Chương 7: Nối đất và chống sét doc

GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ CH NG 7ƯƠ N I T VÀ CH NG SÉTỐ ĐẤ Ố A – PH N LÝ THUY T:Ầ Ế I GI I THI U V SÉT VÀ THI T B CH NG SÉT:Ớ Ệ Ề Ế Ị Ố 1 KHÁI NI M V SÉTỆ Ề : - Sét là hi n t ng phóng đi n trong khí quy n gi a các đám mây và đ t ệ ượ ệ ể ữ ấ hay gi a các đm1 mây mang đi n trái d u, tr c khi có s phóng đi n c a sét, đã ữ ệ ấ ướ ự ệ ủ có s phân chia và tích l y đi n tích r t cao trong các đám mây giông, do tác đ ng ự ũ ệ ấ ộ c a lu ng khí nóng b c h i n c ng ng t trong các đám mây, ph n d i c aủ ồ ố ơ ướ ư ụ ầ ướ ủ các đám mây giông th ng tích đi n âm ( 85 % ) gi a các đám mây và đ t hình thành ườ ệ ữ ấ các t đi n kh ng l , c ng đ đi n tr ng c a t đi n gi a mây và đ t khôngụ ệ ổ ồ ườ ộ ệ ườ ủ ụ ệ ữ ấ ng ng t ng lên và n u c ng đ đi n tr ng đ t t i giá tr t i h n ( 25-30 kv /ư ă ế ườ ộ ệ ườ ạ ớ ị ớ ạ cm ) thì b t đ u có s phóng đi n hay g i là sét.ắ ầ ự ệ ọ -Sét đánh tr c ti p vào đ ng dây t i đi n gây ra nhi u tác h i nghiêm ự ế ườ ả ệ ề ạ tr ng nh : làm gián đo n vi c cung c p đi n c a h th ng, làm ng n m ch ọ ư ạ ệ ấ ệ ủ ệ ố ắ ạ ch m đ t các pha các thi t b đi n do hi n t ng quá đi n áp d n đ n h ạ ấ ở ế ị ệ ệ ượ ệ ẩ ế ư h ng cách đi n c a các thi t b , khi sét đánh vào các công trình đi n, tòa nhà cao ỏ ệ ủ ế ị ệ t ng, dòng đi n sét sinh ra s gây tác h i nhi t c , đi n t gây h h i tài s n, ầ ệ ẽ ạ ệ ơ ệ ừ ư ạ ả v t d ng, thi t b và gây nguy hi m đ n tính m ng con ng i, do đó b o v ậ ụ ế ị ể ế ạ ườ ả ệ ch ng sét là c n thi t cho các công trình.ố ầ ế Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 1 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ 2- C U T O C A M T C T THU SÉTẤ Ạ Ủ Ộ Ộ : • B ph n thu sét ( kim thu sét ) : kim thu sét làm b ng ng thép ho c thanh ( ti t ộ ậ ằ ố ặ ế di n ph i l n h n 100 mmệ ả ớ ơ 2 ). • B ph n d n dòng đi n sét : có k t c u c t thép, bêtông c t thép hay dây thép ( ti t ộ ậ ẫ ệ ế ấ ộ ố ế di n ph i l n h n 50 mmệ ả ớ ơ 2 ). • B ph n n i đ t : đ c t o b i m t h th ng c c và thanh b ng đ ng ho c b ngộ ậ ố ấ ượ ạ ở ộ ệ ố ọ ằ ồ ặ ằ thép n i li n nhau, chôn trong đ t, có đi n tr t n bé đ dòng đi n có th t n m t cách ố ề ấ ệ ở ả ể ệ ể ả ộ Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 2 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ d dàng trong đ t.ể ấ 3- B O Ả V CH NG SÉT TR C TI P CHO H TH NG I NỆ Ố Ự Ế Ệ Ố Đ Ệ : Khi l a ch n ph ng pháp b o v ch ng sét đánh tr c ti p vào các công trình, c n ự ọ ươ ả ệ ố ự ế ầ ph i l a ch n ph ng pháp b o v thích h p v i đ c tính c u trúc, m c đích s ả ự ọ ươ ả ệ ợ ớ ặ ấ ụ ử d ng, yêu c u công ngh c a công trình đó.