Phân tích nguyên nhân sự cố do sét tại khoảng cột số 11-12 ( Sự cố làm cho dây chống sét bị đứt 1 sợi xước dài 30cm cách cột 11 về phía cột 12 là 35 m ) cho thấy: khu vực này nền đất có độ ẩm, không phải là nơi hay bị sét đánh . Thông số điện trở suất đất thấp, điện trở cột đo được trong các đợt kiểm tra định kỳ luôn đạt dưới 10Ω.
Tại vị trí này trước sự cố chưa hề tồn tại nguyên nhân kỹ thuật có thể gây sự cố. Tuy nhiên sau sự cố đội kiểm tra đã pháp hiện nguyên nhân chính đó là tại cột số 11 đã bị cắt 2 đoạn dây thu sét khoảng 1,5 m ở trụ số 1 và trụ số 3 dưới mặt đất.Có thể do người dân cắt trong sinh hoạt hằng ngày.
Nhận xét
Đây là sự cố hy hữu đáng tiếc xẩy ra song lại đặt ra cho ta thấy công tác kiểm tra định kỳ, thường xuyên là hết sức quan trọng trong kinh nghiệm quản lý vận hành
đường dây nhất là trong mùa mưa bão giông sét nhiều.
Đề xuất
- Khi thực hiện các công việc kiểm tra đường dây không chỉ bằng mắt, bằng ống nhòm với dây dẫn, chuỗi sứ, bằng megomet để đo trị số điện trở mà còn tiến hành các động tác cơ khí như rung lắc, tác động mạnh vào dây nối đất để phát hiện được những mối hàn nối kém, những đoạn ô xi hoá do môi trường mà khắc phục kịp thời đảm bảo yêu cầu dẫn sét của hệ thống nối đất được tốt nhất.
- Bên cạnh công tác kiểm tra cần đề cao công tác phối hợp với chính quyền địa phương nơi có tuyến đường dây đi qua trong việc tuyên truyền giáo dục về an toàn điện nhất là tuyên truyền về tác dụng của hệ thống thu sét cột điện cho người dân sinh sống gần đó hiểu để có ý thức bảo vệ.
3.2.2. Đảm bảo khoảng cách hành lang an toàn đường dây
Phân tích nguyên nhân sự cố tại cột số 15 16 cột néo, dây lèo pha B dưới cùng -
bị phóng rộp sáng bề mặt kích thước (5x2) cm: Nguyên nhân là do sét đánh gãy cành cây, bị gió lốc mạnh cuốn cành cây vào dây lèo gây phóng điện. Khi kiểm tra tại hiện trường cho thấy một cành cây to bị bẻ gẫy, có vết cháy xém dọc theo thân cây. Đây được coi là nguyên nhân gián tiếp do sét đánh thẳng vào cây ngoài hành lang gây nên sự cố cho đường dây.
Sự cố trên cho ta thấy việc kiểm tra khoảng cách hành lang an toàn cần phải chú ý tới các nguy cơ có thể ảnh hưởng tới đường dây. Theo quy định về chiều rộng hành lang an toàn đối với đường dây 220kV là 06 m tính từ dây ngoài cùng theo chiều thẳng đứng về hai phía đường dây, chạy song song với đường dây ở trạng thái tĩnh
(Nghị định số 106/2005/NĐ CP ngày17/8/2005 qui định chi tiết và hướng dẫn thi -
hành một số điều của Luật điện lực về bảo vệ an toàn công trình lưới điện cao áp, điều 4.1b) [9]. Tuy nhiên trong thực tế có nhiều vị trí cột, đoạn đường dây đi quamột
số vùng tồn tại nhiều cây to nằm ngoài phần hành lang an toàn nhưng có nguy cơ gây ảnh hưởng tới an toàn đường dâykhi xảy ra hiện tượng giông, lốc, mưa gió to nhất là trong mùa mưa bão.
Nhận xét
Trên tuyến đường dây Thái Bình – Nam Định 1&2 tuy đi qua vùng đồng bằng nhưng vẫn có những vị trí có nhiều cây cao có khả nguy cơ vi phạm chiều cao an toàn
cho phép.
Đề xuất
- Các khu vực có nguy cơ vi phạm khoảng cách an toàn trong hành lang an toàn cần được kiểm tra thường xuyên để chặt dọn nhất là trong mùa mưa cây phát triển rất
nhanh.
- Đối với các khu vực có nguy cơ vi phạm khoảng cách an toàn ngoài hành lang cần được kiểm kê và có phương án bổ sung chi phí đền bù hỗ trợ để mở rộng hành lang tại các khu vực này nhằm tránh các sự cố gián tiếp do sét đánh gây ra với đường
dây.
