Tiếp nội dung phần 1, Bài giảng Cấp điện công trình xây dựng: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Chống sét cho công trình xây dựng; an toàn điện; chiếu sáng nhân tạo bên trong công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!
Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng CHƯƠNG CHỐNG SÉT CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG 4.1 Hiện tượng sét hậu cơng trình xây dựng 4.1.1 Hiện tượng sét: Sét tượng bí ẩn, phức tạp đến người chưa hiểu hết Nghiên cứu thực nghiệm ñầu tiên sét nhà kho học Mỹ tên Franklin (17061790) Franklin nêu lên giả thuyết chất ñiện tia chớp ðể chứng tỏ đám mây có tích điện, ơng đề nghị làm chịi đỉnh tháp cao, từ chịi dựng lên sào nhọn sắt cao khoảng 10m gắn ñế cách ñiện ñể quan sát tia điện phóng từ đám mây dơng xuống sào Năm 1752, ơng thực Mỹ thí nghiệm tiếng cách dùng diều thả lên trời có đám mây dơng bay tới Ông gắn diều sắt nhọn ñầu phía cuối dây diều ơng buộc chìa khóa dải lụa để làm chỗ tay cầm ñể chứng minh cọc sắt nhọn “rút lửa ñiện” từ ñám mây Tranh vẽ minh hoạ Franklin trai làm thí nghiệm sét năm 1752 cách thả diều có gắn sắt nhọn D H K T D N Năm 1752, Petecbua (Nga) nhà khoa học Richman làm lại thí nghiệm nguy hiểm giơng, Richman bị sét đánh thiệt mạng,… Cơ chế hình thành sét nói chung phức tạp, có nhiều cơng trình nghiên cứu q trình nhiễm điện đám mây dơng chế phát triển tia sét hướng xuống ñất, rong giả thuyết Simson nhiều người biết đến giải thích chế hình thành sét cách đơn giản, dễ hiểu: Dơng tượng khí liên quan với phát triển mạnh mẽ đối lưu nhiệt nhiễu động khí quyển, thường xảy vào mùa hè thời ñiểm mà trao đổi nhiệt mặt đất khơng khí lớn Những luồng khơng khí nóng mang theo nước bay lên ñến ñộ cao ñấy nguội dần, lúc nước tạo thành giọt nước nhỏ hay gọi tinh thể băng chúng tích tụ khơng gian dạng đám mây Trái đất bị nóng khơng khí nóng bay lên cao hơn, mây dày ñến lúc Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 100 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng tinh thể băng mây lớn dần rơi xuống thành mưa Mây dày màu đen Sự va chạm luồng khí nóng lên tinh thể băng ñi xuống ñám mây làm xuất điện tích mà ta gọi mây tích Các phần tử điện tích âm có khối lượng lớn nên nằm đáy đám mây cịn phần tử ñiện tích dương nhẹ nên bị ñẩy lên phần ñám mây Cụ thể là: + H2 O H+ + OH- + H+ phần OH- nặng + Các mây tích trái dấu gặp trời dễ bị tách mây tích sét dây + Các mây tích gần mặt đất (OH-) làm mặt đất cảm ứng điện tích +, cường độ điện trường lớn xảy phóng điện sét ñánh thẳng K T D N + Sét lan truyền: sét ñánh vào ñường dây ñiện, ñiện thoại xa truyền vào nhà gây hỏng thiết bị sét lan truyền H Giả thiết Simson chế hình thành sét D + Sét cảm ứng: Sét ñánh bên nhà vật dụng kim loại nhà bị nhiễm điện + Sét hịn: xuất đột ngột dạng cầu lửa di chuyển, sau biến với tiếng nổ lớn tượng bí ẩn chưa giải thích (Nhà bác học Nga Kapitsa xây dựng lý thuyết sét hịn giải Nobel 1978 chưa giải thích hết tượng) Sét dây Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng Sét ñánh thẳng 101 Bài giảng Cấp ñiện cơng trình xây dựng Sét đánh thẳng vào tượng nữ thần tự tối 22/9/2010 D H K T D N Sét ñánh vào máy bay Tranh minh hoạ sét xuất Tia sét ngược ðại học Duke (Mỹ) chụp ngày 21/7/2008 Tòa nhà cao giới Burj Khalifa Dubai cao 818m - 160 