Bảo về nối đất pps

Điện trở nối đất trong mạng điện được xác định theo điều kiện d L yc I U Trong đó Id – dòng điện ngắn mạch chạy trong đất, A; UL - điện áp tính toán có giá trị UL ≤ Ucp ; Ucp- giá trị đư

Chương 8

Bảo vệ nối đất

8.1 Một số khái niệm, định nghĩa

Hệ thống nối đất – tập hợp các cực tiếp địa và dây nối đất có nhiệm vụ truyền

dẫn dòng điện xuống đất Hệ thống nối đất bao gồm nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo

Cực tiếp địa – Cọc bằng kim loại dạng tròn, ống hoặc thép góc, dài 2÷3 mét được đóng sâu trong đất Các cọc này được nối với nhau bởi các thanh giằng bằng phương pháp hàn

Hệ thống nối đất tự nhiên – hệ thống các thiết bị, công trình ngầm bằng kim

loại có sẵn trong lòng đất như các cấu kiện bê tông cốt thép, các hệ thống ống dẫn bằng kim loại, vỏ cáp ngầm v.v

Hệ thống nối đất nhân tạo – hệ thống bao gồm các cực tiếp địa bằng thép

hoặc bằng đồng được nối liên kết với nhau bởi các thanh ngang Phân biệt hai dạng nối đất là nối đất làm việc và nối đất bảo vệ

Hệ thống nối đất làm việc – hệ thống nối đất mà sự có mặt của nó là điều

kiện tối cần thiết để các thiết bị làm việc bình thường, ví dụ nối đất điểm trung tính của máy biến áp, nối đất của các thiết bị chống sét v.v

Hệ thống nối đất bảo vệ – hệ thống nối đất với mục đích loại trừ sự nguy

hiểm khi có sự tiếp xúc của người với các phần tử bình thường không mang điện nhưng có thể bị nhiễm điện bất ngờ do những nguyên nhân nào đó Ví dụ nối đất vỏ thiết bị, nối đất khung, bệ máy v.v

8.2 Phân tích đặc điểm của quá trình phân tán dòng điện trong đất

Khi có sự cố chạm đất, dòng điện truyền vào đất qua các đầu cực tiếp xúc rồi tỏa ra mọi hướng Giả thiết đầu tiếp xúc có dạng hình cầu đường kính D Mật độ dòng điện đi vào đất chính là mật độ dòng điện tính trên một đơn vị diện tích của nửa bề mặt hình cầu Sc/2, được xác định theo biểu thức:

2

d d

c

d

r

I D

I S

I j

Ở một điểm cách trục tiếp địa

Id- dòng điện chạy trong đất, A;

ρ - điện trở suất của đất, Ω.m

Độ rơi điện áp trong dải đất dx:

dx E

dϕx = x (8.4)

Điện thế tại điểm xét:

x

I x

dx I

x

d x

x

x

.2

ρπ

ρϕ

Biểu thức (8.5) chính là phương trình Hypebol Giá trị điện thế cực đại ở trên

cực tiếp địa (ứng với bán kính của cực tiếp địa rc) được xác định:

max

π

ρ

Vùng đất cách cực tiếp địa 20 mét trở lên được coi là vùng điện thế zero, có ϕ=0

So sánh các giá trị điện áp tiếp xúc tại các điểm khác nhau, khi người đứng ở

vị trí M và N (hình 8.2), ta thấy UtxM < UtxN, điều đó được thể hiện qua các biểu

ϕ (x)

Id

x 20m 20m

ϕmax

UtxM = ϕmax- ϕM (8.7)

UtxN = ϕmax- ϕN

Nếu điểm N nằm cách vị trí đặt hệ thống nối đất trên 20 mét thì ϕN=0, khi đó điện áp tiếp xúc sẽ có giá trị lớn nhất (UtxN=ϕmax)

Phân tích đặc tính điện thế hình 8.2 ta rút ra một số nhận xét sau :

