát tuyến, chia khoảng cột và xác định vị trí móng cột dựa trên địa hình cụ thể Công việc bao gồm đánh dấu, đục lỗ cho các hộp và tủ điện phân phối, cũng như đục rãnh để đi dây trên tường và sẻ rãnh cho hệ thống dây điện trên nền.
Bộ phận lắp đặt đường trục và các trang thiết bị điện, tủ điện, bảng điện.
Bộ phận điện lắp đặt trong nhà, ngòai trời.
Bộ phận lắp đặt các trang thiết bị điện và mạng điện cho các thiết bị, máy móc cũng như các công trình chuyên dụng…
Thành phần, số lượng các đội, tổ, nhóm được phân chia phụ thuộc vào khối lượng và thời hạn hòan thành công việc.
Một số kí hiệu thường dùng
Bảng 1.1 Một số các kí hiệu của các thiết bị điện
Nối với nhau về cơ khí
Vận hành bằng tay, ấn
Vận hành bằng tay, kéo
Vận hành bằng tay, xoay
Vận hành bằng tay, lật
Cảm biến ở trạng thái nghỉ
Dây dẫn ngòai lớp trát Dây dẫn trong lớp trát Dây dẫn dưới lớp trát Dây dẫn trong ống lắp đặt Cáp nối đất
Biểu diễn ở dạng nhiều cực
Biểu diễn ở dạng một cực
Nút nhấn có đèn kiểm tra
Công tắc ba chấu Công tắc ba chấu có điểm giữa
Công tắc nối tiếp Công ắấ ắ ữ ậ
Biểu diễn ở dạng nhiều cực
Biểu diễn ở dạng một cực
4 1+2 Đèn ở hai mạch điện riêng
3 Đèn có công tắc, 1 cái
4 Đèn và đèn báo khẩn cấp
Biểu diễn ở dạng nhiều cực
Biểu diễn ở dạng một cực
Re lai, khởi động từ
Công tắc dòng điện xung t
Hai khí cụ điện trong một vỏ
Còi Khóa cửa Dây dẫn Dây trung tính N
PE Dây trung tính nối đất PEN
Các công thức cần dùng trong tính toán
3.1 Các công thức kỹ thuật điện.
Điện trở một chiều của dây dẫn ở 20 0 C
Trong đó: - - điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn , mm 2 / km,
+ Đối với dây đồng 18 , 5 mm 2 / km , + Đối với dây nhôm 29 , 4 mm 2 / km , + Đối với dây hợp kim nhôm 32 , 3 mm 2 / km
- L - chiều dài đường dây , km.
- F - tiết diện dây dẫn , mm 2
Điện trở của dây dẫn ở t 0 C r t = r 0 +r 0 a(t-20 0 ) Trong đó : - r0 – điện trở ở 20 0 C,
+ Đối với dây nhôm a = 0,00403 0,00429 ; + Đối với dây thép a = 0,0057 0,0062
Định luật ôm đối với dòng điện một chiều
I U hoặc U = I.R Đối với dòng điện xoay chiều :
Trong đó : r –điện trở tác dụng , ; xL – điện kháng , ; xC– dung kháng , ;
Công suất dòng một chiều
Công suất dòng xoay chiều một pha
+ Công suất tác dụng: P = U.I.cosử ; + Công suất phản kháng: Q = U.I.sinử ;
Công suất dòng xoay chiều 3 pha.
Công suất tác dụng (P) được tính bằng công thức P = 3UI cos φ, với đơn vị là Watt (W) Công suất phản kháng (Q) được xác định bằng Q = 3UI sin φ, có đơn vị là Var Công suất biểu kiến (S) được tính theo công thức S = 3UI, với đơn vị là VA Trong đó, U đại diện cho điện áp pha trong dòng điện xoay chiều một pha và điện áp dây trong dòng điện xoay chiều ba pha, đo bằng Volt (V).
- cosử- hệ số công suất ( có giá trị từ 0 tới 1) ử – góc lệch pha giữa hai véc tơ điện áp và dòng điện trong mạch dòng xoay chiều ;
3.2 Công thức và bảng để xác định tiết diện dây dẫn và giá trị tổn thất điện áp trên đường dây trên không điện áp tới 1000v.
Tổn thất điện áp cực đại (DU%) trên đoạn đường dây từ máy biến áp đến thiết bị tiêu thụ điện xa nhất không nên vượt quá 4% đến 6%.
Việc xác định tiết diện dây đồng và dây nhôm trần của đường dây trên không tới 1kV được tiến hành theo công thức
Trong đó: F- tiết diện dây dẫn , mm 2
M: Mô men phụ tải , kw.m
M = P.1 (tích của phụ tải – kw với chiều dài đường dây – m )
C –hệ số ( xem bảng 1 -1) ÄU%- Tổn thất điện áp , %
Để xác định tiết diện dây dẫn cho đường dây trên không ba pha bốn dây sử dụng dây nhôm với điện áp 400/230 V và chiều dài 200m, cần tính toán phụ tải P của đường dây.
= 15 kw , cos = 1 Tổn thất điện áp cho phép U cp% =4%
Tính mô men phụ tải M = Pl = 15.200 = 3000 k w.m
(Dùng các công thức áp dụng đối với cấp điện áp tới 1000V )
*Bước 1: Xác định tiết diện dây dẫn mỗi pha : mm 2
Chọn dây nhôm có tiết diện 16mm², mã hiệu A-16, vì đây là tiết diện gần nhất với tính toán và là tiết diện nhỏ nhất cho phép theo quy trình trang bị điện ở cấp điện áp 0,4kV, đảm bảo độ bền cơ học.
*Bước 3: Kiểm tra lại tổn thất điện áp :
Kết luận:Tiết diện dây d n chọn thỏa mãn yêu cầu
Khi xác định tiết diện dây dẫn cho đường dây có nhiều phụ tải phân bố dọc theo, cần tính toán mô men phụ tải bằng công thức cụ thể.
Trong đó : - P1,P2,P3,….- các phụ tải, k W
- l 1 ,l 2 ,l 3 ……-độ dài các đoạn đường dây , m.
Thay giá trị M tính được vào công thức đã nêu trên.
Tiết diện dây được chọn theo tổn thất điện áp cần phải kiểm tra về đốt nóng theo phụ lục của giáo trình cung cấp điện.
Bảng 1.1 Giá trị hệ số C để xác định tổn thất điện áp trên đường dây dùng dây đồng (M) và dây nhôm (A)
Dạng dòng điện, điện áp và hệ thống phân phối năng lượng
C Dạng dòng điện, điện áp và hệ thống phân phối năng lượng
Dây đồng Dây nhôm Đường dây 3 pha 4 dây 380/220V khi phụ tải phân bố đều trên các pha
83 50 Đường dây một pha hoặc đường dây dòng điện một chiều 110V
3,5 2 Đường dây 2 pha (hai dây mát) của hệ thống 3 pha
37 20 Đường dây một pha hoặc đường dây dòng điện một chiều
380/220V khi phụ tải phân bố đều trên các pha
120V Đường dây một pha hoặc đường dây dòng điện một chiều 220V 14 8,4
4 Các lọai sơ đồ cho việc tiến hành lắp đặt một hệ thống điện
Khi vẽ sơ đồ thiết kế hệ thống điện, cần nghiên cứu kỹ lưỡng vị trí lắp đặt, yêu cầu ánh sáng và công suất Dựa trên những yếu tố này, thiết kế phải đáp ứng đầy đủ yêu cầu về trang bị điện Trong quá trình trình bày bảng vẽ thiết kế, có thể sử dụng các sơ đồ phù hợp.
Sơ đồ xây dựng (sơ đồ lắp đặt)
Sơ đồ đơn tuyến (sơ đồ tổng quát)
Trên các sơ đồ điện cần có việc hướng dẫn ghi chú việc lắp đặt:
Phương thức đi dây cụ thể từng nơi.
Lọai dây, tiết diện, số lượng dây.
Lọai thiết bị điện, lọai đ n và nơi đặt
Vị tríđặt hộp điều khiển, ổ lấy điện, công tắc.
Công suất của điện năng kế
Một bản vẽ xây dựng, hay còn gọi là sơ đồ lắp đặt, thể hiện vị trí của đèn và các thiết bị điện theo sơ đồ kiến trúc Sơ đồ này chỉ rõ vị trí lắp đặt các thiết bị điện thực tế và có thể ghi lại đường liên hệ với công tắc điều khiển Thay vì vẽ chi tiết các đường dây nối, sơ đồ có thể chỉ cần biểu thị các ký hiệu thiết bị ở vị trí lắp đặt cần thiết Ví dụ, trong một căn phòng, có thể cần lắp đặt một bóng đèn, một công tắc và một ổ cắm có dây bảo vệ.
Hình 1.1 Sơ đồ xây dựng
Sơ đồ này cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống điện, thể hiện chi tiết từng dây và sự kết nối giữa đèn, hộp nối và công tắc theo ký hiệu chuẩn Các thiết bị trong sơ đồ được biểu diễn bằng các ký hiệu nhiều cực, giúp dễ dàng nhận diện Theo nguyên tắc, các công tắc được kết nối với dây pha để đảm bảo hoạt động hiệu quả trong mạch điện.
Các thiết bị điện được biểu diễn dưới trạng thái không tác động và mạch điện ở trang thái không có nguồn (hình 1.2).
Sơ đồ chi tiết được sử dụng để vẽ các mạch đơn giản với ít đường dây, giúp hướng dẫn quy trình đi dây trong bản vẽ Nó có thể áp dụng cho các bản vẽ mạch phân phối điện và hệ thống kiểm soát.
X: Vị trí hộp nối, đô mi nô, ổ cắm, phích cắm
Q: Công tắc công suất, công tắc
Hình 1.2 Sơ đồ chi tiết
4.3 Sơ đồ đơn tuyến (sơ đồ tổng quát) Để đơn giản hóa các bản vẽ nhiều đường dây khó đọc, thấy rõ quan hệ trong mạch, người ta thường sử dụng sơ đồ đơn tuyến Trong sơ đồ này cũng nêu rõ chi tiết, vị trí thực tế của các đ n, thiết bị điện như sơ đồ chi tiết Tuy nhiên các đường vẽ chỉ vẽ một nét và có đánh số lượng dây, vì vậy dễ vẽ hơn và tiết kiệm nhiều thời gian vẽ, dễ đọc, dễ hiểu hơn so cới sơ đồ chi tiết
Hình 1.3 Sơ đồ tổng quát
Sơ đồ ký hiệu được sử dụng để vẽ các mạch điện đơn giản, không cần tôn trọng vị trí cụ thể của các thiết bị điện Mục đích là để làm rõ sự tương quan giữa các phần tử trong mạch.
