CHƢƠNG 3 : TÍNH TỐN PHỤ TẢI
6.3 ÁP DỤNG HỆ THỐNG CHỐNG SÉT TUÊN ĐẠO CÔNG NGHỆ
XẠ SỚM CPT-2 CHO CHUNG CƢ.
Xác định nhóm cơng trình
Cơng trình xây dựng thuộc nhóm III vì: - Chiều cao cơng trình 42,9 m > 35 m.
- Cơng trình Tịa nhà Hải Âu thuộc loại tịa nhà làm văn phịng cho th với vị trí chiến lược về kinh tế quốc phòng.
Cơ sở để lập thiết kế
Căn cứ vào số liệu thiết kế sơ bộ cơng trình
Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất cơng trình
Căn cứ vào các tiêu chuẩn chống sét hiện hành như sau:
- TCXDVN 46 : 2007 Tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng Việt Nam
- TCVN 4756 – 86 Tiêu chuẩn nối đất an toàn điện hiện hành của Việt Nam.
- Tiêu chuẩn chống sét Australia và Newzeland AS 1768 -1991 và NZS/AS 1768-1991.
- Các tiêu chuẩn chung về chống sét lan truyền và chống sét cảm ứng của Đức.
Thiết bị thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo CTP-2.
Sản phẩm CPT-2 được thiết kế và chế tạo bởi hãng CIRPROTEC – Tây Ba Nha. Đây là thiết bị chống sét tia tiên đạo phát xạ sớm. Giải pháp thiếp kế và kỹ thuật của hãng CIRPROTEC được tính tốn sử dụng cơng thức theo Tiêu chuẩn an toàn Quốc gia Pháp NFC 17-102/1995 và được chế tạo theo tiêu chuẩn UNE 21186 – 96, phiếu kiểm nghiệm số: 2000103038 – A do Trung tâm thí nghiệm kỹ thuật điện tử (L.C.O.E) Tây Ba Nha cấp. Hệ thống chống sét CPT – 2 gồm 4 bộ phận chính:
72
- Cáp thốt sét là cáp đồng bện nhiều sợi có khả năng cao để dẫn và thoát năng lượng xung sét xuống hệ thống tiếp đất.
- Hệ thống tiếp đất với trở kháng thấp có khả năng đạt tiêu chuẩn điện trở tiếp đất thích hợp với hầu hết các loại đất ở nước ta. Đó là biện pháp áp dụng loại cọc thép bọc đồng tiếp đất kết hợp với hỗn hợp hóa chất giảm điện trở suất GEM. Chất keo hỗn hợp hóa chất dẫn điện này tồn tại bền vững lâu dài không bị nước ngầm trôi rửa nên khiên điện trở tiếp đất ổn định trong hàng chục năm.
- Bộ đếm sét dùng để kiểm tra tác dụng và đánh giá hiệu quả hoạt động của kim thu sét. Bộ đếm sét được lắp dưới chân cột đèn chiếu sáng để theo dõi sự hoạt động của hệ thống chống sét mà không cần pin hoặc nguồn điện nào cung cấp. Thiết bị này sẽ được kích hoạt khi có dịng xung sét từ 250A đến 100kA. Thiết bị đếm sét này sẽ tự động thống kê số lần sét đánh có ảnh hưởng tại khu vực lắp thiết bị chống sét tia tiên đạo đồng thời giúp người quản lí chủ động đánh giá mức độ và tầng suất hoạt động của dòng sét để đưa ra các giải pháp bảo vệ thích hợp.
Nguyên tắc hoạt động
- Đầu thu sét CPT – 2 nhận năng lượng cần thiết trong khí quyển để tích trữ các điện tích trong bầu hình trụ. CPT – 2 sẽ thu năng lượng từ vùng điện trường xung quanh trong thời gian giông bão khoảng từ 10 – 10000 v/m. Đường dẫn chủ động bắt đầu ngay khi điện trường xung quanh vượt quá giá trị cực đại để đảm bảo nguy cơ sét đánh là nhỏ nhất.
- Phát ra tín hiệu điện cao thế với một biên độ, tần số nhất định tạo ra đường dẫn sét chủ động về phía trên liên tục.
- Điều khiển sự giải phóng ion đúng thời điểm: thiết bị ion hóa cho phép ion phát ra trong khoảng thời gian rất ngắn và tại thời điểm thích hợp đặc biệt, chỉ vài phần của dây trước khi có phóng điện sét, do đó đảm bảo dẫn sét kịp thời, chính xác và an toàn.
73
- CPT – 2 là thiết bị chủ động không sử dụng nguồn điện nào, khơng gây ra bất kì tiếng động, chỉ tác đồng trong vòng vài trước khi dòng sét thực đánh xuống và có hiệu quả trong thời gian lâu dài.