- Khi người ở vị trí càng gần với nơi đặt tiếp địa thì giá trị điện áp bước sẽ càng cao ;

- Người ở vị trí càng gần điểm tiếp địa mà chạm vào vỏ thiết bị thì điện áp tiếp xúc

sẽ nhỏ hơn so với trường hợp đứng ở vị trí xa (UtxM<UtxN)

8.3 Vai trò của bảo vệ nối đất

Từ đây, để đơn giản, điện trở của hệ thống nối đất bảo vệ Rd.bv được ký hiệu chỉ đơn thuần là Rd Như đã biết, trong mạng điện hạ áp có trung tính nối đất, tất cả các phần tử kim loại của các thiết bị bình thường không mang điện đều được nối với hệ thống nối đất bảo vệ Vai trò bảo vệ của hệ thống nối đất này được giải thích như sau :

Khi có sự ngắn mạch chạm masse, nếu vỏ thiết bị không được nối đất (hình 8.3.a) thì trên vỏ sẽ xuất hiện điện áp bằng điện áp pha, do đó sẽ gây nguy hiểm khi người tiếp xúc với nó Nếu vỏ thiết bị được nối đất (hình 8.3.b), thì giá trị điện áp tiếp xúc chỉ bằng độ rơi điện áp trên điện trở của hệ thống nối đất bảo vệ, nếu hệ thống nối đất bảo vệ có giá trị đủ nhỏ thì có thể đảm bảo được sự an toàn cho người khi tiếp xúc với vỏ thiết bị

Xét sơ đồ hình 8.4, khi có ngắn mạch chạm masse sẽ có dòng điện sự cố chạy trong mạch kín Id , được xác định theo biểu thức:

151

Hình 8.3 Nguyên lý bảo vệ nối đất

a) khi chưa có nối đất vỏ thiết bị; b) khi có nối đất vỏ thiết bị.

b) a)

ph dn td

ph

U I

+ +

d ng td

R R

R R R

+

= (8.9)

Rng- điện trở cơ thể người, Ω;

Rd- điện trở hệ thống nối đất bảo vệ, Ω;

Rdn- điện trở hệ thống nối đất nguồn, Ω;

Rph- điện trở dây pha, Ω;

Giá trị điện áp đặt lên cơ thể người là :

R

U

I = (8.11)

Thay giá trị của Utx từ (8.10) vào (8.11)

và sau một vài biến đổi đơn giản ta được

d ng

d d ng

td d ng

R R

R I R

R I

8.4 Cấu trúc của hệ thống nối đất

Theo phương thức bố trí, hệ thống nối đất

được phân biệt hai loại là nối đất ngoại

biên và nối đất bao quanh (hình 8.5) Nối

đất ngoại biên thường được bố trí xa vị trí

đặt thiết bị (hình 8.6) Nối đất bao quanh

có thể được thực hiện theo vòng kín hoặc

vòng hở

152

Hình 8.4 Giải thích vai trò của bảo vệ nối đất

a) Sơ đồ mạng điện có bảo vệ nối đất; b) Sơ đồ thay thế

dn

Rng

ng a)

a) b)

Hình 8.5 Các loại hệ thống nối đất

a) Nối đất ngoại biên;

b) Nối đất bao quanh.

Ở hệ thống nối đất bao quanh, trường phân bố dòng điện từ các cực tiếp địa đan vào nhau, do đó điện thế tại điểm bất kỳ trên mặt đất bên trong khung tiếp địa khá cao Tuy nhiên, hiệu điện thế giữa các điểm trên lãnh thổ bên trong khung của

