Bài giảng an toàn điện

10/29/2014

UNIVERSITY OF TECHNICAL
EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)

FEEE

CHƯƠNG I

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

BÀII GIẢNG
BÀ
GIẢNG AN TOÀ
TOÀN
N ĐIỆ
ĐIỆN

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MỤC TIÊU

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

NỘI DUNG

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Nội dung bài học trình bày các phần sau:
 Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng :

 Đặt vấn đề.
 Tai nạn điện.

 Cung cấp cho người học những thuật ngữ, những
khái niệm cơ bản trong môn học này.

 Tác động của dòng điện đối với cơ thể người.

 Truyền đạt những kiến thức cơ bản làm nền tảng để
bước tiếp vào những chương sau.

 Điện áp bước

 Các yếu tố ảnh hưởng đến tai nạn điện.

 Dòng điện tản trong đất.
 Điện áp tiếp xúc.
 Phân loại công trình và trang thiết bị điện.
 Nguyên nhân chính gây ra tai nạn điện.

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

TAI NẠN ĐIỆN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Điện năng được sử dụng phổ biến ở nhiều nơi và trong
nhiều lĩnh vực:

 Các dạng tai nạn điện

 Sản xuất, thương mại, dịch vụ.
Điện giật

 Sinh hoạt công dân.
 Công nghiệp.
 Thành thị.
 Nông thôn.

Hoả hoạn cháy nổ

Các tai nạn điện

Đốt cháy do điện

 Mối nguy hiểm điện chỉ biết khi ta tiếp xúc với các phần tử mang điện,
nhưng như vậy là có thể nguy hiểm đến tính mạng.
 Số người làm việc liên quan đến điện ngày càng nhiều.
Cần quan tâm đến vấn đề an toàn điện
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Bài giảng An toàn điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

1


10/29/2014

FEEE

TAI NẠN ĐIỆN

Ensuring Enhanced Education

FEEE

TAI NẠN ĐIỆN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

ĐIỆN GIẬT

 Chạm trực tiếp

 Chạm gián tiếp

Chạm vào các phần tử bình
thường có điện áp

Chạm vào các phần tử bình
thường không có điện áp

feee.hcmute.edu.vn

ĐỐT CHÁY ĐIỆN

 Ngắn mạch kéo theo phát sinh hồ quang

 Phóng điện do điện áp cao

Chạm điện gián tiếp

Chạm điện trực tiếp

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

TAI NẠN ĐIỆN

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

HỎA HOẠN, CHÁY NỔ

 Dòng điện vượt quá giới hạn
làm dây phát nóng sinh hồ
quang gây cháy.
 Hóa chất đặt gần thiết bị có
dòng lớn,
lớn nhiệt độ cao gây nổ

 Hỏa hoạn, cháy nổ xảy ra ở
môi trường dễ cháy nổ : bụi
bặm, hóa chất,…

feee.hcmute.edu.vn

FEEE

 Các cơ ngực bị co rút, các thớ cơ tim co bóp hỗn loạn.
 Tim thiếu oxy ngừng đập

 Hệ thần kinh.
 Sốc điện
 Dần dần tê liệt

TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ
THỂ CON NGƯỜI

feee.hcmute.edu.vn

TÁC DỤNG GÂY CHẤN THƯƠNG

 Hồ quang điện gây ra sự hủy diệt lớp da bên ngoài.
Nặng hơn là hủy diệt cơ bắp,lớp mỡ, gân, xương.
 Đốt cháy do điện gây nóng toàn thân nếu giá trị dòng
lớn và thời gian tồn tại dài sẽ gây tử vong

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Bài giảng An toàn điện

TÁC DỤNG KÍCH THÍCH

 Hệ hô hấp, hệ tuần hoàn.

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Ensuring Enhanced Education

TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ
THỂ CON NGƯỜI

phản ứng mạnh lúc đầu.
mê man

tử vong

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ
THỂ CON NGƯỜI
TÁC DỤNG TÂM LÝ

 Gây choáng váng, hoảng loạn

 Sợ sệt
 Cảnh giác hơn khi tiếp xúc với thiết bị điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

2


10/29/2014

FEEE

Ensuring Enhanced Education

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

feee.hcmute.edu.vn

ĐẶC TUYẾN DỊNG ĐIỆN – THỜI GIAN

 Giá trị dòng điện qua người an tồn :
 Đối với dòng điện xoay chiều (50-60 Hz) phải nhỏ hơn 10mA

