Sơ đồ nối đất được đặt trưng bởi cách nối đất điểm trung tính hạ thế của máy biến áp phân phối (hoặc của các nguồn khác) và cách thức nối đất vỏ thiết bị của lưới hạ thế.
Điểm nối sao (hoặc nối sao cuộn hạ của biến áp phân phối) của nguồn sẽ được nối trực tiếp với đất. Các bộ phận cần nối đất và vật dẫn tự nhiên sẽ nối chung tới cực nối đất riêng của lưới. Điện cực này cĩ thể độc lập hoặc phụ thuộc về điện với điện cực của nguồn, hai vùng ảnh hưởng cĩ thể bao trùm lẫn nhau mà khơng ảnh hưởng đến thao tác của các thiết bị bảo vệ.
10.3.2.Sơ đồ TN ( trung tính nối đất, các phần vỏ kim loại nối trung tính )
Sơ đồ TN-C
Dây trung tính là
dây bảo vệ và được gọi là dây PEN. Sơ đồ này khơng được phép sử dụng cho các dây nhỏ hơn 10 (mm2) cho (Cu) và 16 (mm2) cho (AL) và thiết bị xách tay.
Sơ đồ TN – C địi hỏi một sự đẳng áp hiệu quả trong lưới và nhiều điểm nối đất lặp lại.
Sơ đồ TN – S (5 dây)
Dây bảo vệ và
dây trung tính là riêng biệt. Đối với cáp cĩ vỏ bọc chì, dây bảo vệ thường là vỏ chì. Hệ TN-S là bắt buộc đối với mạch cĩ tiết diện nhỏ hơn 10mm2(Cu) và 16 mm2 (AL) cho các thiết bị di động.
Sơ đồ TN-C và TN-S cĩ thể được cùng sử dụng trong cùng một lưới. Trong sơ đồ TN-C-S, sơ đồ TN-C khơng bao giờ được sử dụng sau sơ đồ TN-S. Điểm phân dây PE tách khỏi dây PEN thường là điểm đầu của lưới.
Trong sơ đồ TN-C, chức năng bảo vệ của dây PEN được đặt hàng đầu. Đặc biệt, PEN cần trực tiếp với đầu nối đất của htiết bị và sau đĩ một cầu nối sẽ được nối với đầu trung tính.
10.3.3.Sơ đồ IT ( trung tính cách ly ) :
Trung tính cách ly hoặc nối đất qua điện trở , các vỏ kim loại nối đất.
Vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối tới một điện cực nối đất chung. Trên thực tế, mọi dây dẫn đều cĩ một điện kháng nối với đất vì khơng cĩ cách điện nào hồn hảo. Song song với đường rị điện sẽ cĩ đường rị dịng dung với đất.
Tổng trở cách điện trong sơ đồ IT
Tổng trở tương đương với tổng trở cách điện trong sơ đồ IT
Sơ đồ IT (nối đất qua tơng trở)
Một điện trở (1-2 kΩ) được nối giữa điểm trung tính cuộn hạ biến áp phân phối và đất. Các vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối tới cực nối đất. Nguyên nhân dùng Zs là để tạo một thế cố định xo với đất (Zs nhỏ hon các Zct) của các lưới nhỏ và do đĩ giảm ngưỡng quá áp như là việc lan truyền sĩng từ cuộn cao. Tuy nhiên nĩ sẽ tăng dịng sự cố thứ nhất.
10.4. Đặc tính của sơ đồ TT, TN và IC : 10.4.1. Sơ đồ TT
- Phương pháp nối đất: Điểm trung tính của máy biến áp được nối trực tiếp với đất. vỏ các thiết bị sẻ được nối tới cực nối đất bằng dây nối đất. Cực nối đất này thường độc lập với cực nối đất trung tính biến áp.
- Bố trí dây PE: Dây PE riêng biệt với dây trung tính và được định cỡ theo dịng sự cố lớn nhất cĩ thể xảy ra.
- Bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp: Mạch sẽ tự động ngắt khi cĩ hư hỏng cách điện. Trên thực tế các RCD sẽ đảm nhận chức năng này. Dịng tác động của chúng sẽ bé do cĩ điện trở mắc nối tiếp của hai điện cực nối đất.
10.4.2.Sơ đồ TN-C :
- Phương pháp nối đất: Điểm trung tính của máy biến áp được nối trục tiếp với đất và dây trung tính sẽ được nối đất lặp lại càng nhiều càng tốt. Các vỏ thiết bị và vật dẫn tự nhiên sẽ nối tới dây trung tính.
- Cách lắp PE: Dây trung tính và PE là một.
- Bố trí chốn chạm điện gián tiếp: Sơ đồ cĩ sự cố và điện áp tiếp xúc lớn: + Cĩ thể cách điện trong trường hợp hư hỏng cách điện.
+ Cách điện đựoc thực hiện bằng CB hay cầu chì. RCD sẽ khơng được sử dụng vì sự cố hư hỏng cách điện được coi như ngắn mạch pha-trung tính.
10.4.3. Sơ đồ TN-S
- Phương pháp nối đất: Điểm trung tính của biến áp được nối đất một lần tại đầu vào của lưới. Các vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối với dây bảo vệ, dây này sẽ được nối với trung tính của máy biến áp.
- Bố trí dây PE: Dây PE riêng biệt với dây trung tính và được định cỡ theo dịng sự cố lớn nhất cĩ thể xảy ra.
- Bố trí bảo vệ chống chạm điện: Do dịng sự cố và điện áp tiếp xúc lớn nên: + Tự động cắt điện khi cĩ hư hỏng cách điện.
+ Các CB, cầu chì sẽ đảm nhận vai trị này, hoặc các RCD, vì bảo vệ chống chạm điện sẽ tách biệt với bảo vệ ngắn mạch pha - pha hoặc pha - trung tính.
10.4.4.Sơ đồ IT :
- Phương pháp nối đất: Điểm trung tính của máy biến áp được cách ly vơí đất hoặc nối đất qua điện trỏ và bộ hạn chế quá áp. Trong điều kiện bình thường, áp của nĩ gần bằng với áp của vỏ thiết bị qua điện dung rị với đất của mạch và thiết bị. Vỏ các thiết bị và vật dẫn tự nhiên của tịa nhà sẽ được nối tới điện cực nối đất riêng.
- Dây PE sẽ được tách biệt với dây trung tính và được định cỡ theo dịng sự cố lớn nhất cĩ thể xảy ra.
- Bố trí chốn chạm điện gián tiếp: Dịng sự cố khi chỉ cĩ hư hỏng cách điện thường thấp và khơng nguy hiểm. Khĩ cĩ khả năng xảy ra thêm sự cố điểm thứ hai nếu lắp đặt một thiết bị báo cách điện dể bảo vệ và hiển thị khi xảy ra sự cố điểm thứ nhất. Từ đĩ cĩ thể định vị chính xác và loại trừ nĩ.
Ta thấy mỗi sơ đồ nối đất đều cĩ những đặc trưng về ưu điểm và khuyết điểm. Song với mục đích sử dụng là tịa nhà cao tầng nên ta sẽ chọn sơ đồ TN-S.
10.5. Tính tốn nối đất.