Hình 1.4 Sơ đồ ký hiệu
BÀI 2 THỰC HÀNH LẮP ĐẶT ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG
Đường dây trên không là công trình xây dựng kỹ thuật dùng để truyền tải điện năng qua dây dẫn lắp đặt ngoài trời, được cố định chắc chắn bằng sứ, xà, cột và các chi tiết kết cấu khác.
- Trình bày được các khái niệm và các yêu cầu kỹ thuật trong lắp đặt đường dây trên không theo nội dung bài đã học.
- Liệt kê được các vật liệu, vật tư, phụ kiện chủ yếu cho đường dây trên không theo sơ đồ thiết kế.
- Sử dụng được máy móc, dụng cụ, đồ nghề cho lắp đặt đường dây trên không đúng qui định kỹ thuật.
- Lắp đặt đường dây trên không theo qui định về an toàn lao động và an toàn điện.
- R n luyện tính c n thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo.
Các khái niệm và yêu cầu kỹ thuật
Đường dây truyền tải điện trên không
Đường dây trên không là công trình kỹ thuật dùng để truyền tải điện năng qua dây dẫn lắp đặt ngoài trời, được giữ chặt bằng sứ, xà, cột và các chi tiết kết cấu khác Sứ cách điện, làm bằng sứ hoặc thủy tinh, phân thành sứ đứng cho điện áp dưới 35kV và sứ treo cho điện áp từ 35kV trở lên, nhưng sứ treo cũng được sử dụng cho các đường dây 6, 10, 35kV ở những khoảng vượt quan trọng Để truyền tải điện năng, thường sử dụng dòng xoay chiều ba pha, với đường dây hạ áp (0,4kV) có thêm dây trung tính Nếu phụ tải ba pha đối xứng, tiết diện dây trung tính bằng nửa tiết diện dây pha, trong khi điện áp pha 220V thường được sử dụng trong lưới điện sinh hoạt, dẫn đến việc tiết diện dây trung tính có thể bằng tiết diện dây pha do phụ tải khó phân bố đều.
Do dây dẫn có dòng điện chạy qua và mang điện áp nên dây dẫn phải được cách điện với cột và cách đất một khỏang cách an tòan.
Khoảng cách tiêu chuẩn là khoảng cách ngắn nhất giữa dây dẫn được căng và mặt đất, giữa dây dẫn và các công trình xây dựng, giữa dây dẫn với cột, cũng như giữa các dây dẫn với nhau.
Độ võng treo dây là khoảng cách theo chiều thẳng đứng giữa đường thẳng nối hai điểm treo dây trên cột và điểm thấp nhất của dây dẫn, được xác định bởi tác động của khối lượng dây.
Lực căng dây được gọi là lực căng kéo dây và kẹp chặt dây dẫn trên cột
Chế độ làm việc bình thường
Chế độ làm việc bình thường của đường dây là chế độ làm việc dây dẫn không bị đứt
Chế độ làm việc sự cố của đường dây là chế độ làm việc của đường day khi dây dẫn bị đứt dù chỉ một dây
Chế độ làm việc lắp đặt.
Chế độ làm việc lắp đặt là sự làm việc của đường dây trong điều kiện lắp đặt cột, dây dẫn, dây chống sét
Khỏang vượt trung gian của đường dây là khoảng cách ngang giữa hai cột trung gian, chỉ có nhiệm vụ giữ dây, trong khi lực căng dây chủ yếu tác động lên các cột chịu lực Khoảng cách giữa cột trung gian và cột chịu lực bên cạnh cũng được gọi là khoảng vượt trung gian.
Khoảng hay đoạn néo chặt là khoảng cách ngang giữa hai cột chịu lực gần nhau, bao gồm nhiều khoảng vượt trung gian Các cột chịu lực đảm nhận toàn bộ tải trọng căng kéo dây, với dây dẫn được kẹp néo chặt để ngăn chặn việc tuột hoặc trượt, khác với cột trung gian Các cột chịu lực bao gồm cột đầu tuyến, cột cuối tuyến và cột góc, giúp chuyển đổi hướng đi của dây dẫn.
Cột và phụ kiện là các chi tiết kim loại quan trọng, được sử dụng để kết nối hai đầu dây dẫn, kẹp dây vào sứ và bảo vệ dây dẫn khỏi hư hỏng do rung động.
Độ bền dự trữ của các phần tử trong đường dây được xác định bằng tỉ số giữa tải trọng phá hủy của phần tử và tải trọng tác động chu kỳ, thường được tính là lực kéo lớn nhất.
1.2.1 Đường dây truyền tải điện cao hạ áp tới 35kV
Khi xây dựng đường dây truyền tải điện cao hạ áp tới 35kV, dây dẫn phải được kẹp chặt trên sứ đứng để đảm bảo an toàn và hiệu quả Các yêu cầu kỹ thuật cần thỏa mãn bao gồm độ bền, khả năng chịu tải và tính ổn định của hệ thống truyền tải.
Đối với đường dây điện đi qua khu vực đông dân cư, cần sử dụng loại dây dẫn vặn xoắn với nhiều sợi nhỏ Tiết diện tối thiểu của dây dẫn không được nhỏ hơn 35 mm² cho dây nhôm và 25 mm² cho dây nhôm lõi thép.
- Khi đường dây đi qua vùng dân cư thưa thớt: Tiết diện dây tối thiểu của dây nhôm là 25 mm 2 và dây nhôm lõi thep là 16 mm 2
- Khi đường dây đi qua các chướng ngại vật khác nhau cần tham khảo các qui định trang bị điện về tiết diện dây tối thiểu cho phép như:
Khi dây điện đi qua sông, ao, hồ và đầm lầy, tiết diện tối thiểu của dây nhôm phải không nhỏ hơn 70 mm², trong khi dây nhôm lõi thép không được nhỏ hơn 25 mm² Đối với các đường dây đi qua sông ngòi, kênh rạch có nước cạn, tiết diện dây không được nhỏ hơn 35 mm² cho tất cả các loại dây.
Khi đường dây cắt ngang qua các đường dây thông tin liên lạc, yêu cầu về kích thước dây là rất quan trọng Đối với dây nhôm, kích thước không được nhỏ hơn 70 mm², trong khi đối với dây nhôm lõi thép, kích thước tối thiểu là 25 mm².
Khi đường dây cắt ngang qua đường sắt, cần đảm bảo rằng đường ống nước, ống hơi và các đường cáp treo sử dụng dây nhôm có tiết diện không nhỏ hơn 70 mm², trong khi dây nhôm lõi thép phải có tiết diện không nhỏ hơn 35 mm².
Khi đường dây cắt ngang đường ô tô, đường tàu điện, đường ô tô điện với dây nhôm không nhỏ hơn 35 mm 2 và dây nhôm lõi thép không nhỏ hơn 25 mm 2
Không cho phép nối dây dẫn và dây chống sét trong khỏang vượt có các giao cắt với các công trình trên.
Khỏang cách giưa các cây cột đơn với cây không nhỏ hơn 2,5m với đường dây 35kV với cột hình cổng không nhỏ hơn 3m.
Khoảng cách an toàn giữa các phần tử dẫn điện và nối đất của đường dây trên không là rất quan trọng để đảm bảo an toàn điện Đối với điện áp lên đến 10kV, khoảng cách tối thiểu là 15cm; 20kV là 25cm; và 35kV là 35cm Khi đường dây có điện áp 35kV đi qua khu vực thưa dân, khoảng cách từ dây dẫn đến mặt đất phải ít nhất 6m trong điều kiện làm việc bình thường, nhưng có thể giảm xuống còn 3m trong các trường hợp khó khăn Khoảng cách này được xác định dựa trên nhiệt độ không khí cao nhất và dòng điện tối đa chạy qua dây dẫn.
Khi đường dây trên không có điện áp lên tới 35kV đi qua khu vực đông dân cư, khoảng cách từ dây dẫn đến mặt đất theo chiều thẳng đứng trong điều kiện làm việc bình thường phải đảm bảo không nhỏ hơn 7m.
Khoảng cách theo chiều ngang của dây dẫn gần nhất với nhà cửa và công trình xây dựng phải đảm bảo không nhỏ hơn 2m đối với đường dây 20kV và 4m đối với đường dây 35kV khi độ lệch (độ lắc lư) lớn nhất Trong vùng thưa dân cư, khoảng cách này không được nhỏ hơn 10m đối với đường dây 20kV và 15m đối với đường dây 35kV, không tính đến vị trí lệch của dây dẫn so với phần gần nhất của nhà cửa và công trình xây dựng.
Khỏang cách từ dây dẫn của đường dây điện áp tới 35kV tới mặt nước đối với sông ngòi ở mức nước cao nhất là 6m.
Khi đi ngang qua đường dây cao áp, đường dây có điện áp thấp hơn phải nằm dưới đường dây có điện áp cao hơn.
Các phụ kiện đường dây
2.1 Dây dẫn Đối với đường dây truyền tải điện thường dùng dây trần không bọc cách điện Dây dẫn trong quá trình vận hành phải chịu đựng được các tác động của khí hậu, thời tiết khác nhau như sự dao động của nhiệt độ môi trường, gió bão, độ m…, tác động hóa học do độ m của môi trường, tác động của hơi muối biển, chất thải công nghiệp…
Dây dẫn cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản như độ dẫn điện cao, độ bền cơ học tốt, khả năng chịu đựng tác động hóa học và môi trường, đồng thời phải có giá thành hợp lý.
Dây dẫn chủ yếu được làm từ đồng, nhôm và thép Trong số này, đồng nổi bật với khả năng dẫn điện tốt nhất, độ bền cơ học cao và tính ổn định trước các tác động hóa học Tuy nhiên, do đồng là vật liệu quý hiếm, hiện nay người ta thường không sử dụng đồng để truyền tải điện, mà chỉ dùng cho các đường cáp.
