hệ thống đấu đất của thông tin; cung cấp cho những trạm thông tin cơ bản, khắc phục, nâng cao khả năng an toàn cho trạm thông tin cấp chiến dịch chiến thuật. Các điện cực bằng kim loại dùng làm tiếp đất, khi ở trong đất chứa một lượng độ ẩm nào đó, sẽ chịu sự ăn mòn điện hoá, có nghĩa là điện cực bị huỷ hoại. Cường độ phá hoại các tiếp đất này phụ thuộc vào thành phần đất, độ ẩm của đất, điều kiện nhiệt độ và các nguyên nhân khác. Các tiếp đất có dòng điện một chiều chảy qua nó vào đất sẽ ở trong điều kiện đặc biệt bất lợi, do bị ăn mòn điện phân. Sự ăn mòn điện hoá (ăn mòn thổ nhưỡng) so với ăn mòn điện phân là nhỏ có thể bỏ qua. Khi thiết kế các hệ thống tiếp đất công tác cần đặc biệt quan tâm đến sự ăn mòn điện phân các điện cực bằng kim loại.
Các lưu ý thiết kế hệ thống tiếp đất công tác TS Nguyễn Văn Dũng Các điện cực kim loại dùng làm tiếp đất, đất chứa lượng độ ẩm đó, chịu ăn mòn điện hố, có nghĩa điện cực bị huỷ hoại Cường độ phá hoại tiếp đất phụ thuộc vào thành phần đất, độ ẩm đất, điều kiện nhiệt độ nguyên nhân khác Các tiếp đất có dòng điện chiều chảy qua vào đất điều kiện đặc biệt bất lợi, bị ăn mòn điện phân Sự ăn mòn điện hố (ăn mòn thổ nhưỡng) so với ăn mòn điện phân nhỏ bỏ qua Khi thiết kế hệ thống tiếp đất công tác cần đặc biệt quan tâm đến ăn mòn điện phân điện cực kim loại Các điện cực tiếp đất bị ăn mòn mạnh bao gồm: - Tiếp đất trạm cung cấp điện chiều cáp dây trần thông tin; - Tiếp đất trạm cung cấp điện chiều trạm truyền mạng truyền thanh; - Tiếp đất trạm katod tuyến cáp thông tin nhằm bảo vệ vỏ cáp khỏi bị ăn mòn; - Tiếp đất trạm điện báo; - Tiếp đất trạm điện thoại có nguồn điện tập trung Nếu giả thuyết rằng, trình làm việc tiếp đất điện dương, tổn hao (mất mát) trọng lượng điện cực theo quy luật điện phân, tỷ lệ thuận với điện lượng chảy qua tiếp đất Tổn hao trọng lượng (trọng lượng mát) điện cực trường hợp xác định theo công thức Faraday sau: G = qIt (1) Trong đó: - q đương lượng điện hố kim loại, (g/A.s g/A.h g/A.năm); - I trị số dòng điện chảy từ điện cực tiếp đất vào đất (chất điện phân), (A); - t thời gian dòng điện chảy qua, (s, h, năm) Trị số đương lượng điện hoá q, phụ thuộc vào dạng kim loại (trọng lượng nguyên tử hoá trị nó), xác định cơng thức: (2) Trong đó: - F số Faraday, (F=26,78 cho tất kim loại) - A trọng lượng nguyên tử kim loại dùng làm điện cực tiếp đất; - n hoá trị kim loại Đối với thép: A = 55,85; n = 2; q = 1,0424 (g/A.h), Do đó: G = 1,0424 It; (g) Với I đo Amper (A), t đo (h) Trọng lượng kim loại bị mát năm khai thác bằng: Nếu ký hiệu T số năm khai thác tiếp đất; Q số kilôgam trọng lượng thép dùng làm tiếp đất bị giảm năm, ứng với dòng điện chảy qua 1A; I dòng điện chảy từ điện cực vào đất, A; trọng lượng thép dùng làm tiếp đất bị mát (tính kilơgam) thời gian khai thác với dòng điện I chảy qua tiếp đất xác định công thức: G = QIT = 9,12IT; (kg) (3) Sự huỷ hoại điện cực, hiển nhiên làm thay đổi kích thước điện cực, làm giảm đường kính chiều dài ống tiếp