hệ thống nối đất lại giảm, do đó điện áp tiếp xúc sẽ không lớn

Trên hình 8.7 ta thấy giá trị điện

áp tiếp xúc trong trường hợp nối

đất bao quanh nhỏ hơn so với

trường hợp nối đất ngoại biên

(Utx2<Utx1) Do đó dòng điện

chạy qua cơ thể người khi tiếp

xúc với vỏ thiết bị nhiễm điện sẽ

nhỏ hơn so với trường hợp nối

đất ngoại biên Để san bằng điện

thế, bên trong khung nối đất và

cả ở bên ngoài, các thanh thép

được bố trí theo kiểu mạng lưới,

gọi là nối đất đẳng thế

8.5 Tính toán nối đất

Việc tính toán nối đất là để xác định số lượng cọc và thanh ngang cần thiết

đảm bảo điện trở của hệ thống nối đất nằm trong giới hạn yêu cầu Điện trở của hệ

thống nối đất phụ thuộc vào loại và số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc của hệ thống nối đất và tính chất của đất nơi đặt tiếp địa

8.5.1 Tính toán nối đất theo điện trở nối đất yêu cầu (Ryc)

a) Trình tự tính toán đối với đất đồng nhất

Quá trình tính toán nối đất theo Ryc đối với khu vực có đất đồng nhất được thực hiện theo các bước sau:

1) Xác định điện trở yêu cầu của hệ thống nối đất

153

Hình 8.6 Nối đất ngoại biên

a) mạch vòng; b) mạch thẳng;

1- cực tiếp địa; 2- dây nối đất;

3- thiết bị ; 4- thanh nối.

Hình 8.7 Điện áp tiếp xúc

U tx1 - Ở hệ thống nối đất ngoại biên;

U tx2 - Ở hệ thống nối đất bao quanh.

b)

b) a)

Utx1

Utx2

Cọc tiếp địa

Thanh nối

Như đã phân tích ở trên, giá trị của điện trở nối đất phải đủ nhỏ sao cho điện

áp tiếp xúc không vượt quá giới hạn cho phép Điện trở nối đất trong mạng điện được xác định theo điều kiện

d

L yc

I

U

Trong đó

Id – dòng điện ngắn mạch chạy trong đất, A;

UL - điện áp tính toán có giá trị UL ≤ Ucp ;

Ucp- giá trị được áp tiếp xúc cho phép, phụ thuộc vào thời gian cắt của bảo vệ: đối với mạng điện cao áp Ucp=250V, nếu hệ thống nối đất được xây dựng chung cho cả mạng cao và hạ áp thì Ucp=125V Trong trường hợp có sử dụng các thiết bị tự động cắt bảo vệ thì giá trị của Ucp có thể lấy theo bảng sau

Bảng 8.1 Điện áp tiếp xúc cho phép phụ thuộc vào thời gian cắt

Ucp, V 50÷120 120÷ 230 230÷ 400 >400

Theo tính toán, nếu dòng điện ngắn mạch chạy trong đất có giá trị lớn hơn 500A, thì điện của hệ thống nối đất Ryc ≤ 0,5 Ω Điều đó thường xẩy ra đối với mạng điện có hệ thống trung tính nối đất

Các giá trị Ryc tính theo (8.13) phải không được lớn hơn 10 Ω Đối với các trạm biến áp tiêu thụ, giá trị của điện trở nối đất Ryc phụ thuộc vào công suất định mức của trạm, còn giá trị của hệ thống nối đất lặp lại Rd.L, phụ thuộc vào điện trở của hệ thống nối đất chính như sau:

2) Xác định điện trở nối đất nhân tạo

Thông thường để tăng cường cho hệ thống nối đất và tiết kiệm cho hệ thống nối đất nhân tạo, người ta tận dụng các công trình ngầm như ống dẫn bằng kim loại, các cấu kiện bê tông cốt thép, vỏ cáp, nền móng v.v Tuy nhiên ở đây cần hết sức

154

lưu ý là không bao giờ được sử dụng các đường ống dẫn nhiên liệu Điện trở của tất

cả các công trình kể trên gọi là điện trở nối đất tự nhiên Rtn Giá trị của điện trở nối đất tự nhiên được xác định theo phương pháp đo, bằng thiết bị đo điện trở tiếp địa Nếu giá trị Rtn < Ryc thì không cần phải xây dựng thêm hệ thống nối đất nhân tạo Trong trường hợp ngược lại thì cần tiến hành xác định giá trị điện trở tiếp địa nhân tạo Rn.tao theo biểu thức:

yc tn

yc tn tao n

R R

R R R

−

Rn.tao- điện trở của hệ thống nối đất nhân tạo;