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

ĐẶC TUYẾN DỊNG ĐIỆN – THỜI GIAN

 Đặc tuyến dòng điện thời gian đối với dòng điện xoay
chiều tần số (15÷ 100 Hz) :
Xác xuất nghẹt
Xác xuất nghẹt
tâm thất 5%

tâm thất 50%

 Đối với dòng một chiều phải nhỏ hơn 50mA

 Thời gian điện giật càng lớn thì nguy hiểm càng cao
 Giá trị Imax và thời gian tồn tại để tim khơng ngừng đập
Dòng điện Imax (mA)
Thời gian tồn tại (s)

10
30

60
10

90

110

3

2

160

Khơng
phản
ứng

Xác xuất nghẹt
tâm thất >50%

Tim ngừng
đập, ngừng
hơ hấp …

250

1

0.4

Bắp thịt co lại, có thể
gây rối loạn nhịp tim
nếu I tăng và t kéo
dài

Khơng gây
tác hại về

sinh lí

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

feee.hcmute.edu.vn

ĐẶC TUYẾN ĐIỆN ÁP – THỜI GIAN

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

ĐIỆN TRỞ CỦA NGƯỜI

 Là quan hệ giữa điện áp tiếp xúc UT(V) và thời gian
dòng điện qua người.

 Là trị số điện trở đo được giữa hai điện cực đặt trên cơ
thể người.

 UT < 50V thời gian dòng
qua người là vơ hạn

 Điện trở người ln
thay đổi phụ thuộc vào:






 UT = 50V thời gian cho
phép qua người là 5s

Lớp sừng trên da
Diệ tích
Diện
tí h tiếp
tiế xúc
ú
Áp suất tiếp xúc
Thời gian tiếp xúc
Mơi trường tiếp xúc

C1

Rng

Ung

C2

 Để đảm bảo an tồn
thường lấy Rng = 1000Ω

R1, C1: Điện trở và điện
dung lớp da ở vò trí Ing đi
vào người
Rng: Điện trở nội tạng cơ
thể ngươi
the
người
R2, C2: Điện trở và điện
dung lớp da ở vò trí Ing đi
ra khỏi người

R1

R2

Ing

Sơ đồ tương đương điện trở người

Đường cong an tồn
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

feee.hcmute.edu.vn

ĐƯỜNG ĐI DỊNG ĐIỆN QUA NGƯỜI

 Là trị số điện trở đo được giữa hai điện cực đặt trên cơ
thể người.
Đường đi của
dòng điện
1,3

Tay trái đến chân

1

Tay phải
ả đến
ế chân
â

08
0,8

Mức độ nguy hiểm
Nguy hiểm, ít xảy ra

1,5
0,7

0,3
0.7

0,8

Thừa
số

Nguy hiểm,
ể thường
ờ
xảy
ả ra

Lưng đến tay trái

0,7

Khá nguy hiểm

Lưng đến tay phải

0,3

Ít nguy hiểm

Ngực đến tay trái

1,5

Nguy hiểm nhất, ít xảy ra

Ngực đến tay phải

1,3

Rất nguy hiểm

Mơng đến tay

0,7

Khá nguy hiểm

1

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

feee.hcmute.edu.vn

TẦN SỐ DỊNG ĐIỆN

 Dòng điện DC ít nguy hiểm hơn dòng điện AC.
 Dòng điện AC tần số cơng nghiệp (50÷ 60Hz) đặc biệt nguy
hiểm
 Tần số càng cao càng ít nguy hiểm
Tác hại đối với người ở nhũng dải tần khác nhau
Dải tần số

Tên gọi

Ứng dụng

Tác hại

DC- 10kHz

Tần số thấp

Mạch dân dụng và
cơng nghiệp

Phát nhiệt, phá
hủy tế bào

100kHz ÷ 100MHz

Tần số Radio

Đốt điện, nhiệt
điện

Gia nhiệt điện
mơi tế bào

100MHz ÷ 100GHz

Sóng
Microware

Lò Viba

Gia nhiệt nước

Phân lượng dòng điện qua tim

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Bài giảng An tồn điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

3


10/29/2014

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn






FEEE

Ensuring Enhanced Education

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

feee.hcmute.edu.vn

MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH

Độ ẩm càng lớn điện trở người giảm xuống.
Mồ hôi, các chất hóa học làm tăng độ dẫn điện của da
Nhiệt độ môi trường tăng, điện trở người giảm xuống
Mức độ bẩn của cơ thể cũng làm giảm điện trở của da

