CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT NỐI ĐẤT
2.7. Một số ví dụ
Ví dụ 1: Một thiết bị có độ cao 6m (giả sử chiều rộng và chiều dài không đáng kể). Đặt cách cột thu sét có độ cao h(m) một đọan 6m. hãy xác định độ cao h bé nhất để có thể bảo vệ được thiết bị .
Bài làm
Từđầu bài ta có : hx = 6m ,rx = 6m
Vì độ cao h ta chưa biết nên giả sử hx≤ 2
3h và p =1
=> 1,5 (1 ) 0,8
x x
r h h
h
=> 6 = 1,5h – 1,875*6 => h = 11,5m
Với h = 11,5m ta kiểm tra lại điều kiện giả sử
6 2
2 7,67 3
3
x
x
h m
h h
h m
Vậy chiều cao kim thu sét bé nhất là h = 11,5m
Ví dụ 2:Cho một căn nhà có kích thước như hình vẽ. Người ta đặt tại 2 điểm A và B hai kim thu sét như nhau, và bằng h. hãy tìm độ cao h bé nhất để bảo vệ được tòan bộ căn nhà.
û 75
Bài làm
Để bảo vẽ được tòan bộ căn nhà thì mặt bằng vùng bảo vệ của 2 kim phải như hình vẽ sau :
Từ hình vẽ ta nhận thấy rằng r0x = 2m , hx = 6m . Để xác định h0giả sử rằng : 0
2
x 3
h h khi đó áp dụng biểu thức :
0 0
0
0, 75 (1 x) 0, 75 0, 75
ox x
r h h h h
h
=> 0 0 0, 75 2 0, 75*6 8,66
0, 75 0, 75
x x
r h
h m
Kiểm tra lại điều kiện đã giả sử : 0 0
6 2
2 5, 77 3
3
x
x
h m
h h
h m
(thỏa đk đặt ra )
Vậy chiều cao h cần tìm là
8,66 10 10, 09
7 7
o
h h a m
=> cần phải đặt 2 kim thu sét có chiều cao bé nhất là 10,09 –6 = 4,09 để bảo vệ hết tòan bộ căn nhà
A B
ro
û 76
Ví dụ 3: Cho một câu lạc bộ có cấu trúc khối như hình vẽ .Hãy xác định chiều dài bé nhất của các kim thu sét đặt tại các vị trí a, b, c, để chúng bảo vệ được toàn bộ căn nhà
Bài làm
Từ hình vẽ ta xác định được ab = bc = cd = da = 12m
Chiều cao của cốt thu sét là : H = h + 6
. Xác định h để bảo vệ được vùng trong hình vuông abcd Đường kính vòng tròn ngọai tiếp abcd cạnh ab = 12m là : D = ab 2 12 2 16,96 m
Công trình hx = 6m nằm trong hình vuông abcd sẽ được bảo vệ tòan bộ nếu thỏa mãn biểu thức sau :
8( x) 8(6 6)
D Hh h
=> D8hh bé nhất 16,96 2,12
8 8
h D m
Vậy h = 2,12m (*)
. Xác định h để bảo vệ vùng ngòai hình vuông abcd
Do các kim thu sét được bố trí đối xứng và tạo thành hình vuông cho nên trong trường hợp nầy chỉ cần kiểm tra một cặp cọc a và b .