tầng sau khai trương ngày (04/01/2010) bị sét đánh Nhiếp ảnh gia Alisdair Miller ghi lại Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 102 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng - ðặc điểm tia sét: + Cường độ dịng điện cực lớn 50kA – 200kA + Nhiệt ñộ: 10.0000C + Gây tiếng nổ lớn gọi sấm 4.1.2 Hậu sét: - Nguy hiểm cho người - Hư hỏng cơng trình, thiết bị - Việt Nam nước có cường độ hoạt ñộng sét lớn (>100 ngày sét) Viện vật lý ñịa cầu ñã xây dựng ñồ sét làm sở tính tốn chống sét cho vùng nước Ví dụ ðà Nẵng= 7,3 ; Ninh Thuận =1;Long An =16,2 (lần/km2/năm) 4.2 Yêu cầu chống sét cho cơng trình Các tiêu chuẩn chống sét bao gồm: N - TCXDVN 46:2007 chống sét cho cơng trình xây dựng - Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra bảo trì hệ thống D - QCVN 02: 2008/BCT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn bảo quản, vận chuyển, sử dụng tiêu hủy vật liệu nổ công nghiệp - Phần chống sét cho kho chứa vật liệu nổ T - TCN 68 - 135 2001 Tiêu chuẩn chống sét bảo vệ cơng trình viễn thông K Thông thường thiết kế chống sét ñánh thẳng, không thiết kế chống sét lan truyền cảm ứng (chỉ cho ngành điện, thơng tin) - Các cơng trình chắn phải có chống sét: H + Nơi tụ họp đơng người; + Nơi cần phải bảo vệ dịch vụ công cộng thiết yếu; D + Nơi mà quanh khu vực thường xun xảy sét đánh; + Nơi có kết cấu cao đứng đơn độc mình; + Nơi có cơng trình có giá trị văn hố lịch sử; + Nơi có chứa loại vật liệu dễ cháy nổ - Các cơng trình khác việc đặt hệ thống chống sét dựa yếu tố: + Công tồ nhà + Tính chất việc xây dựng tồ nhà + Giá trị vật thể nhà hậu sét ñánh gây + Vị trí tồ nhà + Chiều cao cơng trình 4.3 Chống sét đánh thẳng Chống sét đánh thẳng có nhiệm vụ thu lượng dịng điện sét chuyển tàn vào đất, phận cấu thành phải bao gồm hệ thống thu (kim) hệ thống tản (tiếp ñất) Nếu thiếu hệ thống khơng thể gọi hệ thống chống sét, ñặc biệt Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 103 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng có kim mà khơng có hệ thống nối đât nguy hiểm trường hợp giống gọi sét đánh vào cơng trình Kim thu sét xuất giới vào năm 1760 phát minh Franklin ngày người ta gọi hệ thống chống sét thụ động Franklin Hệ thống kim dây thu sét Khi sét đánh thu lấy dịng điện sét đưa xuống đất Hệ thống ñã tồn hàng trăm năm phát huy hiệu quả, ngày sử dụng phổ biến rkết cấu đơn giản, tính tốn dễ dàng, giá thành rẻ lắp đặt khơng ñược mỹ quan Khoảng vài chục năm trở lại ñây xuất hệ thống chống sét chủ động: Nó chủ động tạo phóng điện sớm để thu hút dịng điện sét dẫn xuống ñất Hệ thống ñang xuất ngày nhiều (nhất thành phố) có vài chục hãng giới cung cấp Về nguyên lý hãng sản xuất hệ thống ngun lý cơng nghệ có khác Nhược ñiểm tiền, dùng nơi cần mỹ quan, hiệu chống sét cao 4.3.1 Hệ thống chống sét Franklin a) Cấu tạo: a.1) Bộ phận thu sét: đặt cao cơng trình, kim đặt nơi ñỉnh nhọn N Bao gồm loại: + Kim thu sét: thép mạ kẽm, mạ ñồng, dài 200-400mm, ñầu nhọn D + ðai thu sét: ñể liên kết kim thu sét ñồng thời làm nhiệm vụ thu sét với phạm vi hẹp kim thu sét T + Lưới thu sét: ðối với nhà mái rộng không dùng kim mà dùng lưới thu sét ñộ 10mx20m K + Dây thu sét: ðối với cơng trình dạng tuyến đường dây tải điện khơng người ta treo dây chống sét để thu sét - Dẫn dịng sét xuống ñất H a.2) Bộ phận dẫn