Kỹ thuật cao áp - Chương 6 pptx

Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 1 Chơng VI Nối đất trong hệ thống điện Đ 6-1. Khái niệm chung: Tác dụng của nối đất là để tản dòng điện và giữ mức điện thế thấp trên các vật đợc nối đất. Trong hệ thống điện có ba loại nối đất khác nhau: Nối đất làm việc: nhiệm vụ của loại nối đất này là đảm bảo sự làm việc bình thờng của thiết bị hoặc của một số bộ phận của thiết bị theo chế độ làm việc đã đợc quy định sẵn. Loại nối đất này gồm có nối đất điểm trung tính máy biến áp trong hệ thống có điểm trung tính nôí đất, nối đất của máy biến áp đo lờng và của kháng điện dùng trong bù ngang trên các đờng dây tải điện đi xa. Nối đất an toàn (bảo vệ) : có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho ngời khi cách điện bị h hỏng, thực hiện nối đất an toàn bằng cách đem nối đất mọi bộ phận kim loại bình thờng không mang điện (vỏ máy, thùng máy biến áp, máy cắt điện, các giá đỡ kim loại, chân sứ ). Khi cách điện bị h hỏng, trên các bộ phận này sẽ xuất hiện điện thế nhng do đã đợc nối đất nên giữ đợc mức điện thế thấp do đó đảm bảo an toàn cho ngời khi tiếp xúc với chúng. Nối đất chống sét: Nối đất chống sét nhằm tản dòng điện sét trong đất( khi có sét đánh vào cột thu sét hoặc trên đờng dây) để giữ cho điện thế tại mọi điểm trên thân cột không quá lớn do đó hạn chế đợc các phóng điện ngợc tới công trình cần bảo vệ. Mặc dầu hai loại trên không liên quan nhiều đến phạm vi của giáo trình náy nhng cũng cần trình bày sơ lợc bởi vì chúng có dùng chung một số công thức và ph ơng pháp tính toán và đôi khi cùng một bộ phận nối đất đồng thời làm nhiệm vụ của nhiều loại đất khác nhau. Bất kỳ loại nối đất nào cũng đều có các điện cực chôn trong đất và đợc nối với vật cần đợc nối đất. Điện cực thờng dùng là loại cọc sắt chôn thẳng đứng hoặc thanh dài đặt nằm ngang trong đất. Trong trờng hợp tổng quát, sơ đồ thay thế của nối đất gồm điện trở tác dụng r và điện cảm L của bản thân điện cực ( lấy theo đơn vị dài), điện trở tản R của môi trờng đất xung quanh điện cực và điện dung C của điện cực đối với nơi có thế bằng không của đất. Trong mọi trờng hợp đều có thể bỏ qua điện trở tác dụng r vì nó rất bé so với trị số điện trở tản, đồng thời cũng không cần xét đến phần điện dung C vì ngay cả trong trờng hợp Hình6 -1 Sơ đồ thay thế của nối đất. I L Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 2 sóng xung kích, dòng điện dung cũng rất nhỏ so với dòng điện qua điện trở tản. Các tham số con tại ( L, R) phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố và tác dụng của chúng cũng tuỳ thuộc vào các điều kiện tính toán cụ thể. Nếu thay thế điện trở tản R bằng điện dẫn g theo đơn vị dài của điện cực g = 1 Rl l là chiều dài của điện cực ) thì sơ đồ thay thế đơn giản của nối đất sẽ có dạng tham số phân bố ( hình 6-1). Khi dòng điện đi vào bộ phận nối đất và nếu tốc độ biến thiên của dòng điện theo thời gian rất lớn thì trong thời gian đầu điện cảm sẽ ngăn cản không cho dòng điện đi tới các phần cuối của điện cực khiến cho điện áp phân bố không đều trong thời gian về sau ảnh hởng của điện