Rtn- điện trở của hệ thống nối đất tự nhiên

3) Chọn điện cực tiếp địa và xác định điện trở của chúng

Như đã trình bày, điện cực tiếp địa được làm bằng thép tròn, thép ống hoặc thép góc, được đóng sâu trong đất và được nối liên kết với nhau bởi các thanh nối dẹt nằm ngang Các cọc tiếp địa bằng đồng có độ dẫn điện tốt, khả năng đề kháng đối với ảnh hưởng của các yếu tố tác động của môi trường cao, nhưng vốn đầu tư cao hơn nhiều so với hệ thống tiếp địa bằng thép

Điện trở của cọc tiếp địa phụ thuộc vào điện trở suất của đất, và chiều dài của nó Tuy nhiên, như thể hiện trên hình 8.8, chiều dài của cực tiếp địa chỉ có ảnh

155

Hình 8.8 Mối quan hệ giữa điện trở của cực tiếp địa với điện trở

suất của đất và chiều dài của điện cực, R dc =f( ρ , l)

hưởng nhiều khi nó có giá trị không lớn Khi chiều dài l của điện cực tiếp địa lớn hiệu quả giảm điện trở của nó không cao, đặc biệt khi điện trở suất của đất nhỏ, vì vậy chỉ nên sử dụng các điện cực dài khi điện trở suất của đất lớn.

Trong nhiều trường hợp bản thân hệ thống lưới nối đất chỉ bao gồm các thanh nối đất ngang cũng có thể đảm bảo được giá trị điện trở nối đất yêu cầu Tuy nhiên, thông thường người ta kết hợp hệ thống lưới nối đất ngang và các cọc tiếp địa thẳng đứng để đảm bảo độ ổn định của điện trở nối đất Điện trở của một số dạng cực tiếp địa cơ bản được biểu thị trong bảng sau:

Bảng 8.1 Tính toán điện trở nối đất của các điện cực tiếp địa

7 4 ln 2

1 2 (ln

h l d

l l

R dc

+

+ +

= π ρ

L L

1 1

( 20

1 1

[

nd nd

luoi

F h F

L

R

+ + +

R sao

π ρ

N(n) ≈ (n-1).ln(3,414)-ln(n)(8.20)

Diện tích nối đất Fnd (kích thước a’xb’) trong biểu thức (8.19) được xác định trên cơ sở mặt bằng của vùng được tính toán nối đất Có thể ước lượng gần đúng theo biểu thức:

2

2 436 , 0

Nếu giá trị điện trở suất của đất được xác định theo phương pháp đo thì

ρdo-điện trở suất của đất theo chỉ số của thiết bị đo

khc – hệ số hiệu chỉnh điện trở suất của đất, phụ thuộc vào thời điểm đo, hay nói chính xác hơn là phụ thuộc vào trạng thái của đất, được lấy gần đúng theo bảng 8.3

Bảng 8.2 Điện trở suất trung bình của một số loại đất ở điều kiện tiêu chuẩn

4) Xác định số lượng điện cực cần thiết khi chưa tính đến thanh nối ngang

tao n

dc

R

R n

.

Các điện cực được bố trí thành từng dãy hoặc theo chu vi của thiết bị bảo vệ Nếu khoảng cách giữa các điện cực quá gần thì hiệu quả của hệ thống nối đất sẽ thấp, do ảnh hưởng của hiệu ứng đan chéo Sau khi sơ bộ phân bố vị trí của các điện cực, ta có thể xác định được khoảng cách trung bình giữa chúng la, để từ đó xác định hệ số sử dụng η, phục vụ cho quá trình tính toán tiếp theo

5) Xác định điện trở của hệ thống nối đất nhân tạo có tính đến điện trở của các thanh nối ngang

tao n nga

tao n nga tao

n

R R

R R R

.