3.2.3. Bổ sung dây nối đất cho hệ thống tiếp địa cột
Đường dây 220kV Thái Bình – Nam Định hầu hết đi qua khu vực đồng bằng dễ thi công hệ thống tiếp địa.Tuy nhiên có một số đoạn có địa hình,địa chất đặc biệt đó là vị trí 19-20 ( đoạn vượt sông Hồng ) và vị trí 39-40 ( đoạn vượt sông Trà Lý), có
độ ẩm cao nên việc thi công hệ thống tiếp địa và đảm bảo trị số điện trở thấp cũng gặp nhiều khó khăn.
Phân tích nguyên nhân sự cố sét đánh tại cột 20 ta thấy trị số điện trở cột cao
10-20Ω tùy theo mùa, đây được xem là nguyên nhân chính gây sự cố sét đánh. Để thử nghiệm và kiểm tra tính hiệu quả của biện pháp này, được sự nhất trí của đơn vị quản lý tác giả đã phối hợp cùng đội quản lý vận hành đường dây tiến hành các công đoạn:
1. Kiểm tra thực địa các vị trí móng có điện trở nối đất cột cao, điện trở suất đất lớn:
Stt Cột
số
Loại tiếp địa theo thiết kế Rtđ ( Ω) Điện trở suất đất (Ωm) Địa hình 1 20 RS4 12,86 52,3 sông
2. Lựa chọn vị trí cột số 20 nằm trong khoảng vượt sông, có độ ẩm cao, địa chất phức tạp.
3. Dùng hệ thống cọc gồm hai bộ tiếp địa RS 4 hàn nối thành 2 tia và hàn nối -
với dây nối, nối bổ sung vào hệ thống tiếp địa hiện có của cột.
4. Kiểm tra đo điện trở nối đất cột sau thi công cho thấy trị số đo được giảm đáng kể. Cụ thể như bảng sau:
Cột số Điện trở nối đất cột (Ω) Chênh lệch giảm Trước thi công Sau thi công
20 12,86 5,12 - 7,74
Theo Quy phạm trang bị điện, nhà xuất bản Lao động Xã hội, năm 2006, " -
Chương II.5.73, bảng II.5.5. Điện trở nối đất cột" với điện trở suất đất đến 100Ωm thì giá trị điện trở nối đất là dưới 10 nên Ω vị trí này đã đạt yêu cầu [8].
Nhận xét
- Qua số liệu bảng trên ta thấy biện pháp trên là rất hữu hiệu đã làm giảm đáng kể điện trở nối đất cột.
- Biện pháp này không phải cắt điện, dễ thực hiện nhưng lại phụ thuộc nhiều vào địa hình nơi tuyến đường dây đi qua.
Đề xuất
- Các vị trí cột vượt sông hoặc ở gần đó có ao, hồ nên cần kiểm tra, tính toán, lựa chọn để áp dụng biện pháp này.
3.2.4. Bổ sung bát sứ dây dẫn
Xem xét tăng cường cách điện tại nơi có điện trở nối đất cột cao, điện trở suất của đất lớn, nơi địa hình khó áp dụng các biện pháp khác hiệu quả như độ cao trên
1000m so với mực nước biển, chiều cao cột trên 40m, hay nơi đường dây đi qua vùng khai thác mỏ ô nhiễm khói bụi bằng cách tăng thêm hai bát sứ/chuỗi.
Để đảm bảo hiệu quả về kinh tế và yêu cầu về kỹ thuật trước khi bổ sung cần xác định và tính toán kỹ từng vị trí theo công thức xác định số lượng chuỗi sứ theo Qui phạm trang bị điện, nhà xuất bản Lao động - Xã hội, năm 2006, " Chương II.5.50" [8].
n = d .Umax /D ( 3.1 )
Trong đó :
- n: Số bát cách điện trong 1chuỗi
- d: Tiêu chuẩn đường rò theo vùng nhiễm bẩn ( Vùng bình thường: 16 mm/kV, ô nhiễm nhẹ: 20 mm/kV, ô nhiễm: 25 mm/kV, ô nhiễm nặng hoặc gần biển 5km: 31 mm/kV,
- D: Chiều dài đường rò của 1 bát cách điện
- Umax: Điện áp làm việc lớn nhất trên đường dây ( kV )
Nhận xét
Thái Bình
Đối với đường dây – Nam Định từ 2011 đã thực hiện bổ sung bát sứ cho các vị trí hay bị sự cố, vị trí có nguy cơ sét đánh cao, như khoảng cột 30-31 đi qua nhà máy gạch, ô nhiễm khói bụi . Kết quả đã hạn chế sự cố tại các vị trí này (Ví dụ các vị trí: 30, 31, 49, 50).