cảm mất dần và điện áp sẽ phân bố đều đặn hơn. Thời gian của quá trình quá độ nói trên phụ thuộc bào hằng số thời gian TLgl 2 (6-1) ( T tỷ lệ với trị số điện cảm tổng L t và điện dẫn tổng gl = 1 R của điện cực ) . Từ biểu thức (6-1) cho thấy, khi dòng điện tản trong đất là dòng điện 1 chiều hoặc xoay chiều tần số công nghiệp, ảnh hởng của L không đáng kể và bất kỳ hình thức nối đất nào ( thẳng đứng hoặc nằm ngang) cũng đều biểu thị bởi trị số điện trở tản. Khi dòng điện tản trong đất là dòng điện sét, tham số biểu thị của nối đất tuỳ thuộc vào tơng quan giữa hằng số thời gian T và thời gian đầu sóng dòng điện. Khi T < ds thì tới lúc cần xét (khi dòng điện đạt trị số cực đại) quá trình quá độ đã kết thức và nối đất thể hiện nh một điện trở tản. Trờng hopự này ứng với các hình thức nối đất dùng cọc hoặc thanh ngang có chiều dài không lớn lám và đợc gọi là nối đất tập trung. Nếu điện cực dài, hằng số thời gian có thể đạt tới mức ds và tại thời điểm dòng điện đạt trị số cực đại, quá trình quá độ cha kết thúc và nh đã phân tích vè tác dụng của điện cảm, nối đất sẽ thể hiện nh một tổng trở Z có trị số rất lớn so với trị số điện trở tản. Trờng hợp này đợc gọi là nối đất phân bố dài. Điện trở tản của nối đất phụ thuộc vào kích thớc hình học, cách bố trí điện cực và phụ thuộc đặc tính dẫn điện của nối đất biểu thị bởi trị số điện trở suất của nó. Ngoài ra còn phân biệt trị số điện trở tản xoay chiều ( R hoặc R ) và điện trở tản xung kích ( R xk ). Điện trở tản xoay chiều dùng trong các tính toán về nối đất làm việc và nối đất an toàn, trong trờng hợp này do mật độ dòng điện tản trong đất bé nên cờng độ điện trờng trong đất ( E = i; mật độ dòng điện ; điện trở suất của đất) cha đạt tới mức để có thể gây nên phóng điện trong đất. Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 3 Đối với nối đất chống sét, vì mật độ dòng điện sét tản trong đẩt rất lớn, trờng tăng cao và dẫn đến quá trình phóng điện trong đất, tơng đơng với việc tăng kích thớc điện cực và tăng điện dẫn của đất khiến cho điện trở tản xung kích ( R xk ) có trị số thấp hơn so với điện trở tản xoay chiều. Đất là một môi trờng rất phức tạp và không đồng nhất về thành phần cũng nh về cấu tạo. Các phần cấu thành chủ yếu của đất gồm các hạt nhỏ gốc hữu cơ hoặc vô cơ và nớc. Điện dẫn của đất ở trạng thái khô cũng nh của nớc nguyên không đáng kể. Nhng nếu trong đất có các loại muối, axít chúng sẽ hoà tan thành dung dịch điện phân làm cho đất trở thành môi trờng dẫn điện. Nh vậy điện trở suất của đất phụ thuộc nhiều vào thành phần hoá học và độ ẩm của đất. Độ ẩm của đất không những chỉ phụ thuộc vào lợng ma và các vùng nớc ở gần mà còn phụ thuộc vào kích thớc hạt đất, hạt càng bé thì năng lực giữ ẩm càng tốt. Các loại đất thờng gặp là loại đất cát, đất sét, đất mùn. Đất cát cấu tạo bởi các hạt thạch anh đờng kính 0,2 ữ 2mm, có rất ít các dung dịch điện phản và năng lực giữ ẩm kém. Đất sét cũng có gốc vô cơ gòm những hạt rất nhỏ, mịn đờng kính khoảng vài phần ngàn milimét và ở thể keo. Trong đất sét có nhiều thành phần muối và axít và vì có năng lực giữ ẩm tốt nên