ĐẤT
A1. Các biện pháp an toàn khi đo nối đất. A1.1 Các thử nghiệm điện cực nối đất
Một điện áp gây chết người có thể xuất hiện giữa các điện cực nối đất đang thử nghiệm và điểm nối đất xa, nếu có một sự cố của hệ thống điện liên quan đến nối đất trạm xảy ra khi đang tiến hành thử nghiệm. Giá trị tăng của điện thế đất có thể đạt đến vài ngàn volt, dẫn đến điện áp bước và điện áp tiếp xúc xung quanh điện cực nối đất đang thử nghiệm, thiết bị thử nghiệm, và điểm nối đất xa có thể gây chết người.Các quy tắc an toàn thích hợp cần phải được tuân thủ. Do các điện cực phụ (cọc dòng và cọc áp) được đặt tại điểm nối đất xa, nên có thể tồn tại một điện áp giữa các đầu dây thử nghiệm này và bất kỳ điểm nào trong lưới nối đất trạm. Vấn đề cần quan tâm bao gồm các sự cố hệ thống hoặc sét đánh, có thể gây ra điện thế cao đến vài ngàn volt giữa nối đất trạm và điểm nối đất xa, và dòng điện thử nghiệm bơm vào cọc dòng cũng có thể gây ra điện
áp tiếp xúc đáng kể. Các biện pháp phòng ngừa sau đây có thể làm giảm những mối nguy hiểm trên:
a) Tay hoặc bất kỳ bộ phận nào khác của cơ thể không được phép chạm vào mạch đo, nơi mà có thể xuất hiện một điện áp cao. Người thử nghiệm phải mang găng tay và giày cách điện.
b) Nếu các vị trí bố trí cọc và dây thử nghiệm nằm trong khu dân cư hoặc không trong tầm nhìn của nhân viên thử nghiệm, cần phải quan sát liên tục và sử dụng thiết bị liên lạc vô tuyến (bộ đàm,…) liên hệ với nhân viên vận hành máy suốt thời gian thử nghiệm.
c)Nếu các dây thử nghiệm song song (khoảng cách vài chục mét) với một đường dây đang mang điện, khi đó có thể xuất hiện điện áp cảm ứng nguy hiểm hoặc gây sai lệch kết quả đo. Để giảm nguy cơ này, nên chọn hướng khác để bố trí cọc và dây thử nghiệm.
A1.2 Các thử nghiệm liên kết nối đất bộ chống sét
Các thử nghiệm tính liên tục nối đất bộ chống sét cần được quan tâm đặc biệt vì những lý do sau đây:
Đế của bộ chống sét có thể đạt đến điện thế đường dây nếu dây nối đất bị ngắt kết nối trong khi các thiết bị đầu cuối phía sơ cấp vẫn đang còn điện. Không bao giờ ngắt nối đất của một bộ chống sét cho bất kỳ lý do gì trong khi các thiết bị đầu cuối phía sơ cấp vẫn đang kết nối với một đường dây mang điện . Dòng đóng cắt hoặc tia sét tức thời cao cực kỳ có thể được xả vào nối đất và có thể vượt quá 50.000A.
Một sự cố hệ thống có thể xảy ra nếu một bộ chống sét bị lỗi trong thời gian thử nghiệm.
Các dây dẫn ra nối đất bộ chống sét có thể được thử nghiệm với điều kiện là các biện pháp an toàn thích hợp được thực hiện.
A1.3 Thử nghiệm nối đất dây trung tính và nối đất vỏ cáp
Việc ngắt kết nối dây trung tính và dây nối đất vỏ cáp với đất có thể gây ra điện áp nguy hiểm, cho dù đường dây đang mang điện hoặc không, do dòng chạy qua lớp giáp của cáp, hoặc do dòng hỗ cảm với các mạch đang mang điện khác.