Đề xuất
- Vì biện pháp này phải thực hiện đóng cắt điện đường dây nên cần chú ý -
công tác chuẩn bị đầy đủđiều kiện trước thi công và an toàn trong thi công, thi công phải khẩn trương để hạn chế thời gian ngừng cấp điện gây thiệt hại về kinh tế.
- Nên kết hợp biện pháp này với các công tác khác trên đường dây như thay sứ hỏng, vệ sinh sứ, sơn xà, xử lý khoảng cách pha- pha, pha- đất, sửa chữa thay nối dây dẫn...
3.2.5. Kiểm tra và bổ sung tiếp địa cột
Đối với các vị trí sự cố lặp lại phải thực hiện đào kiểm tra tiếp địa cột xem thi công có đúng thiết kế không nếu sai thì lắp đặt lại, đo trị số điện trở nối đất cột nếu còn cao so với Quy phạm thì tiến hành bổ sung tiếp địa.
Đây là biện pháp kỹ thuật đơn giản cần cân nhắc trước tiên dựa trên tính toán lý thuyết và kết quả thực tế. Biện pháp này được áp dụng phổ biến tại các đơn vị quản lý vận hành đường dây cao áp với các lý do chính sau:
- Rất dễ thực thi với địa hình tương đối dốc hoặc bằng phẳng.
- Rất trực quan và cho kết quả ngay sau khi thực hiện.
- Không phải cắt điện nên không gây thiệt hại do ngừng cấp điện – Đáp ứng được yêu cầu về vận hành kinh tế đường dây.
- Thi công nhanh, không phải sử dụng máy móc, không phải đòi hỏi các biện pháp an toàn về điện.
- Có thể kết hợp với các công tác khác như xử lý kè móng, tái hoàn thổ. Tuy nhiên để biện pháp này đạt kết quả như mong muốn cần chú ý:
- Đo điện trở suất của đất để tính toán xác định điện trở nối đất cột cần đạt mà bổ sung, thay thế tiếp địa một cách hợp lý.
- Thi công đúng kỹ thuật để đảm bảo hệ thống nối đất cột làm nhiệm vụ tản sét nhanh nhất, an toàn nhất.
- Có sự tính toán phối hợp với các biện pháp như: Lắp đặt chống sét van, chuyển dây nối đất trực tiếp dây chống sét.
Tại vị trí cột số 19 đơn vị quản lý tiến hành kiểm tra mặc dù tiếp địa thi công đúng thiết kế song trị số điện trở nối đất cột cao ( Rcột = 12,51Ω) đơn vị đã thực hiện hàn bổ sung 02 bộ tiếp địa RS 4 đo lại trị số đạt yêu cầu ( R- cột 3= ,03Ω).
Nhận xét
Theo đánh giá của đơn vị quản lý hầu hết các vị trí được bổ sung tiếp địa đến nay sự cố đã không lặp lại.
Đề xuất
- Qua kết quả đo định kỳ điện trở suất đất, điện trở cột hàng năm cần kiểm tra
rà soát các vị trí còn cao để tính toán áp dụng giải pháp này đưa điện trở cột về giới hạn Quy phạm trang bị điện cho phép dựa trên công thức tính toán điện trở của sơ đồ nối đất hình tia [2].
2
.
R ln
2. .ttl K Lt d. (3.2)
Trong đó:
R: điện trở của bộ nối đất L : chiều dài toàn bộ thanh nối
ρtt: điện trở suất tính toán = ρdo.(1,4÷1,8)
d : đường kính điện cực
t : là độ chôn sâu
K : hệ số phụ thuộc vào hình dạng của hệ thống nối đất.
- Trường hợp phải bổ sung tiếp địa phải tính toán điện trở bổ sung và thi công đúng yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo sau khi bổ sung hệ thống nối đất làm việc hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
- Trong nối đất bổ sung thường sử dụng dạng nối đất tập trung gồm thanh và cọc tại chân các cột dựa theo các công thứctính toán dưới đây [2].