điện dẫn của nó lớn hơn nhiều so với cát. Đất mùn cũng có cấu tạo thể keo, khả năng giữa ẩm lớn và có nhiều dung dịch điện phân. Khác với đất sét, đất mùn có gốc hữu cơ và bở. Khi cát bị ẩm, điện trở giảm rất nhanh và giảm tới mức điện trở của nớc khi nớc đầy kín các lỗ xốp. Đất sét và đất mùn bị ẩm sẽ tạo nên các dung dịch điện phân khiến cho điện trở suất của đất có thể giảm thấp hơn so với điện trở của nớc. Trị số gần đúng của điện trở suất của một số loại đất trong điều kiện tự nhiên cho ở bảng 6-1. Bảng 6-1 Trị số điện trở suất của các loại đất Loại đất Điện trở suất, m Cát 400 và lớn hơn Đất cát 300 Đất thịt 100 Đất sét 60 Đất đen 50 Than bùn 20 Nớc sông 10 ữ 50 Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 4 Trong năm do điều kiện khí tợng thay đổi làm cho nhiệt độ của đất, hàm lợng và thành phần của hơi ẩm trong đất và độ bão hoà của chúng ở các tầng đất khác nhau cũng thay đổi. Do đó điện trở suất của đất biến đổi trong phạm vi rộng, trị số trong mùa ma và mùa khô có thể khác nhau xa. Trong tính toán thiết kế về nối đất, trị số điện trở suất của đất dựa theo kết quả đo lờng thực địa ( công tác do lờng đợc tiến hành trong mùa ma vào lúc tạnh ráo) và sau đó phải hiệu chỉnh theo hệ số mùa K (bảng 19- 2) nhằm tăng cờng an toàn: tt d K = . (6-2) Bảng 6-2 Các số liệu và hệ số màn K Loại nối đất Hình thức nối đất Bộ chôn sâu (m) Hệ số mùa K Nối đất làm Nằm ngang 0,5 1,5 ữ 6,5 việc và nối 0,8 1,6 ữ 3 đất an toàn Thẳng đứng 0,8 1,4 ữ 2 Nối đất Nằm ngang 0,5 1,4 ữ 1,8 chống sét 0,8 1,2 ữ 1,45 Thẳng đứng 0,8 1,15 ữ 1,30 Khi đo, nếu đất khô ráo sẽ lấy hệ số mùa theo giới hạn dới và nếu đất ẩm sẽ lấy theo giới hạn trên. Từ bảng số thấy rằng, đối với nối đất làm việc và nối đất an toàn phải chọn các hệ số mùa lớn vì nó làm việc quanh năm và trị số tăng rất cao trong mùa khô. Hệ số mùa lớn còn phụ thuộc vào độ chôn sau của nối đất, điện cực chôn càng sâu thì ảnh hởng do sự thay đổi thời tiết càng bị hạn chế. Khi nghiên cứu quá trình phóng điện trong đất có thể dùng hình 6-2: các tia lửa phóng điện phát triển chung quanh điện cực hình thành khu vực có điện trở suất bằng không và cờng độ trờng ở bề mặt có trị số bằng cờng độ phóng điện trong đất ( E 0 ) . Hình6 -2 Hình thành tia lửa điện trong vùng đất chung quanh điện cực E E 0 I Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 5 Khi đất khô ráo, quá trình phóng điện xảy ra men theo các khe rãnh của đất tức là khe hở khí, do đó cờng độ trờng phóng điện ( E 0 ) không phụ thuộc vào thành phần hoá lý của đất và đạt đợc trị số gần thống nhất giữa các loại đất khác nhau. Khi đất ẩm cờng độ trờng phóng điện tăng theo lợng ẩm trong đất và có thể đạt trị số lớn hơn so với khi đất khô do cờng độ phóng điện xung kích của nớc lớn hơn so với khí. Điện trở suất của vùng đất bên ngoài khu vực tia lửa điện cũng bị giảm thấp dới tác dụng của trờng. Hình 19- 3 cho các đờng cong biểu thị sự giảm thấp tơng đối của điện trở suất xung kích của đất và của nớc làm ẩm đất theo cờng độ trờng ở thời điểm cực đại của sóng. Để đợc đơn giản trong tính toán, quan hệ này đợc tuyến tính hoá