Nhôm, mặc dù có độ dẫn điện và độ bền cơ học kém hơn đồng, lại sở hữu khối lượng riêng nhỏ và giá thành rẻ Do không phải là vật liệu quý hiếm, dây nhôm đã trở thành lựa chọn phổ biến cho các đường dây tải điện.
Thép có độ dẫn điện thấp nhưng bền cơ học cao và giá thành hợp lý, thường được mạ kẽm để bảo vệ khỏi tác động môi trường Để tăng cường độ bền cho dây nhôm, người ta thường sử dụng lõi thép Khi lắp đặt dây dẫn trên sứ đứng, có thể sử dụng các cấu trúc dây dẫn như dây đơn (một sợi), dây vặn xoắn nhiều sợi, và dây vặn xoắn từ hai kim loại khác nhau Các đặc tính của dây dẫn lắp trên sứ đứng được trình bày trong bảng 2-1 và 2-2.
Bảng 2-1 Đặc tính của dây nhôm
Mã dây Tiết điện tính tóan dây dẫn mm 2
Số sợi đơn Đường kính, mm 2 Tải trọng phá hủy,
Khối lượng dây dẫn kg/km
Bảng 2-2 Đặc tính của dây nhôm lõi thép
Mã dây Tiết diện tính tóan, mm 2 Số sợi và đường kính dây dẫn, mm Đường kính tính tóan, mm Tải trọng hủy, phá
Khối lượng dây dẫn kg/km
Tòan bộ dây dẫn AC-10
Sứ là phụ kiện của đường dây phụ thuộc vào điện áp và giá trị của đường dây
Sứ được dùng để kẹp giữ dây dẫn và cách điện với xà và cột Các lọai sứ thường dùng là sứ đứng (sứ kim) hoặc sứ treo.
Sứ trong điều kiện làm việc bình thường phải chịu tải trọng cơ học và điện áp từ đường dây Độ bền cơ học của sứ đứng được xác định bởi tải trọng phá hoại cơ học, bao gồm khả năng bẻ gãy và làm rạn sứ.
Sứ kỹ thuật điện được sản xuất từ nguyên liệu chất lượng cao như cao lanh và cát, nhằm nâng cao đặc tính vận hành Để cải thiện hiệu suất, bề mặt ngoài của sứ được phủ một lớp men, trong khi các mép không được tráng men dùng để kê sứ khi nung và cho các vị trí có ren để lắp đặt Hiện nay, bên cạnh việc sử dụng cao lanh và cát, sứ cũng được sản xuất bằng thủy tinh.
Tùy theo cấp điện áp, sứ được sử dụng khác nhau: Đối với đường dây điện áp từ 35kV trở xuống, thường sử dụng sứ đứng Khi đường dây vượt sông, vượt qua đường giao thông hoặc khi khoảng cách vượt lớn, có thể sử dụng sứ treo để tăng cường sức chịu lực Sứ đứng Hòang liên sơn có ký hiệu VHD.
Cấp điện áp của đường dây được chỉ định bằng các chữ số như 6, VHD – 10, VHD – 35 Đối với các đường dây có điện áp từ 110kV trở lên, sứ treo được sử dụng Chuỗi sứ treo bao gồm nhiều bát sứ, và số lượng bát sứ trong chuỗi phụ thuộc vào cấp điện áp của đường dây.
Điện áp 3 ÷ 10kV: Một bát
Điện áp 110kV: Bảy bát
Điện áp 220kV: mười ba bát.
Khi cần tăng cường về lực cũng như cách điện, số bát sứ có thể tăng lên từ một đến hai bát
Việc kẹp dây dẫn vào sứ đứng có thể thực hiện bằng cách quấn dây hoặc sử dụng các ghíp kẹp dây chuyên dụng Đối với sứ treo, việc kẹp dây được thực hiện thông qua các khóa kẹp dây chuyên dụng.
Ti sứ là một chi tiết quan trọng được kết nối với sứ thông qua vặn ren và chèn xi măng cát, giúp kẹp chặt sứ vào xà trên cột điện Được chế tạo từ thép, ti sứ thường được sơn phủ hoặc mạ để bảo vệ khỏi sự ăn mòn và rỉ sét.
Hình 2.1 Ti sứ dùng cho sứ đứng
Kích thước của ti sứ cho trong bảng 2-3
Bảng 2-3 Kích thước của ti sứ
Kích thước, mm Tải trọng Dùng cho sứ d d1 A H Thử ở kV nghiệm Cho phép
Việc nối dây vặn xoắn nhiều sợi yêu cầu sử dụng các ống nối dây có khả năng chịu lực căng kéo và dẫn điện hiệu quả Các ống nối này cần đảm bảo độ bền cơ học và độ bền điện để tạo ra mối nối an toàn và hiệu quả giữa các đầu nối của dây dẫn.
Các ống nối cho dây nhôm và dây nhôm lõi thép được chế tạo từ nhôm tinh khiết với hình dạng ô van Để kết nối các đầu dây dẫn, chúng được đưa vào ống nối và được cố định bằng kìm có lớp đệm, đảm bảo độ bám chắc chắn.
Ghíp nối dây là thiết bị quan trọng dùng để kết nối các dây dẫn với nhau Cấu tạo của ghíp bao gồm hai mảnh nhôm hình chữ nhật, được khoan lỗ và sử dụng bu lông để siết chặt Thân ghíp có hai máng song song để đặt dây dẫn, giúp giữ cho dây dẫn được cố định và an toàn Các dây dẫn được kẹp chặt bằng bu lông có ê cu và vòng đệm, đảm bảo tính ổn định trong quá trình sử dụng Ghíp nối dây thường được chế tạo từ nhôm hoặc hợp kim nhôm, phù hợp cho các loại dây nhôm hoặc nhôm lõi thép.
Sự rung của dây dẫn thường xảy ra trong điều kiện gió trung bình và yếu, chủ yếu do tác động xoáy từ dây dẫn Hư hỏng thường gặp xảy ra gần khu vực kẹp dây dẫn trên cột Để bảo vệ dây dẫn khỏi hư hỏng và gãy đứt, việc sử dụng bộ chống rung dạng quả tạ là cần thiết để giảm thiểu tác động rung lắc.
Các thiết bị dùng trong lắp đặt đường dây trên không
Để lắp đặt đường dây cần phải có máy móc, dụng cụ và đồ nghề khác nhau.
Danh mục và số lượng máy móc, đồ nghề, và dụng cụ lắp đặt cho một tổ công nhân gồm mười người được trình bày trong bảng dưới đây.
Tên gọi Đơn vị đo Số lượng cho 1 tổ Chú thích Đường dây 35kV Đường dây 10kV
Sào câu liêm Cái 2 2 Dùng để gạt khi trải dây Ống nhòm rã ngọai Cái 1 1 Để qua sát khi căng
Bộ trục lăn đơn 1 tấn Cái 3 2 dây
-2,5m Cái 3 3 Để quay tang trống quấn dây cuộn dây
Dây gai Cuộn 100 100 Ủng cao su cách điện Đôi 3 2
Bộ kẹp lắp đặt dây Cái 3 2 Để hãm dây
Calip, cữ Bộ 1 1 Để kiểm tra độ ép chặt mối nối
Cờ lê vặn ống Cái 1 1
Cờ lê Cái 6 6 Để vặn móc tăng
Cờ lê văn có nhiều cữ Cái 2 1 đơ
Chốt chân tr o cột điện Bộ 6 4 Cắm vào lỗ cột khi chèo
Giá đỡ Cái 3 3 Để đỡ dây từ tang trống Kìm hoặc kìm vặn xoắn Cái 2 2 Để ép mối nối ovan
Kìm để hàn dây dẫn Cái 1 0
Kìm đầu tròn uốn dây
Lỗ cắm chốt tr o đối với cột bê tông cốt thép hoặc cột kim lọai
Cặp 6 4 Phụ thuộc vào vật liệu cột
Thước cuộn đo đất Cái 1 1
THước lá thép cuộn Cái 2 1
Kìm nhọn đầu 6in Cái 2 1
Găng tay cao su Đôi 3 2
Dây lưng an tòan Cái 6 4
Dây có đầu cốt nối đất Đ.cốt 3 3 Để nối đất dây dẫn Thiết bị kéo căng đồng thời 3 dây
Thước ngắm Cái 2 2 Để lấy độ võng khi căng dây
Con lăn Cái 30 30 Để rải dây
Còi Cái 2 2 Để báo tin
Túi đồ thợ điện Cái 6 4 Ê tô tay Cái 1 1
Thước cặp đo kích thước ngòai
Nhiệt kế ngòai trời Cái 2 2 Đo t 0 khi lấy độ võng
Phương pháp lắp đặt đường dây trên không
Trước khi lắp đặt dây dẫn, cần chuẩn bị đầy đủ tài liệu kỹ thuật như mặt cắt tuyến dây cho đường dây 20÷35kV, vị trí phân bố cột, bảng độ võng treo dây cho các khoảng cột, cùng các bản vẽ mặt cắt đường dây với các công trình khác Điều này bao gồm cả các bản vẽ cho các đoạn vượt đường đặc biệt.
Trước khi lắp đặt, cần kiểm tra các tài liệu kỹ thuật và điều kiện tự nhiên, khí hậu nơi lắp đặt Thực hiện đầy đủ các công việc chuẩn bị như điều chỉnh các đường dây giao nhau, cắt tỉa cây cối trên hành lang tuyến, và siết chặt lại xà, sứ trên cột.
Công việc đầu tiên là lắp ti sứ vào sứ, cần lưu ý không vặn quá sâu để tránh làm rạn nứt sứ Đánh dấu độ sâu vặn sứ trên ti là rất quan trọng Để đảm bảo lắp chặt, nên quấn sợi lanh hoặc gai vào đoạn có ren của ti sứ và sử dụng hỗn hợp xi măng, cát giữa ti và sứ.
Khi lắp sứ vào xà, cần đảm bảo ti sứ được đặt thẳng đứng và kẹp chặt Để thực hiện điều này, hãy vặn ê cu có vòng đệm để siết chặt ti sứ với xà.
