CHƯƠNG 6

BẢO VỆ NỐI ĐẤT

6.1 Mục đích và ý nghĩa của nối đất

Căn cứ vào thực tế chúng ta có 3 loại nối đất :

- Nối đất làm việc. VD : MBA có trung tính nối đất, nối đất của kháng điện, tụ điện …

- Nối đất an toàn : là nối đất của vỏ thiết bị hoặc những phần dẫn bình thường không có điện áp nhưng xuất hiện điện áp bất ngờ.

- Nối đất chống sét : khi bị sét đánh thì tản dòng điện sét xuống đất ( vài trăm kA ).

Khi cách điện tốt Ulv ≥ 110kV, có thể dùng chung cho cả ba loại nối đất.

Để thực hiện nối đất (tạo điện trở nối đất)

          RHT :           + nối đất tự nhiên Rtn

                   + nối đất nhân tạo Rnt

          RHT = Rtn // Rnt

          Nối đất tự nhiên là ta tận dụng công trình khác nối với nhau tạo thành một hệ thống. VD : ống cấp nước, vỏ cáp, móng nhà … nối với nhau thành một hệ thống.Các cột điện, đường dây đều có nối đất, các cột từ 110kV trở lên đều treo dây chống sét nối với hệ thống nối đất, những đường dây trung áp (≤ 35kV) chỉ có nối đất ở đầu phía gần trạm nhưng không được nối với hệ thống nối đất của trạm vì cách điện trung áp kém không chịu được điện áp của sét.

          Mục đích nối đất để đảm bảo an toàn cho người lúc chạm vào các bộ phận có mang điện áp. Nối đất là sự chủ động nối các bộ phận của thiết bị điện bình thường không mang điện áp với hệ thống nối đất.

          Hệ thống nối đất gồm : thanh kim loại chôn xuống đất, cọc đóng sâu, thanh cọc phối hợp hoặc nối đất hình ô lưới. Có thể dùng nối đất tập trung hoặc nối đất phân tán xung quanh trạm.

6.2 Nối đất tập trung

                                                                                                                   1

                                                                                                                   2

                                                                                             g1       g2

          Uđ = Iđ.Rđ

Xảy ra phóng điện ở TB1 → người chạm vào TB2 bị điện giật. Sơ đồ thay thế :

                                         (2)                                                 (2)

                          g2                                                      g2

 g1              gng               gđ                   Ung          g’1                   (1)

g1’ = g1 + gđ + gng

g2 = (g1 + gng + gđ)g2/(g1 + g2 + gng + gđ)

Ung/U = g/g’

=>     Ung = Ug2/(g1 + g2 +gng + gđ)

=>     Ing = Ugngg2/(g1 + g2 + gng + gđ)

Cho g1, g2, gng bé => Ing = Ug2gng/gđ → để Ing giảm => tăng gđ

Muốn giảm trị số dòng Ing để đảm bảo an toàn ta dùng các biện pháp :

+ giảm Rđ (dễ làm)

          + tăng cách điện cho đường dây

          + tăng cường cách điện đối với người.

          Uđ = Iđ.Rđ ≤ Utxcp

6.3 Nối đất hình ô lưới

          Khi dòng ngắn mạch lớn (điện áp 500kV), hệ thống nối đất cần thiết kế theo hình ô lưới làm từ thanh chôn xuống đất, điểm nút hàn với nhau.

          Uđ = Iđ.Rđ

Trong vùng ô lưới thì điện áp bước rất bé an toàn cho người. Bên ngoài hình ô lưới đặt các tấm kim loại (không được nối với hệ thống nối đất) để san điện áp ngoài vùng ô lưới.

