Tiếp đất là để đảm bảo khi có sự cố xảy ra ở vùng điều khiển như: đoản mạch giữa dây và dây trung tính của máy biến áp rất nguy hiểm đối với con
người và súc vật khi ở gần trạm, do có điện trở rất nhỏ nên dễ dàng tạo điều kiện cho dòng điện đi qua. Khi có sự cố dòng diện sẽ chạy từ dây tiếp địa của các thiết bị điện tới các cực nối đất của trạm biến áp qua môi trường đất.
Ở các Thành phố lớn trạm phân phối thường dùng cáp ngầm, lớp bọc cáp có thể tiếp đất trực tiếp và tạo nên một điện trở tiếp đất rất nhỏ, sự có mặt của các mặt kim loại như ống nước dưới lòng đất sẽ hỗ trợ giúp làm giảm điện trở tiếp đất giữa nơi tiêu thụ và trạm biến áp.
Ở các vùng nông thôn, Thành phố nhỏ và các nhà máy không lớn thường dùng cáp tải điện trên không. Vì vậy nếu một trong 3 pha có sự cố trạm đất chạy dọc theo mạng dây điện trên không thì người ta thấy không đảm bảo an toàn bởi vì nếu chiều dài quá lớn (hàng chục km) thì điện trở tiếp đất khó đạt thấp được. Do đó người ta đặt tiếp đất ngay tại trạm biến áp để đảm bảo an toàn cho các thiết bị có sự cố và tiếp xúc với trạm. Mặt khác, khi đường dây tải điện phân phối có chiều dài lớn thì cứ mỗi chặng 1,6 km thì có 4 tiếp địa dây trung tính để đảm bảo an toàn.
1. Tiếp đất, điện trở suất của tiếp đất:
Tiếp đất là tạo ra các đầu nối các điện cực tiếp đất, thực hiện theo các phương pháp an toàn của ngành điện. Từ đó người thiết kế đưa ra các dự kiến về thông số tiếp đất phù hợp với từng điều kiện địa hình, địa lý có tiếp đất.
Trở kháng của một điện cực có kích thước đã cho phụ thuộc vào điện trở suất của đất. Độ dẫn điện của đất cơ bản là độ dẫn điện li trong điều kiện tự nhiên, do vậy nó ảnh hưởng bởi khí hậu, độ ẩm, nhiệt độ, nồng độ muối trong đất. Để điện trở giảm xuống, người ta đào một hố sâu chôn quanh cột tiếp địa với đường kính 1m sâu 0,3m và đổ đầy NaCl vào sau đó tưới nước vài lần để giữ cho hố ẩm liên tục.
2. Cách điện cực tiếp đất:
ngầm chạy qua thì phải chọn vật liệu nối đất sao cho có thể chịu được ăn mòn của loại đất nơi đặt điện cực tiếp đất.
3. Dây tiếp đất:
Dây tiếp địa cần phải đủ cứng, chịu ăn mòn tốt. Mọi tiếp địa và các dây dẫn liên tục đất phải được chế tạo bằng đồng, sắt, sắt mạ. Các dây tiếp địa nối với nhau theo phương pháp hàn hồ quang. Khoảng cách an toàn giữa dây tiếp đất và người càng lớn càng tốt.Dây trung tính không được dùng là dây nối đất.
Tính toán nối đất cho trạm biến áp:
Hệ thống nối đất cho trạm biến áp làm việc theo 3 chức năng: • Nối đất làm việc.
• Nối đất an toàn. • Nối đất chống sét.
Chọn sơ bộ 6 cọc thép góc có kích thước L60x60x6, mỗi cọc dài 2,5m được nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40 x40 đặt nằm ngang, tạo thành mạch vòng nối đất xung quanh trạm biến áp. Khoảng cách cọc cách nhau 4m, chôn sâu 0,7m và thanh thép dẹt được hàn chặt với cọc ở độ sâu 0,8m.
Điện trở nối đất của một cọc: R1c = 0,0298. ρ (Ω)
Trong đó:
ρ - điện trở suất của đất. ρ = 0,4.104 Ω/cm
Nếu ρ là số liệu đo trong mùa mưa thì phải tìm giá trị ρmax: ρmax = kmax. ρ = 1,5. 0,4.104 = 0,6.104Ω/cm
Với: kmax - hệ số mùa . kmax = 1,5 (PL6.4-TL1) • R1c = 0,0298. 0,6.104 = 17,88 Ω
Điện trở khuếch tán của 6 cọc thẳng đứng: Rc = .1c =617.073,88
n R
Trong đó:
ηc - hệ số sử dụng cọc (PL6.6 - TL1). ηc = 0,73 Điện trở của thanh nối đất nằm ngang:
Rt = t b l l . . 2 lg . 36 , 0 2 max ρ Ω
ρmax - điện trở suất của đất, ρmax = 0,6.104Ω/cm
l - chiều dài mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối, cm. l = 4.6 = 24m = 2400 cm
b) Chiều rộng thanh nối, cm. Thường lấy: b = 40cm.
• Rt = 4,17 8 . 4 2400 . 2 lg . 10 . 6 , 0 . 2400 36 , 0 2 4 = Ω
Điện trở của thanh nối đất thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh ηt: Rt = = 04,,1748 t t R η = 8,68 Ω Với ηt = 0,48 (PL 6.6 - TL1) Số cọc cần phải đóng là: n = .1 =0,3717.,884,08 c c c R R η = 6 cọc.
Vậy thiết bị nối đất đã đạt yêu cầu
Cách thực hiện nối đất trạm biến áp của trạm cấp nước: Từ hệ thống tiếp địa làm sẵn 3 đầu nối.
Trung tính 0,4 KV nối với đầu số 2 bằng dây thép φ = 10mm
Các phần bằng sắt ở trạm như: cổng trạm, vỏ máy biến áp, vỏ tủ phân phối... nối với đầu số 3 bằng thép φ = 10mm.