So sánh với hệ thống chống sét cổ điển, phƣơng pháp này có các ƣu điểm sau:
Stt Đặc tính Hệ thống đầu thu sét công nghệ tiên tiến CPT series
1 Thiết kế CPT series được thiết kế đặc biệt để giảm thiểu thời gian thực phát tia tiên đạo khi có sét.
2 Công nghệ chế tạo
Sử dụng cơng nghệ hiện đại thiết bị điện tử có bên trong kim thu sét thu hút và bắt giữ từ xa tia sét phóng xuống từ đám mây giông.
3 Cấu tạo và lắp đặt
-Thường chỉ cần một thiết bị thu sét CPT cho mỗi cơng trình. Thích hợp với mọi cơng trình đặc biệt là các Trụ sở, Văn phòng làm việc – giao dịch, khách sạn, trung tâm thương mại, kho bạc, chung cư cao tầng, cột thu phát Viễn thơng – Truyền hình…
-Tạo cho kiến trúc cơng trình có thẩm mỹ.
-Dễ dàng lắp đặt trong thời gian ngắn, không gây thấm dột mái sau này khi đưa cơng trình vào sử dụng.
-Rất dễ bảo trì.
4 Độ an tồn Độ an tồn rất cao do vùng bảo vệ rộng lớn (có bán kính bảo vệ thấp nhất là 42m và cao nhất là 107m). Bảo vệ cho các vùng lân cận. Chống sét đánh tạt, đánh xuyên.
5 Đối tượng bảo vệ
- Chống được sét đánh trực tiếp có hiệu quả tốt cho các tòa nhà cao ốc, kho bạc, ngân hàng, trạm viễn thơng, khách sạn, đài phát sóng, kho xăng dầu, khí đốt, khu công nghiệp, khu chế xuất…
74
hiện đại có gái trị lớn, trung tâm cơng nghệ thông tin, các kho chứa tiền…
Vùng bảo vệ
Bán kính bảo vệ Rp của đầu thu sét được tính theo tiêu chuẩn an tồn quốc gia Pháp NFC17 – 102 năm 1995 và tiêu chuẩn chống sét Tây Ba Nha UNE 21186 – 96.
Kết cấu thu sét CPT – 2.
Thiết bị thu sét CPT – 2 là một khối bằng thép không gỉ siêu bền. Kết cấu CPT – 2 này được liên kết với bộ ghép nối bằng Inox và chân trụ đỡ trên cột tiếp sóng do vậy chịu mọi hồn cảnh thời thiết khắc nghiệp cơng trình có kính bảo vệ cấp III Rbv = 76,4 m. Thiết bị thu sét được đặt tại vị trí cao nhất của cơng trình và bán kính bảo vệ được tính theo cơng thức sau đây:
Rp = √
Trong đó:
Rp :Bán kính bảo vệ mặt phẳng ngang tính từ chân đặt CPT – 2
H :Chiều cao đầu thu sét CPT – 2 ở trên bề mặt được bảo vệ
D :Chiều cao ảo tăng thêm khi chủ động phát xung theo tiêu chuẩn cấp bảo vệ dựa vào tiêu chuẩn NFC 17 – 102/1995
Thay vào công thức trên:
h = 5m D = 40m 106 x (Đường dẫn sét chủ động) của CPT – 2 = 44 s = 44 x 10-6 s Rp = √ = 76,4 m Cáp dẫn sét.
- 02 đường cáp đồng bện dẫn sét đảm bảo khả năng dẫn sét nhanh chống an tồn cho cơng trình, cáp thốt sét với diện tích ngang 70 mm2. Cách 1,5m có một bộ kẹp định vị thoát sét.
75
Hệ thống nối đất chống sét và nối đất an toàn điện
Hệ thống nối đất chống sét
Cọc thép bọc đồng tiếp đất, băng đồng liên kết và phụ kiện đầu nối được bố trí theo hệ thống nối đất gồm nhiều điện cực đặt trong nhà có tác dụng tản năng lượng sét xuống đất an toàn và nhanh chống. Cọc nối đất bằng thép bọc đồng dài 2,4m chôn cách nhau 5m và liên kết với nhau bằng băng đồng trần 25 x 3 mm. Đầu trên của cọc được đóng sâu dưới mặt đất 1m và băng đồng trần được đặt trong các rãnh sâu 0,5m và sâu 1,1m. Việc liên kết giữa cọc đồng, băng đồng và cáp đồng thoát sét bằng bộ kẹp đặc chủng nối đất tuân theo tiêu chuẩn chống sét TCXDVN 46 : 2007 hiện hành của Bộ Xây Dựng có tác dụng tải dòng điện hiệu quả do khả năng tiếp xúc giữa cọc, băng đồng và cáp thốt sét rất cao vì vậy đạt độ bền và tuổi thọ khơng cần phải bảo dưỡng định kỳ hệ thống nối đất như trong các hệ thống cũ trước đây. Điện trở nối đất chống sét 10 tuân theo tiêu chuẩn TCXDVN 46 : 2007 của Bộ Xây Dựng.
Hóa chất GEM có tác dụng làm giảm điện trở suất đất, tăng liên kết phần kim loại với đất và ổn định đất theo mùa, hóa chất này được sử dụng tại các điện cực tiếp đất và dọc theo băng đồng tiếp đất.
Hộp kiểm tra tiếp địa chỗ nối đất dùng để theo dõi và kiểm tra định kì giá trị điện trở nối đất hàng tháng, hàng quý và hàng năm.
Hệ thống nối đất an toàn điện
Tương tự hệ thống nối đất chống sét bao gồm: Cọc thép bọc đồng tiếp đất, băng đồng liên kết và phụ kiện đầu nối được bố trí theo hệ thống nối đất gồm nhiều điện cực đặt trong nhà có tác dụng tản năng lượng sét xuống đất an toàn và nhanh chống.
Cọc nối đất bằng thép bọc đồng dài 2,4m chôn cách nhau 4m và liên kết với nhau bằng băng đồng trần 25 x 3 mm. Đầu trên của cọc được đóng sâu dưới mặt đất 1m và băng đồng trần được đặt trong các rãnh sâu 0,5m và sâu 1,1m. Việc liên kết giữa cọc đồng, băng đồng và cáp đồng thoát sét bằng bộ kẹp đặt chủng nối đất tuân theo TCVN 4756 – 86 tiêu chuẩn nối đất an tồn điện hiện hành của Việt Nam có tác dụng tải dịng điện hiệu quả do khả năng tiếp xúc giữa cọc, băng đồng và cáp thoát sét rất cao vì vậy đạt độ bền và tuổi thọ khơng cần phải bảo dưỡng định kỳ hệ
76
thống nối đất như trong các hệ thống cũ trước đây. Điện trở hệ thống nối đất an toàn điện 4 .
Hóa chất GEM có tác dụng làm giảm điện trở suất đất, tăng liên kết phần kim loại với đất và ổn định đất theo mùa, hóa chất này được sử dụng tại các điện cực tiếp đất và dọc theo băng đồng tiếp đất.
CHƢƠNG 7 KẾT LUẬN, LỜI CẢM ƠN VÀ NHỮNG HẠN CHẾ
Với những kiến thức đã được học tập, nghiên cứu trong nhà trường chúng em được giao đề tài « thiết kế cung cấp điện cho chung cư ». Báo cáo này đả giúp cho em có thệm nhiều kinh nghiệm thực tế.
Sau một thời gian làm báo cáo với những nổ lực của bản thân đồng thời với sự hướng dẫn giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn, đặt biệt là sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Quân, đến nay en đã hồn thành bài báo cáo của mình và đã thực hiện được những công việc sau :
Tính tốn nhu cầu phụ tải.
Xác định sơ đồ cung cấp điện.
Bù công suất phản kháng.
Lựa chọn thiết bị cao áp.
Lụa chọn thiết bị dây dẫn hạ áp.
Tính ngắn mạch.
Tính tốn nối đất, chống sét.
Bản vẽ
Nhưng với kiến thức còn hạn chế, cùng với đề tài thiết kế cung cấp điện là tương đối khó và phức tạp, địi hỏi phải có kinh nghiệm, chun mơn cao và nhiều thời gian nên trong quá trình thiết kế khơng tránh khỏi những sai sót.
Kính mong được sự chỉ bảo của thầy cơ để chúng em có thể học hỏi và trao đổi vốn kiến thức của mình được nhiều hơn.
77
Một lần nữa chúng em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Quân đã hướng dẫn chúng em trong q trình thực hiện đồ án mơn học này.
78
PHỤ LỤC
80 2. CHỌN CÁP
82
83
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC của NXB khoa học và kỷ thuật.
[2] Sách kỷ thuật chiếu sáng của Dương Lan Hương. NXB đại học quốc gia TP.HCM.
[3] TCVN 9207:2012 đặt đường dẫn điện trong nhà ở và cơng trình cơng cộng - tiêu chuẩn thiết kế.
[4] Giáo trình thiết kế cấp điện của Vũ Văn Tẩm – Ngô Hồng Quang. NXB giáo dục Việt Nam.