                                                                                           Iđ

6.4 Các hình thức nối đất khác

                             d                        L                                                                                    d    L

 1. Đóng cọc chôn nổi

ρđ : điện trở suất của đất                  

(đo trên thực địa khi khô ráo)

ρtt  = Kmùa. ρđo

RC =  ρtt /2π ln(4L/d)

2. Cọc chôn chìm dưới đất

                                                                                                                              h                                                               

                                                                              t = h + L/2

Rc = ρtt/2πL (ln(2L/d) + 1/2.ln[(4t + L)/(4t – L)]

                                                                                                 d                           L                                                              

3. Thanh dẫn

 d = b/2

Rt = ρtt/2πL .ln(kL2/dt)                                   d                               t           b       

k – hệ số hình dáng = f(a/b)                   

 (tra bảng)                                                                    L

4. Mạch vòng bằng thanh và cọc

                                                                                                               d

L = 2,5 ÷ 3m

d/L ≥ 1                                                                          a        

=> số cọc cần dùng.

                                                                                              L

Ta tính R của cọc và thanh → phối hợp.

          RHT = RC.RT/(RC.ηT + RT.ηC.n)

          Khi tính toán hệ thống nối đất cho một trạm hay nhà xưởng người ta thường dùng mạch vòng. Nếu không đạt yêu cầu thì dùng mạch vòng phối hợp với cọc. Có thể có nối đất bổ sung là tia dài 5 ÷ 10m có 2 ÷ 4 cọc

          ρtt = ρđ. Kmùa

                                                                        Nối đất bổ sung dải

- Điện trở suất của đất phụ thuộc nhiều yếu tố :

          + Chất đất, loại đất, độ ẩm của đất, độ nén chặt …

- Để giảm điện trở của đất cần :         

          + Cải tạo chất đất

          + Tạo độ ẩm, giữ độ ẩm cho đất bằng cách cho muối

          + Khoan lỗ, chôn cọc sâu, nện chặt để ổn định sau vài tháng mới đo đạc.

- Đối với kim loại làm hệ thống nối đất, dùng đồng sẽ tốn kém, nếu dùng sắt thép phải chống ăn mòn bằng cách mạ kẽm ( tuyệt đối không sơn chống gỉ ), trong quá trình vận hành cần luôn luôn đo đạc định kỳ điện trở hệ thống nối đất.

- Để tản dòng điện lớn xuống đất ta phải tính toán tiết diện dây nối đất đảm bảo tính ổn định. Đối với những thanh dẫn ta phải hàn với nhau ( không nên bắt bulông, không dùng dây nhiều sợi )

6.5 Tính toán bảo vệ nối đất

- Để xác định thông số chính của hệ thống nối đất gồm bao nhiêu thanh, cọc, cách bố trí để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật xuất phát từ điện áp tiếp xúc, điện áp bước.

- Bề mặt, tiết diện thanh nối đất phải đủ lớn để đảm bảo yêu cầu ổn định nhiệt và tản tốt dòng đi vào đất.

Xác định điên trở nối đất

          Iđ, rđ, Uđ → Uđ = Iđ.rđ

Điện áp tiếp xúc cho phép Utxcp = αUđ

=>     rđ =  Utxcp/(Iđ.α)

Utxcp đối với từng trường hợp thì có yêu cầu khác nhau :

          + Nhà xưởng có mức độ nguy hiểm cao : Utxcp = 36V

          + Nhà xưởng có mức độ đặc biệt nguy hiểm : Utxcp = 12V

- Điện trở nối đất : rđ = f(Ulv,p,In,…)

          + Đối với thiết bị có điện áp làm việc Ulv ≥ 1000V thì nối đất cho mọi trường hợp và rđ ≤ 4Ω

          + Với mạng điện nông thôn ( công suất bé : P ≤ 100kVA ; Icầuchì ≤ 25A ) thì rđ ≤ 10Ω

          + Đối với thiết bị có điện áp làm việc > 1000V thì  rcộtđiện < 10Ω

                                                        Rđ = 250/Iđ   ≤ 10Ω ( Icđ bé )

          + Đối với mạng điện vừa cao áp vừa hạ áp dòng chạm đất lớn thì rđ ≤ 125/Iđ  ( kiểm tra điều kiện an toàn )

          + Đối với hệ thống dòng điện rất lớn

                             RHT = ( Rtn // Rnt ) ≤ 0,5Ω  với điều kiện Rnt ≤ 1Ω

          Kiểm tra an toàn của thiết bị khi bị sét đánh. Các tiêu chuẩn chỉ đưa vào kinh nghiệm sản xuất vận hành thiết bị, đồng thời trong nghiên cứu, tính toán đảm bảo an toàn.

          Người vận hành trạm phải được đào tạo bài bản. Phải có dụng cụ, thiết bị an toàn.Đối với hệ thống điện thường điện áp cao, dòng phóng điện lớn nên yêu cầu hệ thống nối đất r < 0,5Ω vì dòng ngắn mạch lớn, dòng đi vào đất chỉ có tính chất tức thời.

Xác định dòng điện tính toán => rđ ≤ Utxcp/(Iđ.α)

          Khi tính toán hệ thống nối đất chúng ta cần phải tính dư ra hệ số an toàn đồng thời hệ thống dây, thanh, cọc đảm bảo ổn định nhiệt khi dòng đi qua để khỏi bị đứt dây, chống ăn mòn …

CHƯƠNG 7

BẢO VỆ NỐI ĐẤT DÂY TRUNG TÍNH

7.1 Ý nghĩa

Chỉ dùng cho mạng điện áp thấp < 1000V

Dùng trung tính nối với vỏ thiết bị, khi cách điện bị hư hỏng thì biến ngắn mạch chạm vỏ thành ngắn mạch một pha với dây trung tính sinh ra In lớn, khi đó cầu chì và aptômat sẽ tác động cắt nguồn điện.  

                                                                                                                           A

                                                                                                                           B

                                                                                                                           C

                                                                                                                            “0”

                                                       r0                                     rđ

Khi chưa có bảo vệ nối đất trung tính   Iđ = U/(r0 + rđ)

Đôi khi trị số dòng điện bé cầu chì và aptômat sẽ nhảy.

Mục đích : nối đất dây trung tính là biến chạm vỏ thành ngắn mạch một pha để thiết bị bảo vệ cắt nhanh chỗ bị hư hỏng ra khỏi mạng điện.

7.2 Phạm vi ứng dụng

- Bảo vệ nối dây trung tính chỉ dùng cho trường hợp U < 1000V, có nối đất dây trung tính.

          - Đối với phân xưởng sản xuất thì bảo vệ nối dây trung tính dùng cho mọi cơ sở sản xuất phụ thuộc môi trường xung quanh.

- Với mạng điện 220/127 bảo vệ nối dây trung tính chỉ dùng cho các trường hợp : xưởng đặc biệt nguy hiểm

- Đối với thiết bị đặt ngoài trời phải bảo vệ nối dây trung tính

- Đối với các thiết bị cầm tay phải có bảo vệ nối dây trung tính.

- Đối với thiết bị trong nhà : tủ lạnh, điều hòa, … ở điều kiện khô ráo không sử dụng bảo vệ nối dây trung tính.

7.3 Nối đất làm việc, nối đất lặp lại

                                                                                                     C

                                                                                                      B

                                                                                                      A

                                                                                                     “0”

                       r0                                                                                   rll                                              r12

- Đứt dây trung tính, ngắn mạch một pha ( như hình vẽ ).

          Mặc dù các thiết bị đều được nối đất bảo vệ nối đất dây trung tính nhưng khi xảy ra sự cố ngắn mạch TB2 dẫn đến người chạm TB2 bị điện giật, người thứ 3 và các TB về sau đều bị giật, còn người chạm TB1 cũng bị điện giật nhưng nhẹ hơn. Vì vậy để hạn chế sự cố xảy ra người ta cần nối đất lặp lại. Khi có điện trở nối đất lặp lại thì điện áp đặt lên vỏ thiết bị sẽ giảm dẫn đến bớt nguy hiểm hơn.

          rll = r0 ≤ 4Ω thì an toàn.

Bình thường không có sự cố xảy ra, nếu có rll thì rht(hệ thống dây trung tính) = r0 // rll → giảm điện trở → hệ thống an toàn hơn.

          Utx1 ≈ 0

          Utx2 = Utx3 ≈ U

Để giảm Utx trên vỏ thiết bị → nối đất lặp lại.

          U’tx1 = Ur0 /(r0 + rl)

          U’tx2 = U’tx3 = Url /(r0 + rl)

Nếu rl ≈ r0 => U’tx2 = U’tx3 = U’tx1 = U/2

Nếu có điều kiện thì có nhiều vị trí nối đất lặp lại // với nhau (rl1 // rl2 // …) = rlđt

=> Bảo vệ cho dây trung tính không đứt dây.

          Trong thực tế hệ thống điện có 3 trạng thái làm việc như sau :

          + Lưới điện không có nối đất lặp lại

          + Lưới điện có nối đất lặp lại nhưng bố trí tập trung

          + Lưới điện có nối đất lặp lại có hình ô lưới hoặc mạch vòng

          Ưu điểm của nối đất lặp lại tập trung là chi phí đầu tư ít hơn nhưng tạo vùng rò điện có Ubước lớn.

          Nối đất ô lưới hoặc mạch vòng : tản dòng điện nhanh biên độ nhỏ hơn, điện áp san đều hơn tránh được điện áp bước nhưng chi phí tốn kém hơn.

          Với đường dây tải điện trên không, chỗ rẽ nhánh hay bị đứt dây => trước hoặc sau rẽ nhánh có nối đất lặp lại.

          Những thiết bị cầm tay thường dùng 1 pha 2 dây cung cấp điện cho thiết bị → phải có dây thứ 3 là dây không nối với vỏ thiết bị.

7.4 Tính toán bảo vệ nối dây trung tính

1. Biến chạm vỏ thành ngắn mạch một pha

Khi dòng ngắn mạch tương đối lớn → chảy cầu chì, nhảy aptômat.

Ingắn = Uf/(rk + rf) ≥ 2,5Iđm cầu chì.

Trong trường hợp không thuần trở

Ingắn    = Uf /[(rk + rf)2 + X2] ≥ 2,5Iđm cầu chì.

2. Điện áp trên vỏ thiết bị phải < Utxcp

       In.Z  ≤ Utxcp

để điện áp tiếp xúc nhỏ → nối đất lặp lại.

Quy định : + tiết diện dây trung tính S = (50 ÷ 70)%.Sdâydẫnpha

                  + dây nối thiết bị với dây trung tính có tiết diện  S = (30 ÷ 50)%.Sdâydẫnpha

vì : khi sự cố xảy ra, dòng ngắn mạch lớn và lâu sẽ hại máy biến áp nguồn. Vì vậy dây nối giữa thiết bị với dây trung tính sẽ giống như cầu chì cắt nguồn khỏi ngắn mạch.

a. Trung tính không có nối đất lặp lại

          Tùy từng vị trí thiết bị có điện áp vỏ thiết bị có khác nhau, đặc biệt là vị trí sau chỗ bị đứt có điện áp lớn.

                                                                                                     C

                                                                                                      B

                                                                                                      A

                                   Zk.In                                                           “0”

                                                                                              In.Zn                

               r0                                                                   

b. Trung tính có nối đất lặp lại

Khi rl = r0 → Utx = 1/2.In.Zk

Trong nhiều trường hợp ta phải tính Utx < Utxcp → nối đất lặp lại tốt hơn.

Trong hệ thống điện có nhiều rl theo nhiều hướng khác nhau => làm cho hệ thống điện tốt hơn và an toàn hơn.                       rlđt = ( rl1 // rl2 // … // rln )

c. Dây trung tính có nối đất lặp lại bố trí mạch vòng

- Utx sẽ giảm do dòng ngắn mạch tản ra hai bên

- Điện áp bước nhỏ → đảm bảo an toàn

7.5 Tính toán điện trở nối đất làm việc và nối đất bảo vệ

Tính toán điện trở làm việc theo hai điều kiện sau :

          + Phải có điện áp chạm đất thấp nhất

          + Chống sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp

          Ung = (U02 + U.U0 + U2)

