D. LẮP ĐẶT VÀ ĐO LƯỜNG CỰC NỐIĐẤT
2. Ứng dụng của RCD.
Dịng rị xuống đất thường trực: mỗi mạng hạ áp đều tồn tại dịng rị xuống đất thường xuyên, do cách điện của mạng khơng hoàn hảo và dođiện dung giữa các pha cũnh như điện dung pha-đất.
Mạng điện càng lớn, điện trở cách điện càng thấp, điện dung của chúng càng lớn vàđương nhiên dịng rị càng tăng.
Ơí mạng ba pha, dịngđiện dung rị xuống đất cĩ thể bằng khơng nếu điện dung pha-đất của ba pha bằng nhau, điều kiện này thực tế khơng xảy ra được. Dịng dungđi xuống đất đơi khi tăngđáng kể do các tụ lọc trong các thiết bị điện tử (hệ thống thơng tin, tự động, mạng máy tính...). Khi thiếu các thơng tin cần thiết, dịng rị thường trực trong các mạng điện cĩ thể phỏng đốn từ các giá trị sau (theo số liệu của Bulletin de I’UTE - tháng 4-1992):
Đoở mạng U = 230V, f = 50Hz
Đầu cực máy Fax
Mạng IT (Information Technology) Đầu nối IT Máy in (mạng IT) Máy Photocopier 0,5-1,0 mA 1-2 mA 1-2 mA <1 mA 0,5-1,5 mA
Dịng rị quá độ: dịng quáđộ ban đầu của thành phần điện dung nĩi trên sẽ tăng cao với tần số quá độ lớn trong khoảng thời gian rất ngắn, xem H.3.42. Sự xuất hiện đột ngột của điểm chạm đất đầu trong mạng nối đấtkiểu IT cũng tạo nên dịng rị quáđộ ở tần số cao do sự tăng thế đột ngột trên hai pha bình thường.
Hình 3.42. Dạng sĩng dịng quáđộ chuẩn 0,5s/100kHz.
Ảnh hưởng của quá điện áp.
Quá điện áp xảy ra trong mạng điện do các nguyên nhân khác nhau: quá điện áp khí quyển hoặc nội bộ như các điều kiện vận hành của mạng (sự cố, thao tác thiết bị đĩng cắt, bảo vệ tác động cắt,...). Các thay đổi đột ngột này thường gây nênđiện áp quá độ lớn và dịngđiện quáđộ lớn chạy trong mạch cĩ tính cảm và tính dung trước khi trạng thái xác lập đạt được.
Các ghi nhận cho thấy rằng điện áp quá độ thường thấp hơn 6kV trong lưới hạ thế và cĩ thể đặc trưng bằng dạng sĩng 1,2/50s (H.3.43).
Các điện áp quá độ này sẽ gây nên dịng quá độ đặc trưng bằng sĩng xung dịng dạng 8/20s, giá trị đỉnh khoảng vài chục Ampere (H.3.44).
Dịng quáđộ này chạy vàođất qua điện dung của bộ chống sét hoặc qua các chỗ rị cách điện.
Hình 3.43. Dạng điện áp chuẩn 1,2/50s. Hình 3.44. Dạng xung dịng chuẩn 8/20s.
Sự tương hợp điện từ(EMC- Electro Magnetic Compatibility).
Dịng vàđiện áp cao quá độ ở tần số cao (xung một hướng, cịn gọi làđơn cực) được nêu trên cùng với các nguồn gây dao động điện từ (cuộn dây các Contactor, Relay, Tiếp điểm), bộ nạp xả, bộ bức xạ sĩng điện từ (Radio, Mạch kích,...) làm gia tăng sự lưu tâm đáng kể tới hiện tượng EMC. Cần thiết phải đảm bảo sao cho các RCD khơng tác động nhầm do ảnh hưởng của các xung dao động điện từ.
Hình 3.45. Ký hiệu chuẩn được áp dụng trong vài quốc gia
đối với việc bảo vệ chống lại thao tác sai do quá độ.
Thực hiện:
Mỗi RCD được lắp đặt phải cĩ mức sai số tối thiểu nhằm đảm bảo khơng tác động nhầm theo bảng số liệu sau. RCD loại “S” hoặc cĩ trị đặt tạo trễ mức I hoặc II khống chế được các dịng rị quáđộ, kể cả mạng cĩ LA, khi thời gian tồn tại các dịng quá độ này nhỏ hơn 40 ms.
Dịng rị thường trực của mạch sau chỗ đặt RCD cần được xem xét, đặc biệt trong mạng lớn hoặc khi tồn tại các mạch lọc hoặc trong mạng nối đất kiểu IT. Nếu biết giá trị điện dung của mạng, dịng rị tương đương dùng để chọn độ nhạy cho RCD là:
C mA C V imA nF 0072 10 10 100 230 9 3 , . . . khi f = 50Hz ImA = 0,086 C khi f = 60Hz
C(nF):điện dung pha-đất.
Vì các RCD tuân theo tiêu chuẩn IEC và tiêu chuẩn của nhiều quốc gia cho phép làm việc trong mức 0,5 In- In, dịng rị sau chỗ đặt RCD khơng được vượt quá 0,5 In.
