nghĩa của các tiếp đất

 Tiếp đất chống sét

Các tiếp đất chống sét và bảo vệ thường có điện thế của đất,trong khi các hệ thống tiếp đất công tác không được phép có điện thế của đất.Trong nhiều trường hợp,một tiếp đất có thể thực hiện hai hoặc ba chức năng. Tiếp đất chống sét thường hiểu là tiếp đất cho các hệ thống chống sét đánh trực tiếp (sử dụng điện cực Franklin,phát tia tiên đạo sớm,phân tán năng lượng sét).

 Tiếp đất bảo vệ:

Các tiếp đất bảo vệ nhằm để :

- Bảo vệ cho các nhân viên khai thác không bị điệp áp nguy hiểm do lưới điện tần số công nghiệp cung cấp cho các thiết bị viễn thông.

- Bảo vệ thiết bị trạm không bị hoảng do sét.

Để đảm bảo an toàn cho công trình và thiết bị viễn thông,vỏ che chắn của chúng phải được tiếp đất một cách chắc chắn ,nhờ đó sẽ loại trừ điện thế chạm cao xuất hiện trên vỏ che chắn,gây nguy hiểm cho công nhân khi công trình thông tin bị

sét đánhhoặc khi chất cách điện trong các mạch cung cấp điện từ lưới bị đánh thủng.

Thực hiện tiếp đất vỏ che chắn của các công trình và thiết bị viễn thông bằng cách nối vỏ bằng dây có điện trở nhỏ với mạch tiếp đất của nhà hoặc với các tiếp đất riêng với điện trở tiếp đất không lớn hơn 0,5Ω.

Ngoài việc tiếp đất vỏ che chắn của các công trình và thiết bị viễn thông,cần bắt buộc phải tiếp đất dây không và tiếp đất của hệ thông cung cấp điện cho các thiết bị viễn thông ở điểm chúng ta dẫn vào các thiết bị này.Nhờ tiếp đất đó mà đãm bảo điện thế của đất khi ngăn mạch cuộn thứ cấp của biến áp hoặc đánh xuyên cuộn sơ cấp lên cuộn thứ cấp do quá áp dông sét lên lưới điện cung cấp cho các thiết bị viễn thông.

Để đảm bảo an toàn trong khai thác các thiết bị viễn thông khi có sét cần thiết sao cho điện trở tiếp đất của kết cấu kim loại của nhà và công trình viễn thông phải nhỏ hơn điện trở tiếp đất của mạch cung cấp điện cho các thiết bị viễn thông này.

Trong trường hợp ngược lại,dòng sét có thể chảy vào các thiết bị viễn thông theo hệ thống tiếp đất bảo vệ.

Phải đảm bảo sao cho điện trở giữa hai điểm nối của các hệ thống tiếp đất bằng không,vì dòng rò có thể tạo ra sụt áp giữa các điểm nối và trở thành nguồn tạp âm điện từ phụ đối với các mạch của thiết bị viễn thông.

 Tiếp đất công tác

Các tiếp đất công tác dùng như một số bộ phận của thiết bị thuộc mạch điện công tác và dùng đất như một dây dẫn của mạch điện.

Các hệ thống tiếp đất đối với các trạm vô tuyến là các phần tử của mạch anten - đất cho các tín hiệu thu và phát, còn gọi là tiếp đất công tác cao tần.

Tiếp đất công tác phải được thực hiện một cách hợp lý nhằm hai mục đích như sau:

- Giảm nhỏ điện áp tạp âm xuất hiện trong các mạch của phương tiện vô tuyến điện tử khi dòng điện chảy qua điện trở tiếp đất chung.

- Loại trừ sự hình thành các mạch vòng tiếp đất khép kín và chênh lệch điện thế của đất.

Các mạch tiếp đất công tác cơ bản cho các thiết bị viễn thông hiện nay bao gồm:

- Mạch tiếp đất một điểm nối tiếp

- Mạch tiếp đất một điểm kiểu song song - Mạch tiếp đất nhiểu điểm

- Mạch tiếp đất hỗn hợp

Mạch tiếp đất nhiều điểm thường cho kết quả tố ở tần số cao, trong khi mạch tiếp đất một điểm cho kết quả ở tần số thấp.

Khi kết hợp mạch tiếp đất một điểm và mạch tiếp đất nhiều điểm sẽ cho kết quả tốt ở dải tần rộng.

