CHƯƠNG 4: BẢO VỆ AN TOÀN CHO NGƯỜ
4.2.2.3. Mạng điện IT
Dòng chạm đất trong hệ thống IT đi qua dung kháng của đường dây đến điểm trung tính của nguồn cấp điện (Hình 4.6). Vì vậy, dịng chạm đất thứ nhất có giá trị rất nhỏ để có thể tác động các thiết bị bảo vệ cắt nguồn và điện áp tiếp xúc có giá trị rất thấp.
Tiêu chuẩn IEC 60364-4 qui định việc trang bị thiết bị tự động ngắt mạch là không cần thiết nếu điều kiện sau được thoả:
Rd.Id ≤ UL
(4.9 )
Ở đây: Rd (Q) là điện trở nối đất vỏ thiết bị; Id (A) là dòng chạm đất điểm thứ nhất; ULcó giá trị là 50V ở những nơi thơng thường (25V ở những nơi đặc biệt).
Nếu điều kiện này được thoả, sau khi xuất hiện dòng sự cốchạm đất điểm thứ nhất, điện áp tiếp xúc trên vỏ thiết bị không vượt quá 50V và sẽ không gây nguy hiểm cho người.
Trong hệ thống IT, cần thường xuyên theo dõi điều kiện cách điện so với đất bằng thiết bị báo sự xuất hiện dòng chạm đất thứ nhất. Khi có điểm bị chạm đất cần tiến hành sửa chữa nếu muốn hệ thống IT làm việc hoàn toàn tin cậy. Ngồi ra, hệ thống IT cịn cho phép tiếp tục cung cấp điện khi bị sự cố chạm đất điểm thứ nhất, đây là ưu điểm lớn so với các hệ thống khác.
Khi xuất hiện sự cố chạm đất điểm thứ hai (xuất hiện đồng thời hai điểm chạm đất một lúc trên hai pha khác nhau), nguồn cấp sẽ được cắt theo thể thức sau:
Khi các vỏ thiết bị được nối đất theo nhóm hay riêng biệt (Hình 4.8), điều kiện bảo vệ tương tự như cho hệ thống TT . Lưu ý, trong trường hợp này cần bố trí các thiết bị RCD ở các máy cắt tổng của cả nhóm và tại từng nhánh thiết bị có nối đất riêng.
Hình 4.8: Các hình thức nối đất trong hệ thống IT
Lý do của việc đặt thêm các thiết bị RCD là khi các điện cực nối đất độc lập “kết nối” qua đất, dòng ngắn mạch pha-pha thường bị giới hạn khi đi qua các điện trở nối đất. Điều này làm cho các bảo vệ q dịng lớn khơng làm việc tin cậy. Các thiết bị RCD có độ nhạy cao hơn sẽ tác động chắc chắn hơn. Tuy nhiên, trường hợp này các thiết bị RCD phải có dòng đặt cao hơn dòng chạm đất điểm thứ nhất.
Khi tất cả các vỏ thiết bị được nối đất với dây bảo vệ PE chung (Hình 4.8), các điều kiện cho hệ thống TN được áp dụng. Trong trường hợp riêng, các điều kiện sau cần được thỏa:
- Nếu trung hịa khơng tham gia vào mạch: (4.10)
- Nếu trung hòa tham gia vào mạch: (4.11)
Ở đây: U0 (V) là giá trị điện áp pha; Ur(V) là giá trị điện áp dây; Zs(Ω) là tổng
trở mạch vòng sự cố bao gồm dây pha và dây bảo vệ; ZS(Ω) là tổng trở mạch vồng sự cố bao gồm dây trung tính và dây bảo vệ; Ia(A) là dịng tác động cắt của thiết bị bảo vệ tương ứng với thời gian qui định trong Bảng 4.4 hay trong vòng 5s đối với các mạch phân phối.
Bảng 4.4. Thời gian tác động cắt cực đại trong hệ thống IT
Điện áp (V) U0/Ur
Thời gian tác động cắt cực đại
Trung tính khơng được phân phối Trung tính được phân phối
120/240 0.8 5 230/400 0.4 0.8 400/690 0.2 0.4 580/1000 0.1 0.2 a r s I U Z . 2 a s I U Z . 2 0
Tiêu chuẩn IEC 60364-4 phát biểu rằng, nếu các yêu cầu ở mục b nêu trên không được thoả bằng cách sử dụng thiết bị bảo vệ q dịng thì việc bảo vệ cho mỗi đường dây cấp điện cho tải phải được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị bảo vệ chống dòng rò.
Ngưỡng tác động của thiết bị bảo vệ chống dòng rò phải được chọn cẩn thận nhằm mục đích ngăn ngừa việc ngắt điện khơng mong mn, do cịn có các đường riêng dẫn dịng sự cố thứ nhất thơng qua dung kháng của đường dây đến điểm trung tính của nguồn cấp điện (thay cho đường dây sự cố, một đường dây bình thường khác với điện dung lớn có thế gây ra dịng sự cố có giá trị lớn hơn).