sét D - Ở độ cao < 3m có người qua lại phải chôn ngầm bọc ống - Mỗi công trình có dây dẫn sét - Cách mặt đất 1m bố trí điểm nối dây tháo ñể ño ñiện trở ñất - Làm dây thép dây ñồng Kim thu sét Kim thu sét Cột bêtông ðai thu sét Dây dẫn sét Công trình Cơng trình Cọc nối đất 2m Cọc nối đất Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 104 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng Kim thu sét Dây thu sét 2m Cột Cột Dây dẫn sét 2m Cơng trình Cơng trình 2m Cọc nối ñất N Cọc nối ñất T D Lưới 10x20m2 H a.3) Bộ phận nối ñất K 70m 140m D - Làm nhiệm vụ tản dịng điện sét vào lớp ñất xung quanh - Thường ñặt vị trí khuất, người qua lại (tránh ñiện áp bước) - Gồm cọc dây thép mạ kẽm liên kết hàn ñiện (dây cọc thép) hàn hố nhiệt (dây cọc đồng), chơn độ sâu 0,8-1m Khoảng cách cọc-cọc tối thiểu gấp đơi chiều dài cọc Mối hàn hố nhiệt dây đồng Khn hàn hoá nhiệt Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 105 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng - ðược kiểm tra trị số điện trở năm Rnñ nhỏ tốt Dây lên kim thu sét Dây lên kim thu sét - Hệ thống nối đất có kết cấu phong phú, kết cấu hình tia (khơng có cọc) cọc-tia kết hợp mạch hở cọc-tia kết hợp mạch kín Mặt đất Mặt đất Kiểu nối đất hình tia Kiểu cọc - tia N b) Tính tốn phận thu sét b.1) Một kim thu sét: T D Hiện có nhiều mơ hình tính tốn phạm vi bảo vệ kim thu sét, mơ hình xác phức tạp (ví dụ: mơ hình điện hình học) Trong thực tế thường dùng mơ hình tính tốn Franklin đề xuất: Vật bảo vệ Rx hx D H K Phạm vi bảo vệ mặt nón cong trịn xoay xác định từ thực nghiệm 1,5h Việc tính tốn theo đường cong phức tạp nên người ta đơn giản hố mặt nón gãy khúc *) Cho trước hệ thống chống sét có độ cao h vùng bảo vệ xác ñịnh sau: Rx=1,5(h-1,25hx).Ph Khi hx 30m h h 2/3h hx Rx ðược bảo vệ Khơng bảo vệ 0,75h D N 1,5h K T Rx H *) Nếu cho biết kích thước cần bảo vệ cơng trình (hx bx ) ta tính chiều cao yêu cầu kim thu sét sau: Rx + 1, 25hx 1,5 Khi hx ≤ 2, 67.Rx Ph h= Rx + hx 0, 75 Khi hx > 2, 67.Rx Ph D h= b.2) Hai kim thu sét cao nhau: Phạm vi bảo vệ ñoạn kim có tính đến hỗ trợ lẫn kim ðộ cao bảo vệ khoảng kim giới hạn đường trịn qua đỉnh kim, tâm đường trịn nằm đường thẳng vng góc với đường thẳng nối đầu kim bán kính có ñộ dài là: R = 9h + 0, 25a = 4h − h0 ðiểm thấp ñường trịn có độ cao là: h0 = 4h − R *) Cho trước hệ thống chống sét ta có phạm vi bảo vệ sau: Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 107 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng 0, 75(h0 − hx ).Ph hx ≥ / 3h0 bx = 1,5(h0 − 1, 25hx ).Ph hx < / 3h0 0, 75(h − hx ).Ph hx ≥ / 3h Rx = 1,5(h − 1, 25hx ).Ph hx < / 3h h R Rx Rx hx hx h0 N a Rx K T D bx Rx Trong đó: H bx nửa bề rộng phạm vi bảo vệ chỗ hẹp R bán kính cung trịn qua đầu kim, tâm cách ñất khoảng 4h D Ph Ph0 xác suất sét đánh vịng độ cao h h0 *) Nếu cho biết kích thước cần bảo vệ cơng trình (hx bx ) ta tính chiều cao kim thu sét sau: bx h0 = 1,5 + 1, 25hx Từ hệ phương trình h = bx + h 0, 75 x Khi hx ≤ 2, 67.bx Ph Khi hx > 2, 67.bx Ph Suy ñộ caokim thu sét: h = 0,571.h0 + 0,183.h02 + 0, 0357.a Trong đó: bx nửa bề rộng phạm vi bảo vệ chỗ hẹp b.3) Hai kim thu sét có độ cao khác nhau: Trường hợp hay gặp cơng trình có nhiều độ cao khác Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 108 