ụ ầ ệ ủ Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 3 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ Có các ki u thu sét nh sau: c t thu sét đ t đ c l p.ể ư ộ ặ ộ ậ Dây thu sét ( dây c ng d ng ng ten )ă ạ ă L i thu sét ( còn g i là dòng thu sét )ướ ọ B ph n thu sét h n h p g m : c t thu sét và dây thu sét k t h p v i nhau.ộ ậ ỗ ợ ồ ộ ế ợ ớ II- PH M Ạ VI NGUYÊN LÝ LÀM VI C C A THI T B CH NG SÉTỆ Ủ Ế Ị Ố : 1 PH M VI B O V C A CÁC THI T BẠ Ả Ệ Ủ Ế Ị -: - M i c t thu stes t o nên xung quanh nó m t ph m vi b o v nh t đ nh ỗ ộ ạ ộ ạ ả ệ ấ ị trong không gian theo chi u cao c t.ề ộ - Ph m vi c a c t thu sét trong không gian còn g i là vùng b o v , lý thuy t ạ ủ ộ ọ ả ệ ế v xác su t b o v là 1 %.ề ấ ả ệ - Ph thu c vào ki u, s l ng và cách b thít ng h gi a các c t thu sét, ụ ộ ể ố ượ ố ươ ổ ữ ộ ph m vi b o v có th có hình dáng hình h c khác nhau, ph n l n các vùng b o v ạ ả ệ ể ọ ầ ớ ả ệ đ c sát đ nh b ng t s H /h.ượ ị ằ ỉ ố Trong đó: - H : là chi u cao c l ng t n i b t đ u phát sinh hi n t ng phóng đi n ề ướ ượ ừ ơ ắ ầ ệ ượ ệ c a đám mây giông đ n c t thu sét.ủ ế ộ - h: là chi u cao c a c t thu sét.ề ủ ộ Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 4 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ  Ph m vi b o v c a c t thu sétạ ả ệ ủ ộ : 0.75h 1.5h hx h Rx Là hình chóp tròn xoay có đ ng sinh là m t hypebol và có đáy là m t hình tròn, bán kính ườ ộ ộ b o v c a m t c t thu sét ng v i đ cao hả ệ ủ ộ ộ ứ ớ ộ x là: x x x hh hh phr + − = ***6,1 Trong đó: h : đ cao c a c t thu sét.ộ ủ ộ h x : đ cao c a công trình.ộ ủ Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 5 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ r x : bán kính b o v c a c t thu sét.ả ệ ủ ộ Khi h ≤ 30 m thì p= 1 Khi 30m < h ≤ 60m thì h p 5,5 = Trong thi t k đ n gi n, ng i ta thay đ ng sinh hypebol b ng hai đo n th ng, ế ế ơ ả ườ ườ ằ ạ ẳ khi đó bán kính b o v c a c t thu sét ng đ cao hả ệ ủ ộ ứ ộ x d9 c sác đ nh nh sau:ượ ị ư       −= h h hr x x *8,0 1**5,1 n u ế hh x * 3 2 ≤       −= h h hr x x 1**75,0 n u ế hh x * 3 2 〉 Khi đ cao h > 60m thì sét không ch đánh vào đ nh kim thu sét mà còn đánh vào m t ph n ộ ỉ ỉ ộ ầ đ nh kim thu sét, vì v y khi tính toán thi t k ta ph i hi u ch nh l i đ cao này ( m t ỉ ậ ế ế ả ệ ỉ ạ ộ ộ ph n c a c t thu sét b sét đánh vào là ầ ủ ộ ị ΔU N u 60m < h 100m thì ế ≤ ΔU = 0,5 * ( h – 60 ) N u 100m < h 250m thì ế ≤ ΔU = 0,2h  Ph m vi b o v c a hai c t thu sét có cao b ng nhauạ ả ệ ủ ộ độ ằ : N u hai c t đ t cách nhau m t đo n là a = 7h thì m i đi m trên m t đ t gi a ế ộ ặ ộ ạ ọ ễ ặ ấ ữ hai c t thu sét s đ c b o v .