ĐIỆN ÁP CHO PHÉP

 Là giá trị điện áp qui định mà con người có thể chịu đựng
lâu dài.
 Giá trị điện áp cho phép phụ thuộc :
 Hệ thống phân phối điện
 Thời gian cắt sự cố của thiết bị bảo vệ

T
Trong điều
điề kiện
kiệ bình
bì h thường
th ờ
(UT = 50V) tiêu
tiê chuẩn
h ẩ IEC
60038 qui định :
 Đối với hệ thống TT, điện áp tiếp xúc cho phép lớn nhất là 50V
 Hệ thống TN
 Hệ thống IT

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

ĐIỆN ÁP CHO PHÉP

Hệ thống IT

Điện áp danh định tmax (s)
U0(V)

Điện áp danh
định U0/U(V)

tmax (s)
Không có dây
t
trung
tí h
tính

FEEE

DÒNG ĐIỆN TẢN TRONG ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

 Trong điều kiện ẩm ướt (UT = 25V) tiêu chuẩn IEC 60364
qui định :

Hệ thống TN

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Có dây
ttrung tính
tí h

120

0,35

120/240

0,4

1

230

0,20

230/400

0,2

0,5

277

0,20

277/480

0,2

0,5

400,480

0,05

400/690

0,06

0,2

580

0,20

580/1000

0,02

0,08

 Do hư hỏng cách điện,
mạch điện chạm đất,

dòng điện sự cố tản ra
trong đất
 Các điểm khác nhau
trong đất có sự chênh
lệch điện áp.
 Vùng quanh cực nối đất
mà dòng điện đi qua gọi
là “trường tản dòng điện”

Umax =

UA =

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

DÒNG ĐIỆN TẢN TRONG ĐẤT

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

feee.hcmute.edu.vn

 Quan hệ giữa Ud và khoảng cách x từ cực nối đất

Điện áp Ud
giảm 68%

Mô hình đơn giản dây dẫn đất

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Ngoài 20m
xem như
Ud = 0

10

Điện áp Ud
giảm 24%

Bài giảng An toàn điện

DÒNG ĐIỆN TẢN TRONG ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

 Dòng điện tản từ cực nối
đất có thể xem là chạy
trong một dây dẫn mà tiết
diện tăng theo bậc 2 của
bán kính q
quả cầu q =2πx2
 Điện trở tản dòng điện lớn
nhất ở lớp đất phần cực
nối đất

Urơi lớn nhất
 Càng xa cực nối đất điện
trở giảm
Urơi giảm.

I.ρ
2Π.x

Dòng điện tản trong đất

Thời gian cắt lớn nhất với hệ thống IT

Ensuring Enhanced Education

I.ρ
2.x
x1

Điện áp Ud
giảm 8%
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

4


10/29/2014

FEEE

ĐIỆN ÁP BƯỚC

Ensuring Enhanced Education

FEEE

ĐIỆN ÁP BƯỚC

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Là điện áp mà con người phải chịu khi chân tiếp xúc hai
điểm trên mặt đất (sàn), có sự chênh lệch điện thế do
dòng tản trong đất tạo nên.
 Các điểm cách đều điểm
chạm đất tạo nên các
vòng tròn đẳng thế.
thế
 Trị số điện áp bước phụ
thuộc vào dòng điện
ngắn mạch, điện trở
mạng nối đất và sự bố trí
của hệ thống nối đất

 Càng xa điểm NM chạm đất Ub càng giảm
 Ub = 0 nếu hai chân người
đứng trên một vòng đẳng thế
Ub = Ux – Ux+a

Ub = Iρa/2πx(x+a)

 Ngoài 20m có thể xem như
Ub = 0
 Giới hạn cho phép của Ub
thì không qui định
Phân bố điện thế các điểm trên mặt đất
Điện áp bước

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN ÁP BƯỚC

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN ÁP BƯỚC

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Ub nhỏ không gây nguy hiểm do đặc tính sinh lý dòng từ

chân qua chân
 Với Ub = 100÷ 250V, chân có thể bị co rút và sẽ nguy
hiểm nêu ngã vì lúc này dòng đi từ tay qua chân
 Để hạn chế ĐAB, người ta quy định trị số điện trở nối
đất cực đại cho phép đối với từng trường hợp cụ thể.
thể
 Khi xảy ra chạm đất phải cấm người đến gần với khoảng
cách :

 Bài tập ví dụ
Tính điện áp bước Ub lúc người đứng cách chỗ chạm đất
x = 15m dòng điện chạm đất Iđ = 5kA điện, điện trở xuất
ρ = 150Ωm khoảng cách giữa hai bước chân người a = 0,8m.
Giải
 Điện áp Ub được tính như sau :

Umax =

Id .ρ.a
5000.150.0,8
=
=402,9V
2Π.x.(x+a) 2Π.15.(15+0,8)

 4 ÷ 5m đối với thiết bị trong nhà
 8 ÷ 10m đối với thiết bị ngoài trời

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC

Ensuring Enhanced Education

FEEE

ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Là điện áp đặt vào người (tay-chân) khi người chạm phải
vật có mang điện áp
Điện áp của
thiết bị chạm vỏ
so với đất

 Điện áp tiếp xúc tăng khi càng xa cực nối đất
 Trị số điện áp tiếp xúc
đặt lên người :
UT = α.Uđ
α : hệ
ệ số tiếp
p xúc
 Giới hạn cho phép của
UT thì không qui định.

Tuy nhiên:

Hệ thống nối
đất

 UT < 50V (không có
thiết bị bảo vệ)
 UT < 250V (có thiết bị
bảo vệ)

Điện áp tiếp xúc

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Bài giảng An toàn điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Điện áp tiếp xúc trong vùng dòng điện
ngắn mạch
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

5


10/29/2014

FEEE

FEEE

ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC

Ensuring Enhanced Education

ĐIỆN ÁP BƯỚC

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Điện áp tiếp xúc tăng khi càng xa cực nối đất
 Trị số điện áp tiếp xúc đặt
lên người :
UT = α.Uđ
α : hệ số tiếp xúc
 Điện áp tiếp xúc sẽ nhỏ
nếu bộ phận nối đất trải
rộng trên một diện tích lớn.

 Giả sử tiếp xúc theo đường tay-chân
 Điện áp đặt lên người khi ngắn mạch trong vùng tản dòng điện :
Ung1 = Uđ - Ux1 – Un
 Ngoài vùng tản :
Ung2 = Uđ - Un
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

FEEE

ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC

Ensuring Enhanced Education

ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MỘT SỐ TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN

Tiêu chuẩn IEC qui định thời gian cắt cực đại với giả định
UL = 50V
Điện áp tiếp xúc giả
định (V)

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Thời gian cắt lớn nhất của thiết bị bảo vệ (s)
Dòng xoay chiều

Dòng một chiều

<50

5

5

50

5

5

75

0,60

5

90

0,45

5

120

0,34

5

150

0,27

1

220

0,17

0,40

280

0,12

0,30

350

0,08

0,20

500

0,04

0,10

feee.hcmute.edu.vn

MỘT SỐ TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN

Tiêu chuẩn IEC qui định thời gian cắt cực đại với giả định
UL = 25V
Điện áp tiếp xúc giả
định (V)

Thời gian cắt lớn nhất của thiết bị bảo vệ (s)
Dòng xoay chiều

Dòng một chiều

25

5

5

50

0 48
0,48

5

75

0,30

2

90

0,25

0,80

110

0,18

0,50

150

0,12

0,25

230

0,05

0,06

280

0,02

0,02

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

FEEE

ĐIỆN ÁP BƯỚC

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

Ensuring Enhanced Education

MỘT SỐ TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN

 Tiêu chuẩn Pháp

Utx = Ung = Rng.Ing
1200 * 10 mA = 12 V
2500 * 10 mA = 25 V

Utxcp
12 V
24 V

5000 * 10 mA = 50 V

48 V

Ngập nước
Ẩm ướt

1200 * 10 mA = 12 V
2500 * 10 mA = 25 V

12 V

Khô ráo

5000 * 10 mA = 50 V

Ngập nước
Ẩm ướt
Khô ráo
 Tiêu chuẩn IEC :

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH

 Môi trường làm việc khô ráo, không có bụi bẩn dẫn điện, to < 25oC
 Không có phần kim loại nối đất
 Sàn được cách điện

 Công trình nguy hiểm :
 Môi trường làm việc có độ ẩm 75 - 97%,
97% có bụi dẫn điện,
điện to ≤ 30oC
 Phần kim loại dẫn điện khá nhiều

 Sàn dẫn điện

 Công trình đặc biệt nguy hiểm :
25 V
50 V

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Bài giảng An toàn điện

PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ TRANG
THIẾT BỊ ĐIỆN

 Công trình ít nguy hiểm :

 Điện áp tiếp xúc cho phép Utxcp
Nhà xưởng

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

 Môi trường làm việc có độ ẩm >97%, có bụi dẫn điện, to > 30oC
 Phần kim loại nối đất nhiều (60% vùng làm việc)
 Sàn kim loại
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

6


10/29/2014

PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ TRANG
THIẾT BỊ ĐIỆN

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN LOẠI TRANG THIẾT BỊ

 Theo điện áp

FEEE

Ensuring Enhanced Education

NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG HẠ ÁP

 Nguyên nhân chủ yếu là do người chạm vào :

 Trang thiết bị có điện áp cao U ≥ 1000V
 Trang thiết bị có điện áp thấp U < 1000V

 Dây dẫn đang mang điện không bọc cách điện.