CHƯƠNG 8

SỰ NGUY HIỂM KHI ĐIỆN ÁP CAO XÂM NHẬP SANG ĐIỆN ÁP THẤP

8.1 Khái niệm

Điện áp cao xâm nhập sang điện áp thấp là sự nối điện giữa các cuộn dây có cấp điện áp khác nhau, khi có sự cố xảy ra vì cách điện bị chọc thủng hay bị đứt dây.Hiện tượng này thường xảy ra ở các MBA di động cung cấp điện cho các đèn cầm tay, dụng cụ cầm tay, máy hàn, …Khi điện áp cao xâm nhập sang điện áp thấp như 12 → 65V thì rất nguy hiểm vì các mạng điện này có cách điện yếu → sẽ đánh thủng cách điện bên hạ áp → gây nguy hiểm.

          Trong MBA điện lực ít bị xảy ra hiện tượng này.Có trường hợp đứt dây cao áp rơi xuống hạ áp → gây nguy hiểm cho đường dây hạ áp → cháy thiết bị.

          MBA đo lường trong trạm biến áp, người tiếp xúc liên tục, nếu có sự nối giữa các đường dây có cấp điện áp khác nhau thì rất nguy hiểm.

          Đánh giá sự nguy hiểm của hiện tượng xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp chúng ta phải tìm các biện pháp bảo vệ tích cực dựa vào chế độ làm việc của thiết bị điện.

1. Cao áp có trung tính cách điện, hạ áp có trung tính cách điện

                            > 1000 V                                       < 1000 V

                                                                                                                      C

                                                                                                                  B   

                                                                                                                  A

                                                                                g1      g2    g3      

                                 C1 C2    C3

Khi một pha nào đó bên cao áp phát điện sang dây trung tính của hạ áp. Tại điểm trung tính của hạ áp có trị số gần bằng điện áp pha bên cao áp. Điểm trung tính hạ áp có trị số     U0  =  Iđ /(g1 + g2 + g3)

2. Cao áp có trung tính cách điện, hạ áp có trung tính trực tiếp nối đất

Đối với U0 có thể phát điện ra vỏ → nguy hiểm cho người, đồng thời tại chỗ nối đất sẽ sinh ra điện áp bước có trị số lớn → nguy hiểm.

Khi U0 có trị số lớn sẽ gây nguy hiểm cho nguời khi chạm vỏ thiết bị, với dây trung tính nối đất. Với vỏ thiết bị : đồng thời điện áp các pha cũng biến thiên, có thể có pha có trị số lớn, vì vậy chúng ta cần có biện pháp bảo vệ chống sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp.

                         CA        > 1000 V                                     HA          < 1000 V

                          C1         C2      C3     U0                       g1      g2    g3

    r0

3. Cả cao áp và hạ áp đều trung tính trực tiếp nối đất

                    CA   > 1000 V                               HA   < 1000 V

                                                                                                                        C

                                                                                                                   B

                                                                                                                    A

                                                                                       g1     g2     g3        

                            C1    C2    C3

                 r0                                          r0                r0

Khi có sự phóng điện từ điện áp cao sang dây trung tính bên hạ áp, tức là phóng điện một pha xuống đất, dòng phóng điện có trị số lớn. Hệ thống bảo vệ tác động nhanh cắt nguồn cao áp.

8.2 Các biện pháp bảo vệ chống sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp

          Phải dựa vào chế độ làm việc của hệ thống điện hay thiết bị điện.

1. Cao áp trung tính cách điện, hạ áp trung tính trực tiếp nối đất

- Giảm r0 để giảm U0 bên hạ áp cho đến mức an toàn.về trị số r0 ≤ 4Ω. Nhưng tùy thuộc vào dòng Iđ mà chúng ta có thể giảm r0 lớn hơn

r0 ≤ 250/Iđ  ≤ 10Ω ( thiết bị bảo vệ nối dây trung tính ).

          r0 ≤ 125/Iđ ≤ 4Ω , với công suất nguồn tương đối lớn

Tuy nhiên điện áp 125, 250V không phải là an toàn cho người, chính vì vậy cần phải hết sức lưu ý và tính toán cho từng trường hợp cụ thể để có hiệu quả an toàn hơn.

