Giới thiệu chung về hiện tượng sét ở Việt Nam

Kết luận : Qua những nghiên cứu tình hình giông sét ở Việt Nam và những tác hại của sét gây nên đối với lưới điện, cho nên việc bảo vệ chống sét cho đường dây điện và các trạm biến áp là

Lời nói đầu

Đường dây và trạm biến áp là những phần tử chính trong hệ thống truyền tải và

phân phối điện năng.Cùng với sự phát triển nhanh của khoa học kỹ thuật thì điện

năng ngày càng trở nên hết sức quan trọng trong sự phát triển chung của xã hội

Công suất của phụ tải ngày càng tăng kèm theo đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng

điện năng,điều đó thúc đẩy sự phát triển nhanh của hệ thống điện.Trạm biến áp là

nơi nhận điện và cung cấp cho các phụ tải Các thiết bị trong trạm đều hiện đại và

chiếm một số vốn đầu tư tương đối lớn Trong vận hành trạm có thể xuất hiện nhiều

loại sự cố khác nhau, một trong sự cố nguy hiểm nhất của trạm là sét đánh trực tiếp

vào trạm hoặc dây dẫn tới trạm

Sét là hiện tượng phóng điện với dòng điện rất lớn sẽ gây phá hỏng máy biến áp

và đường dây Khi bị sét đánh thường dẫn đến sự ngừng trệ việc cung cấp điện và

truyền tải điện ở một số khu vực, điều này làm thiệt hại lớn đến nền kinh tế , xã hội

và tính mạng con người.Điều đó đòi hỏi phải tính toán hệ thống chống sét sao cho

giảm được tối đa hiện tượng sét đánh vào khu vực bảo vệ

Trong đề tài này với nhiệm vụ thiết kế hệ thống chống sét cho một trạm biến áp và

đường dây cao áp dẫn tới trạm

Tuy đã cố gắng rất nhiều nhưng do thời gian còn hạn chế và kiến thức có hạn nên

bản đồ án này có thể không tránh khỏi những thiếu sót rất mong các thầy cô và các

bạn góp ý chỉ bảo thêm

Bài đồ án được hoàn thành em xin chân thành cảm ơn sự động viên của các bạn và

sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện Trường

Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đặc biệt là sự hướng dẫn trực tiếp và sự chỉ bảo tận

tình của thầy giáo Trần Văn Tớp

Em xin chân thành cảm ơn

Mở đầu

Giới thiệu chung về hiện tượng sét ở Việt Nam

Qua việc nghiên cứu giông sét và các biện pháp bảo vệ chống sét cho các công trình,

thiết bị đã có lịch sử từ lâu đời Ngày nay người ta đã tìm ra được những biện pháp,

những hệ thống thiết bị và những kỹ thuật tiên tiến để phòng chống sét một cách

hữu hiệu và an toàn Tuy nhiên giông sét là hiện tượng tự nhiên Mật độ, thời gian

và cường độ sét mang tính ngẫu nhiên cho nên việc nghiên cứu chống sét là rất quan

trọng đối với các công trình

ở những vùng khác nhau, do điều kiện khí hậu và thiết bị kỹ thuật khác nhau nên

các đặc điểm về giông sét gây ra những tác hại khác nhau Tuỳ theo từng vùng mà

có những biện pháp thích hợp để phòng chống sét có hiệu quả

A.Tình hình giông sét ở việt nam:

Theo đề tài KC-03-07 của Viện năng lượng trong một năm số ngày giông trên Miền

bắc nước ta thường giao động trong khoảng từ 70 đến 110 ngày và số lần giông từ

150 đến 300 lần, như vậy vào mùa mưa trung bình một ngày có thể xảy ra từ 2 đến 3

cơn giông

Vùng giông nhiều nhất trên Miền Bắc là vùng Tiên Yên, Móng Cái; Tại đây hàng

năm có từ 100 đến 110 ngày, tháng nhiều giông nhất là các tháng VII, VIII có tới 25

ngày/ tháng

Một số vùng khác có địa hình chuyển tiếp giữa cồng bằng số lần giông cũng nhiều

tới 200 lần với số ngày giông khoảng trên 100 ngày, các vùng còn lại từ 150 đến 200

cơn giông mỗi năm tập chung khoảng 90 đến 100 ngày

Nơi ít giông nhất là vùng Quảng Bình hàng năm chỉ có 80 ngày giông Xét về dạng

diễn biến của mùa giông trong năm ta thấy mùa giông không hoàn toàn đồng nhất

giữa các vùng Nói chung ở Bắc Bộ mùa mưa bão tập chung khoảng từ tháng 5 đến

tháng 9 ở phía tây Bắc Bộ mùa giông tập trung trong khoảng từ đầu tháng 4 đến

tháng 8 ở các nơi khác thuộc Bắc Bộ tháng 5, tháng 9 ở Hà Tĩnh, Quảng Bình

Vùng Duyên hải trung bộ ở phần phía bắc đến Quảng Ngãi là khu vực tương đối

nhiều giông trong tháng 4 và từ tháng 5 đến tháng 8 Số ngày giông tập trung xấp xỉ

10 ngày/tháng Tháng nhiều giông nhất (tháng 5 ) quan sát được 12 đến 15 ngày

Những tháng đầu mùa (tháng 4) và tháng cuối mùa (tháng 10) mỗi tháng chỉ gặp từ

2 đến 5 lần giông Phía nam Duyên Hải trung bộ (từ Bình định trở vào) là khu vực ít

giông nhất thường chỉ có tháng 5 số ngày giông chỉ xấp xỉ hoặc lớn hơn 10 ngày

(Tuy hoà 10 ngày, Nha Trang 8 ngày, Phan Thiết 13 ngày) còn các tháng khác của

mùa đông mỗi tháng chỉ quan sát được từ 5 đến 7 ngày giông

Miền Nam cũng khá nhiều giông hàng năm trung bình quan sát được từ 40 đến 50

ngày đến trên 100 ngày tuỳ từng nơi Khu vực nhiều giông nhất là vùng đồng bằng

Nam Bộ số ngày giông trung bình hàng năm lên tới 120 đến 140 ngày (Sài Gòn 138

ngày, Hà Tiên 129 ngày)

ở Bắc Bộ chỉ vào khoảng 100 ngày Mùa giông ở Nam bộ từ tháng 4 đến tháng 11,

trừ tháng đầu mùa là tháng 4 tháng cuối mùa là tháng 11 số ngày giông trung bình

là 10 ngày trên mỗi tháng còn các tháng 5 tháng 6 đến tháng 10 mỗi tháng quan sát

trung bình gặp trên 20 ngày giông (sài gòn 22 ngày, Hà Tiên 23 ngày)