 Cách điện bị hư hỏng, xuống cấp

 Theo việc bố trí vị trí các trang thiết bị

 Hiện tượng “chạm vỏ”

 Vị trí cố định
 Di động
 Cầm tay

 Không có nắp che chắn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG CAO ÁP

 Nguyên nhân chủ yếu là do hồ quang điện :
 Khi người đến gần thiết bị hay
đường dây có điện áp cao, dù
không chạm nhưng vẫn có thể bị
tai nạn điện.

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

FEEE

feee.hcmute.edu.vn

NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN
KHÔNG CHẤP HÀNH QUI TRÌNH KĨ THUẬT AN
TOÀN ĐIỆN

 Tự ý trèo lên cột điện.

ĐIỆN ÁP BƯỚC

 Khi dây dẫn mang điện bị đứt
và rơi xuống đất, dòng điện đi
vào đất, tại mỗi điểm của đất
có một điện thế. Càng gần
điểm chạm đất điện thế càng
cao
cao.
 Nếu người ở trong vùng chạm

đất sẽ bị tác động bởi điện áp
bước.
 Bước chân càng lớn điện áp
đặt lên người càng cao.

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Ensuring Enhanced Education

NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN
KHÔNG CHẤP HÀNH QUI TRÌNH KĨ THUẬT AN
TOÀN ĐIỆN

 Vi phạm hành lang an toàn lưới điện

 Sử dụng thiết bị điện không đúng qui cách, không đảm
bảo chất lượng

 Sửa chữa điện trong nhà không cắt cầu dao điện

 Sử dụng điện bừa bãi, không đúng mục đích

Tự ý trèo lên cột điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Bài giảng An toàn điện

Chích điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

7


10/29/2014

FEEE

Ensuring Enhanced Education

NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN

feee.hcmute.edu.vn

NGƯỜI SỬ DỤNG ĐIỆN

 Người sử dụng điện không được đào tạo, trang bị kiến
thức về an toàn điện một cách đầy đủ, hệ thống.

NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

NGƯỜI SỬ DỤNG ĐIỆN

 Do trình độ cán bộ tổ chức quản lý công tác lắp đặt, xây
dựng và sửa chữa công trình điện chưa tốt

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

FEEE

Ensuring Enhanced Education

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

ĐIỆN ÁP CHO PHÉP

 Hệ thống TN
 Thời gian cắt sự cố lớn nhất tmax (s) tương ứng với điện áp hiệu
dụng xoay chiều với đất U0 (V)
U0 (V)

tmax (s)

120

08
0,8

230

0,4

277

0,4

400

0,2

>400

0,1

Thời gian cắt lớn nhất với hệ thống TN

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT

feee.hcmute.edu.vn

ĐIỆN ÁP CHO PHÉP

 Hệ thống IT
 Thời gian cắt sự cố lớn nhất tmax (s) tương ứng với điện áp hiệu
dụng xoay chiều pha - trung tính / pha - pha U0 / U (V)
Điện áp danh định
U0/U (V)

tmax (s)

Không có dây trung tính

Có dây trung tính

120/240

0,8

5

230/400

0,4

0,8

400/690

0,2

0,4

580/1000

0,1

0,2

Thời gian cắt lớn nhất với hệ thống IT

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Bài giảng An toàn điện

8


10/29/2014

UNIVERSITY OF TECHNICAL
EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)

FEEE

CHƯƠNG II

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

BÀII GIẢNG
BÀ
GIẢNG AN TỒ
TỒN
N ĐIỆ
ĐIỆN

PHÂN TÍCH DỊNG ĐIỆN QUA NGƯỜI

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

FEEE

MỤC TIÊU

Ensuring Enhanced Education

NỘI DUNG

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Sau khi học xong chương này
người học có khả năng :

 Nội dung bài học gồm các phần
 Mạng điện cách điện với đất (IT)

 So sánh được độ lớn dòng điện
chạy qua người trong nhiều loại
mạng điện khác nhau

