Tiết diện dây pha [mm2] Tiết diện dây PE [mm2]
Sph ≤ 16 SPE = Sph 16 < Sph ≤ 35 SPE = 16 35 < Sph ≤ 400 SPE = Sph /2 400 < Sph ≤ 800 SPE = 200 Sph >800 SPE = S/4 Tính tốn chống sét và nối đất a. Khái niệm về hệ thống chống sét. - Khái niệm về sét:
Trong khí quyển, giữa các đám mây khi tích điện trái dấu sẽ sinh ra sự phóng điện. Trước khi có sự phóng điện của sét, đã có sự phân chia và tích lũy điện tích rất cao trong các đám mây giông, do tác động của các luồng khí nóng bốc lên và hơi nước ngưng tụ trong các đám mây. Điện thế chênh lệch giữa các đám mây với đất rất lớn có thể đạt tới trị số hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu volt. Khi sự chênh lệch điện thế này đủ lớn nó sẽ đánh thủng lớp khơng khí ngăn cách nó với mặt đất, lúc này xảy ra hiện tượng phóng điện giữa các đám mây và mặt đất tạo nên tia lửa điện lóe sáng và kèm theo tiếng nổ dữ dội – gọi là sét.
- Sự cần thiết của việc phịng chống sét:
Các cơng trình có nguy cơ cháy nổ cao như nhà máy sản xuất thuốc nổ, kho chứa nhiên liệu hoặc tương đương cần sự bảo vệ cao nhất khỏi các nguy cơ bị sét đánh. [12].
Đối với các cơng trình khác, cần cân nhắc xem liệu có cần chống sét hay không. Trong nhiều trường hợp, yêu cầu cần thiết phải chống sét là rõ ràng, ví dụ:
+ Nơi tụ họp đông người.
+ Nơi cần phải bảo vệ các dịch vụ công cộng thiết yếu.
+ Nơi mà quanh khu vực đó thường xuyên xảy ra sét đánh.
+ Nơi có các kết cấu rất cao hoặc đứng đơn độc một mình.
Phùng Văn Chiến - 20173674 44
+ Nơi có chứa các vật liệu dễ cháy, nổ.
Tuy nhiên, trong rất nhiều trường hợp khác thì khơng dễ quyết định. Trong các trường hợp đó cần xem xét nhiều yếu tố ảnh hưởng đến xác suất sét đánh và các phân tích về hậu quả của nó.
Cũng có một số yếu tố khơng thể đánh giá được và chúng có thể bao trùm lên tất cả các yếu tố khác. Ví dụ như u cầu khơng xảy ra các nguy cơ có thể tránh được đối với cuộc sống của con người hoặc là việc tất cả mọi người sống trong tòa nhà ln cảm thấy được an tồn có thể quyết định cần có hệ thống chống sét, mặc dù thơng thường thì điều này là khơng cần thiết.
Khơng có bất cứ hướng dẫn cụ thể nào cho những vấn đề như vậy nhưng có thể tiến hành đánh giá căn cứ vào xác suất sét đánh vào cơng trình với những yếu tố sau:
+ Cơng năng của tịa nhà.
+ Tính chất của việc xây dựng tịa nhà đó.
+ Giá trị của vật thể trong tòa nhà hoặc những hậu quả do sét đánh gây ra.
+ Vị trí tịa nhà.
+ Chiều cao cơng trình.
Trong những trường hợp cần thiết có thể tham khảo thông tin trong các tài liệu chuyên ngành hoặc tham khảo ý kiến từ các chuyên gia có kinh nghiệm.
- Phân loại cơng trình cần được bảo vệ:
+ Cấp I – những cơng trình, trong đó có tỏa ra các chất khí hoặc hơi cháy,
cũng như các bụi hoặc sợi cháy dễ dàng chuyển sang trạng thái lơ lửng và có khả năng kết hợp với khơng khí hoặc các chất oxy hóa khác tạo thành các hỗn hợp nỗ, có thể xảy ra ngay trong điều kiện làm việc bình thường kể cả điều kiện làm việc bình thường ngắn hạn (mở hoặc đóng các thiết bị chứa hoặc rót các chất dễ bắt lửa hoặc các chất lỏng cháy qua lại các bình để hở, v.v..). Khi xảy ra nổ sẽ gây ra những phá hoại lớn và làm chết người.