Tây Nguyên mùa giông thường chỉ có 2, 3 tháng số ngày giông đạt tới 10 đến 15

ngày đó là các tháng 4, tháng 5 và tháng 9 Tháng cực đại (tháng 5) trung bình quan

sát được chừng 15 ngày giông ở bắc Tây Nguyên 10 đến 12 ngày, nam Tây Nguyên

(P Lây Cu 17 ngày Kon Tum 14 ngày, Đà Lạt 10 ngày) còn các tháng khác trong

mùa đông mỗi tháng trung bình từ 5 đến 7 ngày giông

Qua số liệu khảo sát ta thấy rằng tình hình giông sét trên ba miền khác nhau, những

vùng lân cận lại có mật độ giông sét tương đối giống nhau

Kết quả nghiên cứu đề tài KC-03-07 người ta đã lập được bản đồ phân vùng giông

toàn Việt nam có thể phân thành 5 vùng 147 khu vực Các thông số cho ghi ở bảng

1

Bảng 1 :

Vùng

Ngày giông trung bình (ngày/năm)

Giờ giông trung bình (giờ/năm)

Mật độ sét trung bình

Tháng giông cực đại

1 Đồng bằng ven biển Miền Bắc 81,1 215,6 6,47 8

2 Miền núi trung du Miền Bắc 61,6 219,1 6,33 7

3 Cao nguyên Miền Trung 47,6 126,21 3,31 5;8

4 Ven biển Miền Trung 44,0 95,2 3,55 5;8

5 Đồng bằng Miền Nam 60,1 89,32 5,37 5;9

Từ các số liệu về ngày giờ giông số lượng đo lường nghiên cứu đã thực hiện qua các

giai đoạn có thể tính toán đưa ra các số liệu dự kiến về mật độ phóng điện xuống các

khu vực (bảng 2)

Bảng 2 :

Khu vực cao nguyên miền trung

Khu vực ven biển miền trung

Khu vực

đồng bằng miền nam

Qua nghiên cứu ở trên ta thấy Việt Nam là nước có số ngày giông nhiều và mật độ

phóng điện lớn cho nên dòng sét cũng gây nên những thiệt hại đáng kể cho lưới điện

và các công trình xây dựng ở Việt Nam

B ảnh hưởng của giông sét

ở Việt Nam trong khuôn khổ đề tài cấp nhà nước KC-03-07 đã lắp đặt các vật ghi sét

và bộ ghi tổng hợp trên các đường dây tải điện trong nhiều năm liên tục Kết quả thu

thập tình hình sự cố lưới điện 220kV Miền Bắc từ năm 1987ữ1992 (bảng 3 )

Bảng 3 :

Loại sự cố

năm

Dưới 220KV ĐDK phả lại ữ Hà đông Tổng số Vĩnh cửu Tổng số Vĩnh cửu Do sét

Trong tổng số sự cố vĩnh cửu của đường dây không 220 kV Phả Lại ữ Hà Đông

nguyên nhân do sét là 8/11 chiếm 72,7% Sở dĩ lấy kết quả sự cố của đường dây

Phả Lại ữ Hà Đông làm kết quả chung cho sự cố lưới điện Miền Bắc vì đây là đường

dây quan trọng của Miền Bắc vì sự cố đường dây này ảnh hưởng rất lớn đến tình

hình chuyên tải điện của Miền Bắc

Kết luận : Qua những nghiên cứu tình hình giông sét ở Việt Nam và những tác hại

của sét gây nên đối với lưới điện, cho nên việc bảo vệ chống sét cho đường dây điện

và các trạm biến áp là không thể thiếu được khi thiết kế lưới điện Vì vậy việc đầu tư

nghiên cứu chống sét là cần thiết để nâng cao độ tin cậy trong vận hành lưới điện ở

nước ta

Chương I : Tính toán bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

1.1 :Giới thiệu chung

Khi các thiết bị điện của trạm phân phối điện ngoài trời bị sét đánh trực tiếp thì sẽ

gây những hậu quả ngiêm trọng : gây nên hư hỏng các thiết bị điện, dẫn đến việc

ngừng cung cấp điện toàn bộ trạm trong một thời gian dài làm ảnh hưởng đến việc

sản xuất điện năng và các ngàng kinh tế quốc dân khác

Hiện nay để bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho công trình thường dùng các hệ

thống thu sét như: cột thu sét, dây thu sét Hệ thống thu sét gồm các bộ phận thu sét

(kim, dây ), bộ phận nối đất và các dây dẫn liên hệ hai bộ phận với nhau Cột thu sét

có thể đặt độc lập hoặc trong những điều kiện cho phép có thể đặt trên các kết cấu

của trạm và nhà máy

Thông thường để giảm vốn đầu tư và để tận dụng các độ cao ở các trạm biến áp

người ta có thể đặt cột thu sẻt trên các xà đỡ, các cột đèn chiếu sáng, trên mái nhà

Cột thu lôi độc lập thường đắt hơn nên chỉ dùng khi không thể tận dụng các độ cao

khác

Nếu đặt cột thu lôi trên các kết cấu trạm phân phối điện ngoài trời và dùng dây

chống sét để bảo vệ cho đoạn dây dẫn nối từ xà cuối cùng của trạm đến cột đầu tiên

của đường dây thì chúng sẽ được nối đất chung vào hệ thống nối đất của trạm.Vì

vậy khi sét đánh vào thu lôi hay đoạn dây chống sét ấy thì toàn bộ dòng điện sét sẽ

đi vào hệ thống nối đất của trạm và do đó làm tăng thế các thiết bị được nối đất

chung với hệ thống nối đất của trạm Độ tăng thế đó lớn thì có thể gây nguy hiểm

cho các thiết bị, do vậy chỉ trong điều kiện cho phép mới được đặt cột thu lôi trên

các công trình trong trạm hoặc dùng dây chống sét ở trong trạm

Tác dụng bảo vệ của hệ thống thu sét là ở chỗ tập trung điện tích ở đỉnh bộ phận thu

sét, tạo nên điện trường lớn nhất giữa nó với đầu tia tiên đạo Do đó thu hút các

phóng điện sét và hình thành khu vực an toàn ở bên dưới, chung quanh hệ thống thu

sét Bộ phận nối đất của hệ thống thu sét cần có điện trở nối đất bé để việc tập trung

điện tích cảm ứng trong đất được dễ dàng và khi có dòng điện sét đi qua điện áp trên

các bộ phận của hệ thống thu sét sẽ không đủ gây nên phóng điện ngược từ nó tới

công trình đặt gần

Khi thiết kế hệ thống chống sét phải chú ý so sánh về các mặt kỹ thuật, mỹ thuật

và vấn đề nối đất của cột thu lôi Đối với trạm phân phối ngoài trời 110kV trở nên

do có mức cách điện cao nên có thể đặt cột thu lôi trên các kết cấu của trạm phân

phối ,các trụ của các kết cấu trên đó có đặt cột thu lôi phải được ngắn nhất và sao

cho dòng điện sét khuếch tán vào trong đất theo 3ữ4 thanh cái của hệ thống nối đất

Ngoài ra ở mỗi trụ của các kết cáu ấy phải có nối đất bổ sung để cải thiện trị số điện

trở nối đất Khi bố trí cột thu sét của trạm phân phối ngoài trời 110kV trở lên phải0

thực hiện các điều sau:

+ ở chỗ nối các kết cấu trên có đặt cột thu lôi vào hệ thống nối đất cần phải có nối

đất bổ xung nhằm đảm bảo điện trở không được quá 4Ω

+ Khi bố trí cột thu lôi trên xà của trạm 35kV phải tăng cường cách điện của nó lên

đến mức cách điện của cấp 110kV

+Trên đầu ra của cuộn dây 6ữ10kV cần đặt các chống sét van

+Để bảo vệ cuộn dây 35kV cần đặt chống sét van Khoảng cách giữa chỗ nối vào hệ

thống nối đất của vỏ máy biến áp và của chống sét van phải nhỏ hơn 5m +

Khoảng cách trong không khí giữa kết cấu của trạm trên có đặt cột thu lôi và bộ

phận mang điện không được bé hơn chiều dài của chuỗi sứ

+ Có thể nối cột thu lôi vào hệ thống nối đất của trạm phân phối cấp110kV nếu

các yêu cầu trên được thực hiện Khi dùng cột thu lôi độc lập phảI chú ý đến

khoảng cach giữa các cột thu lôi đến các bộ phận của trạm để tránh khả năng phóng

điện từ cột thu lôi đến vật được bảo vệ

Đối với các nhà máy điện dùng sơ đồ bộ thì chỉ được đặt cột thu lôi trên xà máy

biến áp khi máy phát điện và máy biến áp được lối với nhau bằng cầu bọc kín và hai

đầu được lối đất Nếu cầu có phân đoạn thì không được phép đặt cột thu lôi trên xà

máy biến áp để đảm bảo về mặt cơ khí và để trống ăn mòn cần phải theo đúng qui

định về loại vật liệu, tiếp diện dây dẫn dùng trên mặt đất và dưới đất

1.2 Yêu cầu đối vơí cột tròng sét và dây thu sét

Cột thu sét lên dùng giá đỡ bằng cột bê tông cốt thép để làm dây dẫn dòng điện sét

từ kim thu sét đến hệ thống lối đất để giảm vốn đầu tư

+ Cột thu lôi được thiết kế làm việc ở trạng thai tự do không làm việc ở trạng thá

căng

+ Khi trọn các phần tử của cột thu lôi (phần thu và dây dẫn dòng điện sét) dựa trên

sự phát nóng của chúng và trong tính toán có thể bỏ qua sự tản nhiệt ra môi trường

xung quanh

Kim thu sét phải nhỏ và nhọn để tập trung điện tích tạo lên trường lớn nhất với tia

tiên đạo do đó thu hút dòng điện sét và hình thành khu vực an toàn ở bên dưới và

xung quanh hệ thống thu sét

+ Dây thu sét phải có tiết diện nhỏ và bề mặt dẫn điện tốt để đảm bảo dòng điện sét

chạy qua, tập trung điện tích và thu hút dòng điện sét về phía mình không gây ảnh

hưởng đến phần tử nằm trong phạm vi bảo vệ đem lại sự an toàn cho các thiết bị đó

- Khi bố trí dây thu sét để bảo vệ cho đường dây cao áp thì tuỳ theo cách bố trí dây

đãn trên cột có thể treo một hoặc hai thu sét Các dây trống sét được treo trên đường

dây tải điện sao cho dây dẫn của cả ba pha đều nằm trong phạm vi bảo vệ của các

dây đó

1.3 Tính toán hệ thống chống sét

1.3.1.Các công thức sử dụng trong tính toán bảo vệ chống sét

a Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét:

Phạm vi bảo vệ của cột thu sét là miền giới hạn bởi mặt ngoài hình chóp tròn xoay

có bán kính đáy được xác định bởi phương trình :

) - ( 1

6 , 1

x x h h h h

- rx là bán kính của phạm vi bảo vệ ở mức cao h x

- hx là độ cao của vật cần được bảo vệ

- h - hx là độ cao hiệu dụng của cột thu sét

Để dễ dàng thuận tiện trong tính toán thiết kế thường dùng phạm vi bảo vệ dạng đơn

giản hoá (hình 1-1) đường sinh hình chóp có dạng gấp khúc Khi đó bán kính bảo vệ

được tính toán theo công thức sau đây :

- Khi h x ≤ 3h

2 ; r x= 1,5h (1 - h

h x

8 ,

0 ) ( 1 - 2 )

- Khi h x ≥ 3h

2 ; r x= 0,75h (1 - h

h x

) ( 1 - 3 )

Các công thức trên chỉ dùng trong trường hợp cột thu sét cao tới 30m Khi cột có

độ cao trên 30m thì phải nhân theo hệ số hiệu chỉnh P với P = h

5 , 5

và trên hình vẽ dùng các hoành độ 0,75h.P và 1,5h.P

Hình 1.2 Phạm vi bảo vệ của 1 cột thu sét

b Phạm vi bảo vệ cuả hai cột thu sét có cùng độ cao

Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có kích thước lớn hơn nhiều so với tổng số phạm

vi bảo vệ của hai cột đơn Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh được khu vực

có xác suất 100% phóng điện vào cột thu sét có bán kính r =3,5h Như vậy khi hai

cột thu sét đặt cách nhau a = 2R = 7h thì bất kỳ điểm nào trên mặt đất trong khoảng

giữa hai cột sẽ không bị sét đánh Từ đó suy ra nếu hai cột thu sét đặt cách nhau

khoảng cách a < 7h thì sẽ bảo vệ được độ cao h0 xác định bởi :

Mặt bằng của phạm vi bảo vệ ở mức cao hx

c Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét có độ cao khác nhau

Cột 1 có độ cao h1.

Cột 2 có độ cao h2 (h1< h2)

Khoảng cách giữa 2 cột là a

Ta có cách vẽ phạm vi bảo vệ :

Hình 1 4 Phạm vi bảo vệ của 2 cột thu sét có độ cao khác nhau

Khi độ cao cột thu sét vượt quá 30m cũng có hiệu chỉnh tương tự như trên và:

0

h = h - p

a

7

Cách vẽ phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có chiều cao khác nhau đựoc trình

bày trên ( hình 1 - 4 ) Trước tiên vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao, sau đó qua đỉnh

cột thấp vẽ đường thẳng gặp đường sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3, điểm

này được xem là đỉnh của cột giả định nó sẽ cùng với cột thấp ( cột 2 ) hình thành

đôi cột có độ cao bằng nhau (h2) với khoảng cách a/

Khoảng cách giữa cột 1 với cột giả định là ∆L

d.Phạm vi bảo vệ của nhiều cột thu sét

Khi công trình cần được bảo vệ chiếm khu vực rộng lớn, nếu chỉ dùng vài cột

thì phải rất cao gây nhiều khó khăn cho việc thi công, lắp giáp Trong trường hợp

này ta nên bố trí nhiều cột thu sét để phối hợp cùng bảo vệ Vật có độ cao hx nằm

trong đa giác hình thành bởi các cột sẽ được bảo vệ nếu thoả mãn điều kiện:

Khi các cột thu sét bố trí bất kỳ cần phải kiểm tra điều kiện bảo vệ an toàn cho từng

cặp ba cột đặt gần nhau Nếu độ cao vượt quá 30m điều kiện bảo vệ ở (1-5) được

hiệu chỉnh theo

D ≤ 8 (h-h x) p = 8h ap Khi xét các nhóm cột bảo vệ gồm có ba cột hợp với nhau

thành một tam giác có ba cạnh là a, b, c thì D được tính như sau :

D = 2. ( )( )( )

.

c p b p a p

p

c b a

a.Phạm vi bảo vệ của 3 cột thu sét b.Phạm vi bảo vê của 4 cột thu sét

!.3.2 Các thiết bị trong trạm và nhiệm vụ tính toán :

Hai lộ 110 kV dẫn điện vào trạm

Thiết bị phân phối cao áp gồm hai hệ thống thanh góp có chiều dài 18,5 m

Hai maý biến áp có độ cao 4 m

Chiều cao của xà kéo dây cao nhất là 11 m

Chiều cao thanh góp cứng là 8m

Nhà điều khiển cao 5m , chiều dài 27 m , chiều rộng 7 m đặt các thiết bị phân phối,

thiết bị dự phòng và thiết bị điều khiển toàn bộ trạm

Các thiết bị khác như dao cách li, máy cắt nằm dưới hai hệ thống thanh góp nên ta

không cần xét đến

*Nhiệm vụ của chúng ta là phải bố trí cột thu sét trên mặt bằng của trạm sao cho

đảm bảo chống sét đánh trực tiếp cho tất cả các thiết bị trong trạm Bao gồm : dự

tính số lượng, vị trí đặt cột thu sét, độ cao của từng cột Phạm vi bảo vệ của một cột,

phạm vi bảo vệ tương hỗ giữa 2 cột và phạm vi bảo vệ của toàn bộ hệ thống thu sét

*Ta bố trí các phương án như sau:

*Trong phương án này ta bố trí 4 cột thu sét A,B,C ,D đặt trực tiếp trên xà đỡ dây và

2 cột E,F đặt trên nóc nhà đIều khiển Vị trí của các cột như trên hình vẽ 1.7

a.Tính độ cao của cột phía 110 kV

+Độ cao của thiết bị cần bảo vê hx = 11 m

-Xét nhóm 4 cột ABCD Các cột này tạo thành hình chữ nhật với khoảng cách các

Trong đó : D: là đường kíng đường tròn ngoại tiếp tứ giác ABCD

ha : là độ cao tác dụng của các cột

Vậy độ cao tác dụng nhỏ nhất đảm bảo phạm vi bảo vệ là 4,09 m

⇒ Độ cao của cột thu lôi tối thiểu là :

h1= ha +hx

= 4,09 + 11

= 15,09 m

Do đó ta chọn chiều cao của các cột thu sét A,B,C,D là 15,5 m

b.Tính độ cao của các cột phía máy biến áp và nhà điều khiển

+Độ cao của thiết bị cần bảo vệ là : hx = 5m

-Xét nhóm 4 cột CDEF Bốn cột này tạo thành một hình chữ nhật với khoảng cách

ha ≥ 4,64

Vậy độ cao tác dụng tối thiểu đảm bảo phạm vi bảo vệ là 4,64 m

⇒Độ cao tối thiểu đảm bảo phạm vi bảo vệ là:

h2 =hx + ha

= 5 + 4.64 = 9,64 m

Vậy ta lấy độ cao của cột EF là 10 m

Kết luận : Toàn bộ trạm ta bố trí 6 cột thu sét Bên phía máy biến áp và nhà điều

khiển để đảm bảo an toàn ta bố trí 2 cột E và F có độ cao là 10 m Bốn cột A,B,C,D

hx = 11 m > 3

2

h Vậy nên bán kính bảo vệ của cột đ−ợc tính theo công thức :

rx = 0,75 h0 ( 1 - h

hx

) = 0,75 15.5 ( 1 - 15,5

11 ) = 3,375 m

Phạm vi bảo vệ của cột cao 10 m là :

Ta có : 3

2

h = 3

2 10 = 6,667 m

hx = 5 m < 3

2

h Vậy bán kính bảo vệ của cột đ−ợc tính theo công thức :

rx = 1,5 h ( 1- h

hx

8

0 )

= 1,5 10 (1 - 0 ,8.10

5 )

11) = 1,393 m

Phạm vi bảo vệ tương hỗ giữa 2 cột B và C Ta có hai cột B và C có khoảng cách ,

độ cao và của thiết bị cần bảo vệ bằng của 2 cột A và D nên có giá trị bằng phạm vi

hx = 5m > 3

2

h

0 h

h

) = 1,5 15,5 (1 - 0,8.15,5

10) = 4,5 m

hx = 5 m > 3

2

ho ⇒ rox = 0,75 ho ( 1 -h o

hx

) =0,75 7 ( 1- 7

5 ) = 1,5 m

-Ph¹m vi b¶o vÖ gi÷a 2 cét C vµ F

Ta cã 2 cét C vµ E cã cïng chiÒu cao cét thu sÐt , chiÒu cao vËt cÇn b¶o vÖ vµ

kho¶ng c¸ch gi÷a 2 cét b»ng 2 cét D vµ E nªn ph¹m vi b¶o vÖ gi÷a 2 cét C vµ F

b»ng ph¹m vi b¶o vÖ gi÷a 2 cét D vµ E víi :

ho = 7 m

rox = 1,5 m

KÕt LuËn :Trong ph−¬ng ¸n I ta cã 6 cét thu sÐt víi :

+ Chiều cao cột A,B,C,D là 15,5 m

+ Chiều cao cột E,F là 10 m

+ Bán kính bảo vệ của cột A,B,C,D là 3,375 m

+ Bán kính bảo vệ của cột E,F là 5,625 m

+ Độ cao thấp nhất được bảo vệ giữa 2 cột và bán kính bảo vệ tương hỗ của 2 cột có

giá trị trong bảng sau

* Trong phương án này ta bố trí 4 cột thu sét A,B,C ,D đặt trực tiếp trên xà đỡ dây

và 2 cột E,F đặt trên nóc nhà điều khiển Vị trí của các cột như trên hình vẽ 1.10

a.Tính độ cao của cột phía 110 kV

+Độ cao của thiết bị cần bảo vê hx = 11 m

-Xét nhóm 4 cột ABCD Các cột này tạo thành hình chữ nhật với khoảng cách các

Trong đó : D: là đường kính đường tròn ngoại tiếp tứ giác ABCD

ha : là độ cao tác dụng của các cột

⇒ Độ cao của cột thu lôi tối thiểu là :

h1= ha +hx

= 3,227 + 11

= 14,227 m

Do đó chiều cao của các cột thu sét A,B,C,D ta lấy là 14,5 m

b.Tính độ cao của các cột phía máy biến áp và nhà điều khiển

+Độ cao của thiết bị cần bảo vệ là : hx = 5m

-Xét nhóm 3 cột DEF Ba cột này tạo thành một tam giác thường với khoảng cách

giữa các cột là :

EF = 27 m

Trong đó : D là đường kính đường tròn ngoại tiếp hình tam giác DEF

ha : là độ cao tác dụng của các cột

DF P DE P EF P P

DF DE EF

ư

ư

ưVới P là nửa chu vi của tam giác DEF

P = 2

DF DE

= 2

129 , 29 04

Vậy độ cao tác dụng tối thiểu đảm bảo phạm vi bảo vệ là 5,34 m

⇒Độ cao tối thiểu đảm bảo phạm vi bảo vệ là:

h2 = hx + ha

= 5 + 5,34 = 10,34 m

- Xét nhóm 3 cột CEF Ta thấy nhóm 3 cột này cũng tạo thành một tam giác thường

bằng tam giác tạo thành từ nhóm 3 cột DEF và độ cao cần bảo vệ như nhau nên độ

cao tối thiểu đảm bảo phạm vi bảo vệ là như nhau

Vậy ta lấy độ cao của cột EF là 10,5m

Kết luận : Toàn bộ trạm ta bố trí 6 cột thu sét Bên phía máy biến áp và nhà điều

khiển để đảm bảo an toàn ta bố trí 2 cột E và F có độ cao là 10,5 m Bốn cột

hx = 11 m > 3

2

h

11 ) = 2,625 m

Theo sơ đồ mặt bằng của trạm vì ta bố trí cột thu sét ở giữa xà đỡ dây nên khoảng

cách từ đầu xà đến giữa xà là 4,5 m Ta phải bảo vệ toàn xà vì vậy bán kính bảo vệ

tối thiểu phải là 4,5 m Vì vậy với độ cao 14,5 m không đảm bảo phạm vi bảo vệ

hx = 11 m < 3

2

h Vậy bán kính bảo vệ của cột đ−ợc tính theo công thức :

rx = 1,5 h ( 1- h

hx

8

0 )

= 1,5 17 (1 - 0,8.17

11 ) = 4,875 m (Thoả mãn)

Vậy ta lấy chiều cao cột A,B,C,D là 17 m

- Phạm vi bảo vệ của cột cao 10,5 m là :

Ta có : 3

2

h = 3

2 10,5 = 7 m

hx = 5 m < 3

2

h Vậy bán kính bảo vệ của cột đ−ợc tính theo công thức :

rx = 1,5 h ( 1- h

hx

8

0 )

= 1,5 10,5 (1 - 0,8.10,5

5 )

= 6,375 m

Theo sơ đồ mặt bằng của trạm thì phạm vi bảo vệ của cột E và F tối thiểu cũng phải

bằng chiều rộng của nhà điều khiển thì mới đảm bảo yêu cầu Chiều rộng của nhà

điều khiển là 7m vì vậy bán kính bảo vệ tối thiểu của cột E,F là 7m Với độ cao của

cột là 10,5 m không đảm bảo vậy giả sử ta tăng chiều cao của cột lên là 11,5m Ta

0 )

= 1,5 11,5 (1 - 0,8.11,5

5 )

hx = 5 m < 3

2

h Vậy bán kính bảo vệ của cột được tính theo công thức :

rx = 1,5 h ( 1- h

hx

8

0 )

= 1,5 7,643 (1 - 0,8.7,643

5 ) = 2,09 m

Theo sơ đồ mặt bằng của trạm thì phạm vi bảo vệ của cột E và F phải bảo vệ toàn

bộ nhà điều khiển thì mới đảm bảo yêu cầu Chiều rộng của nhà điều khiển là 7m vì

vậy bán kính bảo vệ tương hỗ tối thiểu của cột 2 cột E và F phải là 7 m Với độ cao

của cột là 11,5 m không đảm bảo vậy giả sử ta tăng chiều cao của cột lên là 15m

hx = 5 m < 3

2

h Vậy bán kính bảo vệ của cột được tính theo công thức :

0 )

= 1,5 11.143 (1 - 0,8.11,143

5 ) = 7,34 m (Thoả mãn)

Vậy ta lấy chiều cao cột E,F là 15 m

Bán kính bảo vệ của cột cao 15m là:

Ta có: 3

2

h = 3

2 15 = 10 m

hx = 5 m < 3

2

h Vậy bán kính bảo vệ của cột được tính theo công thức :

rx = 1,5 h ( 1- h

hx

8

0 )

= 1,5 15 (1 - 0,8.15

5 ) =13,125 m

11) = 2,531 m

Phạm vi bảo vệ tương hỗ giữa 2 cột B và C Ta có hai cột B và C có khoảng cách ,

độ cao và của thiết bị cần bảo vệ bằng của 2 cột A và D nên có giá trị bằng phạm vi

x h

h

8 ,

=0,75 12,494 ( 1- 0 , 8 12 , 494

5 ) = 9,366 m

-Ph¹m vi b¶o vÖ t−¬ng hç gi÷a 2 cét C vµ F

Ta cã 2 cét C vµ F cã cïng chiÒu cao cét thu sÐt , chiÒu cao vËt cÇn b¶o vÖ vµ

kho¶ng c¸ch gi÷a 2 cét b»ng 2 cét D vµ E nªn ph¹m vi b¶o vÖ gi÷a 2 cét C vµ F

b»ng ph¹m vi b¶o vÖ gi÷a 2 cét D vµ E víi :

ho = 12,494 m

rox = 9,366 m

KÕt LuËn :Trong ph−¬ng ¸n II ta cã 6 cét thu sÐt víi :

+ ChiÒu cao cét A,B,C,D lµ 17 m

+ ChiÒu cao cét E,F lµ 15 m

+ B¸n kÝnh b¶o vÖ cña cét A,B,C,D lµ 4,875 m

+ B¸n kÝnh b¶o vÖ cña cét E,F lµ 13,125 m

+ §é cao thÊp nhÊt ®−îc b¶o vÖ gi÷a 2 cét vµ b¸n kÝnh b¶o vÖ t−¬ng hç cña 2 cét cã

gi¸ trÞ trong b¶ng sau

Ta bố trí hai dây thu sét dọc theo các điểm ABC và DEF Bốn cột ABDE dặt trên xà

đỡ của hệ thống hai thanh góp 110KV hai cột C và F đặt trên nóc nhà điều khiển

Vị trí của các cột đỡ dây nh− trên hình vẽ 1.13, 1.14

Vì khoảng cách giữa các cột nhỏ lên ta không cần tính đến độ võng của dây chống

sét

Tính độ cao của dây thu sét phía thanh góp 110kV

+ Khoảng cách giữa hai dây : S =27m

+ Chiều cao cần bảo vệ: hx =11m

+Giả sử ta thiết kế hai dây có độ cao bằng nhau để cho toàn bộ diện tích nằm

trong hai dây đ−ợc bảo vệ an toàn thì :

⇒ Độ cao tối thiểu của dây thu sét là :

h = ha + hx

= 6,75+11=17,75m

Tính chiều cao của dây thu sét phía máy biến áp và nhà điều khiển :

Khoảng cách giữa hai dây : S=27m

⇒ Độ cao tối thiểu của dây thu sét là :

h = ha + hx

= 6,75+5 =11,75

Vậy ta bố trí bốn cột đỡ dây ABDE bên phía hai hệ thống thanh góp 110kV cao

18m và hai cột C và F trên nóc nhà điều khiển cao 12m

0 )

= 1,2 18(1-0,818

11) = 5,1m

- Phạm vi bảo vệ giữa hai dây có độ cao 18m

+ Điểm thấp nhất của phạm vi bảo vệ giữa hai dây là

h0= h-4

s

=18- 4

27

=11,25m +Chiều rộng nhỏ nhất ở hai đầu dây chống sét là:

0 )

= 1,2 12 ( 1- 0,8.12

5) = 6,9m

Phạm vi bảo vệ giữa 2 dây có độ cao 12m

+ Điểm thấp nhất của phạm vi bảo vệ giữa 2 dây là:

0 4

S h

= 12 - 4

27 = 5,25m

+ Chiều rộng nhỏ nhất ở hai đầu dây chống sét là;

Ta có: h 3.5,25 3,5m

2 3

h

hx h

b x

5 1 25 , 5 6 , 0

Trong phương án này ta dùng 6 cột thu sét trong đó:

+ Bốn cột được đặt trực tiếp trên xà đỡ dây ở độ cao 11

4 cột có độ cao 15,5m ⇒ Chiều cao cột cần dựng là :

- Nhận xét: Trong phương án này các cột có độ cao tương đối đồng đều thuận tiện

cho việc lắp đặt và bảo quản Phạm vi bảo vệ đảm bảo an toàn cho các thiết bị trong

trạm

Phương án 2

Trong phương án này ta bố trí 6 cột thu sét trong đó:

+ Bốn cột được đặt trực tiếp trên xà đỡ dây ở độ cao 11m

4 cột có độ cao 17m ⇒ Chiều cao một cột cần dựng là:

Nhận xét: Trong phương án này chiều cao các cột tương đối đồng đều Nhưng chiều

cao 2 cột trên nóc nhà điều khiển tương đối lớn so với độ cao cần bảo vệ Phạm vi

bảo vệ đảm bảo an toàn cho mọi thiết bị trong trạm

* Phương án 3

Trong phương án này ta bố trí hai dây thu sét dọc theo hai hệ thống thanh góp tới

nhà điều khiển Cột đỡ dây gồm 6 cột trong đó 4 cột đặt trực tiếp trên xà đỡ dây ở độ

cao 11m và 2 cột đặt trên nóc nhà điều khiển ở độ cao 5m

+ Chiều dài của dây thu sét :

h = 2 44 = 88m

+ Độ cao của cột đỡ dây:

Bốn cột đặt trên xà đỡ dây cao 18m ⇒ độ cao một cột cần dựng là :

h1 = 18 – 11 = 7m

Nhận xét: Trong phương án này độ cao của cột đỡ dây tương đối đồng đều dễ lắp đặt

và bảo quản, phạm vi bảo vệ đảm bảo an toàn cho mọi thiết bị trong trạm Nhưng

phải lắp đặt cả phần cột đỡ và phần dây tương đối dàI do vậy không có lợi về mặt

kinh tế

* Kết luận: Trong 3 phương án trên xét về mặt kinh tế và kỹ thuật thì phương án I có

vốn đầu tư nhỏ nhất và phạm vi bảo vệ đảm bảo an toàn cho mọi thiết bị trong trạm

hai phương án còn lại vốn đầu tư lớn hơn Vì vậy ta chọn phương án I để thiết kế và

thi công cho trạm

Chương II

Thiết kế và tính toán hệ thống nối đất

*Nhiệm vụ chung

-Nhiệm vụ của hệ thống nối đất là tản dòng điện sét xuống đất để đảm bảo dòng

điện trên thiết bị chống sét có trị số bé Trong việc bảo vệ quá điện áp, nối đất của

trạm biến áp, của các cột thu lôi, của đường dây và của thiết bị chống sét rất quan

trọng Trong hệ thống điện có 3 loại nối đất khác nhau:

+Nối đất làm việc: Nhiệm vụ của loại nối đất này là đảm bảo sự làm việc bình

thường của thiết bị hoặc của một số bộ phận của thiết bị theo chế độ làm việc đã

đ-ược quy định sẵn Loại nối đất này gồm có nối đất điểm trung tính của máy biến áp

trong hệ thống có điểm trung tính nối đất, nối đất của máy biến áp đo lường và của

kháng điện nằm trong bù ngang trên các đường dây tải điện đi xa

+Nối đất an toàn hay còn gọi là nối đất bảo vệ: Có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho

người khi cách điện bị hư hỏng Thực hiện nối đất an toàn bằng cách đem nối đất

mọi bộ phận bình thường không mang điện ( vỏ máy, thùng máy biến áp, máy cắt

điện, các giá đỡ, chân sứ ).Khi cách điện bị hỏng, trên các bộ phận này sẽ xuất

hiện điện thế nhưng do đã được nối đất nên giữ được mức điện thế thấp do đó đảm

bảo an toàn cho người khi tiếp xúc với chúng

+Nối đất chống sét: Mục đích tản dòng điện sét vào trong đất ( khi có sét đánh vào

cột thu sét hoặc dây thu sét ) để giữ cho điện thế tại mọi điểm trên thân cột không

quá lớn do đó hạn chế được các phóng điện ngược tới công trình cần bảo vệ

- ở các nhà máy điện và trạm biến áp về nguyên tắc phải tách rời các hệ thống nối