.

'

' '

R R

η

=

' (8.25)

Rnga- điện trở thanh nối ngang, Ω;

ηnga- hệ số sử dụng thanh nối ngang,

phụ thuộc vào tỷ số la/l và số lượng

điện cực n;

la- khoảng cách giữa các điện cực, m;

l- chiều dài của mỗi điện cực, m

158

Hình 8.9 Sơ đồ bố trí các cực tiếp địa

Hình 8.10 Sơ đồ thuật giải tính toán nối đất

Tính toán điện trở nối đất

dcR

R n

tao n nga tao

n

R R

R R R

.

.

'

' '

−

=

tao n dc

dc

R

R n

.

'

U

cp = f(t

k )

Hệ số sử dụng ηnga được cho trong bảng 7.pl) Do sử dụng nhiều cọc tiếp địa, trường phân bố dòng điện trong đất đan chéo nhau làm cho mật độ dòng điện tăng lên, điện trở nối đất cũng tăng lên làm giảm hiệu quả sử dụng của hệ thống nối đất Thường thì hệ số sử dụng η nằm trong khoảng 0,5÷ 0,8.

6) Xác định số lượng điện cực chính thức:

tao n dc

dc

R

R n

'

η

ηdc- hệ số sử dụng của các điện cực, tra theo bảng 5.pl tương tự như đối với hệ số

ηnga

7) Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của hệ thống nối đất

Tiết diện tối thiểu của thanh nối được xác định theo biểu thức:

159

t I

d

=

tk- thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch chạm masse Id chạy trong đất, sec

C – hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm thanh nối ( đối với thanh thép C=74)

Điều kiện ổn định nhiệt là Fmin≤ Fnga

Sơ đồ thuật toán quá trình tính toán nối đất được thể hiện trên hình 8.10

b) Tính toán nối đất trong trường hợp có hai lớp đất khác nhau

Nếu vùng đất nơi đặt hệ thống tiếp địa có sự phân biệt rõ ràng của hai lớp đất, thì cần phải xét đến đặc điểm không đồng nhất này Điện trở của cọc điện cực lúc này được xác định theo biểu thức:

) ) 1 ( 2

2 ln

.

4 (ln ) 1 2 (

1

1

1

− +

+ +

− +

+

hn l k

d l l

h k

k l

R

n

n kdn kdn

1 2

ρ ρ

ρ

ρ +

l

) ).

( (

2

Xác định độ sâu chôn điện cực cần thiết:

Trên nhánh phải của trục hoành (hình 8.11) đặt giá trị độ dày của lớp đất trên

hS, kẻ vuông góc từ điểm tương ứng với độ dày hs đến điểm gặp đường ρ2/ρ1, xác định giá trị A trên trục tung Sau đó, ứng với giá trị ρ2/R, kẻ đường từ trục tung một đường thẳng song song với trục hoành cho đến khi gặp đường thẳng ρ2/R ở nhánh trái của trục hoành

160

ρ2/R= 5

3 2 1 0,1 0,01

0,01 0,001

60 50 40 30 20 10 h,m 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 hs,m

A

Ví dụ: Hãy xác định độ sâu cần thiết của cực tiếp địa, biết độ dày lớp đất trên là

hS=1,2m, điện trở cần nhận được là R= 10 Ω, điện trở suất của các lớp đất ρ1= 1000

Ω.m và ρ2= 200 Ω.m

Trước hết ta cần xác định các đại lượng: ρ2/ρ1= 200/1000=0,2;

ρ2/R=200/10=20 Kẻ từ điểm hS=1,2 tên trục hoành đường thẳng vuông góc, gặp đường ρ2/ρ1=0,2; Từ giao điểm này kẻ đường thẳng song song với trục hoành cho đến khi gặp đường ρ2/R = 20, dóng xuống trục hoành ta tìm được chiều sâu cần thiết là 3,8 m (đường chấm chấm trên hình 8.11)

8.5.2 Tính toán nối đất theo điện áp tiếp xúc và điện áp bước cho phép

Theo tài liệu của IEEE /ANSI St 80-86, công thức thực nghiệm biểu thị ngưỡng an toàn của dòng điện đối với cơ thể người phụ thuộc vào thời gian dòng điện đi qua có dạng: I ng2 t k = S B

Trong đó

Ing – ngưỡng an toàn của dòng dòng hiệu dụng qua cơ thể người, mA;

tk - là thời gian xuất hiện dòng điện, s;

SB - hằng số kinh nghiệm liên quan đến năng lượng do điện giật

Từ đó xác định giá trị:

161

Hình 8.11 Biểu đồ xác định độ sâu của điện cực tiếp địa.

B ng

Điện áp cho phép:

k

B S S S ng cp

t

k C b R

Trong đó

bS- hệ số phụ thuộc vào loại điện áp tính:

Đối với điện áp bước bS=6; đối với điện áp tiếp xúc bS=1,5;

tk – thời gian sự cố, s;

Trình tự tính toán hệ thống nối đất TBA theo điều kiện điện áp tiếp xúc cho phép1) Xác định các số liệu ban đầu như diện tích mặt bằng của trạm, điện trở suất của đất, dòng sự cố chạm đất, thời gian sự cố

2) Thiết kế sơ bộ mạng nối đất chỉ sử dụng các điện cực nằm ngang nối với nhau thành một ô lưới (chưa sử dụng các cọc) Với mạng ô lưới này người ta xác định các trị số sau :

- Điện trở mạng nối đất Rd;

- Dòng điện cực đại vào mạng nối đất Id;

- Độ dâng thế đất, Edâng

3) Tính điện áp các ô lưới sau đó so sánh độ

dâng thế đất, điện áp ô lưới với các giá trị điện

áp tiếp xúc cho phép và điện áp bước cho phép :

– Nếu Edâng > Utx.cp

– và Elưới > Ub.cp

thì phải bổ sung các điện cực nối đất nằm ngang hay

đóng thêm các cọc điện cực nối đất thẳng đứng vào

mạng nối đất trong thiết kế sơ bộ

Sơ đồ khối tính toán được thể hiện trên hình 8.12

Các điều kiện để tính toán:

3

Z Z

11

nd nd

Fh FL

luoi

S S

Edâng = Id.Rd

Elưới ≤Utx.cp

T

iS ttb

L

kkI

U. ρ=

Ub.tt ≤Ub.cp

- Điện áp dây của lưới: U

- Điện trở suất của đất: ρ2

- Điện trở suất của lớp đá vụn: ρ1

Trình tự tính toán nối đất được tiến

hành theo các bước sau:

Bước 1

Căn cứ vào mặt bằng trạm biến áp

xác định diện tích bề mặt sử dụng làm hệ

thống nối đất a*b Để thuận tiện ta

giả thiết mặt bằng là một hình vuông

(với giả thiết này để có thể tận dụng các

đường cong trong đồ biểu để thiết kế sơ bộ)

và lưới nối đất là một mạng các ô mắt lưới

nhưng không có các cọc điện cực

Sơ bộ xác định kích thước các điện cực nối đất Ta có một hệ thống nối đất đơn giản như sau: sử dụng các điện cực nối đất ngang có đường kính d mét tạo thành một mạng ô mắt lưới với khoảng cách mỗi ô là D chôn sâu h (m) và chưa dùng đến cọc thẳng đứng theo sơ đồ hình 8.13 Trên cơ sở đó xác định tổng chiều dài của các điện cực

1

.

