Nối đất làm việc có nhiệm vụ bảo đảm sự làm việc của trang thiết bị điện trong các điều kiện bình thường và sự cố theo các chế độ qui định. Đó là nối đất điểm trung tính các cuộn dây máy phát, máy biến áp cơng suất và máy bù, nối đất máy biến áp đo lường, nối đất pha trong hệ thống pha - đất (đất được dùng như một dây dẫn)…
Nối đất an tồn hay nối đất bảo vệ có nhiệm vụ đảm bảo an tồn cho người phục vụ khi cách điện của trang thiết bị điện bị hư hỏng khi rị điện. Đó là nối đất vỏ máy phát, máy biến áp, vỏ thiết bị điện, vỏ cáp, nối đất các kết cấu kim loại của trang thiết bị phân phối điện… Nói chung đó là nối đất các bộ phận kim loại bình thường có điện thế bằng khơng, nhưng khi cách điện bị phóng điện xuyên thủng hay phóng điện mặt sẽ có điện thế khác khơng.
Nối đất chống sét nhằm tản dòng điện sét vào đất giữ cho điện thế của các phần tử được nối đất không quá cao do đó chống được phóng điện ngược từ các phần tử đó đến các bộ phận mang điện của trang thiết bị điện khác. Đó là nối đất cột thu sét, dây chống sét, các thiết bị chống sét, nối đất các kết cấu kim loại có thể bị sét đánh…
Trong rất nhiều trường hợp, cùng một hệ thống nối đất đồng thời thực hiện hai hoặc ba nhiệm vụ nói trên.
Các loại nối đất thông thường được thực hiện bằng một hệ thống những cọc thép (hoặc đồng) đóng vào đất hoặc những thanh ngang bằng cùng loại vật liệu chôn trong đất hoặc cọc và thanh nối liền nhau và nối liền với vật cần nối đất. Cọc thường làm bằng thép ống hoặc thép thanh trịn khơng rỉ (hoặc mạ kẽm), đường kính từ 36 cm, dài từ 23 cm hoặc bằng thép góc 40 40
mm.mm, 50 50 mm.mm đóng thẳng đứng vào đất, còn thanh ngang bằng thép thanh dẹp tiết diện (3 5)(20 40) mm2 hoặc thép thanh tròn đường kính 10 20 mm cọc và thanh được gọi chung là cực nối đất, thường được chôn sâu cách mặt đất từ 5080 cm để giảm bớt ảnh hưởng của thời tiết không thuận lợi (quá khô về mùa nắng, bị băng giá về mùa đông) và tránh khả năng bị hư hỏng về cơ giới (do đào bới cày cuốc).
6.3.2 Điện trở tản nối đất ở tần số công nghiệp R~
Các kiến thức về nối đất đã được trình bày ở giáo trình an tồn điện. Ở đây chỉ nhắc lại một vài điểm có liên quan đến việc tính tốn và thiết kế hệ thống nối đất chống sét cho trạm và nhà máy điện:
Đối với hệ thống có trung tính trực tiếp nối đất (tức hệ thống có dòng ngắn mạch chạm đất một pha lớn dòng điện >500A và thời gian duy trì khoảng t 0,15s xác định bởi thời gian tác động của bảo vệ rơle chính) thì điện trở nối đất an tồn của trang thiết bị điện mọi trường hợp và mọi điều kiện thời tiết không được vượt quá 0,5: R~ 0,5.
Đối với hệ thống có trung tính cách điện (Iđ 500A) nếu nối đất riêng cho các thiết bị điện áp cao U > 1000V thì điện trở nối đất an toàn cho phép: R~ 250/Iđ (), nếu nối đất chung cho cả thiết bị điện áp cao U >1000V và điện áp thấp U <1000V thì điện trở nối đất an tồn cho phép tính theo: R~ 250/Iđ ().
Nhưng trong cả hai trường hợp điện trở tản an tồn cho phép khơng vượt quá 4 10 đối với nối đất của trạm và nhà máy và không quá 5 30 đối với nối đất đường dây. Trong các cơng thức trên, Iđ là dịng trạm đất 1 pha tính tại nơi sự cố. Nếu hệ thống khơng có cuộn dập hồ quang thì Iđ = 3.W.C.Up với :
C : điện dung của pha đối với đất. Up : điện áp pha.