đất, làm giảm chiều rộng chiều dầy cạnh tiếp đất thép góc, dẫn đến làm giảm trọng lượng tiếp đất Hậu ăn mòn điện tiếp đất làm tăng điện trở tiếp đất Đối với tất dạng tiếp đất thông tin phải bảo đảm trị số tiêu chuẩn suốt thời gian khai thác ăn mòn tiếp đất xảy liên tục từ lúc khai thác, nên việc tính tốn điện trở tiếp đất cần phải thực để bảo đảm cho thiết bị thơng tin làm việc bình thường thời gian khai thác (ví dụ, 30 năm) Nói cách khác, cấu trúc hệ thống tiếp đất cần phải xét đến ăn mòn điện hố điện phân để điện trở tiếp đất đến cuối thời hạn khai thác thiết bị thông tin không vượt tiêu chuẩn cho phép Do điện trở hệ thống tiếp đất lúc bắt đầu khai thác nhỏ tiêu chuẩn cách đáng kể, nhằm để cải thiện độ tin cậy chất lượng làm việc thiết bị thông tin cuối thời hạn khai thác Thời hạn khai thác tiếp đất công tác điện dương, suốt thời gian khai thác thiết bị thơng tin có dòng điện chiều chảy qua sánh với thời hạn khai thác tất thiết bị thơng tin nói chung khơng hợp lý kinh tế Thiết đất công tác điện dương không thiết phải cho toàn thời gian khai thác thiết bị thơng tin (30 năm) mà nhỏ hơn, ví dụ nửa thời hạn làm việc thiết bị thơng tin (15 năm), trường hợp nửa thiết bị dùng đến hệ thống tiếp đất bị gỡ 15 năm thiết bị không sinh lợi Riêng tiếp đất bảo vệ, trình huỷ hoại điện cực thép ăn mòn điện hố chậm hơn, nên thiết kế cho toàn thời hạn khai thác thiết bị thông tin (30 năm) Các lưu ý thiết đất công tác Các tiếp đất công tác điện dương, đảm bảo trị số điện trở tiếp đất khơng đổi theo thời gian tiếp đất cần phải có yêu cầu đặc biệt nhằm bảo đảm cho thiết bị thông tin khai thác bình thường thời hạn khai thác hệ thống tiếp đất Khi thiết đất công tác điện dương, ta cần phải: - Xác định trọng lượng thép làm tiếp đất bị mát ăn mòn điện phân thời hạn khai thác tiếp đất 15 năm; - Xác định toàn trọng lượng tiếp đất cấu thành tiếp đất công tác yêu cầu đáp ứng mối quan hệ với tiêu chuẩn điện trở tiếp đất; - Dự kiến cấu trúc hệ thống tiếp đất (kích thước tiếp đất, số lượng tiếp đất, kích cỡ mạng tiếp đất) bảo đảm thiết bị thơng tin khai thác bình thường thời gian 15 năm; Xác định trọng lượng tiếp đất công tác bị mát theo công thức (3), trị số 9,12 kg đương lượng điện hố Khi xét đến tính xâm thực đất làm ảnh hưởng đến trị số nêu ta lấy lấy tăng lên Q = 10 kg Trong thời gian 15 năm cơng tác tiếp đất, cơng thức (3) có dạng: G = 10.I.15 = 150.I; (kg) (4) Trong bảng trình bày giá trị trọng lượng mát tiếp đất công tác điện dương thời gian 15 năm phụ thuộc vào trị số dòng điện chảy qua điện trở tiếp đất Bảng Trọng lượng mát tiếp đất công tác thời gian 15 năm G, kg 30 60 90 100 150 225 300 450 600 750 I, A 0,2 0,4 0,6 0,8 1,5 Tổng trọng lượng tiếp đất công tác thời gian khai thác GT xác định tổng trọng lượng tiếp đất bảo đảm trị số điện trở tiếp đất tiêu chuẩn đến cuối thời hạn khai thác tiếp đất công tác (15 năm), Gtc trọng lượng thép dùng làm tiếp đất bị huỷ hoại ăn mòn thời gian khai thác tiếp đất, Ghh, có nghĩa là: GT = Gtc + Ghh (5) Trị số trọng lượng tiếp đất bảo đảm trị số điện trở tiếp đất tiêu chuẩn R xác định công thức: Gtc= G.N (6) Trong đó: - G trọng lượng điện cực tiếp đất, phụ thuộc vào loại kích thước tiếp đất lựa chọn, kg; - N số lượng tiếp đất nối song song với để tổng trở tiếp đất điện trở tiêu chuẩn dạng tiếp đất thiết kế Giá trị N xác định cơng thức: (7) Trong đó: - R điện trở tiếp đất trị số tiêu chuẩn tiếp đất thiết kế; - Rtc điện trở điện cực tiếp đất; - η hệ số sử dụng tiếp đất Trọng lượng điện cực tiếp đất phụ thuộc vào kích thước điện cực xác định cơng thức sau: Đối với tiếp đất dạng ống (Kg) (8) Trong đó: - γth trọng lượng riêng thép (= 7,86 g/cm3); - Vơ thể tích ống thép làm điện cực tiếp đất, cm3; - ℓ chiều dài điện cực, cm; - D đường kính ngồi ống, cm; - d đường kính ống, cm 2 Đối với tiếp đất dạng thép góc GG = γth VG = γth ℓδ(a + b) (9) Trong đó: - γth trọng lượng riêng thép, (= 7,86 g/cm3); - VG thể tích điện cực tiếp đất thép góc, cm chiều dài điệ - ℓ chiều dài điện cực, cm; - δ chiều dầy thép góc, cm; - a b chiều rộng cạnh ngồi thép góc, cm; (xem hình 1) Đối với dải (thanh) tiếp đất dài nằm ngang GIT = γth VT (10) Trong đó: - γth trọng lượng riêng thép ( = 7,86 g/cm3); Với: + ℓ chiều dài dải (thanh) tiếp đất dài, cm; + a chiều rộng dải (thanh) tiếp đất, cm; + δ chiều dầy dải (thanh) tiếp đất, cm Đối với dây tiếp đất dài thép tiết diện tròn (11) Trong đó: - γth trọng lượng riêng thép (= 7,86 g/cm3); - ℓ chiều dài dây, cm; - D đường kính dây, cm Các số liệu nêu hoàn toàn đủ để xác định cấu trúc tiếp đất công tác thiết kế, có nghĩa xác định cách tính tốn số lượng tiếp đất loại hay loại khác với kích thước cho bảo đảm độ bền vững tiếp đất cơng tác Hình Tiết diện thép góc Tính tuổi thọ tiếp đất Thời hạn khai thác (tuổi thọ) tiếp đất dùng điện cực kim loại quy định khoảng thời gian mà trọng lượng tiếp đất (điện cực) giảm đến 25% trọng lượng ban đầu, có nghĩa lượng kim loại ăn mòn chiếm 75% trọng lượng điện cực Thời hạn khai thác T, hệ thống tiếp đất gồm ống thép chôn thẳng đứng đất xác định công thức: , năm (12) Trong đó: - n số ống hệ thống tiếp đất; - I trị số dòng điện công tác chảy qua điện cực vào đất, A; - l chiều dài ống, m; - d1 đường kính ngồi ống, m; - d2 đường kính ống, m Số ống cần thiết cho hệ thống tiếp đất ứng với thời hạn khai thác cho xác định công thức: (13) Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Văn Dũng 2002, Tài liệu chun đề “Tiếp đất cho cơng trình viễn thông”, 2002 [2] TS Nguyễn Văn Dũng, Sét chống sét bảo vệ cơng trình thiết bị viễn thông, Nhà xuất Bưu điện 2001 ... thiết đất công tác Các tiếp đất công tác điện dương, đảm bảo trị số điện trở tiếp đất khơng đổi theo thời gian tiếp đất cần phải có yêu cầu đặc biệt nhằm bảo đảm cho thiết bị thông tin khai thác... thông tin khai thác bình thường thời gian 15 năm; Xác định trọng lượng tiếp đất công tác bị mát theo công thức (3), trị số 9,12 kg đương lượng điện hố Khi xét đến tính xâm thực đất làm ảnh hưởng