Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 4 Nối đất trong hệ thống điện

Chương 4 Nối đất trong hệ thống điện thuộc bài giảng Kỹ thuật cao áp. Cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: khái niệm chung, điện trở suất của đất-hệ số mùa, tính toán nối đất an toàn, tính toán nối đất chống sét, nối đất ở đường dây và trạm biến áp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật cao áp: Chương 4 Nối đất trong hệ thống điện Chương 4: Nối đất trong hệ thống điện I) Khái niệm chung:Tác dụng của nối đất là để tản dòng điện sự cố vào đấtvà để giữ mức điện thế thấp trên các phần tử thiết bịđiện được nối đất.Các loại sự cố thường xảy ra như: rò điện do cách điện,xảy ra các loại ngắn mạch, chạm đất 1 pha, dòng điệnsét.Theo chức năng của các loại nối đất, nó được chia làm3 loại sau đây:-Nối đất an toàn : nhằm đảm bảo an toàn cho conngười. Nối đất an toàn là nối tất cả các bộ phận kimloại của TBĐ hay của các kết cấu kim loại mà khi cáchđiện bị hư hỏng thì nó xuất hiện điện áp xuống hệthống nối đất . Nối đất chống sét : đảm bảo an toàn cho TBĐ. Nối từ bộ phận thu sét xuống đất.Cả 2 loại nối đất trên được gọi là nối đất bảo vệ-Nối đất làm việc : nhằm đảm bảo điều kiện làmviệc bình thường cho TBĐ và 1 số bộ phận của TBĐtheo chế độ đã được qui định sẵn, đây là loại nối đấtbắt buộc để đảm bảo các điều kiện vận hành của hệthống.Trong rất nhiều trường hợp, 2 hoặc 3 nhiệm vụ nốiđất trên được thực hiện trên cùng một hệ thống nốiđất.Các loại nối đất thường được thực hiện bằng một hệthống những cọc thép (hoặc đồng) đóng vào đất hoặcnhững thanh ngang hoặc hệ thống thanh - cọc nối liềnnhau chôn trong đất ở một độ sâu nhất định.II) Điện trở suất của đất - hệ số mùa:Đất là môi trường dẫn điện phức tạp, không đồng nhất vềthành phần và cấu tạo, 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: ρ =ρ .k mua tt do * Kmùa phụ thuộc vào độ chôn sâu của điện cực * Kmùa phụ thuộc vào loại nối đất: nối đất an toàn hay nối đất chống sét. Thường tính toán nối đất chống sét lấy kmùa nhỏ hơn so với nối đất an toàn II) Hệ sHệ số mùa 2.3 ố mùa: phụ thuộc vào độ chôn sâu của điện cực phụ thuộc vào loại nối đất * Km km nối đất chống sét < km nối đất an toàn phụ thuộc hình thức nối đất Nằm ngang hay thẳng đứngLoại nối đất Hình thức Độ chôn sât Km 0,5 4,5÷ 6,5An toàn, làm Nằm ngang 0,8 1,6÷ 3 việc Thẳng đứng 0,8 1,4÷ 2 0,5 1,4÷ 1,8 Nằm ngang Chống sét 0,8 1,2÷ 1,45 Thẳng đứng 0,8 1,15÷ 1,3III) Tính toán nối đất an toàn: 1)Xác định điện trở nối đất của các điện cực đơn : Xác định Rnđ của bán cầu có bán kính ro Iđ ro dr r Khi có dòng điện chạm đất Iđ đi vào bán cầu thì mật độ dòng điện cách tâm bán cầu một khoảng r bất kỳ được xác định: Id J = 2πr 2 IđTheo định luật Ohm dạng viphđn, xâc định được cường độ ro Ađiện trường trong đất: dr r du E = =J .ρ dr J - mật độ dòng điện đi trong đất Id J = 2π 2r ρ điện trở suất của đất - Từ đó xác định được: du I d .ρ I d .ρ E = = ⇒ = du dr dr 2π r 2 2π r 2Điện áp tại điểm A nào đó cách tâm bán cầu mộtkhoảng bằng rA được xác định bởi hiệu điện thế: I d .ρ −I d .ρ I d .ρ ∞UA =∫ dr = ∞ = 2π 2π 2π A 2 rA rA r r rĐiện áp trên bề mặt bán cầuro: I d .ρ −I d .ρ I d .ρ ∞U =∫ dr = ∞ = 2π 2π 2π0 2 ro ro r r rTừ đó suy ra: Điện trở của bán cầu có bán kính ro là U ρ Rbc = = Id 2πro*Điện trở nối đất của cọc mchôn sâu trong đất: t m = (0,5 ÷ 0,8) m d l l t =m+ 2 ρtt  2l 1 4t + l  Rc = ln d + 2 ln 4t − l  2πl   d = ( 2 ÷ 5)cm l = (2 ÷ 3)m*Điện trở nối đất của thanh chôn nằm ngang: ρtt kL2 Rt = ln 2πL t.d d = ( 2 ÷ 3)cm ...