Mạch tiếp đất Tóm tắt đặc điểm

Một điểm kiểu nối tiếp Dạng mạch đơn giản sử dụng phổ biến đối với các sơ đồ và các phần hệ thống không đòi hỏi tính tương thích điện từ trường. Không nên dùng trong các mạch có công suất tiêu thụ lớn vì các tầng công suất tạo ra các dòng ngược ảnh hưởng đến độ ổn định của các tầng công suất nhỏ. Tiếp đất nên nối gần điểm tiếp đất chính.

Một điểm kiểu song song Tiếp đất sử dụng thích hợp ở tần số thấp đến 1Mhz do

không có ghép chồng các dòng ngược của các mạch khác nhau. Mạch tương đối cồng kềnh do dùng nhiều dây tiếp đất.

Nhiều điểm Mạch sử dụng chủ yếu ở tân

số cao trên 10Mhz do trở kháng của đất nhỏ. Nên dùng dây ngắn nối mỗi hệ thống và đất.

Mạch có các tính chất của mạch tiếp đất một điểm và nhiều điểm. Sử dụng chủ yếu để tiếp đất cho các hệ thống băng rộng.

Khi ta đấu liên hoàn các tiếp đất lại thành hệ thống tiếp đất chung và cần đảm bảo cân bằng thế, nếu đấu các tiếp đất này không đảm bảo kĩ thuật, không xử lý tốt vấn đề cân bằng thế sẽ tạo ra thứ nhất là điện áp bước gây nguy hiểm cho người khai thác và bảo dưỡng thiết bị trong khu vực, thứ hai do sự chênh lệch thế sẽ gây ra dòng dư ở trong lòng đất và dòng dư ở trong lòng đất này sẽ thông qua hệ thống tiếp đất đi vào thiết bị gây thiệt hại nhất định cho toàn bộ hệ thống. Chính vì thế nên việc đấu nối là rất quan trọng và cần đảm bảo kĩ thuật, ta thường sử dụng bộ cân bằng thế đấu nối hệ thống với nhau, sử dụng việc đo đạc từng hệ thống ta có thể đưa ra thông số để chọn bọ cân bằng thế thích hợp.

3. Tiếp đất và các phương pháp bảo vệ hệ thống thông tin viễn thông ở vùng có điện trở suất cao vùng có điện trở suất cao

Khi các hệ thống tiếp đất đặt trong đất có điện trở suất của đất cao, lớp đất gần với điện cực tiếp đất đóng vai trò chính tạo ra điện trở đối với dòng từ tiếp đất chảy vào đất.

Để giảm nhỏ điện trở tiếp đất, ta chỉ cần giảm điện trở suất của đất ở xung quanh điện cực với khoảng cách không lớn lắm (1,5 – 2,5) m. Trong trường hợp này kết quả tốt nhất có thể đạt được nếu ta xử lý đất bằng các chất có độ dẫn điện tương đối cao (bột than cốc, bột than chì, đất sét v.v).

a. Sử dụng bột than cốc và bột than chì

Để nâng cao tuổi thọ khai thác của các điện cực bằng thép ta có thể dùng bột than cốc và bột than chì lèn chặt giữa đất và điện cực bằng thép, nhờ đó sự phá hủy do tác dụng ăn mòn của đất và ăn mòn điện phân về cơ bản lên lớp trung gian phi kim loại này, sự phá hủy cho chính bản thân điện cực sẽ được giảm đi đáng kể, thời hạn khai thác của điện cực được tăng lên.

Tốc độ phá hủy bột than cốc hoặc bột than chì do ảnh hưởng của điện phân xảy ra tương đối chậm so với thép. Đây là phương pháp khá đơn giản và chi phí không quá cao so với hệ thống chống sét tại Việt Nam. Chính vì thế mà biện pháp này được áp dụng ở khá nhiều hệ thống chống sét, tuy nhiên biện pháp trên cũng tồn tại những nhược điểm như thời gian sử dụng tuy được kéo dài nhưng vẫn phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ phá hủy bột than cốc hoặc bột than chì do ảnh hưởng xảy ra. Hiệu quả giảm nhỏ quá trình ăn mòn các điện cực khi có lớp trung gian bằng bột than cốc cũng phụ thuộc vào kích thước hạt than cốc và độ xâm thực của đất.

Yếu tố thời tiết, khí hậu như mưa, gió, bão... cũng ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định, thời gian sử dụng cũng như sự tin cậy của toàn bộ hệ thống. Một yếu tố nữa là điều kiện của đất tại nơi đặt hệ thống tiếp đất. Với điều kiện đất khác nhau thì chiều dày của lớp trung gian bằng than cốc cũng phải khác nhau để giảm nhỏ điện trở tiếp đất và đảm bảo nâng cao độ ổng định của hệ thống.