Để giảm r0 và bảo vệ nối dây trung tính mạng hạ áp → phải dùng nối đất lặp lại ở nhiều vị trí.

          rlđt = (rl1 // rl1 // rl3 // …)

=>     rlđt // r0 => U0 =  Iđ.r0.rlđt /(r0 + rlđt)  → giảm được U0 trên dây trung tính.                            

2. Cả cao áp và hạ áp đều nối đất trực tiếp

          Giảm r0 để giảm U0 → thời gian sự cố ngắn bằng thời gian đóng cắt của các thiết bị bảo vệ bên cao áp.

3. Cao áp và hạ áp có trung tính cách điện

          Dòng phóng điện có trị số bé, hệ thống bảo vệ không tác động, thời gian tồn tại sự cố lâu, bằng thời gian phát hiện đến lúc sửa chữa xong. Vì vậy dùng biện pháp :

          Nếu công suất nguồn lớn, dùng cầu chì nổ : bao gồm hai điện cực, ở giữa là các tấm mica cách điện. Bình thường không có sự cố thì mica có tác dụng cách điện nối đất. Nhưng khi có sự cố sẽ gây tiếng nổ báo hiệu để người cắt nguồn điện. Nhược điểm là tấm mica có tính chất dễ tách lớp → độ ẩm ngấm vào bên trong → nó có thể tác động nhầm. Chính vì vậy cần phải kiểm tra định kỳ.

          Nếu điện áp thấp hơn 3kV, 6kV thì hầu như không phóng điện qua mica, không gây tiếng nổ → phải dùng rơle so lệch để điều khiển cắt nguồn bên cao áp → an toàn phía hạ áp. Đôi khi dùng cả rơle hơi.

          Đối với máy phát điện, để phát ra các cấp điện áp khác nhau, trung tính không được trực tiếp nối đất, vì vậy không dùng được mica mà phải dùng rơle.

4. Các biện pháp bảo vệ chông điện áp cao xâm nhập sang điện áp thấp U< 100V

a. Nguồn có trung tính cách điện

                                                         U1                      U1

                                                                                                 Màn chắn

                                                                U2                     U2

b. Nguồn điện có trung tính trực tiếp nối đất

Trong tính toán : Utx = Uđ + U2 ≤ Utxcp

Trong trường hợp nguy hiểm nhất : Utx = U1 + U2 ≤ Utxcp

Đối với máy biến áp, dụng cụ cầm tay, nếu ta dùng cầu chì hoặc aptômat bảo vệ U1, U2 ta cần tính dòng ngắn mạch :

          In = U /[(rph + rB + r0)2 + (X + XB)2]    ≥   2,5Iđmcc

          Để đảm bảo nguồn điện làm việc tốt, đồng thời dây trung tính có điện trở R0 bé phải nối đất lặp lại.

Tóm lại, để bảo vệ chống xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp, có nhiều biện pháp trong chế tạo thiết bị và trong vận hành, phải chọn cầu chì, aptômat cho đúng.

CHƯƠNG 9

CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT

9.1 Quá điện áp khí quyển và đặc tính của sét

- sét là hiện tượng tự nhiên khi phóng điện tia lửa ở một khoảng cách dài. Có hai hiện tượng phóng điện sét là : mây → mây tạo thành sấm, và mây → đất tạo thành sét.

- Khoảng 80% các đám mây phóng điện xuống đất mang điện tích (-), lúc đó đất mang điện tích (+).

- Thường sét đánh vào nơi có điện dẫn lớn ( ao, hồ, đất ẩm, ... ) hoặc nơi có mỏ kim loại …

          Khi phóng điện thì mây phóng tia tiên đạo xuống mặt đất, khi tia này gần đến mặt đất thì xuất hiện một dòng phóng điện ngược trái dấu. Khi chúng tiếp xúc nhau → gây tiếng nổ.