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng hA A R hB B’ B Rx rx hx hx h0 a’ RB a bx Rx rx T D N rx H + Rx bán kính bảo vệ cột A K - Giới hạn phạm vi bảo vệ ñộ cao hx: + rx bán kính bảo vệ cột B D + bx Nửa bề rộng chỗ bảo vệ hẹp Cách xác ñịnh phạm vi bảo vệ: - Vẽ phạm vi bảo vệ cột cao (ký hiệu cột cao cột A) - Từ ñỉnh kim cột thấp (ñiểm B), vẽ ñường nằm ngang cắt ñường sinh cột A B’ - Tại ñiểm B’ ta giả tưởng có kim thu sét cao cột B - Vẽ phạm vi bảo vệ cột B B’ ñể xác ñịnh bx - Từ ñiểm bx vẽ ñường thẳng tiếp xúc với đường trịn Rx rx Từ hệ phương trình Suy Trong đó: a ' = a − RB 0, 75(hA − hB ).PhA hB ≥ / 3hA RB = 1,5(hA − 1, 25hB ).PhA hB < / 3hA ⇒ R = 9.hB2 + 0, 25a '2 ⇒ h0 = 4hB − R R, h0 tham số kim B B’ RB khoảng cách kim A B’ Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 109 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng y0 = ∑yS ∑S i tti tti = 11131, + 17174, + 28138, + 41670 98114, = = 1145, 26m 85, 67 85, 67 D H K T D N Kết minh họa qua hình vẽ sau: Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 158 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 3.1 (ví dụ trang 174 tài liệu [3]): Tính chọn tiết diện dây dẫn ruột đồng bọc lớp PVC (loại CV) theo điều kiện phát nóng, biết dây dẫn điện chơn trực tiếp tường ñể cấp ñiện cho ñèn huỳnh quang gồm bóng dài 1,2m, cơng suất bóng 40W, tổn hao bóng 15W, điện áp 220V, cosϕ =0,6 Cho biết nhiệt độ mơi trường lắp đặt dây điện 350C Giải: - Tính dịng điện làm việc (loại phụ tải pha): I lv1 p = × ( 40 + 15 ) PΣ = = 0,83 A U p cosϕΣ 220.0, - Dây điện khơng chơn ngầm ñất nên Khc = K1.K2.K3 + Số ñường cáp =1 nên K2 =1 D + Cách ñiện PVC ñặt 350C ta có K3=0,93 N + Dây chơn tường K1 = 0,7 T - Vậy ta phải chọn cáp có Icp ≥ Ilv1p/Khc = 0,83/(0,7.1.0,93) = 1,27A Tra bảng dây dẫn ñiện Phụ lục ta chọn dây CV-2x1mm2 có Icp=6A H K Bài 3.2 (ví dụ trang 174 tài liệu [3]): Tính chọn tiết diện dây cáp ngầm ruột đồng có lớp cách điện PVC lớp vỏ bảo vệ PVC (loại CVV) theo điều kiện phát nóng, biết dây điện chơn ngầm trực tiếp ñất ñể cấp ñiện cho máy bơm nước pha có cơng suất 5kW, điện áp 380V, cosϕ= 0,85 Cho nhiệt độ mơi trường đất lắp ñặt cáp ñiện 370C, D ñất khô Giải: - Tính dịng điện làm việc (loại phụ tải pha): I lv p = P3 p 3.U d cosϕ = 5000 = 8, 94 A 3.380.0,85 - Dây điện chơn ngầm đất nên Khc = K4.K5.K6.K7 + Dây chơn ngầm trực tiếp đất K4 = + Số ñường cáp =1 nên K5 =1 + Nền đất khơ nên K6=1 + Với hệ số K7 ứng với nhiệt độ 370C khơng có bảng tra nên phải tính nội suy từ bảng ứng với giá trị gần t1=350C; t2=400C; k7(1)=0,84; k7(2)=0,77 Cơng thức tính nội suy: K = K 7(2) + ( K 7(1) − K 7(2) )(t2 − t ) t2 − t1 = 0,812 Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 159 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng - Vậy ta phải chọn cáp có Icp ≥ Ilv3p/Khc = 8,94/(1.1.1.0,812) = 11,01A Tra Phụ lục 10 để chọn dây CVV-3x1,0mm2 có Icp=17A Bài 3.3 (ví dụ trang 175 tài liệu [3]): Một ñường cáp ñiện hạ pha ruột ñồng có lớp cách ñiện PVC lớp vỏ bảo vệ PVC (loại CVV) ðường cáp ñặt khơng khí nhiệt độ 300C, tiết diện ruột 10mm2 ðường cáp cung cấp cho thiết bị có cơng suất tác dụng lớn ? cho biết hệ số công suất thiết bị cosϕ=0,9 Giải: Tra bảng với dây CVV ñặt hở khơng khí, tiết diện 10mm2 Icp=80A Theo cơng thức tính hệ số hiệu chỉnh Khc = K1.K2.K3 + Dây đặt khơng khí K1 = + Số ñường cáp =1 nên K2 =1 + Cách ñiện PVC đặt 300C ta có K3=1 N Vậy dịng điện làm việc lớn Ilv = Icp/Khc=80A D Công suất tác dụng lớn mà dây cung cấp: Pmax = 3.U d I cosϕ= 3.380.80.0,9 = 47.388W ≈ 47, 4kW T Bài 3.4: Tính chọn tiết diện dây cáp ngầm ruột đồng có lớp cách điện PVC lớp vỏ bảo vệ PVC (loại CVV) theo ñiều kiện tổn thất ñiện áp Các số liệu ban đầu là: K - Phụ tải pha có cơng suất 22kW, cosϕ=0,89, ñiện áp 380V H - Khoảng cách từ phụ tải ñến nguồn ñiện 500m, ñiện kháng ñơn vị dây dẫn x0=0,38Ω/km D Giải: Công suất phản kháng phụ tải pha: Q = P.tgϕ = 22.0,512 = 11,27kVAr ðiện áp ñã cho ñiện áp dây Ud=380V (vì phụ tải cho phụ tải pha nên mạng ñiện cung cấp mạng ñiện pha) Theo ñiều kiện tổn thất ñiện áp ta phải có: ∆U 100% ≤ 5% Ud hay Về mặt lý thuyết ta có ∆U = ( P3 p r0 + Q3 p x0 ).L Ud ∆U ≤ 0, 05U d ⇔ ∆U ≤ 19 V ( P3 p r0 + Q3 p x0 ).L ≤ 19V ⇔ r0 ≤ Ud nên ñiều kiện trở thành: 19U d Q3 p x0 19.0,38 11, 27.0, 38 − = − = 0, 462(Ω / km) P3 p L P3 p 22.0, 22 ðiện trở dây dẫn là: R = r0.L = 0,462.0,5 = 0,231 (Ω) Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 160 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng ðể tìm tiết diện dây ta vào cơng thức tính điện trở R = ρ l , R ñiện trở S ñoạn dây dài l=500m, tiết diện S, cịn ρ=0,0175Ω.mm2/m điện trở suất đồng Vậy ta có tiết diện dây cần chọn S ≥ ρ 500 l = 0, 0175 = 37, 9(mm2 ) R 0, 231 Tra Phụ lục 10 ta chọn ñược dây đồng tiết diện 50mm2 CVV-3x50mm2 Bài 3.5 (ví dụ trang 180 tài liệu [3]): Chọn tiết diện dây cáp ñiện pha ruột ñồng cách ñiện PVC, vỏ bảo vệ PVC (loại CVV) chôn ngầm trực tiếp đất khơ theo điều kiện phát nóng ñiều kiện tổn thất ñiện áp Cho biết ñường cáp nhận ñiện từ trạm biến áp 22/0,4kV ñể cung cấp cho thiết bị điện có cơng suất đặt Pđ = 24kW, ñiện áp ñịnh mức thiết bị 380V, cosϕ=0,8, ∆Ucp%=5% Thiết bị ñặt cách trạm biến áp 220m Cho nhiệt độ mơi trường đất 370C Cho ñiện trở suất dây ñồng là: ρñồng=0,0175Ω.mm2/m ðiện kháng dây cáp bọc cáp ngầm lõi x0=0,07Ω/km N ðiện kháng dây cáp ngầm cáp bọc lõi x0=0,3Ω/km Giải: D a) Trước hết xác ñịnh tiết diện dây cáp ngầm theo theo điều kiện phát nóng: T Dây cáp ngầm phải thoả mãn Icp ≥ Ilv/Khc, Khc = K4.K5.K6.K7 + Dây chơn ngầm trực tiếp ñất K4 = H + Nền ñất khơ nên K6=1 K + Số đường cáp =1 nên K5 =1 D + Với hệ số K7 ứng với nhiệt độ 370C khơng có bảng tra nên phải tính nội suy từ bảng ứng với giá trị gần t1=350C; t2=400C; k7(1)=0,84; k7(2)=0,77 Công thức tính nội suy: K = K 7(2) + ( K 7(1) − K 7(2) )(t2 − t ) t2 − t1 = 0,812 Vì thiết bị loại pha có điện áp định mức điện áp dây Ud = 380V nên dịng điện là: I lv = Pñ 24000 = = 45, 6A 3.U d cos ϕ 3.380.0,8 Dây dẫn chọn phải có dịng điện cho phép thoả mãn: I cp ≥ 45, = 56,1A 0,812 Chọn cáp ngầm pha CVV-3x10mm2 có Icp = 80A b) Chọn dây dẫn theo ñiều kiện tổn thất điện áp cho phép: Cơng suất phản kháng phụ tải pha: Qñ = Pñ.tgϕ = 24.0,75 = 18kVAr Theo ñiều kiện tổn thất ñiện áp ta phải có: Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 161 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng ∆U 100% ≤ ∆U cp % hay Ud ∆U ≤ 0, 05U d ⇔ ∆U ≤ 19 V Về mặt lý thuyết ta có ∆U = ( P3 p r0 + Q3 p x0 ).L Ud nên ñiều kiện trở thành: ( Pñ r0 + Qñ x0 ).L 19U d Qñ x0 19.0,38 18.0, 07 ≤ 19V ⇔ r0 ≤ − = − = 1, 315(Ω / km) Ud Pñ L Pñ 24.0, 22 24 ðiện trở dây dẫn là: R = r0.L = 1,315.0,22 = 0,289 (Ω) ðể tìm tiết diện dây ta vào cơng thức tính điện trở R = ρ l , R điện trở S đoạn dây dài l=220m, tiết diện S, cịn ρ=0,0175Ω.mm2/m điện trở suất đồng Vậy ta có tiết diện dây cần chọn S ≥ ρ l 220 = 0, 0175 = 13, 32(mm ) R 0, 289 Tra Phụ lục 10 ta chọn ñược dây ñồng tiết diện 16mm2 CVV-3x16mm2 c) Kết luận: D H K T D N Tỏng hợp ñiều kiện a) b) ta phải chọn dây CVV-3x16mm2 có ICP = 100A Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 162 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 4.1: Xác ñịnh chiều cao kim thu sét đặt đỉnh ống khói cao 20m, đường kính miệng ống 1m Bài giải Phạm vi cần bảo vệ: hx =20m, Rx=0,5m Ta biết công thức tính phạm vi bảo vệ kim thu sét: Rx=1,5(h-1,25hx).P Khi hx 30m h N P= D Rx =1,5(h-1,25hx).P >1,5(3/2hx -1,25hx).P=0,375hx.P hx>2,67Rx/P T Rx=0,75(h-hx).P≤0,75(3/2hx-hx)P=0,375h.P hx1 nên 2,67Rx/P 2/3h0AB nên ta áp dụng công thức sau: bxAB =0,75.(21,06-20).1 = 0,795m >0 với P=1 D Do tính ñối xứng nên cạnh BC, CD, DA tương tự vệ ñược khối ABCD kết luận chỗ hẹp bảo T Kiểm tra kim ABCD có bảo vệ khối 14 m khơng: K Biết h=21,06m, hx=14m nên hx 2m chiều rộng thiết bị D H K T D N Kết luận: Thiết bị an toàn Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 165 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 5.1: Tính điện trở nối ñất cho nhà xưởng biết số liệu sau: - ðất khu vực nhà xưởng có điện trở suất 140Ωm - Bố trí tiếp địa theo kiểu mạch vịng dọc theo chu vi nhà xưởng với tỷ số a =2 Diện l tích đóng cọc tiếp địa khơng bị hạn chế Cọc đóng thẳng đứng, nối chơn nằm ngang - Cọc sử dụng loại L50x50x5 dài 2,5 m đóng thẳng đứng, đầu cọc cách mặt đất 0,8m Số lượng cọc sử dụng 85 cọc - Thanh sử dụng thép dẹt 40x4 Bài giải: Theo kiện ñã cho ta xác ñịnh: l = 2,5m 2,5 = 2, 05m N h = 0,8 + d=0,05m D 0,36647 2.2,5 4.2, 05 + 2,5 140 lg + lg = 44,52Ω 2,5 0,95.0,050 4.2,05 − 2,5 T R1 cọc thép goùc = lthanh = n.a = 85.5= 425m 0,36647 2.4252 140.lg = 0,85Ω 425 0, 04.0,8 H * Rtia d eït = K Khoảng cách cọc a= l.2 = 2,5.2 = 5m Chiều dài nối cần dùng là: 100 − 85 (0,54 − 0,52) = 0,53 100 − 70 Rcoïc = 100 − 85 (0, 26 − 0, 24) = 0, 25 100 − 70 Rtia = ηcoïc = 0,52 + ηtia = 0, 24 + D Vì số cọc n=85 khơng có bảng 5.3 nên phải nội suy biết giá trị gần n=70 n=100: R1 coïc 44, 52 = = 0, 988Ω n.η coïc 85.0, 53 * Rtia ηtia = 0,85 = 3, 4Ω 0, 25 Vậy ñiện trở hệ thống nối ñất là: Rnñ = Rtia Rcoïc 3, 4.0, 988 = = 0, 766Ω Rtia + Rcoïc 3, + 0, 988 Bài 5.2: Số liệu ví dụ 5.1 kiểu nối ñất mạch hở (sinh viên tự giải) số cọc tiếp ñịa n=24 ðáp số: 1,79Ω Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 166 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 6.1: Một phòng học trường đại học có kích thước dài 12m, rộng 6m, cao 3,5m Cho biết trần sơn màu trắng, tường ñều sơn màu trắng vừa Phịng học sử dụng bóng đèn huỳnh quang dài 1,2m, cơng suất 40W, điện áp 220V Cơng ty ðiện Quang sản xuất Bộ đèn cấp E có hiệu suất 72%, treo cách trần 0,2m Tính số ñèn cần sử dụng cho phòng học vẽ mặt bố trí đèn Cho hệ số cơng suất đèn cosϕ=0,95 Tính dịng điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng mật ñộ phụ tải ñiện phòng Giải: - Chọn số liệu: + Tra Phụ lục 5, chọn ñộ rọi tối thiểu mặt bàn học trường ñại học Emin=500lux N + Chọn ñộ ñồng ñều ánh sáng Z=0,9 + Chọn bóng