+ Cấp II – Những cơng trình, trong đó có tỏa ra các chất khí, hơi, bụi hoặc
sợi cháy và có khả năng kết hợp với khơng khí hoặc các chất oxy hóa khác tạo thành các hỗn hợp nổ. Nhưng khả năng này chỉ xảy ra khi có sự cố hoặc làm sai quy tắc khơng thể xảy ra trong khi làm việc bình thường. Khi xảy ra nổ chỉ gây ra những hư hỏng nhỏ và không làm chết người.
+ Cấp III – Tất cả những cơng trình cịn lại.
Ghi chú: một cơng trình cấp III (theo nguyên tắc phân cấp ở trên) nhưng có tầm quan trọng đặc biệt về chính trị hoặc kinh tế thì được phép nâng lên cấp II. (Ví dụ: Nhà Quốc hội, đài phát thanh, nhà máy điện, nhà ở và làm việc của lãnh tụ…).
b. Cấu tạo của hệ thống chống sét cho tòa nhà, cơng trình.
+ Kim thu sét: kim thu sét là một thanh vót nhọn đặt trên đỉnh cơng trình, nó được nối xuống đất bởi một hoặc nhiều dây dẫn (thường là dây đồng). Có 2 loại kim thu sét là kim thu sét cổ điển và kim thu sét tiên đạo.
Phùng Văn Chiến - 20173674 45
+ Lồng thu sét (lồng Faraday): Gồm các đai sét nối song song xuống đất bên ngồi tịa nhà, các thanh được nối ngang nếu tịa nhà cao. Kết quả tạo thành lưới 15x15 m hoặc 10x10 m, điều này tạo nên lưới đẳng thế tốt hơn cho tòa nhà và chia nhỏ dịng sét, vì vậy giảm được đáng kể trường điện từ và hiện tượng cảm ứng. + Dây dẫn sét: nối từ kim thu sét xuống hộp kiểm tra và dẫn xuống hệ thống cọc tiếp đất.
+ Hộp kiểm tra tiếp địa: dùng để thường xuyên đo điện trở tiếp đất chống sét. + Thanh dẫn: thép dẹt hoặc thanh đồng dẹt nối các cọc tiếp đất với nhau bằng phương pháp hàn thường, hoặc hàn kewell hoặc kẹp chuyên dùng hoặc dây dẫn đồng trần.
+ Cọc tiếp đất: làm bằng cọc thép mạ đồng, thép V... + Phụ kiện: chân đỡ kim thu, kẹp cáp, kẹp cáp và cọc...
c. Phương pháp làm giảm điện trở nối đất
- Tăng cường khả năng tiếp xúc giữa cọc và dây nối cọc:
+ Khi dùng cọc tiếp địa bằng théo góc và dùng thanh thép nối giữa các cọc
thì để tăng cường khả năng tiếp xúc người ta dùng phương pháp hàn.
+ Khi dùng cọc thép mạ đồng và các thanh đồng 25x3 và dây đồng dẫn sét
thì người các dùng các phụ kiện chuyên dụng để nối hoặc dùng phương pháp hàn KumWell.
Hình 2.5: Phụ kiện chuyên dụng để nối và phương pháp hàn KumWell
- Dùng hóa chất giảm nhiệt:
Khi đóng cọc tiếp địa ở những vùng đất khơ có nhiều đất sét, cát, vùng đồi núi , việc đóng nhiều cọc tiếp địa vẫn khơng giảm được trị số điện trở xuống dưới 4 Ω (hoặc dưới 10 Ω) thì người ta phải dùng hóa chất giảm nhiệt Gem. Hóa chất này được đổ xung quanh cọc tiếp địa.
Phùng Văn Chiến - 20173674 46
Hình 2.6: Hóa chất GEM làm giảm điện trở đất
- Khoan giếng tiếp địa.
Khi dùng hóa chất giảm nhiệt đổ xung quang các cọc tiếp địa mà khi đo điện trở vẫn khơng giảm được bao nhiêu thì phải dùng phương pháp khoan giếng tiếp địa và dùng kèm phương pháp hàn Kumwell để tăng cường khả năng tiếp xúc giữa cọc và dây nối.
d. Tính tốn hệ thống chống sét
Tính tốn hệ thống chống sét gồm 3 bước
- Bước 1: Tính số cọc nối đất và dây nối các cọc.
Xác định điện trở nối đất yêu cầu: theo TCVN 9385: 2012 Mục 13 trang34): Điện trở yêu cầu chống sét: Rnđ ≤ 10Ω.
Xác định điện trở suất của đất: ρđất (Tham khảo sách IEC -Trang F69) Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khí hậu: