CHƯƠNG 8 nối đất TRONG hệ THỐNG điện

Chương 8: Nối đất trong hệ thống điệnI Khái niệm chung: Nhiệm vụ của nối đất là để tản dòng điện vào đất và để giữ mức điện thế thấp trên các vật dược nối đất Trong HTĐ chúng ta có các l

Chương 8: Nối đất trong hệ thống điện

I) Khái niệm chung:

Nhiệm vụ của nối đất là để tản dòng điện vào đất và để giữ mức điện thế thấp trên các vật dược nối đất

Trong HTĐ chúng ta có các loại nối đất sau đây :

-Nối đất an toàn : nhằm đảm bảo an toàn cho con người.Nối đất an toăn lă nối tất cả các bộ phận kim loại của TBĐ hay của các kết cấu kim loại mà khi cách điện bị hư hỏng thì nó xuất hiện điện áp xuống hệ thống nối đất

-Nối đất chống sét : đảm bảo an toàn cho TBĐ Nối từ bộ

Cả 2 loại nối đất trên được gọi là nối đất bảo vệ

-Nối đất làm việc : nhằm đảm bảo điều kiện làm việc bình thường cho TBĐ và 1 số bộ phận của TBĐ theo chế độ đã được qui định sẵn

Chương 8: Nối đất trong hệ thống điện

II) Hệ số mùa:

Đất là môi trường dẫn điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: -Lượng ẩm trong đất

-Năng lực giữ ẩm của đất

-Tạp chất trong đất

Vì vậy khi tính toán nối đất thì người ta

lấy

mua do

tt ρ k

ρ =

* Kmùa phụ thuộc vào độ chôn sâu của điện cực

* Kmùa phụ thuộc vào loại nối đất: nối đất chống sét lấy

kmùa nhỏ hơn so với nối đất an toàn

III) Tính toán nối đất an toàn:

1)Xác định điện trở nối đất của các

điện cực đơn :

Iđ

r

rodr

ρ

.

J dr

Xuất phát từ định luật Ohm dạng vi phân

I du

r

I dr

III) Tính toán nối đất an toàn: I

đ

r ro

dr α

ro

d

r I

dr r

I

2

2

r I

u R

m = (0,5 ÷ 0,8)

*Điện trở nối đất của cọc chôn

sâu trong đất:

2

l m

∏

=

l t

l

t d

l l

R tt

c

4

4 ln 2

1

2 ln 2

d

*Điện trở nối đất của thanh chôn nằm ngang:

d t

kL L

R tt

t

.

ln 2

k_hệ số phụ thuộc vào

hình dáng nối đất

t độ chôn sâu

2)Xác định điện trở nối đất

của 1 hệ thống :

Xét điện cực gồm 2 bán

cầu bán kính ro

I u

2

1

ρ ρ

a r

I

u R

o d

2

1 2

ρρ

Điện trở nối đất của hệ thống:

Khi xét đến ảnh hưởng lẫn nhau giữa 2 điện cực có thêm so với trường hợp lý tưởng

a

∏2.2

ρ

Id/2 Id/2

ro ro

a

Để đặc trưng cho hiện

tượng này thì người ta đưa

ra 1 hệ số gọi là hệ số sử

dụng

a r

r a

r

r

o o

o

o

/ 1 /

1

/ 1 2

2 2

.

2

2

R

R

R R

c t t

c

t

c ht

IV) Tính toán nối đất chống sét:

1) Đặc điểm:

-Dòng điện sét có biên độ lớn (Is lớn ) tức mật độ J lớn , suy ra E lớn

Nếu E >Ecpđ thì vùng đất xung quanh điện cực sẽ bị

phóng điện , lúc này tương đương với kích thước của điện cực tăng làm giảm đáng kể trị số điện trở nối đất

-Do lớn do đó không thể bỏ qua ảnh

hưởng của điện cảm của bản thân điện cực Bởi vì nó

gây ra 1 điện áp giáng trên bản thân điện

dt di

2) Phân loại :

-Nối đất tập trung : khi chiều dài của điện cực chôn vào trong đất l < 40 m

Bỏ qua ảnh hưởng của L chỉ xét dến hiện tượng

phóng điện ở trong đất

-Nối đất phân bố dài:

Xét đồng thời cả 2 ảnh hưởng:

+ Hiện tượng phóng điện trong đất

+ Ảnh hưởng của điện cảm

Tuy nhiên bài toán này khá phức tạp, cho nên đối với trường hợp nay chỉ xét đến L bỏ qua hiện tượng phóng điện trong đất

m

l 40 ≥

3)Xác định Rxk của nối đất tập

trung :

xk

s xk

o

r

I J

I r

Π

−

=Π

=

Φ

2

)1

(2

ρ ρ

Xét tại 1 mặt cầu có bán kính r bất kỳ, ta có:

Φ

r

o cpd E

E =

Isr

rodr

) 1

(

2

xk = ρ − kE

ρ

3)Xác định Rxk của nối đất tập

trung :

Φ

r E cpd = E o

Isr

rodr

dr

du k

I r

I E

I r

I du

I r

I u

arctg k

I

I

u

s s

s

ρ

22

s

kE

kE arctg

k I

I

2 2

s

xk

kE

kE arctg

k I I

u

2 2

ρ

) ,

Thực tế hiện nay người ta hay biểu diễn Rxk bằng:

R

Rxk = α xk

Hệ số xung kích 0 < α xk < 1

c xk

xkc

xkt

xkc xkht

nR R

R

R R

η

1

4)Xác định Zxk của nối đất

phân bố dài :

Lo _ điện cảm trên 1 đơn vị

dài của bản thân điện cực

Go_ Điện dẫn trên 1 đơn vị dài

của hí thống nối dất

=

m l

R

Go

.

1

4)Xác định Zxk của nối đất

phân bố dài :

d t

kL L

t

.

ln 2

Với 1 thanh k=1

set mua

(

k

T t

x

k k

e T

t l G

a t

x

t

i L

1 2

) ,

ds

k

e T

l G

a u

ds

τ

τ τ

2

2 1

1)

(

),

0

()

,0

(

k

T

ds o

ds

ds ds

k

e

T l

G i

ττ

T

k k

T

k

e k

k

ds k

2

1 ⇒ >

T k

τ 1

3

=

⇒

V) Nối đất ở đường dây và trạm biến áp :

1) Nối đất ở đường dây :

Nối đất ở đường dây là nối đất ở các cột

điện làm nhiệm vụ nối đất chống sét

Rcột

dien cach

104 Ω < ρ < 4 Ω Rcot = 15 Ω

cm

cm 10

10

2) Nối đất ở trạm biến áp :

-Nối đất an toàn

Có 2 loại nối đất:

-Nối đất chống sét

+Đối với nối đất an toàn

+Đối với nối đất chống sét

MBA ds

I ( 0 , τ ) ≤ 50%