- Khi thiết lập hệ thống điện cho công trình đòi hỏi phải nghiên cứu bản vẽ thiết kế kiến trúc, ý đồ của người sử dụng, công năng của công trình để tính toán và bố trí đủ công suất của [r]
Trang 1Chương 4 : CHỐNG SÉT CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
I Khái niệm về sét và những nơi dễ bị sét đánh
1.Khái niệm
2.Những nơi dễ bị sét đánh
- Vùng đồi núi cao
- Vùng đất có mỏ kim loại, bờ sông, bờ suối,…
Nóc nhọn của tòa nhà, ống khói cao, ống thông gió, chòi, cột cờ,…
II .Hệ thống chống sét
Hệ thống chống sét có nhiệm vụ thu dòng điện sét đánh, dẫn và phân tán dòng sét thu được vào trong lòng Một hệ thống chống sét sẽ bao gồm 3 bộ phận chính sau:
- Bộ phận thu sét: có thể là kim thu sét (dùng cho những công trình có độ cao) hoặc là
lưới thu sét (dùng cho những công trình có diện tích rộng) có nhiệm vụ thu dòng điện sét đánh
- Bộ phận dẫn sét: có nhiệm vụ dẫn dòng điện sét thu được xuống đất
Bộ phận nối đất: có nhiệm vụ tản nhanh dòng điện sét thu được vào trong lòng đất
III.Phạm vị bảo vệ của kim thu sét
1.Phạm vi bảo vệ của một kim thu sé
: phạm vi bảo vệ của kim thu sét
: phạm vi bảo vệ tòa nhà
h : chiều cao của kim tính từ
mặt đất đến đỉnh kim
hx : chiều cao tòa nhà cần
bảo vệ
rx : bán kính vùng cần bảo vệ
tương ứng chiều cao hx
Sét là hiện tượng phóng tia lửa điện giữa hai đám mây tích điện trái dấu khi chúng lại gần nhau, hoặc giữa đám mây với nhà cửa, với cây cối và quặng kim loại dưới lòng đất,…
Chớp là những tia lửa điện phóng ra khi có sét
Sấm là tiếng nổ lớn gây ra do sự giãn nở đột ngột của không khí tại vùng không khí xung quanh nơi sét đánh
Cường độ dòng điện khi sét đánh có thể lên tới 200.000A
Nhiệt độ không khí trong rãnh sét có thể lên tới 10.000 0 C, do đó khi sét đánh xuống đất sẽ xuyên thủng một lớp đất và nung cát chảy thành thủy tinh có dạng hình ống dài mà thường được gọi là lưỡi tầm sét.
Trang 2Biết hx và h, tính rx :
−
−
=
3
2 h
h if , h h 75 , 0
3
2 h
h if , h 25 , 1 h 5 , 1 r
x x
x x
x
Biết hx và rx , tính h:
+
+
=
67 , 2 r
h if , 75 , 0
h 75 , 0 r
67 , 2 r
h if , 5 , 1
h , 1 r h
x
x x
x
x
x x
x
Ví dụ:
Một đài nước cao 20m, trên đỉnh có lắp một kim thu sét dài 2m Đài nước đặt trong một bồn nước tròn có bán kính 3m Hỏi toàn bộ đài nước có được bị sét đánh không, nếu không thì hãy tính chọn lại chiều cao của kim?
