Giáo trình Lắp đặt hệ thống cung cấp điện (Áp dụng cho trình độ Sơ cấp)

n các thiết bị cho tủ phân phối Tủ phân phối dặt tại tâm phụ tải của phân xƣởng có toạ độ (68,68) Hình 4.1. Sơ đồ tủ phân phối 1.4 Chọn cáp từ trạm biến áp phân xƣởng về tủ phân phối của phân xƣởng Cáp từ trạm biến áp cung cấp cho PXSCCK về tủ phân phối của phân xƣởng tải điện áp 400 V cần phải chịu đựng dòng điện là: Icp = 38,0.3 22,148 .3  dm ttpx U S =225,2 A Do đó chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi, cách điện PVC do hãng LENS chế tạo loại 3G70 mm 2 có Icp = 254 A trong nhà. Vì trạm biến áp đặt tại vị trí có toạ độ (46,65) nên đƣờng cáp này có độ dài 111 m 2. Tính toán phụ tải động lực và chiếu sáng Tủ phân phối cho phân xƣởng phải gồm 8 đầu ra tới các tủ động lực từ tủ động lực số 1 đến tủ động lực số 8. Tủ phân phối phải có Um ≥ 0,4 kV, chịu dòng Icp ≥ 225,2 A ở đầu vào và đầu ra dòng điện trong khoảng ≤ 100 A. 38 Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối * Phía đầu và phía cuối của đƣờng cáp từ trạm biến áp B3 đến tủ phân phối ta đặt các aptomat loại NS250N do Merlin Gerin chế tạo có thông số nhƣ sau: Số cực Im, A Um, V IcắtN, kA 3 250 690 8 Bảng 4.1. Thông số kỹ thuật của máy cắt NS250N Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với aptomat: Icp ≥ 3,208 5,1 250.25,1 5,1 .25,1 5,1 dmAkddt II A * Các aptomat từ tủ phân phối tới tủ động lực các nhóm phụ tải của phân xƣởng chọn nhƣ sau: Imi ≥ Icpi = dm tti U S .3 Trong đó Stti là công suất của nhóm i, Um = 380 V. Các Icpi lấy từ bảng 2.3. Với chiếu sáng thì Pcs = 16,5 kW Kết quả tính ghi trong bảng 4.2. Tuyến cáp Itt A Loại MCCB Số cực Im, A Um, V IcắtN, kA TPP-ĐL1 17,40 C60a 3 40 440 3 TPP-ĐL2 79,84 NC-125H 3 125 415 10 TPP-ĐL3 9,45 C60a 3 40 440 3 TPP-ĐL4 8,1 C60a 3 40 440 3 TPP-ĐL5 23,22 C60a 3 40 440 3 TPP-ĐL6 25,4 C60a 3 40 440 3 TPP-ĐL7 46,16 NC-125H 3 125 415 10 TPP-TCS 25,07 C60a 3 40 440 3 Bảng 4.2. Thông số của các MCCB dùng cho tủ động lực và chiếu sáng Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực Các đƣờng cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực và chiếu sáng đƣợc đi trong rãnh cáp nằm dọc tƣờng phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xƣởng. Cáp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch. Do chiều dài cáp không lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Điều kiện chọn cáp: Khc.Icp ≥ Itt Trong đó: Itt – Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải 39 Icp – Dòng điện phát nóng cho phép, tƣơng ứng với từng loại dây, từng tiết diện khc – Hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1. Điều kiện kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ của cáp, ở đây là aptomat: Icp ≥ 5,1 .25,1 5,1 dmAkddt II  Chọn cáp từ phân phối tới tủ động lực 1 ( ĐL1): Icp ≥ Itt = 17,40 A Icp ≥ 5,1 40.25,1 =33,3 A Kết hợp 2 điều kiện trên ta chọn cáp hạ áp cách điện PVC 3G2,5 do hãng LENS chế tạo có Icp = 41 A (đặt trong nhà) Các đƣờng cáp khác chọn hoàn toàn tƣơng tự, kết quả ghi trong bảng 4.3. Tuyến cáp Itt, A ImA Ikddt/1,5 Loại cáp Icp,A TPP-ĐL1 17,40 40 33,33 3G2,5 41 TPP-ĐL2 79,84 100 83,33 3G10 87 TPP-ĐL3 9,45 40 33,33 3G2,5 41 TPP-ĐL4 8,1 40 33,33 3G2,5 41 TPP-ĐL5 23,22 40 33,33 3G2,5 41 TPP-ĐL6 25,4 40 33,33 3G2,5 41 TPP-ĐL7 46,16 100 83,33 3G10 87 TPP-TCS 25,07 40 33,33 3G2,5 41 Bảng 4.3. Thông số của các cáp từ TPP tới các tủ động lực 3. Tính chọn dây dẫn động lực và chiếu sáng Khi tính toán ngắn mạch hạ áp ta coi nguồn cung cấp từ máy biến áp B3 có công suất vô cùng lớn và ngắn mạch là xa nguồn nên IN = I’’=I∞. Để giảm nhẹ khối lƣợng tính toán, ở đây ta chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn. Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch Các thông số của sơ đồ thay thế a. Trạm biến áp phân xƣởng B3. Sm=1000 kVA, Pn = 10 kW, Un = 5% Rb = 3 2 2 2 2 10. 1000 )4,0.(10.   dmBA dmn S UP =1,6 .10 -3 Ω = 1,6 mΩ 40 Xb = 3 22 10.1000 )4,0%.(5%.   dm dmn S UU =8.10 -3 Ω = 8 mΩ b. Thanh góp Kích thƣớc thanh góp hạ áp của máy biến áp phân xƣởng là 100x10 mm2 , mỗi pha ghép ba thanh; chiều dài ℓ=1,2 m; Khoảng cách trung bình hình học D = 300 mm, tra bảng 4.5 (Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện) ta có: R0 = 0,020 mΩ/m → Rtgha = 3 1 r0.ℓ= 3 1 .0,020.1,2=0,008 mΩ X0 = 0,157 mΩ/m → Xtgha = 3 1 .x0.ℓ= 3 1 .0,157.1,2=0,063 mΩ Thanh góp trong tủ phân phối chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thƣớc 30x3 mm2 với Icp = 405 A chiều dài ℓ=1,2 m; khoảng cách trung bình hình học D= 300 mm R0 = 0,223 mΩ/m → Rtg = 3 1 .0,223.1,2=0,268 mΩ X0 = 0,235 mΩ/m → Xtg = 3 1 .0,235.1,2=0,282 mΩ c. Điện trở và điện kháng của MCCB * Với máy NS250N có Im =250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: Xa1=xcd=0,28 mΩ Ra1 =rcd + rtx =0,36 + 0,5 =0,86 mΩ * Vi loại máy C60a có Im = 40 A thì: Xa3 = xcd = 2,7 mΩ =Xa4 Ra3 = rcd + rtx = 5,5 +1,3 = 6,8 mΩ =Ra4 * Vi máy NC125-H có Im = 125 A thì: Xa3 = 0,86 mΩ =Xa4 Ra3 = 1,3 + 0,75 =2,05mΩ =Ra4 d. Các đƣờng cáp * Với loại cáp 3G70 thì r0 = 0,268 Ω/km ( ở 20 0C),ℓ=0,111 km Rc1 =0,268.0,111=29,75 mΩ * Với loại cáp 3G10 (tuyến TPP-ĐL2) thì r0 = 1,83 Ω/km, ℓ=2m Rc2 = 3,66 mΩ Gi trị các dòng ngắn mạch * Tính ngắn mạch tại N1: RN1 = Rb + Rtgha + Ra1 =1,6 + 0,008 +0,86 = 2,468 mΩ 41 XN1 = Xb + Xtgha + Xa1 = 8+ 0,063 +0,28 =8,343 mΩ → Z=  2 1 2 1 NN XR 8,7 mΩ IN1 = .7,8.3 400 .3 1  NZ U =26,54 kA Ixk1=1,8. 2 .26,54 = 67,56 kA Kiểm tra aptomat: Loại NS250N có IcắtN = 8 kA < IN1 nên ta phải chọn lại MCCB ở vị trí này. Chọn loại máy CM1250 N có các thông số nhƣ sau: Số cực Im, A Um, V IcắtN, kA 3 1250 690 50 Bảng 4.4. Thông số của aptomat CM1250N * Với loại CM1250N có Im =1250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: Xa1=xcd=0,094 mΩ =Xa2 Ra1 =rcd = 0,12 mΩ = Ra2 RN1 = Rb + Rtgha + Ra1 =1,6 + 0,008 +0,12 = 1,728 mΩ XN1= Xb + Xtgha + Xa1 = 8+ 0,063 +0,094 =8,157 mΩ → Z=  2 1 2 1 NN XR 8,34 mΩ IN1 = .34,8.3 400 .3 1  NZ U =27,69 kA Ixk1=1,8. 2 .27,69 = 70,49 kA * Tính ngắn mạch tại N2: RN2 = RN1 + Rc1 + Ra2 =1,728 + 29,75 + 0,12 = 31,598 mΩ XN2 = XN1 + Xa2 = 8,157 + 0,094 = 8,251 mΩ ZN2 = 2 2 2 2 NN XR  =32,66 mΩ IN2 = 66,32.3 400 =7,07 kA Ixk2 = 18 kA Không phải kiểm tra aptomat ở đây vì nó cùng loại với aptomat đầu đƣờng cáp chính. Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp 3G70: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F ≥ α.I∞. qdt =6.7,07. 4,0 =26,83 mm 2 Vậy chọn cáp 3G70 là hợp lý. * Tính ngắn mạch tại N3: 42 RN3 = RN2 + Rtg + Ra3 =31,598 +0,268 + 3,66 =35,526 mΩ XN3 = XN2 + Xtg = 8,251 +0,282= 8,533 mΩ ZN3 = 2 3 2 3 NN XR  =36,536 mΩ IN2 = 536,36.3 400 =6,32 kA Ixk2 = 16,09 kA Kiểm tra MCCB NC-125H có Icắt N =10 kA > IN3 = 6,32 kA. Kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt của thanh góp trạm phân phối trung tâm là không cần thiết vì ta đã chọn thanh góp vƣợt cấp. * Điểm ngắn mạch N4 không cần tính vì aptomat ở đó là NC-125H. 4. Tính chọn thiết bị đóng cắt và tủ điều khiển Hình 4.3 Sơ đồ tủ động lực Các aptomat nhánh trong tủ động lực Việc lựa chọn và kiểm tra aptomat cùng với cáp đến các thiết bị tiêu thụ điện đƣợc tiến hành tƣơng tự nhƣ các phần trên. Do công suất các thiết bị trong phân xƣởng không lớn và đều đƣợc bảo vệ bằng áptomat nên không cần thiết phải tính toán ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị điện đã lựa chọn. Bảng5.1. Kết quả chọn aptomat và cáp từ các tủ động lực tới các thiết bị trong PXSCCK Tên máy Số lg KH trên MB Phụ tải Dây dẫn MCCB Ptt, kW Itt, A Tiết diện Icp, A ƣờng kính ống thép Mã hiệu Im, A Ikddt/1, 5 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 43 Nhóm I Máy cƣa kiểu đai 1 1 1 1,52 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Khoan bàn 1 3 0,65 0,99 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy mài thô 1 5 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy khoan đứng 1 6 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy bào ngang 1 7 4,5 6,84 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy xọc 1 8 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Nhóm II Máy phay răng 1 10 4,5 6,84 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy phay vạn năng 1 11 7,8 11,85 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 12 8,1 12,31 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 13 10 15,19 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 14 14 21,27 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 15 4,5 6,84 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy tiện ren 1 16 10 15,19 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 17 20 30,38 4G4,0 42 3/ ''4 NC45a 40 33 Cầu trục 1 19 12,1 18,38 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Nhóm III Máy khoan đứng 1 18 0,85 1,29 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy khoan bàn 1 22 0,85 1,29 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 2,5 3,8 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 44 Máy cạo 1 27 1 1,52 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy mài thô 1 30 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 NC45a 25 20,8 Nhóm IV Máy nén cắt liên hợp 1 31 1,7 2,58 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy mài phá 1 33 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Quạt lò rèn 1 34 1,5 2,28 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy khoan đứng 1 38 0,85 1,29 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Nhóm V Bể ngâm dung dịch kiềm 1 41 3 4,56 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Bể ngâm nƣớc nóng 1 42 3 4,56 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy cuốn dây 1 46 1,2 1,82 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy cuốn dây 1 47 1 1,52 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 48 3 4,56 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Tủ xấy 1 49 3 4,56 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy khoan bàn 1 50 0,65 0,99 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy mài thô 1 52 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Bàn thử nghiệm TBĐ 1 53 7 10,64 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Nhóm VI Bể khử dầu mỡ 1 55 3 4,56 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 45 Lò điện để luyện khuôn 1 56 5 7,6 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Lò điện để nấu chảy babit 1 57 10 15,2 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Lò điện để mạ thiếc 1 58 3,5 5,32 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Nhóm VII Quạt lò đúc đồng 1 60 1,5 2,28 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy khoan bàn 1 62 0,65 0,99 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1,7 2,58 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy mài phá 1 65 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 Máy hàn điểm 1 66 13 19,75 4G2,5 31 3/ ''4 NC45a 32 26,6 Chỉnh lƣu Selenium 1 69 0,6 0,91 4G1,5 23 3/ ''4 NC45a 25 20,8 46 Hình 4.4. Sơ đồ cấp điện cho các tủ động lực 5.Hoàn thiện bản thiết kế Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp thì hệ thống chiếu dáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lƣợng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, bảo đảm an toàn lao động và sức khoẻ của ngƣời lao động. Vậy hệ thông chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: * Không bị loá mắt * Không bị loá do phản xạ * Không tạo ta nhứng khoảng tối bởi những vật bị che khuất * Phải có độ rọi dồng đều * Phải tạo đƣợc ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. 5.1. Lựa chọn số lƣợng và công suất của hệ thống đèn chiếu sáng chung. Để tính toán chiếu sáng cho phân xƣởng SCCK ở đây ta sẽ áp dụng phƣơng pháp hệ số sử dụng. Hệ thống chiếu sáng chung của phân xƣởng sửa chữa cơ khí sẽ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xƣởng sửa chữa cơ khí đƣợc chia làm 2 dãy nhà: Dãy nhà 1: Chiều dài a1 = 20 m Chiều rộng b1 = 20 m Dãy nhà 2: Chiều dài a2 = 35 m Chiều rộng b2 = 20 m Tổng diện tích: 1100 m2 Nguồn điện sử dụng U = 220 V lấy từ tủ chiếu sáng ca trạm biến áp phân xƣởng B3. ộ treo cao của đèn: H = h - hc – hlv Trong đó h=4,5 m là chiều cao của phân xƣởng tính từ nền đến trần của phân xƣởng. hc = khoảng cách từ trần đến đèn, hc = 0,7 m hlv – Chiều cao của nền phân xƣởng đến mặt công tác, hlv = 0,8 m H=4,5-0,7-0,8=3 m Tra bảng 5.1.TL1 ta có đƣợc tỷ số L/H=1,8 nên khoảng cách giữa 2 đèn kề nhau là L=5,4 m. Hệ số phản xạ của tƣờng: tuong = 50 % Hệ số phản xạ của trần: tran = 30 % Công thức tính toán quang thông của đèn: F= sdkn ESZk . . lumen Trong đó: 47 F-Quang thông của đèn lumen E- Độ rọi yêu cầu lx, tra bảng 5.3.TL1 ta đƣợc E=30 lx S-Diện tích chiếu sáng, m2 k- hệ số dự trữ, tra bảng 5.2. TL1 n- số bóng đèn có trong hệ thống chiếu sáng ksd- hệ số sử dụng Z- hệ số phụ thuộc loại đèn và tỉ số L/H, thƣờng lấy Z=0,81,4 Căn c vào mặt bằng phân xƣởng ta sẽ bố trí bóng đèn nhƣ sau: Dãy nhà 1 bố trí 4 dãy đèn, mỗi dãy gồm 4 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5 m theo chiều rộng và 5 m theo chiều dài của phân xƣởng. Khoảng cách từ tƣờng phân xƣởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân xƣởng là 2,5 m, theo chiều rộng phân xƣởng là 2,5 m. Tổng số đèn cần dùng là n = 16 bóng. Dãy nhà 2 bố trí 4 dãy đèn, mỗi dãy gồm 7 bóng. Khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng là 5 m, theo chiều dài là 5 m. Khoảng cách từ tƣờng phân xƣởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân xƣởng là 2,5 m, theo chiều rộng phân xƣởng là 2,5 m. Tổng số đèn cần dùng là n = 28 bóng. Chỉ số của phòng: =  baH ba  . 1=   )2020.(3 20.20. 11 11    baH ba =3,33 2=   )2035.(3 20.352. 22 2    baH ba =4,24 Tra bảng ta có: ksd1 =0,46; ksd2 =0,48 Quang thông của mỗi bóng đèn: F1 = 46,0.16 2,1.3,1.400.30 . 11 1  sdkn ZkES =2543,48 lumen F2 = 48,0.28 2,1.3,1.700.30 . 22 2  sdkn ZkES =2437,5 lumen Tra bảng 5.5.TL1 ta chọn đèn sợi đốt công suất 300 W/1đèn , quang thông 4224 lumen Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xƣởng Pcs=(16+28).300=13,2 kW 5.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng 48 Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xƣởng ta đặt một tủ chiếu sáng trong phân xƣởng gồm 1 MCCB tổng loại 3 pha 4 cực và 5 aptomat cấp cho 4 dãy đèn 5 bóng, 8 aptomat cấp cho 4 dãy đèn 8 bóng 5.2.1. Chọn MCCB tổng UmA ≥ Um = 0,38 kV Dòng điện định mức ImA ≥ Itt= 06,20 1.38,0.3 2,13 cos..3  dmm CS U P A Chọn loại MCCB C60L do hãng Merlin Gerin chế tạo, Im =25 A, Um = 440 V, 3 cực. 5.2.2. Chọn cáp từ tủ phân phối phân xƣởng đến tủ chiếu sáng Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp ≥Itt = 20,06 A (khc =1) Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ, khi bảo vẹ bằng MCCB: Icp ≥ 5,1 40.25,1 5,1 .25,1 5,1  dmAkddt II =33,33 A Vậy chọn loại cáp 3G2,5 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có Icp = 41 A. 5.2.3 Chọn các MCCB nhánh. Aptomat bảo vệ cho 1 dãy đèn 4 bóng: UmA ≥ Umm = 0,22 kV Dòng điện định mức ImA ≥ Itt = 220 300.4.4  Udm Pd =5,45 A Chọn 13 aptomat loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo có 2 cực, Im = 6 A, Um = 400 V, 2 cực. 6.2.4 Chọn dây dẫn từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn. Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: khc.Icp ≥Itt = 5,45 A (khc =1) Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ, khi bảo vẹ bằng MCCB: Icp ≥ 5,1 6.25,1 5,1 .25,1 5,1  dmAkddt II =5 A Vậy chọn loại cáp đồng hạ áp 2 lõi x 1,5 mm2 cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có Icp = 26 A. Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng chung cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 49 Bài 3: Lắp đặt thiết bị đóng cắt điện Mục tiêu: - Trình bày đƣợc các khái niệm và các yêu cầu kỹ thuật trong lắp đặt các thiết bị đóng cắt điện theo nội dung bài đã học; - Liệt kê đƣợc các vật liệu, vật tƣ, phụ kiện chủ yếu cho đƣờng dây theo sơ đồ thiết kế.; - Sử dụng đƣợc máy móc, dụng cụ, đồ nghề cho lắp đặt đúng qui định kỹ thuật; 50 - Lắp đặt đƣợc các thiết bị đóng cắt điện theo đúng qui định về an toàn lao động và an toàn điện; - Rèn luyện tính cẩn thận trong công việc. Nội dung: 1. Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị đóng cắt Các thiết bị đóng cắt điện đƣợc sản xuất nhằm mục đích đảm bảo sự an toàn về điện cho con ngƣời và hệ thống điện lƣới vận hành, sản xuất. Phần lớn các sự cố điện đều do yếu tố khách quan gây ra khi việc lắp đặt thi công hệ thống dây dẫn, thiết bị đóng cắt, vật liệu kỹ thuật không đạt tiêu chuẩn. Vậy để đảm bảo an toàn điện chúng ta cần sử dụng các thiết bị đóng cắt nhƣ thế nào cho đúng kỹ thuật và phù hợp. 1.1. Chọn thiết bị đóng cắt phù hợp Chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ phải phù hợp với công suất sử dụng và cần phải có nắp đậy che kín phần mang điện. Aptomat dạng tép (MCB) và aptomat dạng khối (MCCB) là những thiết bị đóng cắt mạch điện đƣợc sử dụng rộng rãi. Chúng có chức năng đóng ngắt mạch điện khi có sự cố quá tải dòng điện, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ an toàn cho con ngƣời và các thiết bị điện. Việc lựa chọn thiết bị đóng cắt để đáp ứng ở mỗi công trình dân dụng và công nghiệp là khác nhau. Đối với MCB: Dòng điện không vƣợt quá 100A, điện áp dƣới 1.000V Đối với MCCB: Dòng điện có thể lên tới 1.000A, điện áp dƣới 1.000V Có nhiều cách lựa chọn MCB, MCCB nhƣng dù là cách nào thì c ng phải thoả mãn đƣợc điều kiện sau: IB ISC Trong đó: 51  IB là dòng điện tải lớn nhất.  In là dòng điện định mức của MCB, MCCB  Iz là dòng điện cho phép lớn nhất của dây dẫn điện (được cho bởi nhà sản xuất)  ISCB là dòng điện lớn nhất mà MCB, MCCB có thể cắt  Isc là dòng điện ngắn mạch Lựa chọn các thiết bị chính hãng, uy tín để lắp đặt và sử dụng nhƣ: ABB, Mitsubishi... 52 2. Chuẩn bị vật liệu theo yêu cầu thiết kế Tuyệt đối không đƣợc dùng ngón tay để thử xem có điện hay không mà phải dùng bút thử điện hạ thế hoặc để bóng đèn để xác định. Khi điện trong nhà bị hỏng, nếu phần hỏng nằm phía trên điện kế phải báo cho chi nhánh điện cử công nhân đến sửa chữa. Nếu phần hỏng nằm phía sau điện kế bắt buộc phải cắt cầu dao điện chính rồi mới sửa chỗ hỏng. Khi tay còn ƣớt, dính nƣớctuyệt đối không sờ vào các bộ phận mang điện của thiết bị đóng cắt, thiết bị điện vì chúng sẽ gây ra điện giật chết ngƣời. Tuyệt đối không đƣợc lắp đặt ăng-ten, dây phơi, giàn giáo, biển, hộp đèn quảng cáo, các vật dụng khác tại các vị trí mà khi đổ, rơi sẽ va quệt vào công trình lƣới điện. Cần phải giải thích và giáo dục trẻ em hiểu và không đƣợc đƣa các dây kim loại, đinh sắt hoặc đút ngón tay vào ổ cắm điện. 3. Lắp đặt chân đế của thiết bị đóng cắt Các thiết bị đóng cắt cần phải có nắp che an toàn. Nắp che này có tác dụng đề phòng tai nạn về điện khi ngƣời sử dụng điện vô ý chạm vào và tránh tia hồ quang điện phóng ra khi đóng, cắt điện. 53 Bảo hành có thiết bị điện định kỳ. Thƣờng xuyên kiểm tra đƣờng dây điện, thiết bị đóng cắt, bảo vệ điện và các thiết bị sử dụng điện ở trong nhà, cơ quan, công trình Khi dây dẫn điện bị đứt, tróc cách điện; các thiết bị, đồ dùng điện nếu hƣ hỏng phải thay thế hoặc sửa chữa xong mới đƣợc tiếp tục sử dụng. 4. Lắp đặt và đấu dây vào thiết bị Các thiết bị đóng cắt phải đặt ở vị trí thao tác dễ dàng, phía dƣới không để vật vƣớng mắc, chỗ đặt phải rộng rãi và đủ sáng, bảo đảm khi cần thiết đóng, cắt điện đƣợc nhanh chóng, kịp thời.Đặc biệt, đối với các hộ gia đình có con nhỏ hoặc nằm trong vùng đất tr ng, có thể bị ngập lụt phải đặt các thiết bị đóng cắt cao hơn nền, sàn nhà ít nhất là 1m4. 5. Kiểm tra lại thiết bị đã đƣợc lắp đặt 54 Bài 4: Lắp đặt phụ tải Mục tiêu: - Trình bày đƣợc các khái niệm và các yêu cầu kỹ thuật trong lắp đặt các phụ tải theo nội dung bài đã học; - Liệt kê đƣợc các vật liệu, vật tƣ, phụ kiện chủ yếu cho đƣờng dây theo sơ đồ thiết kế; - Sử dụng đƣợc máy móc, dụng cụ, đồ nghề cho lắp đặt đúng qui định kỹ thuật; - Lắp đặt đƣợc các phụ tải theo đúng qui định về an toàn lao động và an toàn điện; - Đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị. Nội dung: 1. Kiểm tra tình trạng thực tế của phụ tải Trong hệ thống chiếu sáng ngoài ta thƣờng sử dụng cột thép bát giác côn để lắp đặt các chao đèn vì nó đảm bảo tính thẩm mĩ, thuận tiện cho việc lắp đặt. Để lắp đặt cột chiếu sáng ta cần phải tiến hành các bƣớc cơ bản sau: + Xây dựng các móng cột tại các vị trí trong khu vực chiếu sáng theo bản vẽ chiếu sáng. Các móng cột phải đảm bảo chắc chắn và chịu đƣợc trọng lƣợng của cột. Với các khung móng cột ta phải làm bằng thép và đƣợc trôn dƣới đất chỉ để nhô các đầu bu lông lên trên mặt. Móng cột cần đƣợc đổ bê tông tùy thuộc vào trọng lƣợng của cột mà khối lƣợng bê tông lớn hay nhỏ. Bên cạnh móng cột ta đóng một cọc sắt tròn đƣợc mạ kẽm để bắt dây tiếp địa. 55 Hình 3.1. Móng cột thép + Dựng cột: Sử dụng cần cẩu để đƣa cột váo vị trí. Hình 3.2. Dựng cột bằng cần cẩu Khi cột đã vào vị trí ta tiến hành điều chỉnh cho cột điện thẳng đứng trƣớc khi bắt bu lông để cố định cột vào móng cột. Cọc tiếp địa Bê tông Khung móng cột 56 Hình 3.3. Chỉnh cột thẳng đứng 2. Lựa chọn vị trí đặt phụ tải Để sử dụng cho việc chiếu sáng ngoài ta thƣơng dung loại đèn cao áp thủy ngân. Dƣới đây là hình ảnh của một số loại chao đèn cao áp thủy ngân thông dụng : Hình 3.4 là hình ảnh của một số chao đèn sử dụng để chiếu sáng từ trên cao xuống, thƣờng dùng để chiếu sáng nhà xƣởng, kho, sân thể thao và chiếu sáng đƣờng phố. Hình 3.4: Hình dạng một số loại chao đèn cao áp thủy ngân 3 6 7 57 Hình 3.5. Cấu tạo bộ đèn chiếu sáng công cộng 1: Dầu dây điện vào đèn. 2: Tấm đế lắp linh kiện có thể tháo rời. 3: Lỗ để lắp cần đèn. 4: Đui đèn. 5: Roăng cao su. 6: Kính bảo vệ thủy tinh. 7: Bản lề. 8: Tấm phản quang. 9: vỏ đèn. 10: Nắp bảo vệ ngăn điện. Phƣơng pháp lắp đặt. Khi lắp đặt đèn ta phải chú ý tới các biện pháp an toàn khi lắp đặt. Do vị trí đèn ở tên cao lên ta phải sử dụng xe nâng chuyên dụng để lắp. 58 Hình 3.6. Xe nâng chuyên dụng Để lắp đặt chao đèn ta thực hiện các bƣớc sau: + Đƣa chao đèn lên vị trí cần lắp. + Cắm đèn vào cần đèn. + Bắt vít cố định chao đèn. + Lắp bóng đèn. + Tháo lắp bảo vệ ngăn điện và đấu dây vào cầu đấu. Hình 3.7. Công nhân lắp đèn chiếu sáng đô thị 3. Lắp đặt phụ tải theo vị trí của bản thiết kế Đƣờng dây cấp nguồn cho các cột đèn đã đƣợc chạy từ các tủ điện chiếu sáng tới các cột đèn và đƣợc chờ ở các hộp đấu dây dƣới chân cột. Công việc đấu nối đƣợc tiến hành khi đã lắp xong các chao đèn, đầu dây của bóng đèn đã đƣợc đấu và chờ sẵn ở cầu đấu của cột đèn. 59 Để đấu nối đƣờng dây cấp nguồn ta thực hiện theo các bƣớc sau:  Bước 1: Bóc tách đầu dây. Khi thực hiện thao tác bóc lớp vỏ cách điện không nên cắt thẳng góc quanh sợi dây điện, vì làm nhƣ thế vết cắt trên dây dể bị gãy khi có lực bên ngoài tác động. Nên dùng dao gọt nghiêng một góc 300. Đối với dây có tiết diện nhỏ (dƣới 2,5 mm2) có thể dùng kìm để tuốt dây. a) b) Hình 3.8: Bóc vỏ cách điện  Bước 2: Làm sạch ruột dây dẫn. Làm sạch ruột dây dẫn bằng vải sợi thuỷ tinh hoặc giấy, lau nhẹ cho đến khi thấy ánh kim. Hình 3.9. Làm sạch lõi dây  Bƣớc 3: Bấm đầu cốt. 60 Hình 3.10. Một số đầu cốt dùng để đấu dây Luồn phần lõi dây đã đƣợc chuẩn bị vào đầu cốt, dùng kìm ép cốt bóp chặt phần tiếp xúc giữa đầu cốt và dây dẫn. Ở phần gắn chặt đƣợc bọc một vỏ nhựa cách điện hay băng cách điện. Hình 3.11. Bấm đầu cốt Hình 3.12. Dây điện sau khi đã đƣợc bấm cốt  Bước 4: Đấu dây vào cầu đấu. Tháo vít ở cầu đấu sau đó đƣa dây đã đƣợc bấm đầu cốt vào vị trí cần đấu, siết vít để cố định đầu dây. Sau khi đấu xong đầu dây ở chân cột ta tiến hành đấu đầu dây ở tủ cấp nguồn để chờ đƣa vào sử dụng. Việc đấu đầu dây cấp nguồn tại tủ điện c ng đƣợc tiến hành tƣơng tự nhƣ cách đấu các đầu dây khác. 61 Bài 5: Lắp đặt thiết bị tiếp đất Mục tiêu: - Trình bày đƣợc công dụng của nối đất trong hệ thống điện công nghiệp; - Tính toán các hệ thống nối đất theo yêu cầu kỹ thuật; - Lắp đặt hệ thống nối đất và chống sét cho một phân xƣởng sản xuất nhỏ theo yêu cầu kỹ thuật; - Đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị. 1. Công dụng của việc nối đất và các phƣơng pháp nối đất a. Hệ thống nối đất – tập hợp các cực tiếp địa và dây nối đất có nhiệm vụ truyền dẫn dòng điện xuống đất. Hệ thống nối đất bao gồm nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo. b. Cực tiếp địa – Cọc bằng kim loại dạng tròn, ống hoặc thép góc, dài 23 mét đƣợc đóng sâu trong đất. Các cọc này đƣợc nối với nhau bởi các thanh giằng bằng phƣơng pháp hàn. c. Hệ thống nối đất tự nhiên – hệ thống các thiết bị, công trình ngầm bằng kim loại có sẵn trong lòng đất nhƣ các cấu kiện bê tông cốt thép, các hệ thống ống dẫn bằng kim loại, vỏ cáp ngầm v.v. 62 d. Hệ thống nối đất nhân tạo – hệ thống bao gồm các cực tiếp địa bằng thép hoặc bằng đồng đƣợc nối liên kết với nhau bởi các thanh ngang. Phân biệt hai dạng nối đất là nối đất làm việc và nối đất bảo vệ. e. Hệ thống nối đất làm việc – hệ thống nối đất mà sự có mặt của nó là điều kiện tối cần thiết để các thiết bị làm việc bình thƣờng, ví dụ nối đất điểm trung tính của máy biến áp, nối đất của các thiết bị chống sét v.v. f. Hệ thống nối đất bảo vệ – hệ thống nối đất với mục đích loại trừ sự nguy hiểm khi có sự tiếp xúc của ngƣời với các phần tử bình thƣờng không mang điện nhƣng có thể bị nhiễm điện bất ngờ do những nguyên nhân nào đó. Ví dụ nối đất vỏ thiết bị, nối đất khung, bệ máy v.v. Khi có sự ngắn mạch chạm masse, nếu vỏ thiết bị không đƣợc nối đất (a) thì trên vỏ sẽ xuất hiện điện áp bằng điện áp pha, do đó sẽ gây nguy hiểm khi ngƣời tiếp xúc với nó. Nếu vỏ thiết bị đƣợc nối đất (b), thì giá trị điện áp tiếp xúc chỉ bằng độ rơi điện áp trên điện trở của hệ thống nối đất bảo vệ, nếu hệ thống nối đất bảo vệ có giá trị đủ nhỏ thì có thể đảm bảo đƣợc sự an toàn cho ngƣời khi tiếp xúc với vỏ thiết bị. Khái niệm chung: Tác dụng của nối đất là để tản dòng điện sự cố vào đất và để giữ mức điện thế thấp trên các phần tử thiết bị điện đƣợc nối đất. Các loại sự cố thƣờng xảy ra nhƣ: rò điện do cách điện, xảy ra các loại ngắn mạch, chạm đất 1 pha, dòng điện sét. Theo chức năng của các loại nối đất, nó đƣợc chia làm 3 loại sau đây: Nối đất chống sét : đảm bảo an toàn cho TBĐ. Nối từ bộ phận thu sét xuống đất. Cả 2 loại nối đất trên đƣợc gọi là nối đất bảo vệ Nối đất an toàn : nhằm đảm bảo an toàn cho con ngƣời. Nối đất an toàn là nối tất cả các bộ phận kim loại của TBĐ hay của các kết cấu kim loại mà khi cách điện bị hƣ hỏng thì nó xuất hiện điện áp xuống hệ thống nối đất . Nối đất làm việc : nhằm đảm bảo điều kiện làm việc bình thƣờng cho TBĐ và 1 số bộ phận của TBĐ theo chế độ đã đƣợc qui định sẵn, đây là loại nối đất bắt buộc để đảm bảo các điều kiện vận hành của hệ thống. Trong rất nhiều trƣờng hợp, 2 hoặc 3 nhiệm vụ nối đất trên đƣợc thực hiện trên cùng một hệ thống nối đất. Các loại nối đất thƣờng Nguyên lý bảo vệ nối đất a) khi chưa có nối đất vỏ thiết bị; b) khi có nối đất vỏ thiết bị. b) a) 63 đƣợc thực hiện bằng một hệ thống những cọc thép (hoặc đồng) đóng vào đất hoặc những thanh ngang hoặc hệ thống thanh - cọc nối liền nhau chôn trong đất ở một độ sâu nhất định. 2. Cấu tạo của hệ thống nối đất Là tập hợp các vật thể có khả năng dẫn điện nhƣ cọc tiếp địa, dây tiếp địa, hộp nối, dây nối tiếp địa đến các thiết bị điện .v.v. đƣợc liên kết với nhau và tiếp xúc với đất. Hệ thống tiếp địa có chức năng cân bằng điện thế, tiêu tán năng lƣợng quá áp và quá dòng xuống đất để bảo vệ an toàn cho con ngƣời, hệ thống điện và thiết bị sử dụng điện. Mỗi hệ thống tiếp địa theo chức năng đều có các yêu cầu kỹ thuật phù hợp nhƣ: Điện trở tiếp đất, Vật liệu tiếp đất, Quy mô tiếp địa .v.v. và chúng phải đáp ứng yêu cầu của các tiêu chuẩn tiếp đất chuyên ngành. Tiếp địa có thể phân theo 3 chức năng cơ bản :  Tiếp địa Chống sét  Tiếp địa An toàn  Tiếp đất công tác Tùy trƣờng hợp cụ thể mà có thể sử dụng riêng hoặc kết hợp các chức năng. Các thành phần chính của mỗi hệ thống tiếp địa gồm :  Cọc tiếp địa  Dây liên kết  Mối nối liên kết  Hộp nối đất & kiểm tra. Một thành phần khác rất quan trọng là vật liệu tăng cƣờng tính dẫn điện cho đất hay còn gọi là Hóa chất giảm điện trở đất, dù không tồn tại ở vật thể cứng trong hệ thống nhƣng chúng có tác dụng làm giảm điện trở đất, tăng khả năng tiêu tán dòng điện vào đất. Tùy theo yêu cầu về chức năng, đặc điểm địa hình, các yêu tố môi trƣờng đất, điện trở suất của đất mà chọn những giải pháp tiếp địa và vật tƣ vật liệu tiếp địa phù hợp. 64 3. Nghiên cứu bản vẽ thiết kế 4. Nội dung công việc 4.1. Chuẩn bị vật liệu Hóa chất giảm điện trở đất là vật liệu đặc biệt của hệ thống tiếp địa, dùng để bổ sung vào môi trƣờng xung quanh cọc tiếp địa, làm tăng tính dẫn điện, làm giảm điện trở tiếp đất và điện trở suất của đất. - Có nhiều dạng hóa chất giảm điện trở đất khác nhau nhƣ loại bột, dạng hóa chất tinh để pha chế, dạng đông cứng .v.v. - Hàn hóa nhiệt gồm Khuôn hàn hóa nhiệt, Thuốc hàn hóa nhiệt là công nghệ hàn nhiệt nhôm, tạo mối liên kết phân tử, cho hiệu quả tối ƣu về điện. Phƣơng pháp hàn hóa nhiệt đảm bảo an toàn cho các hệ thống tiếp địa chống sét, tiếp địa an toàn và các đƣờng cáp truyền dẫn hệ thống điện. 65 Hàn hóa nhiệt APLIWELD là công nghệ hàn nhiệt nhôm, sử dụng phản ứng tỏa nhiệt thu đƣợc tại chỗ, liên kết đồng nhất các vật dẫn. Quy trình gồm: sử dụng một khuôn hàn hóa nhiệt Apliweld bằng than chì cố định các vật dẫn đƣợc hàn. Hỗn hợp thuốc hàn hóa nhiệt Apliweld và thuốc mồi c ng đƣợc cho vào khuôn hàn hàn hóa nhiệt Apliweld. Khi mồi lửa, bắt đầu có sự biến đổi đồng oxit bởi nhôm. Phản ứng này tỏa nhiệt rất cao, do đó đạt đến nhiệt độ cao đủ để làm tan chảy cả bột hàn và các vật dẫn. Vì vậy tất cả trở thành một mối hàn hóa nhiệt là đồng nhất. Tính dẫn điện của mối nối này bằng hoặc cao hơn cả các vật dẫn, có thể chịu đƣợc dòng điện cao và ngăn ngừa sự ăn mòn, điều mà có thể xuất hiện với các mối nối cơ khí đơn giản - Cọc tiếp địa là một điện cực có hình dạng bất kỳ (ống, thanh, dây tiếp địa...) bằng chất liệu kim loại (sắt, đồng,... ) hoặc phi kim loại (than chì) có tính dẫn điện, đƣợc tiếp xúc trực tiếp với đất và tạo sự liên kết về điện với một điện trở xác định. Các dạng cọc tiếp địa thông thƣờng nhƣ cọc chống sét mạ đồng và loại đặc biệt khác nhƣ : cọc tiếp đất hóa học, cọc tiếp địa chống sét bằng than . 66 - Phụ kiện tiếp địa: Gồm các vật tƣ và phụ kiện kết nối, bổ sung và hoàn thiện hệ thống tiếp địa nhƣ: Thiết bị nối đẳng thế, các bộ kẹp kết nối cọc tiếp địa, dây tiếp đất, ốc siết cáp, định vị dây, hộp kiểm tra điện trở đất, hộp bảo vệ điện cực . . . 4.2. Gia công vật liệu 4.3. Đào hào - Xác định vị trí làm hệ thống tiếp đất. Kiểm tra cẩn thận trƣớc khi đào để tránh các công trình ngầm khác nhƣ cáp ngầm hay hệ thống ống nƣớc. - Đào rãnh sâu từ 600mm đến 800mm, rộng từ 300mm đến 500mm có chiều dài và hình dạng theo bản vẽ thiết kế hoặc mặt bằng thực tế thi công. 67 - Đối với những nơi có mặt bằng thi công hạn chế hoặc những vùng đất có điện trở suất đất cao thì phải áp dụng phƣơng pháp khoan giếng, đƣờng kính giếng khoan từ 50mm đến 80mm, sâu từ 20m đến 40m tùy theo độ sâu của mạch nƣớc ngầm 4.4. Đóng cọc tiếp đất, hàn nối các cọc nối - Đóng cọc tiếp đất tại những nơi qui định sao cho khoảng cách giữa các cọc bằng 2 lần độ dài cọc đóng xuống đất. Tuy nhiên, ở những nơi có diện tích làm hệ thống đất giới hạn thì có thể đóng các cọc với khoảng cách ngắn hơn (nhƣng không đƣợc ngắn hơn 1 lần chiều dài cọc). - Đóng cọc sâu đến khi đỉnh cọc cách đáy rãnh từ 100mm đến 150mm. - Riêng cọc đất trung tâm đƣợc đóng cạn hơn so với các cọc khác, sao cho đỉnh cọc cách mặt đất từ 150 ~ 250mm để khi lắp đặt hố kiểm tra điện trở đất thì đỉnh cọc sẽ nằm bên trong hố. - Rải cáp đồng trần dọc theo các rãnh đã đào để liên kết với các cọc đã đóng. - Đổ hoá chất làm giảm điện trở đất dọc theo cáp đồng trần hoặc trƣớc khi đóng cọc hãy đào sâu tại vị trí cọc có hố đƣờng kính từ 200mm đến 300mm sâu 500mm tính từ đáy rãnh và hóa chất sẽ đƣợc đổ vào những hố này. - Hóa chất làm giảm điện trở đất sẽ hút ẩm tạo thành dạng keo bao quanh lấy điện cực tăng bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và đất giúp giảm điện trở đất và bảo vệ hệ thống tiếp đất. - Trong trƣờng hợp khoan giếng, cọc tiếp đất sẽ đƣợc liên kết thẳng với cáp để thả sâu xuống đáy giếng. - Đổ hóa chất làm giảm điện trở đất xuống giếng, đồng thời đổ nƣớc xuống để toàn bộ hóa chất có thể lắng sâu xuống đáy giếng. - Hàn hóa nhiệt EXOWELD (hoặc hàn hóa nhiệt LEEWELD) để liên kết các cọc với cáp đồng trần. 4.5. Lấp đất hào tiếp đất Lấp đất vào các hố và rãnh và nện chặt để hoàn trả lại mặt bằng. 4.6. Đo điện trở của hệ thống tiếp đất 68 Lắp đặt hố kiểm tra điện trở đất tại vị trí cọc trung tâm sao cho mặt hố ngang với mặt đất. - Kiểm tra lần cuối các mối hàn và thu dọn dụng cụ. - Lấp đất vào các hố và rãnh, nện chặt và hoàn trả mặt bằng. - Đo điện trở tiếp đất của hệ thống, giá trị điện trở cho phép là < 10 Ohm, nếu lớn hơn giá trị này thì phải đóng thêm cọc, xử lý thêm hóa chất giảm điện trở đất hoặc khoan giếng để giảm tới giá trị cho phép. Cách kiểm tra điện trở tiếp đất sử dụng hộp kiểm tra Sau đây CHONGSET.VN sẽ hƣớng dẫn bạn cách kiểm tra điện trở tiếp đất:  Bƣớc 1: Kiểm tra điện áp PIN  Bƣớc 2: Đấu nối các dây nối  Bƣớc 3: Kiểm tra điện áp của tổ đất cần kiểm tra  Bƣớc 4: Kiểm tra điện trở đất  Bƣớc 5: Đánh giá kết quả đo Cụ thể là Bước 1: Kiểm tra điện áp PIN Đầu tiên, bạn cần kiểm tra điện áp PIN của thiết bị đo. Hãy xoay công tắc tới vị trí “BATT. CHECK”. Sau đó nhấn giữ nút “PRESS TO TEST”. Kim đồng hồ phải nằm trong khoảng “BATT. GOOD” để đảm bảo máy hoạt động chính xác. Nếu không bạn cần thay PIN mới và tiếp tục làm việc. Bước 2: Đấu nối các dây nối Trƣớc khi đấu nối các dây, bạn cần cắm 2 cọc bổ trợ. Cọc 1 cách điểm đo khoảng 5- 10m. Cọc 2 cách cọc 1 từ 5~10m. Sau đó là đâu nối các dây nối. Dùng dây dài 5m màu xanh lá kẹp vào điểm đo. Dây dài 10m màu vàng. Dây dài 20m màu đỏ kẹp vào cọc 1 và cọc 2 sao cho phù hợp chiều dài của dây. Cần cắm cọc bổ trợ trƣớc khi đấu nối dây nối Bước 3: Kiểm tra điện áp của tổ đất cần kiểm tra Tiếp đến, hãy bật công tắc tới vị trí “Earth Voltage”. Ấn nút “Press to test” để kiểm tra điện áp đất. Đảm bảo điện áp đất không quá 10V để kết quả đo đƣợc chính xác. 69 Bước 4: Kiểm tra điện trở đất Bật công tắc tới vị trí x100Ω để kiểm tra điện trở đất. Bạn cần kiểm tra lại đấu nối nếu đèn OK không sáng, tức điện trở quá cao (>1200Ω). Trong trƣờng hợp kim đồng hồ sẽ gần nhƣ không nhích khỏi vạch “0”, tức điện trở nhỏ. Bạn bật công tắc tới vị trí x1Ω hoặc x10Ω sao cho phù hợp để dễ đọc trị số điện trở trên đồng hồ. Bước 5: Đánh giá kết quả đo Ngƣời ta đánh giá điện trở nối đất theo tiêu chuẩn quy định. Bên cạnh đó còn phụ thuộc mật độ dân cƣ, điện trở suất của đất, Nhƣng thông thƣờng điện trở đất đƣợc đánh giá nhƣ sau:  Rnđ £ 0,5 W nếu lƣới 110 kV trở lên có dòng chạm đất lớn hơn 500 A  Rnđ £ 4 W đôi với lƣới trung áp có công suất £ 1000 kVA  Rnđ £ 10 W đối với cột điện, Giới thiệu các phƣơng pháp đo điện trở tiếp địa Có nhiều phƣơng pháp đo điện trở tiếp địa. Trong đó phổ biến nhất là kỹ thuật đo ba điểm (3P). Tuy nhiên, việc đo điện trở tiếp địa c ng sẽ bị ảnh hƣởng bởi nhiều yếu tố khác nhau. Khó có thể định lƣợng chính xác. Vì vậy để có kết quả chính xác hơn, bạn nên:  Thực hiện phép đo nhiều lần  Tính giá trị trung bình  Dùng thiết bị đo chất lƣợng cao Bắt nguồn từ phép đo 4P, phƣơng pháp đo 3P thƣờng đƣợc sử dụng đo điện trở suất của đất mang lại kết quả chính xác cao. Phƣơng pháp đo ba điểm sẽ sử dụng ba cọc điện cực. Trong đó có một cọc chính cần đo, hai cọc thử nghiệm độc lập về điện với điện cực cần đó. Hai cọc này thƣờng đƣợc kí hiệu là C (Current) và P (Potential). Điện trở đất đƣợc tính toán bằng định luật Ohm: R g = V / I. Dòng điện xoay chiều đƣợc truyền qua điện cực ngoài C. Trong khi đó, điện áp sẽ đƣợc đo bằng điện cực bên trong P tại một số điểm trung gian giữa chúng. 70 Kỹ thuật đo ba điểm (3P) là phƣơng pháp đo điện trở tiếp địa phổ biến Lưu ý khi sử dụng hộp đo điện trở nối đất Bạn có thể sử dụng một số phƣơng pháp phức tạp để khắc phục các hạn chế của quy trình đơn giản này. Các phƣơng pháp phức tạp có thể kể đến nhƣ  Phƣơng pháp bốn điểm (4P)  Phƣơng pháp độ dốc (Slope method) Các phƣơng pháp này chủ yếu để đo điện trở tại vị trí có không gian đặt điện cực thử nghiệm hạn chế, hoặc của các hệ thống nối đất lớn. Khi thực hiện phép đo, bạn cần đặt điện cực P đặt ở khu vực không chịu ảnh hƣởng điện trở của cả hai cọc chính và cọc C. Riêng điện cực thử nghiệm C đặt sao cho nó cách xa cọc chính nhất có thể. Điện cực thử nghiệm dòng điện C sẽ tạo ra vùng điện trở phẳng giữa nó và cột chính nếu đƣợc đặt đúng vị trí. Lƣu ý các vật thể bằng kim loại nằm gần các cọc phụ có thể ảnh hƣởng độ chính xác của phép đo. Tổng quan về đo điện trở tiếp địa Có các phƣơng pháp đo điện trở tiếp địa sử dụng hộp đo điện trở nối đất nhƣ sau:  Phương pháp đo 3 điểm (3P)  Phương pháp kiểm tra nối đất 3 cực 62%  Phương pháp bốn điểm 4P  Phương pháp kẹp 71 Phương pháp đo điện trở nối đất 3 điểm (3P) Phƣơng pháp 3P có thể đƣợc thực hiện dễ dàng, thƣờng sử dụng cho các hệ thống đo nhỏ. Hay nói cách khác là diện tích bao phủ của hệ thống không quá rộng. Các điện cực thử nghiệm ngoài cùng thƣờng sẽ cách cột nối đất chính khoảng 30 – 50m. Cọc thử điện áp đặt ở giữa, ba cọc này nằm thẳng hàng với nhau. Bạn có thể thực hiện hai phép kiểm tra bổ sung để phép đo chính xác hơn.  Trƣờng hợp 1: Tính từ cọc chính, di chuyển vị trí cọc P lại gần 10% so với vị trí ban đầu.  Trƣờng hợp 2: Di chuyển vị trí cọc P xa hơn 10% so với vị trí ban đầu. Sau khi kiểm tra, nếu hai phép đo bổ sung này phù hợp với phép đo ban đầu thì các cọc thử đã đƣợc định vị chính xác. Sau đó bạn có thể lấy điện trở DC bằng cách lấy giá trị trung bình của ba kết quả. Nên kiểm tra nhiều lần để có kết quả chính xác nhất Nếu kết quả đo không chính xác, có thể vị trí các cọc đƣợc đặt không chính xác. Bạn cần phân bố loại khoảng cách giữa các cọc. Đo lại 3 lần và lập lại quá trình đến khi có kết quả khả quan nhất. Phương pháp kiểm tra và đo điện trở nối đất 3 cực 62% Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng đối với các hệ thống nối đất trên một diện tích trung bình. Khoảng cách từ cọc điện áp đến cọc chính nằm khoảng 62%. Trong khi phƣơng pháp 3P thông thƣờng khoảng cách này là 50%. Các đặc điểm còn lại giữa hai phƣơng 72 pháp đều giống nhau. Khi sử dụng phƣơng pháp này, bạn c ng nên lặp lại các phép đo bổ sung, kiểm tra nhiều lần để đạt hiệu quả tốt nhất Tuy nhiên phƣơng pháp kiểm tra nối đất 3 cực 62% có điểm hạn chế. Phƣơng pháp này dựa vào lý thuyết giả định rằng đất bên dƣới là đồng nhất, việc này rất khó xảy ra trong thực tế. Vì vậy, cần thận trọng khi sử dụng và phải luôn tiến hành khảo sát điện trở suất của đất Phương pháp đo điện trở nối đất bốn điểm 4P Trong phƣơng pháp bốn điểm 4P, bốn điện cực có kích thƣớc nhỏ đƣợc dẫn vào trái đất có khoảng cách bằng nhau, ở cùng độ sâu, và theo cùng một đƣờng thẳng. Bạn cần lƣu ý khoảng cách các điện cực không đƣợc quá gần, chú ý chất lƣợng đất, các vật dẫn khác trong đất. Phƣơng pháp đo 4P đƣợc dùng phổ biến để đo điện trở suất của đất. Bốn điện cực trong phƣơng pháp bố điểm đƣợc dẫn vào trái đất có khoảng cách bằng nhau Phương pháp đo điện trở tiếp địa kẹp Phƣơng pháp kẹp cho khả năng đo nhanh chóng, giúp đo điện trở mà không cần ngắt hệ thống nối đất. Khi sử dụng máy kiểm tra điện trở nối đất dạng kẹp, dù chỉ có một vài hoặc nhiều đƣờng nối song song, bạn vẫn có thể dễ dàng chỉ ra các cọc điện cực kém. Các phép đo đƣợc thực hiện dễ dàng, trực tiếp bằng cách kẹp kìm đo dòng qua dây nối đất chính. Nếu hệ thống tiếp địa đƣợc nối song song, có thể dùng máy đo cùng 2 ampe kìm thực hiện đo chính xác điện trở. Phƣơng pháp kẹp thực hiện trên nguyên tắc phải đặt 2 kẹp vòng quanh dây tiếp đất đo, nối mỗi kẹp với dụng cụ đo. 1 kẹp đo dòng điện chảy trong mạch vòng, 1 kẹp đƣa vào mạch vòng tiếp đất một tín hiệu biết trƣớc (32V/ 1367Hz). 73 Trong phƣơng pháp kiểm tra điện trở đất bằng kìm kẹp là phép đo điện trở của toàn bộ vòng lặp. Vì thế cần có điện trở vòng để đo, số lƣợng đƣờng song song càng lớn, giá trị đo đƣợc sẽ càng gần với điện trở đất thực tế. Lƣu ý trong quá trình kiểm tra điện trở nối đất – tiếp địa Sau khi đo, để đảm bảo an toàn tốt nhất, điện trở hệ thống tiếp địa phải <= 10 Ohm. Vậy khi lắp đặt hệ thống tiếp địa điện trở nối đất sử dụng hộp đo >= 10 Ohm thì cần làm gì? Câu trả lời bao gồm:  Đo, tính toán lại giá trị điện trở suất của công trình  Tăng số lƣợng cọc tiếp địa và hóa chất giảm điện trở  Xây dựng bản vẽ, thi công tiếp theo để đƣợc phê duyệt  Thi công theo bản vẽ đã phê duyệt Bài 6: Lắp đặt hệ thống chống sét Mục tiêu: 74 - Trình bày đƣợc các khái niệm, công dụng của chống sét trong hệ thống điện công nghiệp; - Tính toán các hệ thống chống sét theo yêu cầu kỹ thuật; - Thực hiện đƣợc lắp đặt hệ thống chống sét cho một phân xƣởng theo yêu cầu kỹ thuật; - An toàn cho ngƣời và thiết bị. 1. Khái niệm về chống sét Hệ thống chống sét là hệ thống đƣợc lắp đặt ở các tòa nhà nhằm mục đích thu sét để ngăn chặn việc sét đánh trực tiếp vào tòa nhà để bảo vệ tòa nhà và con ngƣời. Một hệ thống chống sét tốt phải có khả năng nhận năng lƣợng sét từ hệ thống kim thu sét và giải phóng năng lƣợng này vào lòng đất một cách nhanh nhất, nhằm giảm thiểu khả năng lan truyền năng lƣợng sét trong hệ thống làm phá hỏng các thiết bị. Phạm vi thu sét của một hệ thống thu và dẫn sét không cố định nhƣng có thể coi là một hàm của mức độ tiêu tán dòng điện sét. Bởi vậy phạm vi thu sét là một đại lƣợng thống kê. Mặt khác, phạm vi thu sét ít bị ảnh hƣởng bởi cách cấu tạo hệ thống thu và dẫn sét, cho nên sự sắp đặt theo chiều ngang và chiều thẳng đứng là tƣơng đƣơng nhau. Do đó không nhất thiết phải sử dụng các đầu thu nhọn hoặc chóp nhọn, ngoại trừ việc đó là cần thiết về mặt thực tiễn. Hệ thống tiếp địa là bộ phận không thể tách rời đối với bất kỳ hệ thống chống sét nào. Nó đảm bảo cho việc dẫn các dòng xung sét từ các thiết bị bảo vệ xuống tổ đất tiếp địa công tác và tiêu tán năng lƣợng các xung này. Tiếp địa đóng vai trò quan trọng trong việc chống sét, nếu thiết bị chống sét không đƣợc tiếp địa tốt (điện trở đất quá cao), việc sét đánh vào mạng điện gây hậu quả lớn hoàn toàn có thể xảy ra. Tuỳ thuộc vào yêu cầu tiếp địa và điện trở đất của công trình ,chúng ta có thể xây dựng hệ thống tiếp địa an toàn bằng đóng cọc, hoặc khoan giếng thả cọc với số lƣợng cọc hoàn toàn có thể tính toán đƣợc. 75 Hình 5.2. Cấu trúc chung của hệ thống đất chống sét: Một hệ thống tiếp địa thông thƣờng bao gồm các cọc sắt hoặc cọc sắt bọc đồng (có thể chỉ cần mạ đồng là đủ) đƣợc chôn chìm trong lòng đất. Các cọc này có thể dùng thép góc hoặc thép tròn để chế tạo, chiều dài thông thƣờng từ 1,2 - 1,5 m. Các cọc đƣợc liên kết với nhau tạo thành một hệ thống lƣới tiếp địa có điện trở phù hợp với yêu cầu chống sét của công trình. Trong nhiều trƣờng hợp, điện trở của lƣới tiếp địa quá cao cho dù đã gia tăng thêm số cọc đóng vào lòng đất. Để có thể đạt điện trở đất nhƣ mong muốn, trong kỹ thuật chống sét sử dụng các loại hoá chất làm giảm trở kháng đất (GEM). Để giảm điện trở cho hệ thống tiếp địa và đảm bảo sự làm việc ổn định của hệ thống, ngày nay các mối liên kết giữa dây dẫn sét với cọc tiếp địa đƣợc liên kết với nhau bằng phƣơng pháp hàn hoá nhiệt ( Cad-Weld) thay vì dùng kẹp nối hay hàn hơi nhƣ trƣớc kia ... Hoá chất giảm điện trở đất (GEM): Đây là hoá chất gồm hai thành phần khi trộn lẫn với nhau trong nƣớc khi đổ lên vùng chôn các điện cực sẽ tạo nên một lớp keo hồ (GEM) đồng nhất. Chính vì thế nó không bị rửa trôi giống nhƣ muối tro và tồn tại trong đất nhiều năm. Hợp chất này tỏ ra đặc biệt thích hợp ở những vùng đất trung du, đồi núi của Việt Nam. Mối hàn hoá nhiệt (Cad-Weld): Là công nghệ tiên tiến, dựa vào phản ứng nhiệt nhôm có nhiệt độ nóng chảy cao trên 30000 C, đƣợc hàn bởi khuôn hàn nên có độ thẩm mỹ cao, đồng nhất về khối, không có khiếm khuyết dị tật, bởi vị trí đƣợc hàn đƣợc nóng chảy hoàn, các xỉ than và phụ gia hàn đƣợc nổi lên trên . Nên nó có ƣu điểm hơn so với các loại hàn hơi, hay kẹp cáp thông thƣờng là tránh đƣợc sự ăn 76 mòn điện hoá giữa các kim loại đƣợc nối với nhau, độ thẩm mỹ cao, khả năng tiêp xúc tốt và bền về cơ học. Hệ thống tiếp địa thƣờng đƣợc bố trí gần công trình. Trong điều kiện bất khả kháng thì mới đặt xa công trình, khi đó phải tham khảo thêm các tiêu chuẩn về điện trở đất. Sau khi hoàn thành hệ thống này sẽ đƣợc nối lên các kẹp nối để liên kết với hệ thống thu và dẫn sét. Yêu cầu hệ thống chống sét lan truyền sau khi hoàn thành hệ thống tiếp đất này có giá trị điện trở đất phải phù hợp với các tiêu chuẩn của ngành, của nhà nƣớc, của nƣớc sản xuất thiết bị. Đẳng thế hệ thống đất: Một công trình có thể bao gồm nhiều hệ thống tiếp địa: Hệ thống đất trực tiếp, hệ thống đất chống sét lan truyền, hệ thống đất công tác (nối mass). Để đảm bảo cân bằng điện thế, tránh xảy ra hiện tƣợng chênh lệch điện thế giữa các hệ thống mass làm phá hỏng thiết bị điện tử cần phải thực hiện nối đẳng thế các hệ thống tiếp địa. Nhƣng việc nối đẳng thế có thể gây rủi ro do nếu dòng điện sét quá lớn gây ra hiện tƣợng dòng điện sét lan truyền từ hệ thống đất qua đƣờng đẳng thế xâm nhập vào thiết bị làm cho thiết bị cắt sét bị đánh ngƣợc, làm tăng đột biến điện áp gây hỏng máy móc, thiết bị. Để khắc phục hiện tƣợng này ta lắp đặt thêm thiết bị nối đẳng thế để nối các hệ thống tiếp địa. Thiết bị này làm việc nhƣ một biến trở cực lớn tăng điện trở tối đa phân cách khi mức xung sét tại tổ đất trực tiếp là quá cao đến một giới hạn nhất định. 2. Nghiên cứu bản vẽ thiết kế 3. Chuẩn bị gia công vật liệu 4. Đo điện trở tiếp đất của hệ thống đƣờng dây và cọc tiếp đất 5. Lắp thiết bị thu sét 5.1 Lắp đặt kim thu sét. Hình 5.4. Một số hình ảnh về kim thu sét. 77 Kim thu sét là một thiết bị bằng thép không gỉ, kim này có tác dụng tạo một đƣờng dẫn dòng sét xuống đất theo đƣờng dây dẫn sét. Để kim thhu sét phát huy tác dụng ta phải gắn kim trên một trụ đỡ cao ít nhất là 2m so với mặt của trần tòa nhà. Để lắp đặt kim thu sét ta tiến hành theo các bƣớc sau. - Lắp đặt trụ đỡ kim: Trụ đỡ kim đƣợc xây dựng bằng gạch, cột bê tông hoặc bằng thép có chiều cao tối thiểu 2m và đƣợc đặt ở trung tâm của mái nhà. Hình 5.4. Trụ đỡ kim thu sét - Đặt kim thu sét vào vị trí cần đặt và tiến hành cố định kim thu sét (kim thu sét phải đƣợc cố định chắc chắn để tránh trƣờng hợp bão gió làm đổ và hỏng kim) Hình 5.5. Kim thu sét đƣợc gắn vào trụ 78 5.2. Đặt đƣờng dây dẫn sét nằm trên mái. Đƣờng dây dẫn sét là một thanh thép dẹt đƣợc đặt song song với mặt mái và đƣợc bắt cố định trên mặt mái bằng các đai thép. Đƣờng dây dẫn sét có nhiệm vụ dẫn sét từ kim thu sét xuống cọc tiếp địa. Hình 5.6. Đƣờng dây dẫn sét nằm trên mái Để lắp đặt đƣờng dây dẫn sét nằm trên mái ta tiến hành các bƣớc sau. - Khoan lỗ, đặt sâu vít trên mặt mái (chú ý khi khoan lỗ đặt sau vít ta chỉ khoan lỗ có đọ sâu vừa với chiều dài của sâu vít để tránh làm hỏng mặt mái). - Đặt các miếng đế đỡ bằng cao su dọc theo đƣờng đi của dây dẫn sét. - Đặt dây dẫn sét lên trên tấm đế đỡ. - Bắt đai thép cố định dây dẫn sét. - Đấu nối đƣờng dây dẫn với kim thu sét 5.3.Đƣờng dây dẫn sét đứng trên tƣờng. Đƣờng dây dẫn sét đứng trên tƣờng đƣợc nói liền vơid đƣờng dây nằm trên mái và c ng đƣợc cố định chắc chắn. Đƣờng dây đƣợc nối với kim thu sét thông qua đƣờng dây nằm trên mái xuống cọc tiếp địa dọc theo tƣờng. Khi bắt đƣờng dây đứng dọc theo tƣờng ta c ng dùng các cọc sắt đƣợc trôn trong tƣờng để hàn cố định cố định dây dẫn sét hoặc có thể dung các đai thép để cố định. Việc bắt cố định đƣờng dây đứng dọc theo tƣờng ta có thể sử dụng giàn giáo để khoan lỗ bắt sâu vít hoặc dung xe cẩu thùng để bắt đối với những nhà cao tầng. 79 Hình 5.7. Đƣờng dây dẫn sét đứng dọc theo tƣờng. 6. Hàn nối hệ thống Khi lắp đặt song hệ thống dây dẫn sét ta tiến hành liên kết dây dẫn sét với hệ thống nối đất để đảm bảo khi có sét đánh, sét đƣợc truyền qua hệ thống kim thu, dây dẫn và đƣợc truyền xuống đất. 7. Kiểm tra toàn bộ hệ thống Một công trình có thể bao gồm nhiều hệ thống tiếp địa: Hệ thống đất trực tiếp, hệ thống đất chống sét lan truyền, hệ thống đất công tác (nối mass). Để đảm bảo cân bằng điện thế, tránh xảy ra hiện tƣợng chênh lệch điện thế giữa các hệ thống mass làm phá hỏng thiết bị điện tử cần phải thực hiện nối đẳng thế các hệ thống tiếp địa. Nhƣng việc nối đẳng thế có thể gây rủi ro do nếu dòng điện sét quá lớn gây ra hiện tƣợng dòng điện sét lan truyền từ hệ thống đất qua đƣờng đẳng thế xâm nhập vào thiết bị làm cho thiết bị cắt sét bị đánh ngƣợc, làm tăng đột biến điện áp gây hỏng máy móc, thiết bị. Để khắc phục hiện tƣợng này ta lắp đặt thêm thiết bị nối đẳng thế để nối các hệ thống tiếp địa. Thiết bị này làm việc nhƣ một biến trở cực lớn tăng điện trở tối đa phân cách khi mức xung sét tại tổ đất trực tiếp là quá cao đến một giới hạn nhất định 80 Tài liệu cần tham khảo: - Trần Nguyên Thái - Cẩm nang kỹ thuật kèm ảnh dùng cho thợ đường dây và trạm mạng điện trung thế - Trƣờng Kỹ Thuật Điện, Công Ty Điện lực 2, Bộ năng lƣợng, 1994; - Nguyễn Xuân Phú - Cung cấp điện - NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1998; - Tài liệu giảng dạy Kỹ thuật lắp đặt điện của Trung Tâm Việt - Đức, Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh; - Phan Đăng Khải - Giáo trình kỹ thuật lắp đặt điện - NXB Giáo dục, 2002