A1.4 Thử nghiệm nối đất trung tính của thiết bị
Điện áp cao có thể xảy ra và có thể gây nguy hiểm cho người hoặc thiết bị, nếu trung tính của các thiết bị đang mang điện bị tách kết nối với đất.
A2. Các vấn đề chung cần lưu ý khi đo nối đất A2.1 Tính chất phức tạp
Đo tổng trở đất có thể được thực hiện trước khi liên kết với các kết cấu nối đất khác.
Các phép đo điện trở suất đất, tổng trở đất và gradient điện thế đất rất phức tạp, không giống như các phép đo điện trở, tổng trở và điện thế thông thường khác. Trong một số tình huống, chỉ có thể thực hiện một số phép đo để vẽ các đồ thị thể hiện xu hướng và để phân tích các trạng thái.
Do sự phát triển các khu công nghiệp, các trạm biến áp trung gian, việc bố trí sơ đồ đo phù hợp ngày càng trở nên khó khăn. Kết nối với các dây nối đất trên không, đường ống nước ngầm, vỏ bọc cáp, đường ray xe lửa lân cận, hệ thống băng tải,…, đều có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. Do đó việc thử nghiệm ở điện áp thấp có thể cho kết quả khác với các thử nghiệm sự cố thực tế.
Để cải thiện độ chính xác của phép đo nhằm so sánh với các giá trị tính toán, các phép đo tổng trở đất có thể được thực hiện trước khi liên kết với các kết cấu nối đất khác.
A2.2 Các điện cực thử nghiệm
Tổng trở của các điện cực thử nghiệm có thể ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của phép đo tổng trở đất. Nếu thực hiện bằng phương pháp hai điểm, sai số đo có thể được giảm thiểu nếu tổng trở của các điện cực phụ (cọc dòng và cọc áp) không đáng kể so với tổng trở đất đang được thử nghiệm. Ngược lại, đối với phương pháp thử nghiệm ba điểm, sai số đo có thể được giảm thiểu nếu tổng trở của điện cực phụ tương đương về độ lớn với tổng trở của nối đất đang được thử nghiệm.
Do những hạn chế trên, việc sử dụng các phương pháp này chỉ để đo tổng trở nối đất có mức độ tương đối nhỏ như trụ điện, trạm biến áp phân phối hạ áp công suất nhỏ…
Trong trường hợp đo tổng trở bằng cách sử dụng phương pháp điện áp rơi, các yêu cầu của điện cực phụ không quan trọng. Nhưng các thiết bị thử nghiệm cần tạo đủ dòng chạy trong mạch thử nghiệm để có được các phép đo chính xác.
Để tăng dòng thử nghiệm tại hiện trường, có thể thực hiện bằng cách hoặc tăng điện áp đo hoặc giảm điện trở của các điện cực phụ. Việc tăng điện áp đo có thể bị hạn chế do thiết bị thử nghiệm. Nếu sử dụng thiết bị đo có điện áp cao hơn, cần thận trọng để tránh tạo ra điện thế nguy hiểm ở các điện cực phụ (cọc dòng và cọc áp). Hầu hết các thiết bị thử nghiệm cung cấp điện áp 50V hoặc thấp hơn.
Thông thường, cách hiệu quả nhất để tăng dòng thử nghiệm là giảm điện trở cọc dòng. Điện trở của cọc dòng có thể được giảm thiểu bằng cách đóng cọc sâu hơn, đổ nước xung quanh cọc, hoặc đóng thêm các cọc phụ và kết nối chúng song song.
Các giá trị điện trở tối đa của các điện cực phụ, sẽ phụ thuộc vào loại dụng cụ đo lường được sử dụng.
