Đối với nối đất an toàn, trình tự tính toán nối đất có thể thực hiện theo các bước sau: 1/ Xác định điện trở nối đất cho phép Rcp theo tiêu chuẩn.
2/ Xác định điện trở nối đất tự nhiên Rtn. 3/ Nếu Rtn < Rcp.
- Đối với các thiết bị cao áp có trung tính cách điện và các thiết bị điện áp <1kV không cần đặt thêm nối đất nhân tạo.
- Đối với các thiết bị điện áp > 1kV có trung tính trực tiếp nối đất phải đặt thêm nối đất nhân tạo với điện trở < 1Ω.
4/ Nếu Rtn > Rcp thì phải xác định nối đất nhân tạo.
5/ Xác định sơ đồ bố trí các điện cực, chọn số lượng và kích thước các điện cực đóng thẳng đứng và các điện cực ngang, tính điện trở khuếch tán của cọc, thanh nằm ngang và toàn hệ thống nối đất theo các biểu thức ở trên.
3.7.3. Tính toán trang bị nối đất cho hệ thống nối đất chống sét1. Điện trở nối đất khi có sét 1. Điện trở nối đất khi có sét
Khi có sét đánh, điện áp của sóng sét là điện áp xung kích. Vì vậy đối với nối đất chống sét phải xác định theo điện trở xung kích.
Điện trở xung kích được xác định theo biểu thức: Rxk = αxk.Rxc
Trong đó:
- Rxc : là điện trở nối đất xoay chiều tần số công nghiệp. - αxk: là hệ số xung kích, ρ . I 1 R R α d xc xk xk = = .
Khi sét đánh nếu cường độ điện trường trong đất bằng 5 (kV/cm) thì trong đất có hiện tượng phóng điện cục bộ làm cho điện trở nối đất giảm xuống, ứng với trường hợp này αxk < 1. Khi trang bị nối đất dài, L tăng lên tức X = ω.L cũng tăng làm cho điện tích tập trung ở ngoài dây dẫn, trường hợp này điện trở nối đất tăng lên tức là αxk > 1.
Chú ý: Đối với nối đất chống sét, hệ số sử dụng của điện cực ký hiệu là ηxk và gọi là hệ số sử dụng xung kích của điện cực. Hệ số ηxk tra trong sổ
Hệ số xung kích của một số bộ phận nối đất đơn giản (bảng 3-7). Bảng 3-7 Kiểu nối đất Chiều dài cọc, tia(m) Với trị số điện trở suất ρ x 104 Ω cm
0,50 1 3 5 10 Kiểu cọc 3-5 0,95 0,80 0,60 0,40 0,35 Kiểu tia nằm ngang - 1 tia 2,50 0,06 0,8 0,60 0,40 0,38 10 - 0,90 0,70 0,50 0,40 20 1,12 1,10 0,90 0,70 0,60 30 - 1,40 1,00 0,80 0,70 40 1,75 1,70 1,30 0,90 0,80 Kiểu tia nằm ngang - 2 tia 5-10 0,95 0,80 0,60 0,40 0,38 20 1,12 0,90 0,70 0,50 0,40 40 - 1,10 0,90 0,70 0,60 60 - 1,40 1,00 0,80 0,70 80 - 1,70 1,30 0,90 0,80 Kiểu tia nằm ngang -3 tia 4 0,80 0,70 0,50 0,30 0,34 6 0,89 0,75 0,55 0,40 0,35 8 0,94 0,84 0,60 0,44 0,36 10 0,98 0,88 0,65 0,46 0,38 12 0,99 0,89 0,70 0,59 0,40
Khi thực hiện nối đất chống sét, có thể lựa chọn hình thức nối đất như sau:
- Khi trị số điện trở suất của đất < 3.104 Ω.cm thì sử dụng hình thức nối đất tập trung, chiều dài cọc từ (2,5÷3)m.
- Trường hợp lớp đất trên có trị số điện trở suất nhỏ, các lớp đất ở dưới là đá, sỏi hoặc có điện trở suất lớn quá thì sử dụng hình thức nối đất kiểu tia nằm ngang, chiều dài tia không nên dài quá 20 mét và đặt ở độ sâu (0,5÷0,8)m. Nếu một tia không đạt yêu cầu về điện trở nối đất thì tăng số tia, nhưng không nên quá 4 tia và góc tạo thành giữa các tia không được nhỏ hơn 900.
- Khi điện trở suất của đất khoảng (3÷7).104 Ω.cm cần sử dụng hình thức nối đất hỗn hợp (cọc - tia), số tia không quá 4 và chiều dài tia không quá 30 mét, có thể nối đất hỗn hợp kiểu hình vuông, chữ nhật hoặc vòng tròn.
- Khi trị số điện trở suất > 7.104 Ω.cm cần sử dụng hình thức nối đất tia, mạch vòng hoặc hỗn hợp.
Nếu đất có nhiều đá tảng, đá vỉa thì cho phép kéo dài tia tới chỗ có điện trở suất nhỏ nhưng không nên kéo dài quá 100 m.
Hệ thống nối đất có nhiều cọc, khoảng cách giữa các cọc không được nhỏ hơn hai lần chiều dài của cọc. Chỉ khi thực hiện khoảng cách nói trên
gặp nhiều khó khăn hoặc điện trở suất của đất nhỏ thì được phép giảm khoảng cách trên nhưng không được nhỏ hơn chiều dài của cọc.
Trình tự tính toán nối đất chống sét giống như ở phần trên chỉ khác là thay hệ số η bằng ηxk và tính thêm điện trở nối đất xung kích:
Rxk = αxk . Rxc