ộ ẽ ượ ả ệ N u a < 7h thì hai c t thu sét có th b o v đ c công trình có đ cao hế ộ ể ả ệ ượ ộ o đ t gi a ặ ữ hai c t thu sét.ộ V i ớ p a hh o 7 −= Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 6 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ Cách v ph m vi b o v c a hai c t thu sét có đ cao b ng nhau.ẽ ạ ả ệ ủ ộ ộ ằ Ph n ngoài hai c t thu sét v gi ng nh m t c t thu sét.ầ ộ ẽ ố ư ộ ộ Ph n trong hai c t thu sét là m t cung tròn đi qua hai đ nh c a hai hai c t thu sét và ầ ộ ộ ỉ ủ ộ đi m gi a có đ cao hễ ữ ộ o . Khi tính toán thi t k ch ng sét, đ nâng cao đ an toàn ta nên ch n đ cao c a c t thu ế ế ố ể ộ ọ ộ ủ ộ sét sao cho r ox ≤ 0,5m. r ox r x h h o 1.5hp 0.75hp a/2 a/2 r x a/7p  Ph m vi b o v c a ba c t thu sét có cùng cao h n m trên ba ạ ả ệ ủ ộ độ ằ nh c a m t tam giácđỉ ủ ộ : Bên ngoài tam giác, ta xác đ nh ph m vi b o v cho t ng đôi m t gi ng nh ph n hai ị ạ ả ệ ừ ộ ố ư ầ c t thu sét có cùng đ cao h, ph n bên trong tam giác s đ c b o v n u nó thõa m n ộ ộ ầ ẽ ượ ả ệ ế ả đi u ki n sau:ề ệ D ≤ 8 * p* ( h – h x ) = 8 * p * h a Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 7 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ Trong đó: D : là đ ng kính đ ng tròn đi qua ba đ nh c a ba c t thu sét.ườ ườ ỉ ủ ộ h a : đ cao hi u d ng c a c t thu sét.ộ ệ ụ ủ ộ Ph m vi b o v c a b n c t thu sét n m trên b n đ nh c a hình ch nh t, cách xác ạ ả ệ ủ ố ộ ằ ố ỉ ủ ữ ậ đ nh hoàn toàn gi ng nh ba c t thu sét.ị ố ư ộ Trong đó: D : là đ ng chéo c a hình ch nh t ( hay đ ng kính c a đ ng tròn đi qua ườ ủ ữ ậ ườ ủ ườ b n đ nh c a b n c t thu sét ).ố ỉ ủ ố ộ a 1 a 2 D r ox1 r ox2 Ph m vi b o v c a c t thu sét b trí b t k :ạ ả ệ ủ ộ ố ấ ỳ Trong tr ng h p này ta chia ra làm nhi u vùng, m i vùng là m t tam giác ho c là m t ườ ợ ề ỗ ộ ặ ộ hình ch nh t, sau đó ta xác đ nh ph m vi b o v c a t ng vùng.ữ ậ ị ạ ả ệ ủ ừ Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 8 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ Khi tính toán thi t k ch ng sét, đ nâng cao đ an toàn ta nên ch n đ cao c a c t thu ế ế ố ể ộ ọ ộ ủ ộ sét sao cho r ox ≤ 0,5m. 3- NGUYÊN T C B O V C A THI T B CH NG SÉTẮ Ả Ệ Ủ Ế Ị Ố : Ph ng pháp b o v c đi n b ng kim thu sét là ph ng pháp b o v th ươ ả ệ ổ ể ằ ươ ả ệ ụ đ ng, t c là ta tính toán và đ t kim thu sét đ phòng ng a, khi có sét đánh thì không b o ộ ứ ặ ể ừ ả đ m 100 % sét đánh vào kim thu sét mà không đánh vào v trí c n b o v .