Việc giới hạn dịng rị thường trực tới 0,25 In sẽ giới hạn các ảnh hưởng của tất cả các dịng quáđộ.
Trong các trường hợp đặc biệt, chẳng hạn mở rộng hoặc cải tạo lại mạng cĩ sơ đồ nối đất kiểu IT, cĩ lời khuyên của nhà chế tạo.
Bài giảng An ToànĐiện Trang63
Bảng mức thử tương hợp điện từ của RCD.
Loại nhiễu Hình thức kiểm tra Mức chịu đựng yêu cầu
Quáđiện áp Xung 1,2/50s 6 kVđỉnh
Xung 0,5/100kHz 200 Ađỉnh
Dịng quáđộ
Xung 8/20s 200 Ađỉnh
60 Ađỉnh đối với RCD10 mA 5 kAđỉnh đối với loại “S” hoặc tácđộng trễ
Đĩng cắt Theo IEC 801-4 4 kV
Tĩnh điện Phĩng tĩnh điện theo IEC 801-2 8 kV Sĩng bức xạ Trường điện từ bức xạ theo IEC 801-3 3 V/m
Chú ý: RCD cĩ In < 10mA khơng yêu cầu kiểm tra (IEC 1008-1).
RCD tácđộng trễ thường đặt gần trạm, nơi mà sĩng dịng từ bên ngồi rất khắc nghiệt. Kiểm tra mức 5 kA đỉnh phản ảnh điều này.
Các dịng một chiều
Nguồn một chiều cung cấp tự dùng cho điều khiển và đo lường của thiết bị điện và cơ thường được lấy từ các bộ chỉnh lưu (diode, triac, thyristor).
Khi xảy ra sự cố chạm đất sau bộ chỉnh lưu, dịng sự cố cĩ thể chứa thành phần một chiều. Sự nguy hiểm phụ thuộc mức cách điện của mạch DC trong thiết bị và cần xem xét trong trường hợp riêng. Vấn đề này thường liên quan tới lĩnh vực cơng nghiệp.
IEC phân loại các RCD theo khả năng tácđộng khi tồn tại thành phần DC trong dịng rị. Cĩ ba loại: loại AC chỉ tác động theo dịng xoay chiều.
Loại A: tác động dịng rị chứa xung một hướng (đơn cực). Loại B: tác động theo thành phần một chiều.
Ghi chú: thường sử dụng loại RCD loại AC, loại A cĩ thể sử dụng khi cĩ yêu cầu đặc biệt như là một biến dạng của loại AC.
Những khuyến cáo cĩ liên quan tới việc lắp đặt RCD với biến dịng kiểu xuyến.
Hình 3-46 : Các biện pháp làm giảm tỷ số In/Iph max
Phần tử kiểm tra dịng rị là một mạch từ khép kín (thường cĩ dạng xuyến) cĩ độ từ thẩm rất cao trên đĩ cĩ quấn một cuộn dây, toàn bộ các phần này kết hợp với nhau tạo thành biến dịng kiểu xuyến. Do cĩ độ từ thẩm cao, khi xảy ra những dao động của mạch ba phađối xứng chạy trên dây sơ cấp bao quanh mạch từ và doảnh hưởng của các vật liệu sắt từ đặt gần lõi (vỏ thép, khung máy ...) các yếu tố này cĩ thể ảnh hưởng tới sự cân bằng các lực từ động sinh ra trên mạch từ, đặc biệt là trong trường hợp dịng tải lớn (dịng khởi động của động cơ, dịng đĩng máy biến áp,...) làm cho các RCD tácđộng nhầm. Tỷ số giữa dịng làm việc In với dịng
pha lớn nhất Ipha max thường nhỏ hơn 1/1000 trừ phi người ta thực hiện các biện pháp đặc biệt. Mức giới hạn này cĩ thể được tăng nhờ các biện pháp được chỉ ra trên H.3.46 tập trung hĩa các dây cáp nằm trong vịng từ sử dụng vịng từ cĩ kích thước lớn hơn.
Bảng các biện pháp làm tỷ số In/Iph max.
Biện pháp Đường kính
(mm)
Hệ số giảm bớt độ nhạy
3 Sắp xếp một cách trung tâm hĩa cẩn thận các dây cáp vào
trong vịng từ.
Tăng kích thước của vịng từ hình xuyến.
50 > 100 80 > 200 120 > 200 2 2 6 50 4 80 3 120 3 Sử dụng ống chắn bằng sắt mềm hoặc thép: Bề dày 0,5 mm.
Cĩ chiều dài =2 x đường kính trong của vịng từ hình xuyến.
Che chắn toàn bộ quanh dây dẫn và trùm phủ
vịng từ ở cả hai đầu. 200 2
Các biện pháp này cĩ thể được kết hợp chung với nhau bằng cách tập trung một cách cẩn thận các dây cáp bên trong một vịng hình xuyến đường kính 200 mm (trên thực tế chỉ cần vịng 50mm là đủ), kết hợp với việc sử dụng một ống làm màn chắn, tỉ số 1/1000 cĩ thể trở thành 1/30000.