Lời giải:
=
= +
=
m x
m m m
20 h
22 2 20
3
2 22
20 h
h x
=
x x
1,5 20 -22 0,75
h h 75 , 0 r
=
=
−
=
Trang 3Do rx = 1,5m < 3m nên đài nước không an toàn khi có sét => tính chọn lại chiều cao của kim:
=
=
m x
m x
3 r
20 h
=> 2 , 67
3
20 r
h
x
=>
( )m
x x
24 75 , 0
0,75.20 3
75 , 0
h 75 , 0 r h
= +
=
+
=
=> Chiều cao của kim thu sét:
24 m – 20 m = 4 m
2.Phạm vi bảo vệ của hai kim thu sét cùng chiều cao
: 2 kim thu sét cùng chiều cao
: cung tròn giới hạn phạm vi bảo vệ
: tòa nhà cần được bảo vệ
: vùng bảo vệ của 2 kim
h : chiều cao kim tính từ mặt đất đến đỉnh kim
hx : chiều cao tòa nhà cần bảo vệ
rx : bán kính vùng cần bảo vệ tương ứng chiều cao hx
a : khoảng cách giữa 2 kim
h0 : chiều cao bảo vệ thấp nhất tại nơi giao nhau vùng bảo vệ của 2 kim
bx : bề ngang nhỏ nhất tại nơi giao nhau vùng bảo vệ của 2 kim
Tính h0 :
2 2
Trang 4Tính chiều cao mỗi kim:
2 2
0
h 571 , 0
Tính rx khi biết hx và h:
−
−
=
3
2 h
h if , h h 75 , 0
3
2 h
h if , h 25 , 1 h 5 , 1 r
x x
x x
x
Tính bx khi biết hx và h0:
−
−
=
3
2 h
h if , h h 75 , 0
3
2 h
h if , h 25 , 1 h 5 , 1 b
0
x x
0
0
x x
0 x
Tính h0 khi biết hx và bx :
+
+
=
67 , 2 b
h if , 75 , 0
h 75 , 0 b
67 , 2 b
h if , 5 , 1
h , 1 b h
x
x x
x
x
x x
x
0
Tính h khi biết hx và rx :
+
+
=
67 , 2 r
h if , 75 , 0
h 75 , 0 r
67 , 2 r
h if , 5 , 1
h , 1 r h
x
x x
x
x
x x
x
Ví dụ: Cho ngôi nhà như hình vẽ, tính chiều cao của 2 kim thu sét
Lời giải:
2 kim thu sét chỉ có thể bảo vệ được ngôi nhà khi đồng thời thỏa cả 3 điều kiện sau:
( ) ( ) ( )
3 3 b
2 25 , 4 r
1 11 h
m x
m x
m 0
Trang 5Xét điều kiện (1) :
Chiều cao bảo vệ thấp nhất h0 tối thiểu là 11m, như vậy có thể chọn h0 = 11m
=>
( )m 12,32 20
0357 , 0 0,183.11 0,571.11
a 0357 , 0 h 183 , 0 h 571 , 0 h
2 2
2 2
0 0
= +
+
=
+ +
=
Xét điều kiện (2) :
Chiều cao của toàn bộ ngôi nhà là (2 m +9 m =11 m) Trong đó mái nhà là 2 m, chỉ cần 2 kim bảo
vệ được cho thân nhà cao 9 m là có thể bảo vệ được toàn bộ tòa nhà, do đó có thể chọn chiều
cao cần bảo vệ là h x = 9 m
Bán kính vùng bảo vệ tương ứng chiều cao hx theo như hình vẽ là r x = 4,25 m
25 , 4
9 r
h
x
=>
( )m 14,24 5
, 1
1,9.9 4,25
5 , 1
h , 1 r
h x x
= +
=
+
=
Xét điều kiện (3) :
Bề ngang nhỏ nhất tại nơi giao nhau vùng bảo vệ của 2 kim tối thiểu phải bằng 3m, do đó có
thể chọn b x = 3 m
3
9 b
h
x
=>
( )m 13 75 , 0
0,75.9 3
75 , 0
h 75 , 0 b
h 0 x x
= +
=
+
=
=>
( )m 14,14 20
0357 , 0 0,183.13 0,571.13
a 0357 , 0 h 183 , 0 h 571 , 0 h
2 2
2 2
0 0
= +
+
=
+ +
=
Để thỏa đồng thời 3 điều kiện, chúng ta chọn h = max = 14,24 m
=> Chiều cao của mỗi kim:
(2 9 ) 3 , 24( )m 24
,
Trang 6CHƯƠNG IV: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ
CUNG CẤP ĐIỆN CÔNG TRÌNH
Bài 1: KHÁI QUÁT VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CÔNG TRÌNH
I Mục đích thiết kế cấp điện công trình:
- Khi thiết lập hệ thống điện cho công trình đòi hỏi phải nghiên cứu bản vẽ thiết kế kiến trúc, ý đồ của người sử dụng, công năng của công trình để tính toán và bố trí đủ công suất của hệ thống cấp điện cho công trình cũng như trang thiết bị sử dụng, trang thiết bị đóng cắt và bảo vệ, chọn lựa và bố trí dây cấp điện hợp lý, mỹ quan, an toàn, tránh thiếu hụt và dư thừa lãng phí
II Yêu cầu:
1 Chọn thiết bị điện hợp lý, thiết bị đóng cắt bảo vệ chính xác bố trí đúng chỗ
2 Xác định đúng công suất sử dụng điện của từng thiết bị điện
3 Chọn lựa tiết diện các dây dẫn điện và bố trí dây hợp lý, rành mạch, an toàn, mỹ quan, và
dễ thay thế sửa chữa
4 Lấy công suất của phụ tải làm căn cứ để chọn công suất tram hạ áp làm công suất nguồn
5 Chọn vị trí bố trí nguồn hợp lý với phụ tải và công năng của công trình
6 Chọn vị trí bố trí nguồn hợp lý, phù hợp về mặt cung cấp điện, an toàn, mỹ quan, dễ dàng thay thế, sửa chữa, bảo trì, đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ
III Cơ sở để thiết kế cấp điện công trình:
1 Toàn bộ bản vẽ kiến trúc công trình (mặt bằng, các mặt cắt, mặt đứng)
2 Bản vẽ vị trí và điện áp của các trạm biến áp, đường dây hạ áp, trung áp và cao áp gần công trình (có khả năng cấp điện cho công trình)
3 Yêu cầu cấp điện cho công trình
4 Khả năng về điện dự phòng
Trang 7Bài 2: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH
I Tìm hiểu nhu cầu điện của công trình kiến trúc:
- Tính phụ tải điện
- Thiết lập bản vẽ mặt bằng kiến trúc
- Tính toán lựa chọn các loại đèn, bố trí đen theo yêu cầu chiếu sáng qui định và nhu cầu của người sử dụng cho từng căn phòng
- Chọn và xác định vị trí bố trí các thiết bị đóng mở đèn
- Chọn và bố trí các thiết bị điện sinh hoạt cố định (quạt trần, quạt hút gió, điều hòa không
khí, máy đun nước nóng….)
- Chọn và bố trí các ổ cấm điện (sử dụng các thiết bị không cố định như: ti vi, tủ lạnh, bàn
ủi, quạt bàn, quạt đứng và các thiết bị gia dụng khác)
- Lập bảng liệt kê thiết bị điện trong từng phòng (đối với xí nghiệp sản xuất tính cho từng phân xưởng)
- Tính tổng công suất đặt của tất cả các phụ tải (∑Pđ)
- Tính tổng công suất tính toán cho toàn công trình (∑Ptt)
II Thiết lập mặt bằng bố trí thiết bị điện cho công trình kiến trúc:
- Vẽ mặt bằng bố trí thiết bị điện chiếu sáng và các thiết bị điện sinh hoạt, bố trí dây dẫn điện từ nguồn đến các thiết bị điện tiêu thụ cho từng phòng, từng tầng của công trình và mặt bằng tổng thể cho chiếu sáng ngoại vi
- Vẽ mặt bằng bố trí các thiết bị điện khác bao gồm mặt bằng thiết bị điện sản xuất cho từng phân xưởng, từng công đoạn sản xuất của xí nghiệp của nhà máy
III Chọn loại nguồn điện, điện áp, công suất và vị trí đặt nguồn:
- Căn cứ tổng công suất tính toán (∑Ptt) của phụ tải để chọn công suất nguồn điện, loại nguồn điện, số pha, vị trí đặt nguồn điện
- Căn cứ điện áp của lưới điện cung cấp và điện áp của thiết bị sử dụng điện để chọn điện
áp cho nguồn điện (MBA)
- Căn cứ phương án cấp điện hợp lý (theo công năng, theo yêu cầu an toàn cung cấp điện)
để xác định yêu cầu về nguồn điện dự phòng (có cần nguồn điện dự phòng hay không, cần loại nguồn gì, khả năng đóng mở mạch tự động hay bằng tay)
IV Thiết lập sơ đồ cấp điện:
- Vẽ sơ đồ cấp điện cho từng phòng, từng phân xưởng Các sơ đồ này cần chi tiết đến từng phụ tải và chỉ rõ công suất yêu cầu của từng phụ tải, hướng cấp điện cũng như vị trí và khả năng làm việc của các thiết bị đóng cắt bảo vệ trên từng nhánh mạch điện
- Vẽ sơ đồ cấp điện tổng thể cho toàn công trình Trong sơ đồ thể hiện nguồn điện, nguồn
dự phòng, thiết bị đóng mở nguồn dự phòng, hướng cấp điện đến bảng điện phụ, bảng điện ánh sáng trong từng phòng, từng phân xưởng
V Tính toán tiết diện các loại dây dẫn có trong sơ đồ điện:
- Xác định tiết diện các dây cấp điện
- Chọn công suất, điện áp, dòng điện làm việc…., của các thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch theo sơ đồ cấp điện