4.2 Vận chuyển dây dẫn trên tuyến
Khi nâng hạ các lô dây, cần bảo vệ để tránh làm hư hỏng dây dẫn, không được quẳng lô dây từ xe xuống đất Trên tuyến đường dây, các lô tang trống cần được phân bố hợp lý để khi rải hết dây của lô này, gần đến vị trí bắt đầu của lô dây mới Việc vận chuyển dây dẫn được thực hiện theo bảng liệt kê đã định trước, tính đến chiều dài, mặt cắt tuyến, trạng thái đường, hướng và biện pháp rải dây.
Việc rải dây được thực hiện bằng cách tháo dây dẫn khỏi tang trống và quay tang trống quanh trục treo trên các kích hoặc giá đỡ chuyên dụng Để kéo rải dây, thường sử dụng máy kéo hoặc ô tô Trong trường hợp không có đường cho ô tô, biện pháp thủ công như tời quay tay hoặc sức người được áp dụng Khi rải dây bằng sức người, cần đảm bảo mỗi công nhân không chịu lực quá 50kg dây dẫn.
Hình 2.2 Sơ đồ rải dây dùng pu li
Sau khi lắp đặt tang lô dây, tiến hành kéo dây từ vị trí bắt đầu Trục thép cần được gắn chắc chắn vào lỗ của tang lô dây, và vòng đệm kim loại phải được đặt vững vàng giữa hai má của tang trống để bảo vệ khỏi hư hỏng khi kéo rải dây Hai giá đỡ rải dây được bố trí ở hai bên tang trống, nằm dưới trục quay, với thanh chống hướng về phía kéo rải dây.
Hình 2.3 Đặt lô dây trên giá đỡ rải dây
Bệ của giá đỡ cần được đặt trên mặt phẳng đất đã được san bằng hoàn toàn Trong trường hợp đất yếu, cần kê bệ trên tấm lót để tránh hiện tượng lún Sau khi lắp đặt giá đỡ, sử dụng kích để nâng đều tang trống lên, quá trình nâng sẽ kết thúc khi giới hạn dưới của má tang trống cao hơn mặt đất từ 10 đến 15cm Tang trống phải được đặt vào giá sao cho đầu dây tự do của dây dẫn nằm ở phía trên tang và hướng về phía kéo rải dây.
Khi không sử dụng giá đỡ dây, có thể đào hố sâu hơn nửa đường kính của má tang trống và với bề ngang lớn hơn bề ngang của tang Trục tang trống được đặt trên tấm gỗ nệm hình 2.4.
Hình 2.4 Đặt lô dây trên hố để rải dây.
Việc rải dây có thể được tiến hành bằng cách kéo trượt trên mặt đất hoặc trượt theo các pu li đặt trên xà cột điện hình 2.2.
Các pu li có má kiểu bản lề được treo sẵn trên cột giúp việc rải dây trở nên dễ dàng hơn Khi rải dây, chỉ cần nâng dây vào puli và khóa lại, sau đó tiếp tục kéo rải dây Phương pháp này nhẹ nhàng và tiết kiệm sức lực hơn so với việc kéo rải trực tiếp trên mặt đất, đồng thời không gây hư hại cho dây dẫn.
Khi rải dây qua các chướng ngại vật như sông, suối, ao, hồ mà không thể sử dụng phương tiện kéo, việc sử dụng dây cáp hoặc chão sẽ giúp quá trình rải dây nhẹ nhàng hơn Đối với việc rải dây qua đường sắt, đường ô tô, đường cao tốc và các đường dây thông tin liên lạc, cần lưu ý để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Khi rải và kéo dây, cần lưu ý các yêu cầu đặc biệt như không để dây dẫn chạm vào đường dây thông tin và không cản trở giao thông trên đường sắt và đường ô tô Cần dựng cột tạm để đỡ dây, với chiều cao cột phải lớn hơn 1m so với đường dây thông tin Trước khi tiến hành rải, kéo dây qua đường sắt, đường giao thông và các đường điện cao thế, cần xin phép từ cơ quan quản lý vận hành và điều khiển liên quan Việc rải, kéo dây chỉ được thực hiện khi đã có giấy phép từ các cơ quan chủ quản này.
Việc nối các đầu dây sau khi đã rải dây cần được thực hiện cẩn thận Dây nhôm hoặc dây thép nhiều sợi được kết nối bằng ống ô van kim loại cùng loại với dây dẫn và được nén bằng kìm vặn bóp Để đảm bảo chất lượng mối nối, cần chọn đúng ống nối và các tấm lót cho kìm Khi ép mối nối, kìm tạo ra các vết lõm phân bố đều, hình thành các đường cong sóng của dây, giúp đảm bảo độ bền và kín khe hở Trước khi tiến hành ép, cần chuẩn bị kìm bằng cách bôi trơn các khớp của cánh tay đòn, vít ép và ngõng vít ở đầu kẹp cánh tay đòn.
Dây dẫn được lồng vào ống nối từ chiều đối diện sao cho các đầu dây thò ra khỏi ống nối khỏang 20÷25mm, hình 2-5 a) b)
Hình 2.5 a) Trình tự ép ống nối ô van cho dây đồng, dây nhôm và dây nhôm lõi thép b) Dạng vặn xoắn của ống nối ô van.
Việc sử dụng ống nối ô van để nối dây giúp đảm bảo độ bền cơ học, nhưng theo thời gian, đặc tính điện của mối nối có thể bị suy giảm Do đó, cần thực hiện kiểm tra định kỳ cho các mối nối này Để khắc phục nhược điểm này, hàn nhiệt được áp dụng cho các mối nối nhằm nâng cao hiệu quả và độ bền.
Hình 2.6 Hàn dây dẫn tăng cường tiếp xúc cho ống nối
Có nhiều phương pháp hàn dây, trong đó phương pháp hàn dây phổ biến nhất được trình bày trong hình 2.6 Khi hàn dây trên mặt đất, việc trải dây bằng pu li sẽ gặp khó khăn Để trải dây bằng pu li, cần phải ép ống mối nối trước khi kéo dây ra Sau khi cố định dây, quá trình hàn có thể thực hiện trực tiếp trên cao bằng cách sử dụng chòi nâng thủy lực.
Các dây dẫn được nối với nhau và nâng nên cột cần phải được kéo căng đủ lực để giữ chúng ở độ cao cách mặt đất
Đưa đường dây vào vận hành
Đưa đường dây vào vận hành là khâu cuối cùng sau khi xây dựng và lắp đặt xong đường dây.
Trước khi đưa đường dây vào vận hành, cần thực hiện kiểm tra nghiêm ngặt để phát hiện và khắc phục các thiếu sót trong xây dựng và lắp đặt Việc kiểm tra các khoảng cách an toàn đối với chướng ngại vật, nhà ở, công trình kiến trúc, xây dựng và cây cối là rất quan trọng Đồng thời, cần đảm bảo an toàn cho các phương tiện giao thông qua lại, dọn dẹp và chặt cây trong hành lang tuyến.
Trong quá trình xây dựng và lắp đặt, cần thu dọn các vật tư và vật liệu dư thừa Tập hợp tất cả tài liệu, bản vẽ, chỉ dẫn, sơ đồ, biên bản và nhật ký công trình để giao cho phòng quản lý sản xuất và xây dựng Đồng thời, tất cả tài liệu kỹ thuật cũng phải được chuyển giao cho cơ quan vận hành đường dây.
Sau khi kiểm tra tất cả các trạng thái và thông số trong phạm vi cho phép, đường dây sẽ được cấp điện Việc đưa đường dây vào vận hành cần có biên bản nghiệm thu và phải tuân thủ đúng trình tự quy định.
1 Các định nghĩa và yêu cầu cơ bản về lắp đặt đường dây.
2 Các vật liệu, phụ kiện trong lắp đặt đường dây.
3 Các máy móc, đồ nghề dùng trong lắp đặt đường dây.
4 Các biện pháp an tòan trong lắp đặt đường dây
5 Cách thức đưa đường dây vào vận hành.
1 Lắp đặt đường dây trên không cho một số hộ gia đình.
2 Lắp đặt đường dây trên không từ một trạm biến áp hạ thế đến một lớp học hoặc phân xưởng.
Lắp đặt hệ thống điện chiếu sỏng
Các phương thức đi day
Có hai phương pháp đi dây căn bản:
Phương thức đi dây phân tải bằng cách rẽ nhánh từ đường dây chính
Phương pháp đi dây phân tải tập trung tại tủ phân phối.
1.1 Phương thức phân tải từ đường dây chính
Khi thiết kế hệ thống điện, nguồn điện từ điện năng kế (kWh) sẽ được phân phối qua đường dây chính đến các khu vực cần cung cấp điện, với các nhánh rẽ cho từng khu vực cụ thể Đối với các tải quan trọng như máy lạnh và máy bơm nước, có thể lắp đặt thêm một đường dây riêng từ nguồn chính Mỗi phòng hoặc khu vực sẽ được trang bị một tủ điện chứa ELCB, CB và các công tắc nhằm bảo vệ và điều khiển thiết bị trong không gian đó.
Hình3.1 Mạch phân phối tải từ đường dây chính. Đèn phòng khách
Cung cấp điện cho nhà bếp Máy lạnh
Đi dây theo phương thức này tạo ra mạch điện đơn giản, dễ thi công, tiết kiệm dây và thiết bị bảo vệ, do đó rất phổ biến trong việc trang bị điện cho nhà ở tại Việt Nam.
Chỉ sử dụng chung đường dây trung tính nên ít tốn kém dây
Việc điều khiển, kiểm sóat đ n trong nhà nếu thiết kế đúng dễ điều khiển.
Đoạn đường dây từ hộp nối rẽ dây đến bảng điện trong khu vực hiện không được bảo vệ, điều này có thể dẫn đến sự cố chập mạch và ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
Việc sửa chữa không thuận tiện.
Nếu mạch ba pha khó phân tải đều các pha.
Do phân tán bảng điện đến từng khu vực, nên ảnh đến trang trí mỹ thuật.
1.2 Phương pháp phân tải từ tủ điện chính (tập trung).
Khi thiết kế hệ thống điện, nguồn điện chính từ điện năng kế Kwh được dẫn đến tủ điện, từ đó phân chia thành nhiều nhánh Sau khi đi qua cầu dao bảo vệ, điện được phân phối trực tiếp đến từng khu vực như tầng lầu và phòng Mỗi tầng có tủ phân phối riêng, từ đó điện được chia thành các nhánh như ổ cắm, đèn chiếu sáng, máy nước nóng và máy lạnh Tại mỗi nơi sử dụng, chỉ cần bố trí công tắc và ổ cắm, mang lại sự tiện lợi cho người dùng Khi xảy ra sự cố, chỉ nhánh gặp vấn đề sẽ mất điện do cầu dao bảo vệ đã ngắt điện để đảm bảo an toàn.
Phòng trẻ em Phòng ngủ
Nguoàn naêng lượng dự trữ
Máy giặt Lò vi ba Máy rửa chén kWh
Caàu chì chính trong nhà
Hình3.2 Sơ đồ tổng quát một tủ phân phối điện ở 1 căn hộ. Ƣuđiểm:
Bảo vệ mạch điện khi có sự cố ngắn mạch hoặc quá tải, tránh hỏa họan.
Không làm ảnh hương đến mạch khác khi đang sửa chữa.
Dễ phân tải đều các pha.
Dễ điều khiển, kiểm tra và an tòan điện
Có tính kỹ thuật, mỹ thuật.
Đi dây tốn kém, sử dụng nhiều thiết bị bảo vệ.
Thời gian thi công lâu, phức tạp.
Các kích thước trong lắp đặt điện và lựa chọn dây dẫn
Việc chọn tiết diện dây của đường dây tải điện phải lưu ý đến các vấn đề sau:
Độ sụt áp cho phép trên đường dây.
Sự phát nhiệt cho phép trên đường dây
Tổn hao trên đường dây.
Sức bền về cơ của dây theo qui định.
2.1 Kí hiệu và qui ƣớc màu dây dẫn
Dây dẫn R, S, T L1, L2, L3 Đen, đỏ, dương Đen, nâu, dương lợt.
Dây trung tính Mp N Xám Dương lợt
Dây trung tính nối đất PEN SL/Mp PEN Xám Xanh lá/vàng
Dây bảo vệ SL PE Đỏ Xanh lá/vàng
2.2 Các kích thước hợp lý trong lắp đặt điện.
1 5 0 3 0 0 Độ cao lắp đặt hợp lý cách mặt đất cho:
Hình3.3 Kích thước lắp đặt điện trong các phòng.
3 0 0 1 0 5 0 2 1 0 0 Ổ cắm cho tủ lạnh Ổ cắm cho đèn Ổ cắm cho máy hút hơi khi nấu
OÅ caộm cho beỏp ủieọn Máy nước nóng
Máy rửa bát Tủ làm lạnh thực phẩm
Hình3.4 Sơ đồ thiết bị và kích thước lắp đặt ở trong bếp.
Việc tính tóan, lựa chọn tiết diện dây dẫn được tiến hành theo hai phương pháp sau
Chọn theo phát nóng giới hạn cho phép hay chọn theo dòng điện làm việc lâu dài
Khi chọn tiết diện dây dẫn, cần dựa vào mật độ dòng điện cho phép Nếu tiết diện tính toán nhỏ hơn yêu cầu do các yếu tố như dòng điện ngắn mạch, tổn thất điện áp, hoặc độ bền cơ học, thì nên sử dụng tiết diện lớn hơn để đảm bảo đáp ứng ít nhất một trong các điều kiện này.
Khi lắp đặt điện trong gia đình, việc chọn tiết diện dây dẫn là rất quan trọng Dưới đây là bảng hướng dẫn giúp bạn chọn tiết diện dây dẫn phù hợp với dòng phụ tải lâu dài cho phép.
Khả năng chịu tải của dây dẫn cách điện bằng PVC cho các lọai lắp đặt, làm việc lâu dài ở nhiệt độ môi trường 300C
Lọai dây dẫn NYM, NYBUY, NYIF, H07V-R, H07V-K
Trong tường hoặc tường có lớp cách nhiệt
Trên hoặc trong tường hoặc dưới đất
Dây dẫn đơn đi trong ống
Dây dẫn nhiều lõi đi trong ống
Dây dẫn nhiều lõi Đi dây trong ống hoặc trong máng cách điện Lắp đặt trực tiếp
Dây dẫn đơn đi trong ống đặt trên tường
Dây dẫn nhiều lõi đi trong máng đặt trên tường
Dây dẫn đơn, dây dẫn
1 lõi có vỏ bọc, dây dẫn có nhiều lõi
Dây dẫn có nhiều lõi đặt trong ống trên tường, trên đất
Dây dẫn nhiều lõi đi trong máng đặt trên tường, trên mặt đất
Dây dẫn nhiều lõi đặt trên tường
Dây dẫn 1 lõi có vỏ bọc đặt trên tường
Dây dẫn có nhiều lõi đặt trong tường Đặt trong tường
Dòng điện họat động cho phép Iz và dòng điện tải I đm tính theo A
Iz I đm Iz I đm Iz I đm Iz I đm Iz I đm Iz I đm Iz I đm Iz I đm
3 Một số loại mạch cơ bản
3.1 Mạch đèn đơn giản (mạch đèn tắt mở).
Để lắp đặt điện cho một phòng, cần trang bị một bóng đèn, một công tắc bảo vệ và một ổ cắm (hình 3.5) Sử dụng dây dẫn loại NYM và công tắc nút bật, đảm bảo ổ cắm luôn có điện Hãy xây dựng các sơ đồ mạch cho hệ thống này để đảm bảo tính chính xác và an toàn trong lắp đặt.
Sơ đồ xây dựng là bản lắp đặt thiết bị trong phòng, giúp xác định vị trí của các thiết bị (hình 3-5) Qua sơ đồ tổng quát (hình 3-6), chúng ta có thể thấy mối quan hệ giữa các thiết bị điện trong phòng, bao gồm cách đi dây, loại dây dẫn và hệ thống bảo vệ, cùng với kết nối tiếp đất.
Hình 3.5 Sơ đồ xây dựng
Hình 3.6 Sơ đồ tổng quát
Hình 3.7 Sơ đồ chi tiết
Khi bật công tắc Q1 dòng điện của đ n:
Để bảo vệ con người khỏi dòng điện, các thiết bị thường được bọc cách điện hoặc nối vỏ kim loại với dây nối đất (màu vàng – xanh) Trong mạch điện, dây trung tính được ký hiệu là N và dây nối đất là PE, giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Dây nối đất PE Dây trung tính N
Dây trung tính nối đất PEN
Hình 3.8 Kí hiệu dây dẫn đặc biệt
3.2 Mạch đèn thay đổi cấp độ sáng
Trong một phòng thanh thiếu niên, việc lắp đặt một đèn dài với 3 bóng đèn có khả năng điều chỉnh 3 mức độ sáng khác nhau là cần thiết Để thực hiện điều này, cần sử dụng một công tắc nối tiếp, giúp người dùng dễ dàng kiểm soát ánh sáng trong không gian Hình 3.9 minh họa cách lắp đặt hệ thống này.
Hình 3.9 Sơ đồ tổng quát mạch thay đổi độ sáng
Hình 3.10 trình bày sơ đồ chi tiết mạch đèn với khả năng thay đổi độ sáng Khi đóng cả hai công tắc nối tiếp, tất cả ba bóng đèn đều sáng Nếu chỉ đóng công tắc bên phải, hai đèn phía trên sẽ sáng, trong khi đóng công tắc bên trái chỉ làm sáng đèn dưới cùng Ngoài việc sử dụng công tắc nối tiếp, người dùng còn có thể áp dụng dimmer để điều chỉnh độ sáng của đèn một cách linh hoạt.
3.3 Mạch với công tắc nối tiếp
Khi lắp đặt hệ thống chiếu sáng cho một sàn nhà hoặc hành lang lớn, cần sử dụng một bóng đèn trần cùng với hai bóng đèn đối xứng để tạo ánh sáng đồng đều Hệ thống mạch được điều khiển bởi một công tắc hai vị trí, cho phép điều chỉnh ánh sáng một cách linh hoạt mà không phụ thuộc vào nhau Việc lắp đặt cần được thực hiện với dây dẫn bảo vệ để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Hình 3.11 Sơ đồ tổng quát mạch công tắc nối tiếp
Hình 3.12 Sơ đồ chi tiết với công tắc nối tiếp
* Bảo vệ:Vỏ đ n nối với dây nối đất.
3.4 Mạch tuần tự (mạch đèn thiết trí ở hầm rƣợu)
Mạch thiết kế này nhằm tiết kiệm điện năng và ngăn ngừa việc quên tắt đèn sau khi sử dụng Khi người dùng đến một vị trí mới và bật đèn, đèn ở vị trí trước đó sẽ tự động tắt, đảm bảo rằng khi trở lại điểm khởi đầu, tất cả đèn trong khu vực sẽ được tắt Việc sử dụng đèn phải tuân theo một trình tự nhất định, với các công tắc 3 chấu được phối hợp để điều khiển dòng điện, chỉ cho một đèn sáng tại một thời điểm Nguyên tắc hoạt động của mạch yêu cầu sự tuân thủ trật tự; nếu không, đèn sẽ không hoạt động như mong muốn Khi công tắc Q1 được đóng, dòng điện sẽ đi qua Q2 để bật đèn E1 Tiếp tục bật Q2 sẽ tắt E1 và bật E2, và bật Q3 sẽ tắt E2 và bật E3 Nếu công tắc được bật theo chiều ngược lại, các đèn sẽ sáng theo trình tự ngược lại.
Công dụng của việc thắp sáng cho hầm rượu hoặc kho tàng ít người lui tới là để nhắc nhở người sử dụng tuân thủ trình tự an toàn trong quá trình sử dụng.
Hình 3.13 Sơ đồ chi tiết mạch tuần tự
3.5 Mạch đảo chiều (mạch đèn cầu thang)
Trong một phòng có hai cửa ra vào, việc lắp đặt một bóng đèn trần có thể được thực hiện bằng cách sử dụng hai công tắc điều khiển riêng biệt Các công tắc này, được gọi là công tắc ba chấu hay công tắc đảo chiều, cho phép người dùng bật hoặc tắt đèn từ cả hai vị trí.
Hình 3.14 Sơ đồ lắp đặt mạch công tắc ba chấu
Hình 3.15 Sơ đồ tổng quát mạch công tắc ba chấu
Hình 3.16 Sơ đồ chi tiết mạch công tắc ba chấu
Q1 tác động Q2 không tác động:
Khi tác động Q1 sẽ có điện áp đặt lên đ n E1 sáng.
Khi tác động Q2 điện áp từ L1 qua đô mi nô 2 của công tắc Q2 được đặt lên đ n E1 làm đ n sáng
3.6 Mạch chữ thập (mạch với công tắc 4 chấu)
Để điều khiển một đèn trần trong phòng ngủ từ ba vị trí khác nhau, bao gồm cửa ra vào và hai bên đầu giường, chúng ta cần sử dụng mạch chữ thập Mạch này cho phép người dùng dễ dàng bật tắt đèn từ nhiều nơi, mang lại sự tiện lợi và linh hoạt trong việc sử dụng ánh sáng trong không gian sống.
Hình 3.17 Sơ đồ lắp đặt mạch công tắc bốn chấu
Hình 3.18 Sơ đồ tổng quát mạch công tắc bốn chấu
Hình 3.19 Sơ đồ chi tiết mạch công tắc bốn chấu
Q1 tác động, Q2 và Q3 không tác động:
Q1 không tác động, Q2 tác động, Q3 không tác động:
Trong một hành lang lớn cần chiếu sáng, việc sử dụng một đèn có khả năng đóng cắt ở 5 vị trí là cần thiết Để thực hiện điều này, có thể áp dụng mạch chữ thập với ba công tắc 4 chấu và hai công tắc ba chấu, tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém Một giải pháp tiết kiệm hơn là sử dụng mạch dòng điện xung với một công tắc dòng điện xung và 5 nút nhấn Công tắc dòng điện xung là một rơ le điện từ, và các nút nhấn (được ký hiệu là “S” thay vì “Q”) chỉ có nhiệm vụ cung cấp điện cho cuộn dây của công tắc Dòng điện cung cấp cho đèn đi qua tiếp điểm của công tắc dòng điện xung Khi sử dụng công tắc dòng điện xung, cần lưu ý đến điện áp hoạt động của cuộn dây và cường độ dòng điện định mức mà tiếp điểm có thể chịu đựng.
Hình 3.20 Sơ đồ tổng quát mạch công tắc dòng điện xung
Hình 3.21 Sơ đồ chi tiết công tắc dòng điện xung
* Họat động của mạch dòng điện xung:
Khi nhấn nút S1, các nút nhấn khác không ảnh hưởng đến cuộn dây rơ le K1, khiến nó được cấp điện và đóng tiếp điểm Điều này tạo ra một mạch kín, giữ cho đèn sáng ngay cả khi cuộn dây không còn điện.
Tương tự cho các nút khác.
Muốn tắt đ n chỉ cần nhấn một nút nhấn bất kỳ, lúc đó cuộn dây rơ le K1 sẽ có điện, hút tiếp điểm K1 làm tiếp điểm K1 mở ra đ n tắt
Hình 3.22 mô tả nguyên lý họat động của mạch dòng điện xung.
Hình 3.22 Sơ đồ điều khiển mạch công tắc dòng điện xung
Mô tả mối quan hệ ở hình 3.13 , mở đ n:
3.8 Mạch đèn hùynh quang Để đ n hùynh quang họat động, cần phải mắc thêm vào một bộ khởi động (starter, tắc te) và một cuộn cảm (chấn lưu, ballast), qua đó để tạo điện áp mồi và giới hạn dòng làm việc Cuộn cảm được mắc nối tiếp với đ n, còn tắc te được mắc song song với đ n.
Lắp đặt mạng điện công nghiệp
Các phương pháp lắp đặt cáp
2.1 Lựa chọn các khả năng lắp đặt điện Để lựa chọn khả năng lắp đặt mạng điện cần phải xét tới các điều kiện ảnh hưởng sau:
Sơ đồ nối các thiết bị, phần tử riêng lẻ của mạng, độ dài và tiết diện dây dẫn
Môi trường lắp đặt mạng điện có thể gây nên:
Sự hư hại đối với cách điện dây dẫn, vật liệu dẫn điện, các loại vỏ bảo vệ khác nhau và các chi tiết kẹp giữ các phần tử của mạng điện có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống điện Việc bảo trì và kiểm tra định kỳ các thành phần này là cần thiết để ngăn ngừa sự cố và đảm bảo hoạt động ổn định của mạng điện.
Làm tăng nguy hiểm đối với người vận hành hoặc ngẫu nhiên va chạm vào các phần tử của mạng điện.
Làm tăng khả năng xuất hiện cháy nổ.
Sự phá hủy cách điện và hư hỏng của các phần kim loại dẫn điện có thể xảy ra do độ ẩm, khí ăn mòn và nhiệt độ tăng cao, dẫn đến nguy cơ ngắn mạch trong mạng điện Điều này làm tăng mức độ nguy hiểm khi tiếp xúc với các phần tử trong mạng, đặc biệt trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ cao Ngoài ra, không khí trong nhà có thể chứa tạp chất do phóng tia lửa điện và nhiệt độ cao trong thiết bị điện, gây ra nguy cơ cháy nổ.
2.1.2 Vị trí lắp đặt mạng điện
Vị trí lắp đặt mạng điện ảnh hưởng đến hình dạng và phương thức lắp đặt để bảo vệ khỏi va chạm cơ học, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắp đặt và vận hành Độ cao lắp đặt cần dựa trên các yêu cầu cụ thể.
Khi lắp đặt ở độ cao dưới 3,5m so với mặt nền nhà và 2,5m so với mặt sàn cầu trục, sẽ đảm bảo an toàn về va chạm cơ học.
Khi độ cao lắp đặt thấp hơn 2m so với mặt nền, sàn nhà phải có biện pháp bảo vệ chắc chắn chống va chạm về mặt cơ học
2.1.3 ảnh hưởng của sơ đồ lắp đặt
Sơ đồ lắp đặt ảnh hưởng đến việc lựa chọn biện pháp thực hiện, đặc biệt khi máy móc và thiết bị được phân bố thành dãy cố định Trong trường hợp này, việc sử dụng sơ đồ trục chính với thanh dẫn nối rẽ nhánh đến các thiết bị là hợp lý Độ dài và tiết diện của từng đường dây có vai trò quan trọng khi quyết định sử dụng cáp hoặc dây dẫn lồng trong ống thép Cáp nên được sử dụng khi đoạn mạng có tiết diện lớn và độ dài đáng kể, trong khi dây dẫn lồng trong ống thép thích hợp cho đoạn mạng có tiết diện nhỏ và độ dài không đáng kể.
2.2 Những chỉ dẫn lắp đặt với một số môi trường đặc trưng
2.2.1 Nhà xưởng khô ráo Đặt dây dẫn hở
Đặt dây dẫn bọc cách điện trực tiếp theo kết cấu công trình và bề mặt các kết cấu không cháy, sử dụng trên các pu li sứ cách điện Dây dẫn có thể được lồng trong các ống nhựa cách điện, ống kim loại, hoặc ống thép, và cũng có thể đặt trong các hộp, máng, hoặc ống uốn bằng kim loại Ngoài ra, có thể sử dụng cáp dây dẫn bọc cách điện với lớp bảo vệ bên ngoài.
Khi điện áp dưới 1000V dùng dây dẫn có bất kỳ cấu trúc nào.
Khi điện áp trên 1000V dùng dây dẫn có cấu trúc kín hoặc chống bụi. Đặt dây dẫn kín
Sử dụng dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ cần được đặt trong các ống cách điện, ống cách điện có vỏ kim loại, hoặc ống thép Ngoài ra, dây dẫn cũng nên được lắp đặt trong các hộp dày và trong các rãnh kín của kết cấu xây dựng nhà, đồng thời sử dụng dây dẫn đặc biệt để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
2.2.2 Nhà xưởng ẩm. Đặt dây dẫn hở
Đặt dây dẫn điện bọc cách điện trên các kết cấu không cháy và khó cháy, sử dụng pu li sứ cách điện, ống thép, và hộp bảo vệ Cần sử dụng cáp hoặc dây dẫn có bọc cách điện và vỏ bảo vệ, hoặc dây dẫn đặc biệt để đảm bảo an toàn cho công trình.
Để đảm bảo an toàn, cần đặt dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ trực tiếp theo các kết cấu dễ cháy và bề mặt kết cấu công trình Dây dẫn này nên được lắp đặt trên pu li sứ, trên sứ cách điện, trong ống thép và trong hộp Ngoài ra, việc sử dụng cáp và dây dẫn cách điện có vỏ bảo vệ cũng là một lựa chọn an toàn.
Khi điện áp dưới 1000V dùng dây dẫn có bất kỳ cấu trúc nào.
Khi điện áp trên 1000V dùng dây dẫn có cấu trúc kín hoặc chống bụi. Đặt dây dẫn kín
Sử dụng dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ cần được đặt trong các ống cách điện chống m, ống thép và trong các hộp dày Ngoài ra, cũng nên sử dụng dây dẫn đặc biệt để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hệ thống điện.
2.2.3 Nhà xưởng ướt và đặc biệt ướt Đặt dây dẫn hở
Đặt dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ theo cấu trúc không cháy và dễ cháy trên các bề mặt kết cấu Dây dẫn nên được lắp đặt trên các pu li sứ ở nơi ẩm ướt và trên sứ cách điện, trong ống thép và ống nhựa cách điện để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Với điện áp bất kỳ dùng dây dẫn bọc kín cấu trúc chống nước bắn vào. Đặt dây dẫn kín
Dùng dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ đặt trong các ống: ống cách điệnchống m, ống thép.
2.2.4 Nhà xưởng nóng Đặt dây dẫn hở
Đặt dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ theo kết cấu không cháy và dễ cháy, trên các pu li sứ và sứ cách điện Sử dụng ống thép, hộp, máng, cùng với cáp và dây dẫn có bọc cách điện và vỏ bảo vệ để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Khi điện áp dưới 1000V dùng dây dẫn có bất kỳ cấu trúc nào.