đất với nhau để đề phòng khi dòng điện ngắn mạch lớn hay dòng điện sét đi vào hệ

thống nối đất làm việc sẽ không gây điện thế cao trên hệ thống nối đất an toàn

Như-ng troNhư-ng thực tế điều đó khó thực hiện cho nên thườNhư-ng chỉ dùNhư-ng một hệ thốNhư-ng nối

đất Do đó hệ thống nối đất chung phải thoả mãn các yêu cầu của mọi thiết bị, hệ

-Để đảm bảo về yêu cầu nối đất cũng như để giảm khối lượng kim loại trong việc

xây dựng hệ thống nối đất nên tận dụng các loại nối đất tự nhiên như:

+ ống nước chôn dưới đất hay các ống kim loại khác ( không chứa các chất dễ nổ,

cháy ),

+ Hệ thống dây chống sét – cột thu sét

+ Kết cấu kim loại của các công trình

- Khi dùng nối đất tự nhiên phải tuân theo các quy định của quy phạm Nếu điện trở

nối đất tự nhiên đã thoả mãn các yêu cầu của thiết bị có dòng điện ngắn mạch chạm

đất bé thì không cần làm thêm nối đất nhân tạo nữa Nhưng đối với các thiết bị có

dòng ngắn mạch lớn thì cần phải nối đất nhân tạo và yêu cầu trị số điện trở nối đất

nhân tạo vẫn phải nhỏ hơn 1Ω

2.1 Phương pháp nối đất, các tham số ảnh hởng đến điện trở nối đất và hiện tợng

phóng điện xung kích

2.1.1.Phương pháp nối đất

-Hệ thống nối đất bao gồm các điện cực được chôn trong đất để làm giảm nối đất

theo tiêu chuẩn của từng loại đất Các điện cực thường là các thanh dài nằm ngang

hoặc cột thẳng đứng để điện áp bước nhỏ, lối đất có thể là mạch vòng hoặc lới

vuông Khi tính toán ta phân làm 2 loại:

+Nối đất tự nhiên: ta sử dụng các nối đất có sẵn như dây chống sét,cột thu sét, các

kết cấu kim loại của công trình

+Nối đất nhân tạo : Nhằm mục đích đảm bảo điện trở nối đất của công trình khi nối

đất tự nhiên không đảm bảo được

2.1.2.Các tham số ảnh hưởng đến nối đất

Các tham số ảnh hưởng gồm: Kích thước hình học của điện cực, cách bố trí điện

cực, trị số điện trở xuất của đất

*ảnh hưởng của kích thớc hình học:Trong trờng hợp tổng quát bất kỳ dạng nối đất

nào cũng có sơ đồ thay thế như đường dây dài với tham số : r, l, g, c ( hình 2.1 )

Hình 2.1

Khi tính toán có thể bỏ qua r vì điện trở tác dụng của nối đất có thể nhỏ hơn nhiều

so với điện trở tản của nối đất và bỏ qua điện dung c vì dòng điện dung cũng nhỏ

ngay cả trường hợp sóng sung kích Điện cảm L và điện dẫn G phụ thuộc vào kích

thước hình học của điện cực hệ thống nối đất Sơ đồ thay thế rút gọn có dạng như

hình 2.2

Khi có điện cảm L thì tác dụng của nó đối với dòng điện đi vào hệ thống nối đất

khác nhau, với dòng điện có tốc độ biến thiên nhỏ như dòng điện công nghiệp thì

giá trị L nhỏ và có thể gây tác dụng không đáng kể Với dòng điện có tốc độ biến

thiên lớn như dòng điện sét thì giá trị điện cảm rất lớn, điện cảm đối với dòng điện

thể hiện ở thời gian quá độ T là thời gian mà dòng điện tính từ lúc chưa ổn định đến

ổn định Với dòng điện sét thời gian quá độ T được tính từ thời điểm dòng điện bắt

đầu đi vào hệ thống nối đất đến khi kết thúc quá trình quá độ Thời gian tỷ lệ với

điện cảm và điện dẫn của các hệ thống nối đất T ≡ L.g.l2 Khi dòng điện đi trong đất

là dòng điện sét, tham số biểu thị của nối đất với dòng điện thể hiện ở τđs và thời

gian T

Khi T ≥ τđs dòng điện đạt cực đại quá trình chưa kết thúc, điện cảm L không thể

bỏ qua trong tính toán và phản ứng của nối đất là một tổng trở có giá trị lớn hơn

nhiều Trong trường hợp này tương tự như đường dây nối đất gọi là nối đất phân bồ

dài

Khi T < τđs dòng điện đạt cực đại thời gian quá độ kết thúc và nối đất thể hiện như

một điện trở tản Trường hợp này ứng với nối đất tập trung

*ảnh hưởng của cách bố trí điện cực :

Cách bố trí điện cực có ảnh hưởng rất lớn đến trị số của điện trở tản của hệ thống nối

đất Điều này thể hiện ở chỗ điện trường trong đất của các điện cực khác nhau nhiều

so với trường hợp một cực đơn , có ngĩa là điện trở một cực của hệ thống nối đất tỷ

lệ với điện trở một cực qua hệ số

*ảnh hởng của trị số điện trở xuất của đất

Đất là môi trường phức tạp không đồng nhất về mặt kết cấu và thành phần do đó

điện trở xuất của đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố thành phần : độ ẩm, nhiệt độ của

đất Do khí hậu các mùa thay đổi nên giá trị điện trở xuất của đất cũng thay đổi Vì

vậy khi thiết kế hệ thống nối đất trị số tính toán điện trở xuất của đất ta phải thay đổi

Hệ số mùa mỗi loại đất khác nhau có trị số khác nhau

2.1.3 Hiện tượng phóng điện xung kích

Khi có dòng điện sét đi vào điện cực nối đất thì gây ra một điện trường lớn đến một

thời hạn thì xảy ra quá trình phóng điện trong đất Các tia lửa điện phát triển xung

quang điện cực tạo ra vùng hồ quang, cực nối đất xem như là to ra và điện trở nối

đất giảm Điện trở nối đất được tính bằng công thức:

Rxk = αxk R ; Với αxk < 1 là hệ số xung kích

2.2.Yêu cầu đối với hệ thống nối đất

Bộ phận nối đất của hệ thống thu sét cần có điện trở nối đất bé để việc tập trung điện

tích cảm ứng phía mặt đất đợc đẽ dàng và khi có dòng điện sét đi qua, điện áp trên

các bộ phận của hệ thống thu sét sẽ không đủ để gây phóng điện ngợc từ nó tới các

công trình đặt gần

2.3.Tính toán nối đất cho trạm

2.3.1.Tính toán nối đất an toàn

-Trạm 110kVyêu cầu điện trở nối đất của hệ thống ≤ 0,5 Ω

-Điện trở nối đất gồm 2 phần :

+Điện trở nối đất tự nhiên

+Điện trở nối đất nhân tạo

Tính toán điện trở nối đất tự nhiên

Trạm thiết kế có dây chống sét dùng để bảo vệ đường dây được kéo vào tận xà của

trạm Nên điện trở nối đất tự nhiên là điện trở hệ thống dây thu sét cột

Điện trở của dây chống sét cột được tính bởi công thức:

R CSC = 4

1 2

1

+ +

CS C C

R R R

Trong đó: Rcsc: Điện trở của dây chống sét

Rc: Điện trở nối đất của cột điện điện đường dây: Rc = 12 Ω

= 0,232 Ω

Rtn = n

R CSC

( n là số lộ đường dây ) ⇒ Rtn = 2

032 , 2 =1,016 Ω

Ta có Rtn = 1,016 Ω

Theo điều kiện điện điện trở nối đất của hệ thống :

( ) ( )

Với Rtn ≤ 0,984 Ω thoả mãn điều kiện (2 ).Vậy ta phải tính điện trở nối đất nhân tạo

Nếu Rnt ≤ 0,984 Ω thì thoả mãn yêu cầu điện trở nối đất của hệ thống

b.Tính toán hệ thống nối đất nhân tạo

Hệ thống nối đất nhân tạo bao gồm thanh mạch vòng bao quanh trạm đồng thời đặt

các thanh phụ làm nhiệm vụ cân bằng thế và nối đất an toàn các thiết bị trong trạm

Trong tính toán ta bỏ qua điện trở của các thanh cân bằng áp này Trong trạm ta bố

trí các thanh cân bằng áp như trên hình vễ (hình 2.3) Ta đặt mạch vòng cách tường

bảo vệ quanh trạm là 1 m

Hình 2.3 : Sơ đồ hệ thống nối đất nhân tạo

Công thức tính điện trở nối đất của mạch vòng:

Rmv = td

KL L

giả Nguyễn Minh Chước ta có K = 5,75

⇒ Rmv = 0,8.0,25

162 75 , 5 ln 14

Nhận xét : Rmv > 0,984 Ω không thoả mãn yêu cầu điện trở nối đất của hệ thống do

đó ta phải bổ xung thêm cọc Gọi số cọc là n ηc,ηmv là hệ số sử dụng của cọc và

mạch vòng Ta có:

R n

R

R R

η

.

+

Điện trở của cọc được xác định bởi công thức :

Rc =  ư 

+ +

l t d

l l

tt

4

4 ln 2

1 2

Ta thiết kế cọc chôn sâu cách mặt đất 0,8 m Dựa vào bảng 19.2 sách Kỹ Thuật điện

Cao áp của tác giả Võ Viết Đạn ta lấy Km = 1,4

⇒ ρtt = 80 1,4 = 112 Ω

l : Là chiều dài cọc: Ta lấy l = 3 m

d: Là đường kính của cọc: Ta lấy d = 0,05 m

t : Là khoảng cách từ mặt đất tới điểm giữa của cọc

3 3 , 2 4

3 3 , 2 4 ln 2

1 05 , 0

3 2 ln 14 , 3 2 112

Tra bảng 4 trang 83 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Tốt Nghiệp Kỹ Thuật Điện Cao áp

(HDTKTNKTĐCA ) của tác giả Nguyễn Minh Chước ta có ηc = 0,73

Tra bảng 6 trang 84 sách HDTKTNKTĐCA ta có: ηmv = 0,46

Rnt = mv c c mv

c mv

R n

R

R R

Tra bảng 4 trang 83 sách HDTKTNKTĐCA ta có : ηc = 0,61

Tra bảng 6 trang 84 sách HDTKTNKTĐCA ta có: ηmv = 0,3

⇒ Rnt = 1,43.0,61.27 30,472.0,3

472 , 30 43 , 1 + =1,32 Ω

Rnt > 0,984 Ω ⇒ Không thoả mãn yêu cầu của hệ thống

Tra bảng 4 trang 83 sách HDTKTNKTĐCA ta có: ηc = 0,38

Tra bảng 6 trang 84 sách HDTKTNKTĐCA ta có: ηmv = 0,2

⇒ Rnt = 1 , 43 0 , 38 54 30 , 472 0 , 2

472 , 30 43 , 1 + = 1,3 Ω Rnt > 0,984 Ω ⇒ Không thoả mãn yêu cầu của hệ thống

nt

R

Rnt < 0,984 Ω thoả mãn yêu cầu của hệ thống nối đất Vậy ta bố trí 113 cọc bổ xung

vào hệ thống mạch vòng

Điện trở nối đất xung kích

Do ảnh hưởng của mùa sét nên điện trở nối đất xung kích được tính tương ứng với

hệ số mùa K ms

+ Điện trở của mạch vòng là :

td

KL L

Π

Với hệ số mùa sét Kms tra trong bảng 19.2 sách Kỹ Thuật Điện Cao áp của tác giả

Võ Viết Đạn Với mạch vòng nằm ngang độ chôn sâu 0,8 m

2

80 25 ,

+ Cùng với Rc = 30,472 Ω và số cọc là 108 cọc ta tính điện trở nối đất nhân tạo theo

yêu cầu của điện trở xung kích

Ta có: mv c mv mv

c mv ntxk

R n R

R R R

η

=

.

Với ηmv = 0,17

ηc = 0,27,

⇒ 1 , 277 0 , 27 108 30 , 472 0 , 17

33 , 1 472 , 30 +

=

−

1 2 1 0

1 1 2

1 2

1 ,

0

K

T

ds ds

K ds

e K

T l

g

ττ

τ

_ Giả thiết dòng điện đi theo hình 2.1 và điện cực này xem nh− có 2 nhánh ghép

song song cách xa nhau

Khi đó chiều dài mỗi nhánh :

l = m

L

81 2

1

0

2 2

2 0 0 1

14 , 3

81 0062 , 0 23 , 1

= Π

τ

= 5 às

Ta có :