Điện trở thanh được tính theo công thức:
2 tt T T T T Kl R 2. .l .lnt.d (3.3) l
Trong đó: T – chiều dài thanh
t – độ chôn sâu của thanh
ρtt – điện trở suất tính toán của nối đất dạng thanh chôn sâu t:
ρtt= ρ0.Kmùa= ρ0.1,25 (Ωm)
d – đường kính thanh dùng nối đất
K – hệ số hình dáng của nối đất, với nối đất dạng tia lấy K = 1 Điện trở cọc được tính theo công thức:
tt
C 2.l 1 4.t l
R (ln ln )
2. .l d 2 4.t l (3.4)
Trong đó: ρtt – điện trở suất tính toán của nối đất dạng cọc chôn sâu h:
ρtt= ρ0.Kmùa= ρ0.1,25 (Ωm)
Giá trị của t được tính như sau: t l h 2 Điện trở bổ sung được tính theo công thức:
C T BS T C C T R R R R n R (3.5) n Trong đó: – số cọc ηT, ηC – hệ số sử dụng của thanh và cọc ( ηc= 0,83, ηT = 0,86)
Tính toán tổng trở xung kích của hệ thống khi có nối đất bổ sung như sau: 2 ds k 2 1 x . T BS NTS NTS XK ds k 1 NTS BS NTS 2 BS k R R 2R Z (0, ) R 1 e A B R R R cos x (3.6) Trong đó: BS. NTS ( ) BS NTS R R A R R ; 2 ds k 2 1 x .T NTS k 1 NTS 2 BS k 2R B R 1 e R cos x
Giá trị điện áp đầu vào trong đất là:
Uđ I= S.ZXK(0,t) ( kV ) (3.7)
Qua kết quả thu được nếu Uđ< U50% cs= 1230 kV thì thỏa mãn yêu cầu về điện áp phóng điện của cách điện.
3.2.6. Tái hoàn thổ phục hồi điện trở suất của đất
Do trong quá trình thi công đào đúc móng nền đất tại vị trí thi công bị đào xới san lấp trên bề mặt rộng làm ảnh hưởng rất lớn đến kết cấu đất, khi thi công xong công tác hoàn thổ không được đơn vị thi công, tư vấn giám sát và đơn vị tiếp nhận vận hành đường dây chú trọng thực hiện nên ảnh hưởng rất lớn tới sự phục hồi và sinh trưởng của thảm thực vật – tác nhân chính để duy trì độ ẩm, chống xói lở móng cột, giữ nguyên trạng cấu trúc của đất tại các vị trí móng cột. Đây là nguyên nhân cốt lõi làm cho điện trở suất của đất tăng cao theo thời gian vận hành của đường dâychưa kể đến việc sạt lở chân móng cột gây mất an toàn cho công trình – đòi hỏi phát sinh chi phí bảo dưỡng cải tạo.
Khi độ ẩm nền đất không được duy trì, lớp đất mặt bị nước mưa làm xói lở chỉ còn lại nền đất đá khô cứng thì biện pháp bổ sung tiếp địa tại chân cột cho hệ thống nối đất không đem lại hiệu quả.
Kết quả thử nghiệm và tính toán cho thấy tại vị trí cột số 40 sau khi tiến hành bổ sung tiếp địa cho hệ thống nối đất bằng 02 bộ tiếp địa RS 4 kết quả đo được trị số -
điện trở nối đất cột chỉ giảm được từ 2 5 Ω. Như vậy biện pháp bổ sung tiếp địa cột -
vị trí này không hiệu quả đồng nghĩa với nguy cơ sự cố do sét đánh không giảm. Biện pháp hữu hiệu nhất trong trường hợp này là thực hiện tái hoàn thổ tại chân cột. Tại vị trí cột 55 có nền đất khô cứng nên gặp khó khăn trong việc áp dụng biện pháp nối bổ sung dây tiếp địa xuống nơi đất thấp hay thực hiện đào đổ hoá chất vào tiếp địa cột. Tác giả cùng đơn vị quản lý vận hành đã tiến hành thực hiện tái hoàn thổ qua các bước sau:
1. Dùng sỏi đá xếp xung quanh chân móng cột trên diện tích 225 m2 (Ngang
tuyến 15 m X dọc tuyến 15 m ).
2. Đào xới nền đất tại chỗ và đổ đất lấy từ 2 phía hành lang an toàn tạo thành lớp đất xốp, mầu dầy trung bình 0,3 m.
3. Đào các gốc cỏ hương bài có đường kính khóm từ 0,2 - 0,3 m trồng theo hàng khoảng cách các khóm là 0,8 m. Đây là loại cây tự nhiên rất thích nghi với điều kiện khí hậu nhiệt đới ở nước ta, đặc biệt phát triển rất nhanh vào mùa mưa có khả năng duy trì độ ẩm cao cho đất và chống sói mòn móng cột.
4. Tiến hành đo điện trở suất đất và đo điện trở nối đất cột sau 4 tháng kết quả