Khi điện áp trên 1000V dùng dây dẫn có cấu trúc kín hoặc chống bụi Đặt dây dẫn kín
Dùng dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ đặt trong các ống: ống cách điện, ống cách điện có vỏ kim lọai, ống thép
2.2.5 Nhà xưởng có bụi Đặt dây dẫn hở
Đặt dây dẫn bọc cách điện không có vỏ bảo vệ trực tiếp theo các kết cấu công trình không cháy và khó cháy, trên bề mặt công trình, hoặc trong các ống cách điện có vỏ kim loại, ống thép, và trong các hộp Ngoài ra, có thể sử dụng cáp dây dẫn bọc cách điện có vỏ bảo vệ để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống điện.
Để đảm bảo an toàn cho các công trình dễ cháy, cần lắp đặt dây dẫn bọc cách điện mà không có vỏ bảo vệ theo cấu trúc của công trình Việc này có thể thực hiện bằng cách đặt dây trong ống thép, trong hộp hoặc sử dụng cáp và dây dẫn bọc cách điện có vỏ bảo vệ.
Với điện áp bất kỳ dùng dây dẫn đặt trong cấu trúc chống bụi. Đặt dây dẫn kín
Sử dụng dây dẫn bọc cách điện mà không có vỏ bảo vệ là cần thiết khi đặt trong các ống cách điện, ống cách điện có vỏ kim loại, ống thép, và trong hộp, cũng như khi sử dụng dây dẫn đặc biệt.
2.2.6 Nhà xưởng có môi trường hóa học Đặt dây dẫn hở
Lắp đặt tủ điều khiển và phân phối
Tất cả hệ thống điện, bao gồm công nghiệp và dân dụng, cần được bảo vệ và điều khiển mạch hiệu quả Tủ phân phối là nơi nguồn điện được cung cấp và chia thành các mạch nhánh, mỗi mạch được bảo vệ bởi cầu chì hoặc máy cắt Nguồn điện được kết nối vào thanh cái thông qua thiết bị đóng cắt như cầu dao hoặc cầu chì Các mạch riêng lẻ thường được tổ chức theo chức năng như động lực, chiếu sáng, và sưởi ấm hoặc làm lạnh Một số mạch có thể được kết nối trực tiếp vào tủ phân phối khu vực, và trong các mạng hạ áp lớn, có thể cần tủ phân phối phụ, dẫn đến ba mức phân phối khác nhau.
Hiện tại người ta thường dùng các tủ phân phối có vỏ là kim lọai hoặc nhựa tổng hợp, nhằm để:
Bảo vệ người tránh bị điện giật.
Bảo vệ máy cắt, đồng hồ chỉ thị, rơ le và cầu chì là rất quan trọng để tránh các tác động cơ học và ngoại lai, như va đập, nhiễu, bụi và ẩm, có thể ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống.
Tủ phân phối khu vực
Tủ phân phối cho sử dụng chung
Hình 4.16 Vị trí lắp đặt các lọai tủ phân phối ở một nhà cao tầng
4.1 Các lọai tủ phân phối
Các tủ phân phối và thiết bị đóng cắt hạ thế được phân loại dựa trên loại ứng dụng, nguyên tắc thiết kế, và yêu cầu của tải Sự khác biệt này đặc biệt thể hiện qua bố trí của thanh cái Các loại tủ phân phối chính tiêu biểu bao gồm nhiều dạng khác nhau.
Tủ phân phối khu vực.
Tủ điều khiển công nghệ hay tủ chức năng Ví dụ như tủ điều khiển động cơ, tủ điều khiển sưởi ấm…
Các tủ khu vực và tủ phụ được phân bố rộng rãi trong lưới điện, với các tủ điều khiển công nghệ thường được đặt gần tủ phân phối chính hoặc gần dây chuyền công nghệ mà chúng kiểm soát.
4.2 Các thành phần cơ bản của tủ phân phối
Tùy theo chức năng, yêu cầu cần bảo vệ của tải mà tủ phân phối có các thành phần sau:
Vỏ tủ điều khiển và phân phối
Đầu kết nối: Cầu dao tự động (CB) đầu vào.
Bảo vệ chống sét: Bột bảo vệ chống sét.
Bảo vệ quá dòng và cách ly: Cầu chì ống, CB, ELCB
Điều khiển từ xa: bộ định thới…
Tủ cần đặt ở độ cao với tới được từ 1#1,8m Độ cao 1,3m giành cho người tàn tật và lớn tuổi.
4.3 Cách thực hiện hai lọai tủ phân phối
Tủ phân phối thông dụng trong đó công tắc và cầu chì được gắn vào một khung nằm bên trong.
Tủ phân phối chức năng cho những ứng dụng đặc thù.
Các tủ phân phối thông dụng:
CB và cầu chì thường được bố trí ở phía sau của tủ, trong khi các thiết bị hiển thị và điều khiển như đồng hồ đo, đèn, và nút ấn được lắp đặt ở mặt trước hoặc bên hông Việc sắp xếp các dụng cụ bên trong tủ cần được thực hiện cẩn thận, xem xét kích thước của từng thiết bị, các chỗ đấu nối, và khoảng trống cần thiết để đảm bảo hoạt động an toàn và thuận lợi Để ước tính tổng diện tích cần thiết, có thể nhân tổng diện tích của các thiết bị với hệ số 2,5.
Các tủ phân phối chức năng
Tủ này được thiết kế cho các chức năng đặc biệt, sử dụng các mô đun như máy cắt và thiết bị lắp đặt, bao gồm các phụ kiện cần thiết như công tắc tơ, cầu chì, cầu dao, nút nhấn và đèn báo Thiết kế tủ loại này tiết kiệm thời gian, chỉ cần lắp ghép các mô đun cần thiết và để lại khoảng trống cho việc mở rộng sau này Việc sử dụng các bộ phận tiền chế giúp quá trình lắp đặt tủ trở nên dễ dàng hơn.
Các kỹ thuật lắp ráp tủ phân phối chức năng:
Tủ bao gốm tích hợp nhiều đơn vị chức năng cố định như khởi động từ và các rơ le liên quan, nhưng không thích hợp cho việc cô lập thanh cái Điều này có nghĩa là bất kỳ sự can thiệp nào để bảo trì, sửa chữa hoặc thay đổi đều yêu cầu phải cắt điện toàn bộ tủ Để giảm thiểu thời gian cắt điện, nên sử dụng các đơn vị tháo lắp được.
Các đơn vị chức năng có thể được cô lập dễ dàng nhờ thiết kế trên một panel tháo lắp Mỗi đơn vị được trang bị thiết bị cô lập ở đầu vào (thanh cái) và ngắt điện ở phía lộ ra, cho phép bảo trì mà không cần ngắt điện toàn bộ hệ thống.
Các đơn vị chức năng dạng ngăn kéo bao gồm máy cắt và phụ kiện được lắp đặt trên khung dạng ô kéo nằm ngang, có khả năng rút ra Chức năng này phức tạp và thường được sử dụng để điều khiển động cơ Cả hai phía vào và ra đều có thể kết nối thông qua các ô kéo.
1 Nghiên cứu phương pháp lắp đặt đường dây điện lực trên sàn nhà của phân xưởng Nêu phạm vi áp dụng, yêu cầu kỹ thuật , cách thực hiện
2 Nghiên cứu kết cấu và lắp đặt đường dây điện treo.
3 Nghiên cứu kết cấu, các thủ thuật và các phương pháp đặt đường dây dẫn và cáp điện trong các rãnh.
4 Nghiên cứu kết cấu và các phương pháp đặt các hộp dây dẫn và cáp điện.
Lắp đặt hệ thống nối đất và chống sét
Khái niệm về nối đất và chống sét trong hệ thống công nghiệp
1.1 Khái niệm về nối đất
Nối đất và nối dây trung hòa là hai biện pháp quan trọng giúp bảo vệ con người khỏi nguy cơ điện giật, đồng thời đảm bảo rằng các thiết bị điện và dụng cụ điện hoạt động một cách an toàn và hiệu quả.
Nôi đât và nối dây trung hòa là hai biện pháp quan trọng trong việc bảo vệ an toàn điện Ngoài ra, còn nhiều phương pháp khác như cân bằng điện tích, sử dụng điện áp thấp, cách điện và kiểm tra định kỳ, cắt điện tự động, biến áp phân chia, rào chắn bảo vệ và các biện pháp an toàn khác.
Nối đất và nối dây trung hòa là các biện pháp bảo vệ quan trọng trong hệ thống điện Nối đất tạo ra một mạch điện an toàn giữa vỏ máy và mặt đất, giúp dòng điện rò rỉ do cách điện hỏng sẽ được dẫn xuống đất, giảm thiểu nguy cơ cho người sử dụng Tuy nhiên, trong trường hợp dòng điện chập lớn, nguy cơ gây nguy hiểm cho người vẫn tồn tại Do đó, cần áp dụng các biện pháp bổ sung, chẳng hạn như cân bằng điện thế tại khu vực có dòng điện chập đi qua, để đảm bảo an toàn tối đa.
Nối đất dây trung hòa tạo ra một mạch điện an toàn giữa vỏ máy và dây trung hòa nối đất của máy biến áp thông qua dây dẫn bảo vệ đặc biệt Biện pháp này giúp tất cả dòng điện rò rỉ ra vỏ trở thành dòng ngắn mạch, được chuyển qua dây bảo vệ và dây trung hòa, từ đó cắt cầu chì hoặc tự động ngắt mạch khi xảy ra sự cố.
1.2 Khái niệm về chống sét
Sét là hiện tượng phóng điện xảy ra giữa đám mây và mặt đất hoặc giữa các đám mây mang điện tích trái dấu Trước khi xảy ra hiện tượng này, điện tích trong các đám mây giông đã được phân chia và tích lũy mạnh mẽ nhờ vào sự tác động của các luồng không khí nóng và hơi nước ngưng tụ Sự hình thành điện tích trong các đám mây là kết quả của quá trình phân tích và tập trung các điện tích trái dấu trong các phần tử khác nhau của đám mây.
