1.12.1.Nối đất an toàn điện:
1.12.1.1. Công thức tính toán cho hệ thống nối đất
− Tại tủ điện chính toàn nhà có thiết lập hệ thống nối đất lặp lại trung tính điện với yêu cầu điện trở tiếp đất R = 4 ohm.
− Từ tủ điện chính lên các tầng, từ tủ điện tầng đến các tủ điện phụ, từ tủ điện phụ ra thiết bị chiếu sáng, động lực, ổ cắm ...theo hệ thống 5 dây (3P + N + E) hoặc 3 dây (1P+N+E) trong đó dây E là dây bảo vệ được nối vào vỏ máy, vỏ thiết bị dùng điện và cực thứ 3 của ổ cắm 3 cực.
− Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 4Ω theo TCN18_2006
− Điện trở suất của đất:
− Hệ số điều chỉnh khí hậu:
Bảng 1-12 Hệ số điều chỉnh
Loại nối đất Hình thức Độ chôn sâu Hệ số mùa
An toàn, làm việc Nằm ngang 0,8 1,6 3
Thẳng đứng 0,8 1,4 2
Chống sét Nằm ngang 0,8 1,2 1,45
Thẳng đứng 0,8 1,151,3
1.12.1.2. Tính toán nối đất an toàn
− Điện trở suất của đất
+ Giả sử tại thời điểm đo
− Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ = 4Ω
− Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu:
Bảng 1-13 Hệ số điều chỉnh
Loại nối đất Loại điện cực Độ chôn sâu (m) Hệ số mùa (đất khô)
Nối đất an toàn Cọc thẳng đứng 0,8 1,4
Trong đó:
+ l: chiều dài cọc tiếp đất (m), l=2,4m.
+ d: đường kính cọc tiếp đất (m), d=16mm=0,016m.
+ t: độ chôn sâu cọc tính từ giữa cọc (m)
m
Ước lượng số cọc cần:
Giả sử hệ thống nối đất có 6 cọc nối đất, dây nối giữa chúng có điện trở không đáng kể.
+ Hệ số sử dụng cọc
Ta có tỷ số= =1,25(với a là khoảng cách giữa các cọc )
+ Hệ số sử dụng cọc .
+ Điện trở nối đất (không thỏa đk) Tăng số cọc lên 12 cọc : ( thỏa đk)
− Vậy số cọc cần lắp đặt là: 12 cọc
1.12.2.Chống sét lan truyền và đánh thẳng 1.12.2.1. Tổng quan về hệ thống chống sét
Chống sét lan truyền : Tại tủ điện chính, thiết lập thiết bị cắt sét lan truyền theo đường cấp điện ( gọi là lọc sét sơ cấp ) với thiết bị cắt sét .
− Thiết lập thiết bị lọc sét lan truyền theo đường cấp điện ( gọi là lọc sét thứ cấp) đối với các phụ tải quan trọng có sử dụng thiết bị vi mạch như hệ thống máy vi tính, thang máy... bằng thiết bị lọc sét thứ cấp .
Hệ thống thu lôi chống sét đánh thẳng : Thiết kế theo tiêu chuẩn NFC17 - 102 của ÚC và theo tiêu chuẩn 20TCN 46-84. Dùng thiết bị chống sét tạo tia tiên đạo là thiết bị chống sét hiện đại gắn tại điểm cao nhất của công trình . Dùng cáp thoát sét chống nhiễu dẫn sét xuống bộ phận tiếp đất, với yêu cầu điện trở tiếp đất R < 10 Ohm cho bộ phận tiếp đất.
1.12.2.2. Tính toán chống sét trực tiếp
Để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp vào trạm biến áp – vùng bảo vệ, chúng ta phải sử dụng các cột thu lôi, phạm vi bảo vệ của cột thu lôi là hình nón cong tròn xoay, có tiết diện ngang là những hình tròn ở độ cao hx, có bán kính Rx.
Bán kính bảo vệ (Rp) của kim thu sét phóng điện được tính theo công thức :
Rp=; khi h≥ 5m
Trong đó:
− Rp: Bán kính bảo vệ.
− h: Độ cao của kim so với bề mặt được bảo vệ.
− D (m) phụ thuộc vào mức độ chọn bảo vệ:
+ D= 20m cho mức bảo vệ 1 (cấp bảo vệ cao nhất)
+ D= 45m cho mức bảo vệ 2 (cấp bảo vệ cao)
+ D= 60m cho mức bảo vệ 3 (cấp bảo vệ tiêu chuẩn)
− ΔL: ΔL = v*ΔT
− ΔT: thời gian phát tiên đạo của KTS
− Xác định điện trở nối đất của l cọc:
− Điện trở tản xung kích của một cọc nối đất: Trong đó:
+ hệ số xung kích của cọc.
+ điện trở tản xoay chiều của một cọc.
+ điện trở xung kích của cọc. Giả sử dòng sét
− Hệ nối đất có 5 cọc giống nhau (điện trở dây nối giữa chúng bỏ qua) ghép nối tiếp và cách nhau một đoạn L thì điện trở xung kích của tổ hợp tính theo công thức sau:
+ điện trở xung kích của cọc.
+ hệ số xung kích của tổ hợp.
− Ước lượng sơ bộ số bộ cọc cần:
Giả sử hệ thống nối đất có 5 cọc nối đất, dây nối giữa chúng có điện trở không đáng kể. Ta có các thông số sau:
Hệ số sử dụng xung kích cọc
− Điện trở nối đất (không thỏa đk).
− Chọn 6 cọc tiếp địa (thỏa đk)
Vậy số cọc cần sử dụng là 6 cọc.
Chọn dây dẫn sét:
− Là dây đồng trần có tiết diện 50mm2
− Mỗi mét có kẹp giữ dây thoát sét
− Từ hộp kiểm tra xuống mặt đất đi trong ống PVC D32
Bãi tiếp địa:
− Điện trở đất của bãi tiếp địa sau khi hoàn thành phải nhỏ hơn 10m nếu chưa đặt phải xử lý bằng cách đóng thêm cọc hoặc rãi hóa chất giảm điện trở
− Trước và sau mùa mưa mỗi năm phải kiểm tra lại
Chọn kim thu sét:
− Chọn kim thu sét CIRPROTEC-Tây Ban Nha bảo vệ cho công trình:
+ Cấp 3 ۫ D = 60 m ∆T= 15 µs
+ Bán kính bảo vệ Rp = 88 (m)
+ Độ cao đầu thu sét 5 (m)
+ Kim thu sét được làm hoàn toàn bằng inox 316
+ Kim được kiểm tra và chứng nhận bởi cơ quan thí nghiệm độc lập
+ Trụ đỡ kim thu sét inox cao 5m, trụ đặt trên mái cao nhất công trình
+ Kiểm tra: Công trình được thiết kế với kim thu sét được lặp đặt trên mặt bẳng cao nhất của tòa nhà và cao 5m , để bảo vệ cho mặt thấp nhất cần bảo vệ 27,1 m
h =(33+5)-27,1=10,9 m
D = 60, ∆l = v x ∆T = 1 x 15 = 15 m Rp==
= 56,7 m