ả ị ầ ả ệ Ngày nay hi n t ng sét đ c nghiêm c u m t cách sâu r ng và đ y đ , ng i taệ ượ ượ ứ ộ ộ ầ ủ ườ dã nghiêm c u và ch t o thành công các thi t b thu sét tích c c, v i thi t b thu sét này ứ ế ạ ế ị ự ớ ế ị thì kh n ng đ m b o thu sét g n nh 100 %.ả ă ả ả ầ ư III- N I TỐ ĐẤ : N i đ t có ba ch c n ng : n i đ t làm vi c, n i đ t ch ng sét, n i đ t an toàn.ố ấ ứ ă ố ấ ệ ố ấ ố ố ấ Trang b n i đ t bao g m các đi n c c và dây d n n i đ t, dây d n n i đ t dùng đ n i ị ố ấ ồ ệ ự ẫ ố ấ ẫ ố ấ ể ố li n các b ph n đ c n i đ t v i các đi n c c.ề ộ ậ ượ ố ấ ớ ệ ự Trong n i đ t b o v thì đi n áp trên v thi t b so v i đ t.ố ấ ả ệ ệ ỏ ế ị ớ ấ U d = I d . R d Trong đó: I d : dòng đi n ng n m ch c a pha ch m đ t.ệ ắ ạ ủ ạ ấ R d : đi n tr n i đ t.ệ ở ố ấ Khi ng i ch m ph i v thi t b có đi n áp dòng đi n ch y qua ng i xác đ nh.ườ ạ ả ỏ ế ị ệ ệ ạ ườ ị Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 9 - GVHD : ThS. Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ ng d d ng R R I I = , Vì đi n tr c a ng i Rệ ở ủ ườ ng đ c coi nh m c song song v i đi n tr n i đ t, dòng ượ ư ắ ớ ệ ở ố ấ đi n ch y trong đ t.ệ ạ ấ I d = I d + I ng N u th c hi n n i đ t sao cho Rế ự ệ ố ấ d , R ng , thì I ng , I d có th coi.ể dd II ≈ d ng d ng I R R I ≈ Nh v y khi th c hi n n i đ t t t, đi n tir n i đ t đ nh có th đ m b o dòng ư ậ ự ệ ố ấ ố ệ ở ố ấ ủ ỏ ể ả ả đi n ch y qua ng i nh không gây nguy hi m đ n tính m ng.ệ ạ ườ ỏ ể ế ạ Khi có trang b n i đ t dòng đi n ng n m ch theo dây d n n i đ t xu ng các đi n ị ố ấ ệ ắ ạ ẫ ố ấ ố ệ c c và ch y t n vào trong đ t.ự ạ ả ấ M t đ t t i ch đ t đi n c c có đi n th l n nh t, càng xa đi n c c đi n th gi m ặ ấ ạ ổ ặ ệ ự ệ ế ớ ấ ệ ự ệ ế ả d n và b ng không n i cách xa đi n c c t 15m đ n 20m.ầ ằ ở ơ ệ ự ừ ế N u b quađi n tr nh c a dây n i đ t thì đi n tr n i đ t đ c xác đ nh.ế ỏ ệ ở ỏ ủ ố ấ ệ ở ố ấ ượ ị d d d I U R ≈ Trong đó: U d : đi n áp c a trang b n i đ t đ i v i đ t.ệ ủ ị ố ấ ố ớ ấ Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 10 - [...]