Ảnh hưởng của dòng điện nhiễu khi thử nghiệm có thể được giảm nhẹ bằng cách:
Tạo dòng thử nghiệm có giá trị lớn hơn đáng kể so với dòng điện nhiễu. Thiết lập tần số của tín hiệu thử nghiệm khác với tần số của dòng điện nhiễu. Cọc áp có điện trở cao cũng có thể ảnh hưởng đến sai số phép đo, điện áp thực tế sẽ được phân bố trên điện trở cọc áp và tổng trở máy đo. Trong trường hợp điện trở suất đất thấp, sai số gây ra bởi ảnh hưởng này là không đáng kể. Trong trường hợp điện trở suất đất cao (môi trường đất cát, đá sỏi…), người thử nghiệm có thể giảm sai số đo bằng cách giảm điện trở của cọc áp. Nếu không, điện trở hiển thị sẽ thấp hơn so với điện trở thực tế.
A2.3 Dòng điện nhiễu một chiều trong đất
Bản chất dòng điện nhiễu một chiều trong đất là dòng điện điện phân, là kết quả của các phản ứng hóa học sinh ra giữa các loại đất khác nhau, giữa đất và kim loại do tác động ăn mòn tiếp xúc. Dòng nhiễu một chiều trong đất có thể
hoặc dòng xoay chiều được sử dụng trong phép đo. Tuy nhiên, sử dụng dòng một chiều nghịch lưu sẽ cho kết quả gần đúng, không chính xác bằng khi áp dụng thử nghiệm bằng dòng xoay chiều.
A2.4 Dòng điện nhiễu xoay chiều trong đất
Dòng nhiễu xoay chiều trong đất cũng gây trở ngại cho quá trình thử nghiệm. Những ảnh hưởng của dòng điện nhiễu xoay chiều có thể được giảm nhẹ trong khi đo điện trở đất bằng cách sử dụng một tần số khác với tần số dòng điện nhiễu. Hầu hết các thiết bị đo điện trở đất hiện nay đều sử dụng nguyên lý này.
A2.5 Thành phần điện kháng của tổng trở một hệ thống nối đất lớn
Một hệ thống nối đất lớn thường có tổng trở nhỏ (nhỏ hơn 1Ω) và thành phần điện kháng là đáng kể. Khi đo một hệ thống nối đất lớn các thiết bị thử nghiệm được vận hành tại một tần số thử nghiệm cao hơn hoặc thấp hơn một ít so với tần số hệ thống điện để có kết qủa chính xác hơn.
A2.6 Cách bố trí các dây thử nghiệm
Hiện tượng hỗ cảm có thể xảy ra giữa hai hay nhiều mạch xoay chiều gần nhau. Ảnh hưởng này trên các dây thí nghiệm (dây dòng , dây áp) trở nên đáng kể khi đo hệ thống nối đất lớn có tổng trở nhỏ. Điện áp được sinh ra trong dây áp (do hỗ cảm từ dòng điện thử nghiệm trên dây dòng) cộng vào điện áp thực và gây ra sai số trong phép đo.
Ở tần số 50Hz hoặc 60Hz hỗ cảm giữa hai dây thử nghiệm song song có thể đạt đến 0,1Ω/100 m. Ở các lưới nối đất bao phủ khu vực rộng lớn có tổng trở đất thấp, các dây thử nghiệm thường rất dài để đạt đến điểm nối đất xa. Vì vậy, bố trí các dây thử nghiệm không thích hợp có thể gây ra sai số lớn cho phép đo.
Giảm thiểu hỗ cảm của các dây thử nghiệm bằng cách bố trí dây thử nghiệm xa nhau hoặc giao nhau 900.
A2.7 Kết cấu kim loại ngầm
Kết cấu kim loại ngầm một phần hoặc ngầm hoàn toàn, như đường ray và đường ống kim loại, nằm ở vùng lân cận nối đất đang được thử nghiệm, sẽ có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đo. Phân bố điện thế đất bị biến dạng và gradient điện thế tăng lên khi đo phía trên kết cấu kim loại ngầm.
Trong trường hợp này, để tránh sai số khi đo cần bố trí các cọc và dây đo càng xa càng tốt hoặc có phương vuông góc với nơi có kết cấu kim loại ngầm.
PhụlụcB