Mặt bằng
û 77
Để bảo vệ được độ cao hx= 6m thì theo hình vẽ bán kính bảo vệ bé nhất giữa 2 cặp cột a và b là :rab = 2m
+ Xác định độ cao cột thu sét giả tưởng tương ứng h0 Giả sử hx 0
2 3h
. Do đó ta áp dụng biểu thức sau :
rab = 0 0 0
0
0, 75 (1 hx) 2 0, 75 4,5 8,67
h h h m
h
Kiểm tra lại đk giả sử : hx = 6m >2 0 5, 78
3h m (thỏa) Vậy H = h0 + 8,67 12 10,38 10,38 6 4,38
7 7
ab m h m(**)
Để kiểm tra độ cao kim thu sét nầy có bảo vệ độ cao hx = 6m ở vị trí góc nhà ta tính như sau :
Vì hx < 2
3Hrx = 1,5*10,38(1 6 ) 4,32
0,8*10,38 m
Vậy rx = 4,32m
Bán kính bảo vệ thực tế cần để bảo vệ các góc nhà là ae = 2222 2,83m4,32m
=> Các góc nhà đều được bảo vệ
So sánh kết quả (*) và (**) ta chọ h = 4,38m
Vậy để bảo vệ tòan bộ căn nhà thì 4 kim thu sét phải có độ dài bé nhất là h = 4,38m Ví dụ 4: Tính toán trang bị nối đất trạm phân phối 10 kV. Dòng điện điện dung chạm đất 1 pha của mạng 10 kV bằng 25 A. Bảo vệ chống chạm đất 1 pha của mạng 10 kV tác động phát tín hiệu. Trong trạm có đặt máy biến áp giảm áp 10/0,38; 0,22 kV phía hạ áp có trung tính trực tiếp nối đất.
- Đất thuộc loại đất sét, có = 0,6 . 104 cm.
- Giả thiết xây dựng nối đất hình mạch vòng bằng thanh thép góc, chu vi mạch vòng 80 m. Không có nối đất tự nhiên.
Bài giải: Điện trở trang bị nối đất xác định theo công thức:
û 78
25 5 Rd 125
Để nối đất điểm trung tính của các máy biến áp ở phía 380/220 V phải có trang bị nối đất với điện trở R = 4 Như vậy điện trở nối đất chung của trạm không được lớn hơn 4 .
Nối đất được làm bằng thanh thép góc L50x50x5 dài 2,5 m với độ chôn sâu 0,7 m. Các thanh thép góc được nối với nhau bằng thanh thép dẹt 20x4 mm, Không tính đến điện trở nối đất của các thanh nối.
Giả thiết hệ số tăng điện trở suất của đất khi thực hiện nối đất bằng các thanh thép góc lấy Kmax = 2.
+ Tính điện trở suất tính toán của đất:
tt = kmax . = 2x0,6. 104 = 1,2 . 104 cm + Điện trở của một thanh thép góc theo công thức (7).
Rcọc = 0,00318. tt = 38,16 + Số cọc (thép góc) cần thiết cho TH nối đất.
65 15 , 0 x 4
38 .
R n R
d
coc
Hệ số sử dụng = 0,65 tìm được theo đường cong cho sắn (lấy với tỷ số a/l = 2.
Tỷ số giữa khoảng cách giữa các cọc và chiều dài cọc). Tức là ta giả thiết khoảng cách giữa các cọc là a = 5 m. Khoảng cách giữa các cọc là a = 80/15 = 53 m gần đúng với điều đã giả thiết.
û 79
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
6- Trình bày sự hình thành và tác hại của sét? 7- Các phương pháp bảo vệ sét đánh?
8- Một công trình cao 15m gắn một kim thu sét 1m ở giữa công trình. Tìm phạm vi bảo vệ của của kim thu sét ?
9- Một công trình cao 8m gắn một kim thu sét 4.5m ở giữa công trình.Tìm phạm vi bảo vệ của của kim thu sét ?
10- Một công trình có hình chữ nhật có đường chéo là 10m, chiều cao công trình 11m hãy tính chiều cao cột thu lôi ?
11- Một công trình có hình chữ nhật có đường chéo là 6m, chiều cao công trình 16m hãy tính chiều cao cột thu lôi ?
12- Một công trình cao 19m gắn một kim thu sét 2m ở giữa công trình. Kiểm tra xem kim thu sét này có bảo vệ được công trình hình chữ nhật có đường chéo là 5m không? Nếu không hãy tính lại kim thu sét.
13- Một công trình cao 6m gắn một kim thu sét 4m ở giữa công trình. Kiểm tra xem kim thu sét này có bảo vệ được công trình hình chữ nhật có đường chéo là 13m không? Nếu không hãy tính lại kim thu sét.
û 80