Dưới đây là một số trang thiết bị tiếp đất trong đất có lớp trung gian bằng bột than cốc

 Điện trở của một điện cực tiếp đất dạng thanh (hoặc ống) chôn thẳng đứng trong đất có chất hoạt hóa

Hình 3.2: Tiếp đất dạng thanh chôn thẳng đứng trong đất

Điện trở của một điện cực tiếp đất dạng thanh (hoặc ống) chôn thẳng đứng trong đất có chất hoạt hóa được xác định bằng công thức:

= 0,37 . . + 0,5.ln + . ln Trong đó:

- Hệ số nhiệt độ của đất, thay đổi theo mùa. Đối với điện cực dạng thanh (ống) lấy bằng 1,3

- Điện trở suất của đất, Ωm

- Độ sâu trung bình đặt điện cực thẳng đứng, bằng khoảng cách từ mặt đất đến giữa điện cực, m

- Đường kính ngoài của điện cực chôn thẳng đứng, m - Điện trở suất của chất hoạt hóa, Ωm

- Đường kính của chất hoạt hóa là lớp trung gian bao quanh thanh (ống) tiếp đất, m

Chú thích:

- Đối với các điện cực bằng thép góc, thay bằng đường kính tương đương của ống, có nghĩa là = 0,95a (a là chiều rộng của thanh thép góc).

- Điện trở suất của bột than cốc gồm các hạt có đường kính không lớn hơn (10 -15) mm, dao động từ 0,22 đến 2,5 Ωm.

- Khi tính toán điện trở tiếp đất của điện cực chôn thẳng đứng có lớp bọc trung gian bằng bột than cốc, nên lấy giá trị điện trở suất cực đại của bột than cốc, có nghĩa là = 2,5 Ωm.

 Điện trở tiếp đất của một tiếp đất dài nằm ngang hoặc dải nối hệ thống tiếp đất gồm nhiều điện cực chôn thẳng đứng trong chất hoạt hóa

Hình 3.3: Tiếp đất dạng dây dài nằm ngang

Điện trở tiếp đất của một tiếp đất dài nằm ngang hoặc dải nối hệ thống tiếp đất gồm nhiều điện cực chôn thẳng đứng trong chất hoạt hóa (bột than cốc v.v) được xác định bằng công thức:

= 0,37 . . Với điều kiện: >> và t <<

Trong đó:

- Hệ số nhiệt độ của đất thay đổi theo mùa, đối với tiếp đất nằm ngang lấy bằng 1,8

- Điện trở suất của đất, Ωm

- Chiều dài của tiếp đất nằm ngang, m

- Đường kính ngoài tương đương của điện cực tiếp đất nằm ngang, m t - Độ chôn sâu của điện cực tiếp đất nằm ngang, m

- Điện trở suất của bột than cốc (chất hoạt hóa), lấy bằng 2,5 Ωm - Đường kính của lớp hoạt hóa trung gian (bột than cốc v.v), m

Chú thích:

Trong hai công thức tính toán ở mục trên, điện trở suất của đất được xác định bằng công thức:

= K, Ωm Trong đó:

K là hệ số xét đến sự thay đổi độ ẩm của đất theo mùa.

b. Sử dụng loại đất có điện trở suất nhỏ (phương pháp đất mượn)

Nếu các lớp đất không có độ dẫn điện cao hoặc có độ dẫn cao nhưng chiều dày không lớn lắm (đến 20cm), thì việc giảm nhỏ điện trở tiếp đất ta có thể thực hiện như sau:

- Ta đào cho từng thanh (ống) tiếp đất một hố có bán kính (1,5 -2,5) m, với độ sâu bằng chiều dài của thanh (ống) cộng thêm 0,8m.

- Sau khi đặt điện cực tiếp đất, người ta làm đầy hố bằng loại đất có điện trở suất không lớn lắm và đầm chặt đất.

- Với hệ thống tiếp đất gốm nhiều thanh, ta tiến hành nối các thanh sau khi hố chưa được lấp đầy.

- Ta có thể dùng loại đất lấp đầy hố loại bất kỳ có điện trở suất nhỏ hơn điện trở của đất gốc nơi trang bị tiếp đất từ (5 -10) lần. Ví dụ nếu tiếp đất đặt trong đất cát hoặc đá thì có thể làm đầy bằng loại đất sét, than bùn, đất đen, đất sét pha, xỉ than v.v

Hình 3.4: Hệ thống tiếp đất trong đất có điện trở suất của đất cao