3

Z Z

3

Z Z

U

+

Khi dòng sự cố đi vào đất

nó sẽ bị phân dòng theo hệ số phân

163

Hình 8.12 Sơ đồ thuật giải tính toán nối đất theo

điện áp tiếp xúc và điện áp bước cho phép

D

a nd

dòng Sf và thiết lập các dòng đối xứng

tuơng ứng: Idx = Sf Ik

Sf: hệ số phân dòng liên quan đến biên

độ của dòng sự cố và tỷ lệ truyền vào

giữa hệ thống nối đất và vùng xung quanh

Theo kinh nhiệm Sf = 0,5÷ 0,6

Giá trị dòng điện cực đại không đối xứng đi vào giữa lưới nối đất và vùng xung quanh được xác định theo biểu thức:

- Xác định tiết diện thanh dẫn: F= F0.Ik

Giá trị F0 được xác định phụ thuộc vào thời gian tk và loại điện cực, tra trong nomogram (hình 8.14)

1,0

100 80 60 40 20 10

5 4 3 2 1

tk, sec 97% Cu & 100% Cu (thau)

Hình 8.13 Sơ đồ bố trí các điện cực ngang

t

k C b R

.

ρ +

Giá trị cho phép của điện áp tiếp xúc:

k

B S S tx S ng cp

tx

t

k C b R

1 2

ρ ρ

ρ

ρ +

0,6

0,4

0,2

k kdn =-0,1 -0,2

-0,3 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 -0,9

kkdn=0

h , m

CS

n B S

b h n

k

n – số lượng thanh ngang song song

b – bán kính tương đương của bàn chân (0,08m)

Bước 4

Xác định điện trở của hệ thống nối đất theo công thức sau:

)]

/ 20 1

1 1

( 20

1 1

[

nd nd

luoi

F h

F L

R

+ + +

Bước 5

Căn cứ vào giá trị Rd vừa tìn được, xác định độ dâng thế đất theo biểu thức: :

Edâng = Id Rluoi (8.42)Nếu Edâng < Utx.cp thì bài toán kết thúc, tức là điện trở của hệ thống nối đất Rd đạt yêu cầu Trong trường hợp ngược lại thì cần xác định điện thế ô lưới và điện áp bước

Bước 6

Điện thế ô lưới được xác định theo biểu thức:

L

k k I

luoi

.ρ

Trong đó

ρ: điện trở suất của đất

L: tổng chiều dài cực nối đất của hệ thống nối đất

km: Hệ số hình học của hệ thống nối đất được tính theo công thức:

166

] ) 1 2 (

8 ln )

4

8

) 2 ( 16

[ln(

2

− +

−

+ +

=

n k

k d

h d

D

h D d h

D k

= khi lưới nối đất không có cọc điện cực

kii =1 khi lưới nối đất có cọc điện cực đóng theo chu vi

ki là hệ số hiệu chỉnh; ki = 0,656+0,172×n;

n - là số thanh dẫn nối // với nhau

kh – hệ số hiệu chỉnh theo độ sâu:

h0- chiều sâu từ lưới nối đất đến mặt đất

Nếu Eluoi > Utx.cp, thì cần phải bổ sung thêm điện cực dạng cọc đóng theo chu vi, tăng thêm chiều dài các điện cực Mỗi lần như vậy ta phải tính lại từ bước thứ 4

Bước 7

Xác định điện áp ô lưới sau khi đã có bổ sung cọc tiếp địa.

T

i m d luoi

L

k k I

E = ρ. . .

(8.46)

LT – tổng chiều dài của các cực tiếp địa trong hệ thống nối đất

Lng tổng chiều dài các điện cực nằm ngang

Lc - tổng chiều dài các cọc tiếp địa thẳng đứng

Nếu Elưới < Utx.cp thì bài toán kết thúc, còn trong trường hợp ngược lại thì lặp lại phép tính

Bước 8

Xác định điện áp bước tính toán:

T

i S d tt

L

k k I

(8.48)

kS là hệ số hình học của lưới nối đất:

] ) 5 , 0 1 ( 1 1 2

1 [

− +

+ +

S

D h D h