trong phạm vi trị số trờng E = 0 và E = E 0 và biểu thị bởi phơng trình: ( ) xk EK=1 (6-3) Đối với các loại đất cát, đất sét và đất mùn thông thờng, hệ số K biến thiên trong phạm vi 0,01 ữ 0,05. Đ 6-2. Tính toán về nối đất. 1. Trị số điện trở tản xoay chiều của các hình thức nối đất thông thờng. Để có khái niệm về cách tính toán điện trở tản của nối đất có thể xét trờng hợp đơn giản nhất là trờng hợp điện cực hình bán cầu (Hình 19-4). Dòng điện chạm đất I đi qua nơi sự cố sẽ tạo nên điện áp giáng trên bộ phận nối đất U = I, R là điện trở tản của nối đất. Điện trở tản của lớp đất giới hạn bởi các mặt đẳng thế bán kính r và r + dr có trị số: dR dr r r rdr = + 2 2 Từ đó tính đợc điện trở tản của nối đất hình bán cầu có bán kính r 0 . Hình6 -3 Quan hệ () xk fE= ở một thời điểm l ds s = = ữ 23 1.Nớc có =70.m; 2. Cát có =450m; 3. Cát có =300m; 4. Đất sét có =70.m; 5. . Đất sét có =300.m; 6. Đất mùn =300m 7. Đất mùn =3000m 0 2 4 6 8 10 12 kv/cm 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 1 2 3 4 6 5 7 Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 6 == RdR r r 0 2 0 (6-5) Sự phân bố điện áp trên mặt đất đợc xác định theo: UIdR r r r == . 1 2 (6-6) Trên hình 19-4 cho đờng cong phân bố điện áp trên mặt đất đồng thời còn cho các khái niệm về trị số điện áp tiếp xúc (L tx ) và điện áp bớc (U b ). Trong thực tế, nối đất thờng có các hình thức: cọc dài 2ữ3m bằng sắt tròn hay sắt góc chôn thẳng đứng; thanh dài chôn nằm ngang ở độ sâu 0,5ữ0,8m đặt theo hình tia hoặc mạch vòng và hình thức tổ hợp của hai hình thức trên. Trị số điện trở tản của hình thức nối đất cọc đợc xác định theo các công thức cho ở bảng 6-3. Bảng 6-3. Công thức tính điện trở nối đất của cọc. Hình thức nối đất Sơ đồ của nối đất Công thức tính điện trở tản (ôm) Ghi chú Cọc chôn nổi R l In l dd c = 2 4 (6-7) Khi dùng sắt góc Cọc chôn sâu dới mặt đất ( R c =+ 2 2 l In l d + + 1 2 4 4 In ll l (6-8) trị số d thay bằng 0,95b (b-chiều rộngcủa sắt góc). Đối với nối đất chôn nằm ngang có thể dùng công thức chung để tính trị số điện trở tản xoay chiều. Hình 6 -4 Xác định điện áp bớc và điện áp tiếp xúc. U=IR U t k U h U=f(r) d r r Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 7 R l In KL dt = 2 2 (6-9) L chiều dài tổng của điện cực ( nếu là mạch vòng sẽ lấy bằng chu vi). d đờng kính điện cực khi điện cực dùng sắt tròn. Nếu dùng sắt dẹt trị số d thay bằng b b 2 ( chiều rộng của sắt dẹt). l độ chôn sâu. K hệ số phụ thuộc vào sơ đồ của nối đất, cho ở bảng 6-4. Khi dùng các hình thức nối đất đơn giản trên không đạt đợc yêu cầu về trị số điện trở tản thì phải dùng hình thức nối đất tổ hợp gồm nhiều cọc chôn dọc theo chiều dài tia hoặc dọc theo chu vi mạch vòng. Hiệu quả của nối đất giảm do ảnh hởng lẫn nhau giữa các điện cực. Để giải thích đợc hiện tợng này xét hệ thống gồm hai điện cực hình bán cầu (hình 6-5). Nếu khoảng cách a đủ lớn thì các điện trờng của chúng sẽ không ảnh hởng lẫn nhau và dòng điện ở điện cực đợc ảtn trong đất đồng đều theo mọi phơng hớng. Khi điện cực gần nhau, dòng điện từ điện cực I không thể đi vào phần đất phía bên phải của mặt