ñèn: tra Phụ lục chọn đèn 1,2m-40W ánh sáng ban ngày có mã hiệu FL40S.D với thơng số: Φbđ = 2650lm, nhiệt ñộ màu 65000K D + Chọn hệ số phản xạ: Tra bảng 6.8 ta có ρtr = 0,7 (rất trắng), ρt = 0,5 (trắng vừa) ðề không cho hệ số phản xạ mặt bàn, tạm lấy ρmlv = 0,1 T + Chọn ñèn: ðề cho sẵn ñèn cấp E, hiệu suất ηñ = 0,72 K + Chọn hệ số dự trữ theo bảng 6.10 Kdt =1,5 (phịng bụi) - Tính số: H Diện tích cần chiếu sáng S = a × b = 12 × =72m2 Chiều cao treo ñèn so với mặt làm việc: h = 3,5-0,2-0,85 = 2,45m h' 0, = = 0, 08 h + h ' 2, 45 + 0, D Chỉ số treo đèn j = Chỉ số hình phịng ϕ = lấy j=0 ab 12.6 = = 1, 63 h(a + b) 2, 45(12 + 6) Tra bảng ñể tìm U Phụ lục bảng đèn cấp E với j=0, ϕ=1,63, ρtr, ρt, ρmlv Do ϕ=1,63 khơng có bảng nên ta phải nội suy từ giá trị gần ϕ1=1,5 có U1=73 ϕ2=2,0 có U2=81 U = U1 + (U − U1 )(ϕ − ϕ1 ) (81 − 73)(1, 63 − 1,5) = 73 + = 75,1% ϕ2 − ϕ1 − 1,5 Tổng quang thơng u cầu các đèn phát (cơng thức 6.13): Φđ ∑ = 500.72.1, = 79.893lm 0, 751.0,9 Quang thơng cần thiết bóng ñèn (công thức 6.14): Φ bñ Σ = Φ ñΣ ηñ = 79.893 = 110.963lm 0, 72 Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 167 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng Số bóng đèn (cũng đèn) cần dùng (cơng thức 6.18): Nđ = Φ bñ ∑ 110.963 = = 41,9 Φ bñ 2650 Lấy Nđ =42 Lưu ý ln chọn Nđ cao lên (ví dụ Nđ=41,2 chọn Nđ=42), khơng làm trịn để đảm bảo độ rọi lớn - Bố trí đèn: Có nhiều phương án bố trí đèn, xin trình bày phương án bố trí đèn đèn bóng (mỗi máng đèn có bóng) Các phương án bố trí khác sinh viên tự làm: Với tổng số bóng đèn 42, dùng đèn bóng số vị trí lắp đèn là: N vt = N ñ 42 = = 14 nbđ Số đèn bố trí theo chiều a b (công thức 6.19): N S N vt 12.6.14 = =5 [ N a ] = b S N vt 12.6.14 =3 [ N b ] = a = 12 D Như Nvt = [Na].[Nb] = 5.3 = 15 nhiều vị trí so với yêu cầu hàng cột hình vẽ cách bố trí Bóng T Máng đèn kiểu hộp có tán quang Bóng K Bóng 1000 2000 6000 2000 1000 D H Máng đèn bóng 1200 2400 2400 2400 2400 1200 12000 Tính khoảng cách đèn theo chiều a b (công thức 6.23): Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 168 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng a 12 m = [ N ] = = 2, 4m a n = b = = 2m [ Nb ] Tính khoảng cách từ đèn ngồi đến mép tường theo chiều a b (công thức 6.24): a 12 p = 2.[ N ] = 2.5 = 1, 2m a q = b = = 1m [ N b ] 2.3 Các tham số m, n, p, q thoả mãn ñiều kiện (6.19) sinh viên tự kiểm tra - Tính phần ñiện: Công suất tác dụng ñèn P = 15.3.40 = 1800W P 1800 = = 25 W/m a.b 12.6 Công suất biểu kiến: S = P 1800 = = 1894, 7VA cosϕ 0, 95 Dịng điện cung cấp: I = S 1894, = = 8, 61A U 220 T D N Mật ñộ phụ tải ñiện P0 = K Bài 6.2: (dựa theo Ví dụ 2, trang 191 tài liệu tham khảo [6]): D H Chiếu sáng phòng dài 21m, rộng 8m, cao m Hệ số phản xạ trần ρtr=70%, tường ρt=50%, mặt làm việc ρmlv=10% Thông số bóng đèn huỳnh quang: 40W220V-2000lm Sử dụng loại máng đèn lắp bóng cấp E, hiệu suất ηđ = 0,93 lắp ñặt âm trần Thiết kế chiếu sáng cho phịng đảm bảo độ rọi tối thiểu Emin =200lux, mơi trường phịng khơng bị nhiễm Giải: a) Phần quang + j=0 (theo ñề lắp ñèn âm trần nên h’=0) + Chiều cao treo ñèn h = 4-0,85 = 3,15m + Chỉ số hình phịng ϕ = ab 21.8 = = 1,84 h(a + b) 3,15(21 + 8) + Chọn ñộ ñồng ñều ánh sáng Z=0,9 + Chọn ñèn: ðề cho sẵn ñèn cấp E, hiệu suất ηñ = 0,81 + Chọn hệ số dự trữ theo bảng 6.10 Kdt =1,5 (phịng bụi) Tra bảng để tìm U Phụ lục bảng ñèn cấp E với j=0, ϕ=1,84, ρtr, ρt, ρmlv Do ϕ=1,84 khơng có bảng nên ta phải nội suy từ giá trị gần ϕ1=1,5 có U1=73 ϕ2=2,0 có U2=81 U = U1 + (U − U1 )(ϕ − ϕ1 ) (81 − 73)(1,84 − 1, 5) = 73 + = 78,5% ϕ2 − ϕ1 − 1,5 Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 169 Bài giảng Cấp ñiện cơng trình xây dựng Tổng quang thơng u cầu các đèn phát (cơng thức 6.13): Φđ ∑ = 200.21.8.1,5 = 71.338lm 0, 785.0, Quang thông cần thiết bóng đèn (cơng thức 6.14): Φ bđ Σ = Φ ñΣ ηñ = 71.338 = 76.708lm 0,93 Số bóng đèn (cũng đèn) cần dùng (cơng thức 6.18): Nñ = Φ bñ ∑ 76708 = = 19, 2.2000 Φ bñ Lấy Nñ =20 b) Phần bố trí đèn: Xem xét cách bố trí sau: Cách giải tài liệu tham khảo [6]: D 1050 8000 2000 H K T 4000 D 2000 N Dự kiến bố trí hàng đèn dọc nhà, hàng 10 đèn hình vẽ với m=2,1m; n=4m; p=1m; q=2m (bài giải khơng nói cách tính tham số cách nào) 2100 1050 21000 Cách giải tài liệu tham khảo [6]: 3000 3000 1500 3000 2500 3000 8000 3000 2500 1500 Dự kiến bố trí theo hình thoi hình vẽ sau (bài giải khơng nói cách tính tham số cách nào) 3000 1500 1500 1500 21000 Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 170 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng Cách giải ( theo phương án ñề xuất giảng này): Giả thiết cho Nvt =20 Số đèn bố trí theo chiều a b (công thức 6.19): S N vt 21.8.20 = = 7, 25 ≈ [ N a ] = b S N vt 21.8.20 = = 2, 76 ≈ [ N b ] = a 21 cách bố trí 3000 T 1500 8000 1300 D N 2667 2667 1300 Như Nvt = [Na].[Nb] = 7.3 = 21 nhiều vị trí so với yêu cầu hàng cột 3000 1500 K 21000 D a 21 m = [ N ] = = 3m a n = b = = 2, 667 m [ Nb ] H Tính khoảng cách đèn theo chiều a b (cơng thức 6.23): Tính khoảng cách từ ñèn ñến mép tường theo chiều a b (công thức 6.24): a 21 p = 2.[ N ] = 2.7 = 1,5m a q = b = = 1,333m [ N b ] 2.3 Sinh viên thảo luận: - Phương án bố trí tốt phương án ? ? - Còn phương án bố trí khác khơng ? - ðề xuất quy trình tìm lời giải tối ưu ? Qua ví dụ ta thấy với phương án ánh sáng cho có nhiều cách bố trí khác Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 171 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng Bài 6.3: (Sinh viên tự giải) Một phòng họp giảng viên ñại học dài 10m, rộng 8m, cao 4m Phịng họp có trần sơn màu trắng vừa (ρtr=0,7), tường sơn xanh nhạt (ρt=0,3), bàn họp gỗ (ρmlv=0,1) u cầu độ đồng Z=0,85 Phịng họp bố trí 60 đèn compact ánh sáng trắng cơng suất bóng 26W, điện áp 220V, quang thơng Φbđ = 1800lm Chụp đèn dùng kiểu âm trần có hiệu suất ηñ=0,81 cấp E Hãy kiểm tra ñộ rọi phịng họp xem có đạt tiêu chuẩn hay khơng? D H K T D N ðáp số; 439 lux nên khơng đảm bảo u cầu Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 172 ... 10 0-1 50 -2 0 0 C-D Nhà vệ sinh 10 0-1 50 -2 0 0 C-D Phân xưởng may 50 0-7 5 0-1 000 A-B Xưởng cưa 150 -2 0 0-3 00 D-E 50 0-7 5 0-1 000 A-B 30 0-5 0 0-1 000 A-B 20 0-3 0 0-5 00 A-B 3 0-5 0-1 00 A-B 20 0-3 0 0-5 00 A-B 50 0-7 50 B-C... 50 0-7 50 B-C 30 0-5 00 B-C 50 0-7 50 B-C - Chiếu sáng chung 30 0-5 0 0-7 00 - Phòng học 30 0-5 0 0-7 50 A-B A-B - Phòng hội thảo 30 0-5 0 0-7 50 N Các mức Emin Phòng vẽ D Phòng họp Bệnh viện T - Phòng khám - Phòng... khác hết thơi Nguyễn Mạnh Hà - Trường ðại học kiến trúc ðà Nẵng 111 Bài giảng Cấp điện cơng trình xây dựng b.7) Một dây thu sét: bx=1 ,2( h-1 ,25 hx).Ph Khi hx