Phần dưới của đám mây giông thường tích điện âm, trong khi phần trên tích lũy điện tích dương, tạo thành tụ điện mây đất cùng với mặt đất Cường độ điện trường của tụ điện này tăng dần và khi đạt đến trị số giới hạn 25-30 kV/cm, không khí bị ion hóa và trở nên dẫn điện Sự phóng điện của sét diễn ra qua ba giai đoạn.
Phóng điện giữa đám mây và đất bắt đầu với dòng sáng chuyển xuống mặt đất, di chuyển với tốc độ từ 100 đến 1000 km/giây Dòng điện này mang phần lớn điện tích từ đám mây, tạo ra một điện thế rất cao lên đến hàng triệu vôn ở đầu cực của nó Giai đoạn này được gọi là giai đoạn phóng điện tiên đạo từng bậc.
Khi dòng tiên đạo phát triển đến đất hoặc các vật dẫn điện nối đất, giai đoạn phóng điện chủ yếu của sét bắt đầu Trong giai đoạn này, các điện tích dương từ đất di chuyển theo hướng dòng tiên đạo với tốc độ lớn (6.10^4 đến 10^5 km/giây) để trung hòa các điện tích âm của dòng tiên đạo.
Sự phóng điện được đặc trưng bởi dòng điện lớn gọi là dòng điện sét và ánh sáng mạnh mẽ của dòng điện phóng Khi xảy ra, không khí trong dòng phóng được nung nóng đến khoảng 10.000 độ C, dẫn đến sự giãn nở nhanh chóng và tạo ra âm thanh Ở giai đoạn thứ ba của hiện tượng sét, sự di chuyển của các điện tích trong mây kết thúc, từ đó bắt đầu quá trình phóng điện và ánh sáng dần dần biến mất.
Bảo vệ chống sét cho các đối tượng khác nhau bao gồm bảo vệ trạm biến áp, đường dây tải điện, và các công trình xây dựng Nguyên tắc bảo vệ thiết bị thông qua cột thu sét, hay còn gọi là cột thu lôi, đã được đề xuất từ những năm 1750 bởi B Franklin, sử dụng một cột cao với đỉnh nhọn bằng kim loại nối với hệ thống tiếp đất Qua thời gian, kiến thức về hướng đánh sét trực tiếp, bảo vệ cột thu sét và thực hiện hệ thống nối đất đã được cải thiện đáng kể.
Khi một đám mây tích điện âm đi qua đỉnh cột thu lôi có tĩnh điện, đỉnh cột thu lôi sẽ nạp điện tích dương Cường độ điện trường tại đỉnh cột thu lôi rất lớn do hình dạng nhọn, tạo điều kiện cho kênh phóng điện hình thành từ cột thu lôi đến đám mây Kết quả là dòng điện phóng từ đám mây xuống đất, tạo ra vùng bảo vệ quanh cột thu lôi, nơi vật được bảo vệ ít có khả năng bị sét đánh.
Lắp đặt hệ thống nối đất
Thực hiện nối đất thường có hai lọai: Nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo
2.1 Nối đất tự nhiên bao gồm:
1 Các đường ống nước, các đường ống bằng kim lọai trừ các đường ống dẫn khí đốt hóa lỏng cũng như những đường dẫn khí đốt và các khí dễ cháy dễ nổ.
2 Các ống chôn sâu trong đất của giếng khoan.
3 Kết cấu kim lọai và bê tông cốt thép nằm dưới đất của các nhà ở và công trình xây dựng
4 Các đường ống kim lọai của công trình thủy lợi
5 Vỏ chì của các đường cáp chôn trong đất.
Khi xây dựng hệ thống nối đất, việc sử dụng các vật liệu tự nhiên sẵn có là rất quan trọng Điện trở của hệ thống nối đất có thể được xác định thông qua việc đo đạc thực tế tại chỗ hoặc tính toán dựa trên các tài liệu kỹ thuật có sẵn.
Cọc thép tròn, thanh thép dẹp hình chữ nhật và thép góc dài từ 2 đến 3m thường được sử dụng, được đóng sâu vào đất với đầu trên cách mặt đất khoảng 0,5 đến 0,7m Các loại nối đất nhân tạo cũng được áp dụng trong thiết kế này.
1 Các cọc thép tròn hoặc thép góc, thép ống đóng thẳng đứng xuống đất.
2 Các thanh thép dẹt, thép tròn đặt nằm ngang trong đất.
Kích thước tối thiểu các điện cực nối đất (các cọc, ống, thanh) cho trong bảng 5.1
Kích thước nhỏ nhất của các cọc thép nối đất và dây nối đất
Tên gọi cực nối đất Trong nhà Thiết bị đặt ngòai trời Trong đất
Dây dẫn tròn, đường kính, mm 5 6
Thanh dẫn hình chữ nhật
Thép góc, bề dày của cạnh, mm 2 2,5 4
Thép ống có bề dày ống từ 2,5 mm đến 3,5 mm được sử dụng cho mạng điện áp dưới 1000V Điện trở nối đất không được vượt quá 4 W trong suốt cả năm Đối với các thiết bị nhỏ, như máy phát điện và máy biến áp có tổng công suất không quá 100kVA, điện trở nối đất cho phép lên đến 10W.
Nối đất lập lại của dây trung tính trong mạng 380/220V phải đảm bảo điện trở không vượt quá 10W Đối với thiết bị có điện áp trên 1000V, với dòng điện chạm đất nhỏ, và các thiết bị có điện áp đến 100V, nên sử dụng nối đất tự nhiên có sẵn Đối với đường dây tải điện trên không, cần thực hiện nối đất cho các cột bê tông cốt thép và cốt sắt của tất cả các đường dây tải điện 35kV, trong khi các đường dây từ 3-20kV chỉ cần nối đất ở khu vực đông dân cư.
Trên các đường dây ba pha bốn dây 380/220V có điểm trung tính nối đất, cần phải kết nối các cột sắt và xà sắt của cột bê tông cốt thép với dây trung tính để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hệ thống điện.
Trong các mạng điện có điện áp dưới 1000V, điểm trung tính cần được cách điện, và các cột sắt cũng như bê tông cốt thép phải đảm bảo điện trở nối đất không vượt quá 50Ω.
2.3 Lắp đặt điện cực nối đất
Thiết bị nối đất thẳng đứng
Thiết bị tiếp đất có thể làm bằng thép với các kích thước sau:
Hình tròn, đường kính 10mm, nếu cực tròn tráng kẽm thì có thể giảm xuống còn 6cm;
Hình chữ nhật tiết diện 48mm 2 , dầy 4mm.
Thép góc thành dầy 4 mm.
Théo dạng ống, thành ống dầy 3,5 mm hình 5.1
Tất cả các thanh dẫn dài 2 ữ 3 m
Hình 5.1Cấu tạo của thiết bị tiếp đất
Trước khi tiến hành đóng điện cực xuống đất, cần phải cạo sạch sơn, gỉ, dầu mỡ trên bề mặt các điện cực Trong môi trường có tính xâm thực cao, có thể tăng tiết diện điện cực hoặc tráng kẽm cho bề mặt Để thực hiện việc tiếp đất, bước đầu tiên là đào một rãnh sâu.
Để lắp đặt các điện cực có chiều dài từ 500 đến 700mm, người ta thường sử dụng các phương pháp như đóng ép hay đóng xoắn xuống đáy rãnh Các thiết bị thường được sử dụng bao gồm búa tạ, máy ép rung, máy ép thủy lực hoặc máy khoan chuyên dụng Đầu điện cực sẽ nhô lên khoảng 100 đến 200mm so với mặt đất rãnh Các điện cực ngang được đặt trực tiếp trên đáy rãnh, và nếu điện cực là thép dẹt, chúng sẽ được đặt theo chiều dẹt áp sát vào thành rãnh.
Hình 5.2 Nối các thiết bị tiếp đất nằm nngang và đóng điện cực tiếp đất thẳng đứng
Dây nối đất cần được kết nối với thiết bị tiếp đất tại hai điểm khác nhau Việc này thường được thực hiện bằng cách hàn điện để đảm bảo tiếp xúc điện tối ưu giữa các thiết bị nối đất, đường dây tiếp đất chính và mạng nối đất bên trong Chất lượng mối hàn cần được kiểm tra cẩn thận trước khi lấp đất, và độ bền của chúng có thể được xác nhận bằng cách gõ nhẹ vào mối hàn bằng búa nặng gần 1 kg Ngoài ra, mối nối bu lông cũng có thể được sử dụng miễn là không làm giảm chất lượng tiếp xúc điện.
Một số ví dụ về nối đất a) b) Hình 5.3 Nối đất mạng TT, mạng IT (a), nối đất dây trung hòa cho cần cẩu tháp
Lắp đặt hệ thống chống sét
Hệ thống bảo vệ chống sét cơ bản bao gồm một bộ phận thu đón bắt sét ở trên không, được nối với dây dẫn xuống đất, kết nối với hệ thống nối đất Được thiết kế để bảo vệ khỏi sự tấn công trực tiếp của sét, bộ phận thu đón bắt sét đóng vai trò quan trọng trong việc trở thành điểm đánh thích ứng của sét Dây dẫn từ bộ phận này có nhiệm vụ dẫn dòng sét xuống hệ thống kim loại dưới đất, giúp tỏa nhanh năng lượng của sét vào lòng đất, từ đó khuếch tán năng lượng một cách hiệu quả.
Một số cách lắp dây chống sét:
Hình 5.4 Sử dụng thiết bị chống sét
Hình 5.5 Sử dụng dây thu sét trong mạng
Khỏang cách chống phóng tia lửa điện
Dây dẫn sét xuống đất ống thóat nước mưa
Dây thu sét Nối đất cho dây ăng ten
Thanh thu sét Điểm thu sét
Thiết bị nối đất Điểm tách Dây dẫn sét xuống đất
Kích thước 1 sét mạng max.10mx20m a) b) Hình 5.6 Thiết bị chống sét (a) và điểm tách (b)
1 ý nghĩa của việc nối đất Có mất cách nối đất.
2 Trong mạng điện có điện áp nhỏ hơn 1000V điện trở nối đất có giá trị là bao nhiệu?