 Mạng điện nối đất (TT, TN)
 Các biện pháp bảo vệ

 Đề xuất các biện pháp bảo vệ

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

U
U

Rng  2.Rđ Rng

Rd

Rng

C

R1

Người chạm vào 2 cực của mạng một pha

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

C

I

R2
0

R2

C

U

Rn
Rng

Rn

Ing

C

R1

0
Sơ đồ mạng điện

Rn

L1

L2

Ing

Rng

• Rd : Điện trở dây dẫn (có thể bỏ qua)

U

I

L2

Ing

L1

Rd

U

• Ing : Dòng điện qua người
• Rng : Điện trở cơ thể người

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
I

L1

 Ít xảy ra trong thực tế

• U : Điện áp hai cực mạng điện

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

 Người chạm vào một cực của mạng điện :

 Dòng điện qua người có trị số lớn nhất
 Là trường hợp nguy hiểm nhất

• Rn : Điện trở nền

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Người chạm vào hai cực của mạng điện

Ing 

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

L2
Sơ đồ thay thế

Người chạm vào một cực của mạng một pha

 Dòng điện qua người phụ thuộc vào :
• Điện trở người, điện trở cách điện của dây dẫn
• Điện áp của mạng điện
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

1


10/29/2014

FEEE

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Người chạm vào một cực của mạng điện :



MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Tính đến Rn

Ing 

U
(Rng / /R1 )  R2

U
2(Rng  Rn )  Rc

• Rn càng lớn Ing càng nhỏ

U.(Rng+R1)

an toàn

 Người đi ủng chạm vào một dây của
mạng điện, dây còn lại chạm đất :

R2.(Rng+R1)  Rng.R1

Ing 

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

feee.hcmute.edu.vn

 Người chạm vào một cực của mạng điện :

 Giả sử Rn nhỏ so với Rng và C
không đáng kể

I 

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

I.R1
U

Rng  R1 2Rng  Rc

Ing 

U
Rng  Rn

• Với R1 = R2 = Rc
• Rc càng lớn càng an toàn
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Người chạm vào một cực của mạng điện :

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Người chạm vào một cực của mạng điện :

 Tính đến điện dung đường dây với đất

U.ω.C

IngC =

2
1+4Rng
.ω2.C2

• ω : Tần số góc

 Dòng điện qua người :
2
2
Ing = IngR
+IngC

• Với

IngR =Ing =

U
Rng +Rn

 R1 = R2 = R3 = Rc , bỏ qua điện dung C và Rn :

Ing =

U
3.Rng +

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Người chạm vào một cực của mạng điện :
2
2

U.R1. R +R2 .R3 +R

 Ví dụ 1: Xác định Rc để đảm
bảo an toàn cho người khi
chạm vào một cực của mạng
điện 3 pha 400V, cách điện so
với đất.
Biết Ingcp = 10mA,
10 A Rng = 1kΩ

2
3

Rng (R1.R2 +R2 .R3 +R3 .R1 )+R1.R2R3

 Nếu
ế kể
ể đến
ế điện dung C:

U
(
Rng

1
3. 1+

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

Rc .(Rc +6Rng )

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Bài tập ví dụ :

 R1≠ R2≠ R3≠ Rc :

Ing =

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

Ing =

FEEE

Rc
3

Giải
Để đảm bảo an toàn

Rc > Rcmin
3U
Rcmin =
-3Rng =66,3MΩ
Ingcp

)

2
9.(1+Rc2.ω2.C).Rng

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

 Ví dụ 2: Xác định Ing khi người
chạm vào một cực của mạng
điện 3 pha 400V, cách điện so
với đất.
Biết Ingcp = 10mA, Rng = 1kΩ
Rc = 66,3 MΩ, C = 10µF
Giải
U
1
Ing =
(
)
Rng
Rc .(Rc +6Rng )
3. 1+
2
9.(1+Rc2.ω2.C).Rng

Ing = 43,7mA
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

2


10/29/2014

FEEE

MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Kết luận :

 Người chạm vào dây trung tính của mạng điện

 Ưu điểm của mạng điện này là Ing nhỏ khi Rc lớn

 Tuy nhiên, thực tế trong mạng này người có thể bị điện giật khi :
• Nhóm thiết bị kết nối vào mạng có Rc giảm
• Mạng điện có C lớn (đường cáp dài) Ing lớn hơn nhiều so với
trường hợp chỉ xét đến Rc
• Không thể đảm bảo không có hư hỏng cách điện

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Trường hợp bình thường :

