Sơ đồ Nối đất Dạng TN (trung Tính Nối đất, Vỏ Kim Loại Nối Trung Tính)

1. Trang chủ >
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ >
3. Điện - Điện tử >

 Sơ đồ nối đất dạng TN (trung tính nối đất, vỏ kim loại nối trung tính)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.68 MB, 83 trang )

Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc HuyĐặc tính:- Dây bảo vệ và trung tính là riêng biệt. Đối với cáp có vỏ bọc chì, dây bảo vệthường là vỏ chì. Hệ TN – S là bắt buộc đối với mạch có tiết diện dây nhỏ hơn10 mm2 (với dây đồng) và 16 mm2 (với dây nhôm) hoặc các thiết bị di động.- Cách nối đất: điểm trung tính máy biến áp được nối đất một lần tại đầu vào củalưới. Các vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối dây với bảo vệ PE, dâynày sẽ được nối với trung tính máy biến áp.- Bố trí dây PE: dây PE tách biệt với dây trung tính và được định cỡ theo dòng sựcố lớn nhất có thể xảy ra.- Bố trí bảo vệ chống chạm điện: do dòng sự cố và điện áp tiếp xúc lớn, các thiếtbị bảo vệ sẽ tự động ngắt điện khi có hư hỏng cách điện; các aptomat, cầu chì sẽđảm nhận vai trò này hoặc RCD, vì bảo vệ chống chạm điện sẽ tách biệt với bảovệ ngắn mạch pha – pha, hoặc pha – trung tính.Hình 6.3 – Sơ đồ nối đất dạng TN – Sc) Sơ đồ nối đất dạng TN – C – S:Là sự kết hợp giữa 2 sơ đồ TN – C và TN – S, điểm phân dây PE tách khỏi dâyPEN thường là điểm đầu lưới.Hình 6.4 – Sơ đồ dạng TN – C – S Sơ đồ dạng IT (dây trung tính cách ly, vỏ nối kim loại)SVTH: Nguyễn Tùng Lâm61Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc HuyĐặc tính:- Cách nối đất: điểm trung tính máy biến áp được cách ly nối đất hoặc được nối---qua điện trở và bộ hạn chế quá áp. Trong điều kiện bình thường, áp của nó gầnbằng với áp của thiết bị qua điện dung rò so với đất của mạch và thiết bị.Vỏ các thiết bị và vật dẫn tự nhiên sẽ được nối tới điện cực nối đất riêng.Dây PE tách với dây trung tính và được định kích cỡ theo dòng sự cố lớn nhấtcó thể xảy ra.Dòng sự cố khi hư hỏng cách điện thường thấp và không nguy hiểm.Quá áp: sau sự cố điểm thứ nhất, các thiết bị tiếp tục làm việc, điện áp dây sẽdần xuất hiện giữa pha bình thường và vỏ thiết bị. Thiết bị cần được chọn lưu ýđiều kiện này.Tính liên tục trong cung cấp điện và tương thích điện từ: sự cố điểm thứ hai cóthể xảy ra trên pha khác sẽ tạo ra dòng ngắn mạch và gây nguy hiểm. Nếu sửdụng mạng này cần lưu ý sao cho tình trạng này không thể xảy ra, cần phải cóthiết bị phát hiện điểm sự cố thứ nhất.Sự dụng bộ kiểm soát hư hỏng cách điện và có thể dùng RCD với dòng nhỏ hơn500 mA để tránh hỏa hoạn.Hình 6.5 – Sơ đồ IT (trung tính nguồn cách điện)Hình 6.6 – Sơ đồ IT (trung tính nối đất qua điện trở lớn)6.1.3 Chọn sơ đồ nối đấtĐối với tòa nhà này, ta chọn sơ đồ TT do tính đơn giản trong thiết kế và lắp đặt.Cách thực hiện sơ đồ dạng TT:Cách nối đất:SVTH: Nguyễn Tùng Lâm62Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc Huy- Điểm trung tính máy biến áp được nối đất một lần tại đầu vào của lưới.- Tất cả các thiết bị có vỏ kim loại đều được nối đất an toàn.- Các thiết bị được nối đến tủ điện nhánh, từ các tủ điện nhánh nối tiếp địa đến---các tủ điện tầng, từ tủ điện tầng nối đến trục tiếp địa chính. Từ các trục tiếp địachính nối đến cầu nối đất chính đặt tại phòng kỹ thuật hạ thế, từ đây nối ra bãicọc tiếp địa an toàn.Bãi cọc tiếp địa an toàn sử dụng các cọc thép bọc đồng D16 dài 2,4m đượcđóng trong phạm vi khu đất của công trình và ngoài phạm vi tầng hầm. Các cọcđược liên kết với nhau bằng thanh đồng dẹt 25x3. Hệ thống cọc tiếp địa phải cóđiện trở nhỏ hơn hoặc bằng 4. Sau khi thi công, đo kiểm tra nếu không đạt trịsố trên thì phải đổ thêm hóa chất làm giảm điện trở suất của đất hoặc đóng thêmcọc tiếp địa để đảm bảo yêu cầu nêu trên.Bố trí dây PE: Dây PE tách biệt với dây trung tính.Bố trí bảo vệ chóng chạm điện gián tiếp: Mạch sẽ tự động ngắt khi có hư hỏngcách điện. Trên thực tế, các RCD sẻ đảm nhận chức năng này, dòng tác độngcủa chúng bé do có hai điện cực nối đất.Khi có hư hỏng cách điện dòng sự cố thường nhỏ.Bố trí dây PE riêng biệt với dây trung tính và được định cở theo dòng sự cố cóthể xảy ra.Sử dụng RCD với dòng < 500 mA sẻ tránh đuợc hỏa hoạn do điện.6.1.4 Tính toán nối đất cho tòa nhàTa có điện trở suất của đất: ρđất = 50 Ω.m.Chọn hệ số mùa: Km = 2 (đất ẩm) tt  do .Km  50.2  100(.m)Điện trở tản của cọc:  4h  lc  ttl  1Rc  ln  2  c    ln 2    lc  dc  2 4h  lc  Trong đó:(6.1.1)- lc = 2,5 (m) chiều dài của cọc;- dc = 0,16 (cm) đường kính của cọc;- h = h0 + lc/2 = 0,8 + 2,5/2 = 2,05 (m) độ chôn sâu trung bình của cọc; Rc  24() .Điện trở mạch vòng của thanhSVTH: Nguyễn Tùng Lâm63Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc HuyttK l210010, 4.259, 252Rt  ln.ln2  lh0  b 2 .259, 25(6.1.2)Trong đó-l : Tổng chiều dài của thanh ven chu vi;h0 = 0,8 (m) Độ chôn sâu của thanh;b = 0,025 (m) bề rộng của thanh;K: Hệ số hình dáng của mạch vòng; K tùy thuộc vào tỉ lệ l1/l2;Hình 6.7 – Sơ đồ nối nhân tạo mạch vòngL1L2Hình 6.8 – Sơ đồ nối nhân tạo quy về hình chữ nhậtChu vi và diện tích mạch vòng tương đương mạch vòng hình chữ nhật tươngđương chu vi và diện tích mặt vòng của tòa nhà:l1.l2  3863(m2 )2(l1  l2 )  259, 25(m)l1  243,38(m) l  l1  l2  243,38  15,87  259, 25(m)l2  15,87(m)SVTH: Nguyễn Tùng Lâm64Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc HuyTra tài liệu phụ lục [9], lấy K = 10,4.Thay vào công thức (6.1.4.2):Rt ttK l2 ln2  lh0  b10010, 4.259, 252.ln 1, 01()2 .259, 252, 05.0, 025Điện trở mạch vòng gồm cả thanh và cọc:Rv Rc .Rt()Rc .c  Rt .t(6.1.3)Trong đó:- Rv: điện trở mạch vòng;- Rc: điện trở tản của cọc; Rc = 24 ();- Rt: điện trở tản của thanh; Rt = 1,01();- c : hệ số của cọc;- t : hệ số của thanh; Rv 24.1, 01 1, 7()24.0,57  1, 01.0,56Hệ thống cọc tiếp địa tính toán có điện trở nhỏ hơn 4 , thỏa mãn yêu cầu vềchống sét cho công trình (phụ lục [9]).6.2Tính toán chống sét bảo vệ cho công trình6.2.1 Tổng quanSét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất hay giữa các đámmây mang điện trái dấu. Các đám mây mang điện là do kết quả của sự phân tích cácđiện tích trái dấu và tập trung chúng trong các phần khác nhau của đám mây, chúngthường tích điện âm và cùng với đất hình thành các tụ điện mây đất. Cường độ điệntrường của tụ điện mây – đất tăng dần lên và nếu tại chỗ nào đó cường độ điện trườngđạt tới trị số tới hạn 25 – 30 kV/cm thì không khí bị ion hóa và bắt đầu trở nên dẫnđiện.Sự phóng điện của sét được chia thành 3 giai đoạn :- Giai đoạn 1: sự phóng điện giữa các đám mây và đất bắt đầu bằng sự xuất hiện1 dòng sáng phát triển xuống đất, chuyển động từng đợt với vận tốc 100 ÷ 1000km/s. Dòng này mang phần lớn điện tích của đám mây, tạo nên ở đầu cực nóSVTH: Nguyễn Tùng Lâm65Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc Huymột điện thế rất cao hàng triệu vôn. Giai đoạn này gọi là giai đoạn phóng điệntiên đạo từng bậc.- Giai đoạn 2: đây là giai đoạn phóng điện chủ yếu của sét. Trong giai đoạn nàycác điện tích dương của đất di chuyển có hướng từ đất theo dòng tiên đạo vớivận tốc lớn (6. 10 3 ÷ 10 5 km/s) chạy lên và trung hòa các điện tích âm của dòngtiên đạo.- Giai đoạn 3: Sét sẽ kết thúc sự di chuyển các điện tích của mây mà từ đó bắtđầu phóng điện, và sự lóe sáng dần dần biến mất.6.2.2 Phạm vi bảo vệ của bộ phận thu sétPhạm vi bảo vệ của bộ phận thu sét trong điều kiện bình thường là khoángkhông gian mà bên trên công trình xây dựng cần chống sét đánh thẳng được bảo đảman toàn. Bề mặt của phạm vi có mức độ an toàn là nhỏ nhất, càng tiến vào phía trongthì mức độ an toàn càng tăng lên.a) Phạm vi bảo vệ của một kim thu sét:Phạm vi bảo vệ của một kim thu sét đứng riêng lẻ là một hình nón tròn xoay cóđường sinh mang dạng hyperbol.Bán kính bảo vệ ở độ cao hx:rx  1, 6.ha .ph(1  x )h(6.2.1)Khi h  30(m), P  1 ;Khi 30(m)  h  60(m), p 30;hVới:- h: chiều cao cột thu sét;- hx: chiều cao vật cần bảo vệ;- ha = h – hx : chiều cao hiệu dụng của kim thu sét;Trong thiết kế để đơn giản người ta thường thay thế đường sinh dạng hyperbol giới hạn khu vực bảo vệbởi hai đường thẳng.Một đường nối từ đỉnh kim đến một điểm ở mặt đất cách chân cột bằng 0,75h; đoạn kia nối từ kim thu sétvới chiều cao 0,8h tới một điểm ở mặt đất cách chân cột thu sét bằng 1,5h.-Nếu hx h2h thì rx  1,5.h. p.(1  x ) ;3h-Nếu hx h2h thì rx  0, 75.h. p.(1  x ) ;3hSVTH: Nguyễn Tùng Lâm66Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc Huyb) Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sétNếu có hau cột có cùng chiều cao h cách nhau một khoảngcó độ cao h0 giữa chúng, với h0 được xác định:h0  h a  7.hthì chúng có thể bảo vệ được một vậta7. p(6.2.2)Để đảm bảo độ cao giữa hai cột thu sét thì khoảng cách giữa hai cột thu sét phải thỏa mãn điều kiện:a  7. p.(h  h0 ) r0 x  1, 6.h0 .(6.2.3h0  hx)h0  hx(6.2.3)Đầu thu sét công nghệ mới phát xạ sớm tia tiên đạoa) Đặc điểmĐây là hệ thống chống sét trực tiếp tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay với chứngnhận bản quyền phát minh sáng chế năm 1985. Uỷ ban tiêu chuẩn an toàn của Quốcgia Pháp đã đưa ra tiêu chuẩn Quốc gia NFC 17-102/2011.Hệ thống chống sét nàygồm 3 bộ phận chính:- Đầu thu sét phát xạ sớm.- Cáp thoát sét bằng đồng.- Hệ thống nối đất chống sét.b) So sánh hệ thống đầu thu sét công nghệ mới và hệ thống chống sét cổ điểnBảng 6.1: So sánh hai công nghệ thu sétSTTSo sánhHệ thống Đầu thu sét công nghệtiến tiến.Hệ thống kim thu sét cổ điểnFranklin1 Thiết kếDựa trên công nghệ mới nhất. NămDựa trên thiết kế năm 1752 của1985 nhận bằng sáng chế HELITAFranklin.CNRS.Công2 nghệ chếtạoSử dụng công nghệ hiện đại phát raxung điện thế cao để thu hút và bắtgiữ từ xa tia sét phóng xuống từđám mây dông (chủ động dẫn sét).- Thường chỉ cần một đầu thu sétCấu tạo cho mỗi công trình. Thích hợp với3và lắp đặt với mọi công trình đặc biệt là cáckhu nhà chung cư cao tầng đượcSVTH: Nguyễn Tùng LâmBị động đối với các xung sét dođó gây ra nhiều hiệu ứng phụ.Cần nhiều kim trên khoảngcách từ 5-10m. Chỉ thích hợpcho các khu nhà dân dụng thấptầng.67Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc Huythiết kế hiện đại với trang thiết bịđắt tiền.Gây cho kiến trúc công trìnhkhông có thẩm mỹ.Tạo cho kiến trúc công trình cóthẩm mỹ.Tốn thời gian, lắp đặt khó khănvà dễ gây thấm dột cho mái dophải đôc để đặt nhiều cọc đỡdây thoát sét.Dễ dàng lắp đặt trong thời gianngắn, không gây thấm dột mái saunày khi đưa công trình vào sử dụng. Khó bảo trì.Rất dễ bảo trì.4Độ antoànĐối5 tượngbảo vệĐộ an toàn rất cao do vùng bảo vệrộng lớn (có bán kính bảo vệ rộng)Bảo vệ cho các vùng lân cậnChống được sét đánh trực tiếp cóhiệu quả tốt cho các toà nhà cao ốc,kho bạc, ngân hàng, trạm viễnthông, khu chăn nuôi, đài phátsóng, kho xăng dầu, khí đốt...Những nơi được trang bị các thiếtbị điện tử hiện đại có giá trị lớn,các kho chứa tiền...Độ an toàn thấp do vùng bảovệ thấp. Chỉ có khả năng bảovệ cho một ngôi nhà được lắpđặt hệ thống chống sét.Chỉ chống được sét đánh trựctiếp, có hiệu quả tốt các toà nhàcó chiều cao từ 15-20m.Những nơi có ít các thiết bịđiện, điện tử không có giá trịlớn...Kết luận: Từ các so sánh trên, ta thấy phương án chọn hệ thống chống sét phát xạsớm tia tiên đạo là tối ưu, an toàn hiệu quả và tạo thẩm mỹ cho công trình.c) Giới thiệu kim thu sét Stormaster ESEKim thu sét Stormaster ESE là một sản phẩm của công ty LPI (Úc). Thiết bị có thể dùng để bảo vệ chốngsét đánh trực tiếp, bằng cách thu giữ năng lượng tại vị trí thích hợp, sau đó năng lượng này sẽ được chuyểnxuống đất qua hệ thông dây dẫn sét. Đây là một giải pháp an toàn giúp loại bỏ các rủi ro gây nguy hiểm cho conngười và thiết bị.Nguyên lý hoạt động: Sử dụng điện trường tự nhiên xuất hiện giữa kim thu sét vàđám mây mang điện tích để tạo ra một dòng ion phóng ngược chiều với tia sét vào thờiđiểm thích hợp. Phương pháp này tạo sự an toàn và hiệu quả để điều khiển thu nănglượng sét vào một điểm thích hợp.Khi điện trường tập trung xung quanh kim thu sét Stomaster ESE đến gần khuvực được bảo vệ thì mức điện thế của nó sẽ tăng rất nhanh, điều này làm sinh ra mộtdòng ion phóng ngược từ kim thu sét lên. Sự xuất hiện sớm của dòng ion tạo thànhSVTH: Nguyễn Tùng Lâm68Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc Huyđường dẫn năng lượng sét vào vị trí thích hợp và khả năng bảo vệ khu vực chống sétsẽ tốt hơn so với loại kim thu sét thông thường.Ưu điểm của kim thu sét Stormaster ESE:- Hệ thống chống sét Stormaster ESE bao gồm một kim thu sét Stormaster ESEnối với một hay nhiều dây dẫn sét và một hệ thống tiếp đất điện trở thấp.- Hệ thống chống sét Stormaster ESE dễ dàng lắp đặt và đặc biệt không cần bảotrì.- Hệ thống chống sét Stormaster ESE là một giải pháp kinh tế, hiệu quả và đảmbảo chống sét tốt nhất cho hệ thống.Bán kính bảo vệ (Rp) của kim thu sét phóng điện sớm Stormaster được tính theocông thức áp dụng tiêu chuẩn của Pháp NF C17-102 (tháng 07/1995).Rp  h(2 D  h)  L(2 D  L)(6.2.4)Trong đó:- Rp: bán kính bảo vệ của kim thu sét;- h: độ cao kim thu sét trên phạm vi bảo vệ;Độ cao tòa nhà: 96 (m);Độ cao kim bảo vệ: 5 (m); h  96  5  101(m) ;- D: mức bảo vệ tiêu chuẩn;D = 20 (m) cho mức bảo vệ cao nhất (mức bảo vệ 1);D = 30 (m) cho mức bảo vệ cao (mức bảo vệ 2);D = 45 (m) cho mức bảo vệ trung bình (mức bảo vệ 3);D = 60 (m) cho mức bảo vệ tiêu chuẩn (mức bảo vệ 4);Ta chọn mức bảo vệ 4 cho tòa nhà.- L: thời gian tiếp xúc tia tiên đạo của kim thu sét, tùy theo model sử dụng.SVTH: Nguyễn Tùng Lâm69Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc HuyBảng 6.2: Thông số kim thu sét Stormaster ESEBÁN KÌNH BẢO VỆ (m)-(Rp)H = độ cao của kim thu trên khuvực được bảo vệ (m)24561015204560131928322528556432486879324869793349697934507080355070803550708035507080153037384042444444Stormaster 15224455555758595959Stormaster 30306176767779797979Stormaster 50356986878889898989182535393651697845638697466487974966889952689010155719210260759510560759510520283844415776875171951075272961075675981096077100111638110211373891101207590110120Mức độ bảo vệ 1 (Mức bảo vệcao nhất)Stormaster 15Stormaster 30Stormaster 50Stormaster 60Mức độ bảo vệ 2 (Mức bảo vệcao)Stormaster 60Mức độ bảo vệ 3 (Mức bảo vệtrung bình)Stormaster 15Stormaster 30Stormaster 50Stormaster 60Mức độ bảo vệ 4 (Mức bảo vệtiêu chuẩn)Stormaster 1Stormaster 30Stormaster 50Stormaster 60SVTH: Nguyễn Tùng Lâm70Đồ án tốt nghiệpGVHD: TS. Nguyễn Phúc HuyChọn sử dụng model Stormaster ESE 50 có L = 50 (s). Rp  101(2.45  101)  50(2.45  50)  76, 7Tra theo bảng 6.2.3.2 ta có Rp của kim thu sét: Rp  95(m) .6.2.4 Chọn dây dẫn dòng sét- Để đảm bảo dây dẫn sét không bị phá hủy khi có dòng điện sét đi qua thì tiếtdiện của dây cáp đồng không được nhỏ hơn 50 mm2 (Áp dụng theo bảng 1trang 4 Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 46 năm 2007). Do đó chọndây cáp đồng có tiết diện là 70 mm2 làm dây dẫn sét cho công trình.- Hai đường cáp đồng bện dẫn và thoát sét tại vị trí đặt thiết bị E.S.E từ máixuống hệ thống tiếp đất đảm bảo khả năng dẫn sét nhanh chóng an toàn chocông trình, cáp thoát sét với diện tích cắt ngang là 70mm2. Cách 1.2 mét có mộtkẹp đinh vị.6.2.5 Tính toán nối đất chống sétTính điện trở nối đất chống sét: Các thông số ban đầu:- Điện trở nối đất yêu cầu: Rnđ ≤ 10 Ω- Điện trở suất của đất:- Tòa nhà được xây dựng trên nên đất thuộc loại đất bồi phù sa. ρđất = 20 – 100Ωm. Giả sử tại thời điểm đo đất = 50 Ωm. Hệ số điều chỉnh theo điều kiện khíhậu:Bảng 6.3: Thông số cọc nối đấtLoại nối đấtLoại điện cựcNối đất chống sétCọc thẳng đứngSVTH: Nguyễn Tùng LâmĐộ chônHệ số mùa Kmsâu (m)(đất ẩm)0,8271

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Đồ án ngành hệ thống điện nguyen tung lam
  • 83
  • 497
  • 2
• Tài liệu 10 mẹo làm đẹp với ''''mỹ phẩm sạch'''' doc
  • 4
  • 391
  • 0
• Tài liệu Mặt trái của phẫu thuật thẩm mỹ pptx
  • 6
  • 911
  • 3
• Tài liệu Mẹo tạo dáng trông thon gọn hơn trước ống kính doc
  • 8
  • 310
  • 0
• Tài liệu Đánh bay mùi hôi nhạy cảm docx
  • 10
  • 297
  • 0
• Tài liệu 1 số cách thức để các bạn quảng bá website docx
  • 4
  • 248
  • 0
• Tài liệu 10 BƯỚC TỐI ƯU MÁY TÌM KIẾM SEO CHO JOOMLA WEBSITE. pdf
  • 4
  • 378
  • 0
• Tài liệu 10 quy tắc bảo mật máy tính và mạng LAN pptx
  • 5
  • 427
  • 0
• Tài liệu 10 thành phần mở rộng không thể thiếu cho Joomla doc
  • 3
  • 680
  • 2
• Tài liệu 10 thủ thuật SEO cho website tin tức docx
  • 5
  • 451
  • 0
• Tài liệu 20 phương pháp tăng thứ hạng Alexa pptx
  • 3
  • 276
  • 0

Tải bản đầy đủ (.pdf) (83 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(2.68 MB) - Đồ án ngành hệ thống điện nguyen tung lam-83 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×