-Do tính chất chọn lọc của phóng điện sét mà chúng ta phải dùng cột thu sét, dây thu sét.

- Khi có phóng điện sét có thể có vài lần phóng điện :

lần 1 có vận tốc 1,5.107  cm/s

                                                lần 2 có vận tốc 2.108 cm/s                  (ít khi có lần thứ 4)

  Dòng điện sét có thể biến thiên từ vài kA cho đến hàng trăm kA. Với dòng điện này có thể gây nóng chảy, phá huỷ các công trình.

- Ở Việt Nam có mật độ giông sét lớn, các vùng địa lý khác nhau thì có mật độ sét khác nhau:

                    Miền Bắc :  70 đến 110 ngày/năm

                    Miền Nam :          138 ngày/năm ( TP.HCM )

                                      139 ngày/năm ( Hà Tiên )

                                                                     Is

Tham số của dòng điện sét Is

a = dis/dt                                                  Imax

I =        at     t ≤ τđs

             Im   t ≥ τđs

                                                                                                                          t (μs)

                                                                             τđs

Độ dốc a có thể biến thiên từ 10kA/µs đến 50kA/µs. Thường lấy trung bình

a = 30kA/µs

                   Imax = 150 kA

- Đối với các thiết bị đặt ngoài trời thường bị sét đánh hoặc bị sóng truyền từ đường dây vào nên khi chế tạo những thiết bị này cần phải kiểm tra cách điện, sức chịu đựng điện áp xung.

9.2 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp

- Cột thu lôi

- Dây chống sét

- Các thiết bị có phát xạ sớm để thu hút sét đánh vào chỗ đó, …

a. Dùng 1 cột thu sét    

Rx = 1,6(h – hx) /(1 + hx/h)

                                                                                               h

                                                                            hx

           rđ

                                                                                  Rx                      

                             1,5h             0,75h                          0,75h             1,5h

          h ≤ 30m      hx ≤ 2/3.h => rx = 1,5h.(1 – hx /0,8h)

                             hx > 2/3.h => rx = 0,75h.(1 – hx /h)

          h> 30m → hệ số hiệu chỉnh p = 5,5 /

b. Dùng 2 cột có chiều cao bằng nhau

          a ≤ 7h

          h0 = h – a/f

r0x = 1,5h0(1 – hx /0,8h0)                    hx ≤ 2/3.h0

r0x = 0,75h0(1 – hx/h0)                        hx > 2/3.h0

                                                h                           h0

                                                                       a                                      0,75h 1,5h

c. Dùng 2 cột có chiều cao khác nhau

                                                                                              h2

                                     h1                 h0

                                                                                    h1’

                                                                     0,75h2        cột giả tưởng

d. Dùng nhiều cột thu lôi

Ta phải tính đường kính Di ngoại tiếp các tam giác,

tứ giác (đa giác).

          Chọn hamax = Dimax /8

hx : chiều cao cần bảo vệ

          h = ( hx + hamax ) → làm tròn

          tính rx; r0xij

          Trong mọi phương án cần phải tính toán để thiết bị nằm dưới vùng bảo vệ thì thiết bị mới được an toàn.

          Khi hx > 2/3.h → bx = 0,6.h.( 1 – hx/h )

         hx ≤ 2/3.h → bx = 1,2.h.( 1 – hx/0,8h )

         h0 = h – S/4          (S là khoảng cách 2 dây)

9.3 Nối đất chống sét

- Nếu điện áp ≥ 110kV thì nối đất chống sét, bảo vệ làm chung. Nhưng khi điện áp nhỏ hơn cần phải tách riêng.

- Để tính toán nối đất chống sét người ta thường nối đất mạch vòng, kiểm tra có đạt yêu cầu hay không. Nếu không đạt yêu cầu cần phải làm mạch vòng phối hợp nối đất bổ xung gồm 1 tia cạnh cột thu lôi. Khi đó cần phải có thanh cân bằng áp để giảm trị số điện áp bước. khi tính toán ta chỉ tính cho 1 tia, vài cọc.