... điễm đặt điện cực nối đất φ : điện thế trên mặt đất Điện áp bước được xác định: Ub = φ1 – φ2 Điện áp tiếp xúc và điện áp bước phải nằm trong giới hạn cho phép Để thõa mản điều này người ta tiến hành bố trí lưới nối đất để tạo sự cân bằng và tản nhanh dòng điện vào đất B: PHẦN ÁP DỤNG TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHỐNG SÉT CHO DÃY NHÀ E: I Tính chống sét cho nhà E và trạm biến áp 1 Tính chống sét cho nhà E - Nhà... Nguyên- Đình Nghị - 12 - GVHD : ThS Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ Với r x = 5.333m , và bề rộng của trạm biến áp là 5m và chiều dài là 5m ta chỉ cần chọn 1 cột thu sét là đủ các cột bố trí theo chiều dài của trạm biến áp II Tính nối đất cho nhà E và trạm biến áp 1 Tính nối đất cho nhà E Chọn loại đất sét có ρ0 = 1*10^4Ωcm chọn 20 cọc chiều dài mỗi cọcl= 2.5m= 250cm dcọc = 1.6cm,kmax = 1.2, khoảng... ŋt = 16.7568 / 0.56 = 29.922Ω Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 13 - GVHD : ThS Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ  Điện trở nối đất của hệ thống Rnd = Rc * Rng / Rc + Rng = 3.409*29.922 /3.409+ 29.922 = 3.0603Ω 2 Tính nối đất trạm biến áp Chọn loại đất sét có ρ0 = 1*10^4Ωcm, chọn 4 cọc chiều dài mỗi cọcl= 2.5m= 250cm,dcọc = 1.6cm,kmax = 1.2,khoảng cach từ cọc này đến cọc kia là 5m , chọn... 10 / 14*8 - 10 = 17.25m Suy ra bx = 8.625m Độ cao lớn nhất được bảo vệ H0 = h – a/7p = 21 – 10/7*1 = 19.57m - Với r x = 7.9m , và bề rộng của phân xưởng là 9,5m và chiều dài là 40.4m ta chỉ cần chọn 5 cột thu sét là đủ các cột bố trí theo chiều dài của phân xưởng 2 Tính chống sét cho trạm biến áp Tram biến áp nhà có chiều cao là hx = 5m,rộng 5m, dài 5m,chon ha = 5m H = hx + ha = 5 + 5 = 10m, do chiều... 46.364/4*0.83 = 13.965Ω  Điện trở khuếch tán của thanh ngang R΄ng = 0.366* ρ0 * kmax*ln(l² /dt) = 0.366*1*10^4*1.2*ln(250²/0.8*195) = 16.7568Ω Rng = R΄ng / ŋt = 16.7568 / 0.87 = 19.26Ω  Điện trở nói đất của hệ thống Nhóm Thực Hiện: Nhất Nguyên- Đình Nghị - 14 - GVHD : ThS Lê Phong Phú TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ Rnd = Rc * Rng / Rc + Rng = 13.965*19.26 /13.965+ 19.26 = 8.0952Ω Nhóm Thực Hiện: Nhất . thu sét nh sau: c t thu sét đ t đ c l p.ể ư ộ ặ ộ ậ Dây thu sét ( dây c ng d ng ng ten )ă ạ ă L i thu sét ( còn g i là dòng thu sét )ướ ọ B ph n thu sét h n h p g m : c t thu sét và dây thu sét. 7ƯƠ N I T VÀ CH NG SÉTỐ ĐẤ Ố A – PH N LÝ THUY T:Ầ Ế I GI I THI U V SÉT VÀ THI T B CH NG SÉT:Ớ Ệ Ề Ế Ị Ố 1 KHÁI NI M V SÉTỆ Ề : - Sét là hi n t ng phóng đi n trong khí quy n gi a các đám mây và đ. kim thu sét là ph ng pháp b o v th ươ ả ệ ổ ể ằ ươ ả ệ ụ đ ng, t c là ta tính toán và đ t kim thu sét đ phòng ng a, khi có sét đánh thì không b o ộ ứ ặ ể ừ ả đ m 100 % sét đánh vào kim thu sét mà