phẳng AB. Tình hình tản dòng điện ở điện cực II cũng tơng tự nh vậy. Bảng 6-4. Hệ số K Sơ đồ của nối đất K Sơ đồ của nối đất ll 12 / K 1 1 5,53 1,27 l 2 1,5 5,81 1,46 2 6,42 2,38 l 1 3 8,17 8,45 4 10,40 19,2 D l l D 2 2 4 Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 8 Điện áp của mỗi điện cực đợc xác định bằng điện áp của bản thân điện cực khi có dòng điện 1 2 đi qua và điện áp gây nên bởi điện trờng của điện cực kia đặt cách xa khoảng cách a. Từ đó suy tính đợc điện trở tản của hệ thống nối đất gồm hai điện cực hình bán cầu: R U Ira ht == + 4 11 0 So với trờng hợp lý tởng (không có ảnh hởng lẫn nhau) điện trở tản của nôí đất tăng thêm phân lợng 4 1 . a . Tỷ lệ giữa hai trị số điện trở tản của nối đất khi có và không có sét đến ảnh hởng lẫn nhau giữa các điện cực đợc gọi là hệ số sử dụng của nối đất. Trong hệ thống gồm hai điện cực hình bán cầu hệ số sử dụng có trị số bằng: = R h t R r ra r a 2 22 4 11 1 1 0 0 0 = + = + . (6-10) Từ (6-10) thấy rằng, hệ số sử dụng giảm khi tăng kích thớc của điện cực và giảm khoảng cách giữa chúng. Khi hệ thống nối đất gồm nhiều cọc bố trí dọc theo chiều dài tia hoặc theo chu vi mạch vòng, điện trở tản của hệ thống đợc tính theo công thức. R RR RR ht ct ct tc = + (6-11) trong đó: R c điện trở tản của một cọc. R t điện trở tản của tia hoặc của mạch vòng. n Số cọc c hệ số sử dụng của cọc. t hệ số sử dụng của tia dài hoặc của mạch vòng. Hình6 -5 Nghiên cứu ảnh hởng lẫn nhau giữa các điện cực nối đất. A a B I II Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 9 Các hệ số sử dụng c và t phụ thuộc vào tỷ số a l a ( khoảng cách giữa các cọc, l chiều dài cọc ) và số cọc n. 2. Tính toán nối đất chống sét. Tính toán về nối đất chống sét có phức tạp hơn vì ở đây phải đề cập tới cả hai quá trình đồng thời xảy ra khi có dòng điện tản trong đất: Quá trình quá độ của sự phân bố điện áp dọc theo chiều dài điện cực. Quá trình phóng điện trong đất. Nh đã trình bày ở trên, khi chiều dài điện cực ngắn ( nối đất tập trung) thì không cần xét quá trình quá độ mà chỉ xét đến quá trình phóng điện trong đất. Ngợc lại khi nối đất dùng hình thức phân bố dài ( tia dài hoặc mạch vòng) thì đồng thời phải xét đến cả hai quá trình, chúng có ảnh hởng khác nhau đối với hiệu quả của nối đất. Điện trở tản xung kích của nối đất tập trung. Việc tính toán điện trở tản xung kích tiến hảnh trên cơ sở giả thiết gẫn đúng về sự phát triển đồng đều của khu vực tia lửa điện lý tởng mà mặt ngoài có điện trờng EEE 00 ( cờng độ điện trờng phóng điện trong đất), điện cực có kích thớc lấy bằng của khu vực tia lửa điện và đợc đặt trong vùng đất có trị số điện trở suất biểu thị theo quan hệ của (6-3). Dạng sóng dòng điện đợc chọn theo dạng sóng xiên góc có biên độ I. Trị số điện trở tản đợc tính ở thời điểm t ds = vì lúc này điện áp trên bộ phận nối đất có trị số lớn nhất ( chỉ là gần đúng vì trị số cực dại của điện áp xuất hiện có sớm hơn đôi chút so với trị số cực đại của dòng điện). Tiếp tục xét với trờng hợp điện cực hình bán cầu (hình 6-6). Do sự hình thành khu vực tia lửa điện nên bán kính điện cực đợc tăng tới trị số r và trờng ở mặt ngoài có trị số bằng E 0 . Nh vậy có thể viết đợc: () Ei I r KE xk0 2 0 2 1== Suy ra bán kính r : r lKE E = ()1 2 0 0 (6-12) Hình 6 -6 Tính toán điện trở tản xung kích của nối đất tập trung . E r 2r 0 E=E 0 Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 10 Cờng độ trờng tại điểm cách tâm điện cực khoảng cách rr> đợc tính theo: () E I r KE rr = 2 1 2 hoặc E I rIK r = + 2 2 và công thức tính điện áp của nối đất: UEdrI dr rIK r rr r == + 2 2 UI IK arctgr IK = 22 2 Từ đó suy ra đợc trị sốện trở tản xung kích của điện cực hình bán cầu: R U IIK arctg KE xk = 2 157 1 1 0 , (6-13) Từ (6-13) thấy rằng, điện trở tản xung kích không phụ thuộc vào kích thớc hình học của điện cực mà quyết định bởi biên độ dòng điện I, điện trở xuất và đặc tính xung kích của đất. Vì trị số điện trở tản xoay chiều của nối đất tỷ lệ với nên hệ số xung kích, tỷ lệ giữa trị số điện trở tản xung kích và xoay chiều, có trị số: xk xk R R I == 1 Hoặc ở dạng tổng quát: ( ) xk fI = (6-14) Có thể dùng công thức (6-13) đển ớc tính điện trở tản xung kích của một số nối đất có sẵn khi chúng có dạng gần nh hình bán cầu ( các hệ, móng kim loại hoặc bê tông cốt thép) và đánh giá khả năng của " tự nối đất" là khi mà xét đánh thẳng xuống nơi không có điện cực nối đất, lúc này có thể xem nh kích thớc điện cực đợc rút gọn tới hạn bé nhất. Việc tính toán điện trở tản xung kích của cọc đợc tiến hành tơng tự nh trên và thấy rằng hệ số xung kích cũng biến thiên theo quy luật của ( 6-14). Tính toán nối đất phân bố dài. Chia hai trờng hợp để xét: [...]... ở đầu vào của nối đất: u (0, t ) 1 2T1 Z(0, t ) = = 1 + i(0, t ) gl t k 1 k2 k =1 t T 1 e Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 11 k ( 6- 1 6) ( 6- 1 7) http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp 60 L=20m 40 L=40m R L=80m 20 0 Bộ môn: Năng lợng điện R R 4 8 t 16 s 12 Hình 6 -7 Biến thiên theo thời gian của tổng trở xung kích ở đầu vào của nối đất phân bố dài (vùng đất có = 500 , cm) Tổng... 14kV/cm Bảng 6- 5 Giới hạn về chiều dài điện cực của nối đất phân bố dài ( khi I = 40kA và ds = 3 ữ 6s) Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 13 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện ( m) 5.102 10.102 20.102 40.102 lgh ( m) 25ữ35 45ữ50 60 ữ80 80 ữ100 Điện trở tản xung kích của hệ thống đợc xác định theo công thức: Rxkc Rxkt 1 1 Rxkc Rxkt n Rxkht = = ( 6- 1 8) Rxkc Rxkc... phép: ( 6- 9 ) R 0,5 Đối với thiết bị có điểm trung tính cách điện (dòng điện ngắn mạch chạm đất bé) thì: R 250 I ( 6- 2 0) nếu phần nối đất này chỉ dùng cho các thiết bị cao áp và R 125 I (1 9-2 1) khi dùng chung cho cả phần cao áp và hạ áp nhng không đợc quá 10 Khi trong lới điện không đặt cuộn dập hồ quang ( cuộn Pêtecxen) thì dòng điện I sẽ là dòng điện dung của toàn lới: I = 3U p h C U ph điện áp. .. xà máy biến áp; khoảng cách theo mạch dẫn điện trong đất từ chỗ nối đất của máy biến áp tới chỗ nối đất của hệ thống thu sét phải từ 15m trở lên v.v Các biện pháp này nhằm mục đích gỉam phần điện áp giáng trên bộ phận nối đất và bảo vệ an toàn cho máy biến áp là thiết bị điện quan trọng nhất của trạm Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 17 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng... Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 16 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện dẫn, đảm bảo vạn hành an toàn Nhng việc giảm điện trở nối đất sẽ phải huy động nhiều sắt thép và khối lợng thi công do đó tiêu chuẩn nối đất cột điện phải đợc quy định sao cho hợp lý Hiện nay tiêu chuẩn nối đất cột điện đợc quy định theo điện trở suất của đất và cho ở bảng 6- 6 Vì không thể... cho tổng trở xung kích có trị Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 12 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện số lớn hơn R( xk > 1) Bảng 6- 5 đề xuất các giới hạn về chiều dài điện cực của nối đất phân bố dài trong các vùng đất có điện trở suất khác nhau khi có dòng điện sét có biên độ I = 40kA và độ dài đầu sóng ds = 3 ữ 6s Trong trờng hợp phải dùng hình thức nối... các biện pháp cân bằng điện áp tạo nên sự phân bố điện áp đều đặn trên mặt đất, làm giảm trị số điện áp bớc và điện áp tiếp xúc Điều này đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị có dòng điện ngắn mạch chạm đất lớn Với mục đích đó, thờng dùng nối đất mạch vòng bố trí dọc theo chu vi trạm để làm tăng điện áp của phần mặt đất ở bên trong và nh vậy sẽ giảm đợc trị số điện áp tiếp xúc và điện áp bớc 2 Loại... gian tồn tại của ngắn mạch rất ngắn và quyết định bởi thời gian Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 14 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện ngắn mạch tác động của hệ thống bảo vệ rơle Ngoài ra khi thời gian có ngắn mạch chạm đất ngắn thì xác suất có ngời trong khu vực có điện áp tăng cao lúc sự cố sẽ giảm rất nhiều Theo các quy trình hiện hành, tiêu chuẩn nối đất... đến quá trình tính toán mà chỉ nghiên cứu về các quy luật nối đất phân bố dài khi có xét quá trình phóng điện trong đất Trên hình 6- 9 cho quan hệ của điện trở tản xoay chiều R R = 1,0 Us/U L =20m 0,8 L =40m 0 ,6 L =60 m 0,4 L =80m 0,2 0 x 20 40 60 80 m Hình 6 -8 Phân bố điện áp dọc theo điện cực có chiều dài khác nhau = 500 , cm; ds = 3s) 1 , tổng trở xung gl kích khi không xét quá trình phóng điện Z... phép bé nhất Trong thực hiện nối đất, cần tận dụng các hình thức nối đất có sẵn ví dụ các đờng ống ( ống nớc, vỏ cáp) và các kết cấu kim loại của công trình chôn trong đất, móng bê tông cốt thép v.v Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên 15 http://www.ebook.edu.vn Kỹ thuật cao áp Bộ môn: Năng lợng điện Việc tính toán điện trở tản của các đờng ống chôn trong đất hoàn toàn giống với điện cực . r lKE E = ()1 2 0 0 ( 6- 1 2) Hình 6 -6 Tính toán điện trở tản xung kích của nối đất tập trung . E r 2r 0 E=E 0 Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công. Hình 6 -4 Xác định điện áp bớc và điện áp tiếp xúc. U=IR U t k U h U=f(r) d r r Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái. 2 4 6 8 10 12 kv/cm 1,0 0,8 0 ,6 0,4 0,2 1 2 3 4 6 5 7 Kỹ thuật cao áp. Bộ môn: Năng lợng điện Trờng Đại học Kỹ Thuật công Nghiệp Thái Nguyên. http://www.ebook.edu.vn 6