Ung =U2 =

R12
L
Umax = 12 Umax
R13
L13

 Giá trị điện áp đặt lên người
lớn nhất chỉ bằng 2,5%U giá trị
nay không gây nguy hiểm cho
người

Mạng điện làm việc bình thường
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Người chạm vào dây trung tính của mạng điện
 Trường hợp ngắn mạch :
• Isc lớn
Ung lớn

Ung =U3 =IscR13 

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Người chạm vào dây trung tính của mạng điện
 Bài tập ví dụ : Mạng điện một pha 220V, cấp cho tải bởi dây có
L = 100m, r0 = 0,1Ωm/m, x0 = 0,08Ωm/m, IL = 40A, CB có
Im = 400A tc = 30ms. Người có nguy hiểm không khí chạm vào
trung tính ở đầu cực tải lúc bình thường và lúc ngắn mạch.

Biết Utcpp = 50V, Rngg = 1,1kΩ ?
Giải
• Trường hợp bình thường :

U
2

 Giá trị điện áp đặt lên người
lớn, thiết bị bảo vệ cần cắt
nhanh

Z = ro2 +x o2 .L=0,0128Ω

Ung =Ub =IL .Z=0,51V
Mạng điện bị sự cố

• Ung < UTcp nên không gây nguy hiểm cho người

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Người chạm vào dây trung tính của mạng điện

U
Ung = =110V
2
• Ung > Utcp =50V nên gây nguy hiểm cho người
• Dòng ngắn mạch :

U
220
=
=8594A
2.Z 2.0,0128

• Dòng qua người :
Ung
Ing =
=100mA
Rng
tc = 30ms

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Người chạm vào dây không nối đất của mạng điện
 Toàn bộ điện áp U sẽ đặt
lên người

 Bài tập ví dụ :
• Trường hợp ngắn mạch :

IN =

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

IN > Im nên CB sẽ tác động

 Dòng điện qua người:

Ing =

 Bỏ qua Rd và Rđ :
Ing =

Từ đặc tuyến thời gian – dòng điện
an toàn cho người
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

U
Rng +R
Rn +R
R d +R
Rđ

U
Rng +Rn

Chạm vào một điểm của dây không
nối đất
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

3


10/29/2014

FEEE

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN MỘT PHA

 Bài tập ví dụ :

U
=21,8(mA)
Rng +Rn

An toàn

 Dòng điện qua người:

Ing =

Ing =

 Trường hợp không đứng trên thảm cách điện :
U
=240(mA)
R ng

U
3(Rng +Rn +R đ )

 Nếu Rđ = Rn = 0 hoặc người
chạm vào dây pha và dây
trung tính :

Ung =Ing .R ng =21,8(V)
Ing =

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Mạng điện áp thấp U ≤ 1000V

 Xác định điện áp tiếp xúc khi người dứng và không đứng trên
thảm cách điện có Rn = 10kΩ và chạm vào dây nóng của mạng

điện 240V. Với Rng =1kΩ, Rd = 0?
Giải
 Trường hợp đứng trên thảm cách điện :
Ing =

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

U

3Rng

 Nguy hiểm nhất là chạm vào
hai dây pha :
U
Ing =
Rng

Nguy hiểm

Ung =Ing.Rng =240(V)

Người chạm vào một điểm của
dây pha

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Mạng điện áp cao U >1000V

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Các biện pháp chống chạm trực tiếp

 Đối với lưới điện U ≥ 110kV, trung tính nối đất trực tiếp có lợi khi
chạm đất một pha
• Ưu : Mạch bảo vệ sẽ cắt ngay sự cố, giảm thời gian tồn tại của
điện áp giáng ngay chỗ chạm

• Khuyết : Dòng ngắn mạch lớn






Cách điện phần tử mang điện bằng vật liệu cách điện
Che chắn hay bao bọc các phần tử mang điện
Rào chắn các phần tử mang điện
Đặt ra khỏi tầm với các phần tử mang điện

 Đối với mạng điện U  35kV, trung tính ít khi nối đất trực tiếp mà
thông qua cuộn dập hồ quang, giảm dòng điện qua chỗ chạm đất
nên giảm U quanh chỗ chạm đất

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Các biện pháp chống trạm cực tiếp

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Các biện pháp chống trạm trực tiếp

 Cách điện phần tử mang điện bằng vật liệu cách điện

 Che chắn hay bao bọc các phần tử mang điện

230V

TÊm
ch¾n

Chắn lưỡi DCL

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

4

10/29/2014

FEEE

FEEE

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Các biện pháp chống chạm trực tiếp

feee.hcmute.edu.vn

MẠNG ĐIỆN BA PHA

 Các biện pháp chống chạm trực tiếp

 Rào chắn các phần tử mang điện

 Đặt ra khỏi tầm với các phần tử mang điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ

Ensuring Enhanced Education

CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Các biện pháp chống chạm gián tiếp

 Các biện pháp chống chạm gián tiếp

 Nối đất vỏ thiết bị

 Sử dụng phương pháp tự động cắt nguồn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ

Ensuring Enhanced Education

CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Các biện pháp chống chạm gián tiếp

 Các biện pháp chống chạm gián tiếp

 Sử dụng cách điện bổ sung hay cưỡng bức

 Sử dụng máy biến áp cách ly
Ph
230V

230V

N

Ph
230V

12/25/50V

N

Ph
230V

5/12/15V

N
PE

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

5


10/29/2014

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

6


10/29/2014

UNIVERSITY OF TECHNICAL
EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)

FEEE

CHƯƠNG III

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

BÀII GIẢNG
BÀ
GIẢNG AN TOÀ
TOÀN
N ĐIỆ
ĐIỆN

HỆ THỐNG NỐI ĐẤT

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

MỤC TIÊU

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

NỘI DUNG

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Sau khi học xong chương này
người học có khả năng :

 Nội dung bài học gồm các phần
 Các hệ thống nối đất chuẩn

 Phân tích được ưu , nhược điểm,

tính năng và phạm vi ứng dụng của
các hệ thống nối đất chuẩn
 Có khả năng tính toán, thiết kế, thi
công hệ thống nối đất thỏa các tiêu
chuẩn hiện hành

 Điện trở xuất của đất
 Loại nối đất
 Các kiểu nối đất
 Điện trở nối đất
 Phân tích hệ thống nối đất hiện đại

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

TỔNG QUAN

 Hệ thống điện phân phối dựa vào cách bố trí hệ thống nối
đất (IEC 60364 - 3)
 Hệ thống điện được định nghĩa bằng hai chữ cái : IT,TT…
 Chữ cái thứ nhất thể hiện tính chất trung tính nguồn :
• T : trung tính nguồn trực tiếp nối đất
• I : trung tính của nguồn cách ly với đất
 Chữ cái thứ hai thể hiện hình thức bảo vệ :
• T : nối đất trực tiếp
• N : nối đất trực tiếp bằng dây dẫn bảo vệ với điểm đã nối đất
của nguồn (thường là dây trung tính)

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

feee.hcmute.edu.vn

TỔNG QUAN

 Trong mạng TN dùng thêm 1 hay 2 chữ cái để định nghĩa
cách bố trí dây trung tính và dây bảo vệ
 C : dây trung tính N và dây bảo vệ PE chung nhau thành một dây
PEN
 S : Dây trung tính N và dây PE tách biệt nhau
y trung
g tính N và dây
y bảo vệ
ệ PE kết hợp
ợp trong
g một

ộ vài
 CS : Dây
phần của hệ thống

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

1


10/29/2014

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG IT

 Trung tính cách ly hay nối đất qua điện trở
 Vỏ thiết bị, vật dẫn tự nhiên được nối với điện cực nối đất
riêng

 Dây PE tách biệt, và có tiết diện nhỏ hơn dây N
 Bình thường dây PE không có sụt áp

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG IT

 Giảm ngưỡng quá áp khi xuất hiện sự cố chạm từ cuộn
cao sang cuộn hạ của MBA nguồn
 Dòng sự cố thứ nhất thường thấp và không nguy hiểm
 Khi sự cố thứ hai xảy ra trên pha khác sẽ tạo nên dòng
ngắn mạch và gây nguy hiểm
 IT được dùng khi có yêu cầu
ầ bức thiết
ế về
ề tính liên tục
cung cấp điện

Thiết bị

Trung tính cách ly

Trung tính nối đất qua
điện trở

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

HỆ THỐNG TT

 Trung tính được nối đất trực tiếp
 Vỏ thiết bị được nối tới cực nối đất bằng dây nối đất, cực
nối đất này thường độc lập với cực nối đất của nguồn.
 Dây PE riêng biệt với dây trung tính

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG TT

 Sơ đồ đơn giản.
 Tiết diện dây PE có thể nhỏ hơn dây N và được xác định
theo dòng sự cố
 Bình thường dây PE không có sụt áp
 Khi sự cố, xung điện áp trên dây PE thấp

Thiết bị
Thiết bị

Nối đất kiểu TT
Nối đất kiểu TT
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

HỆ THỐNG TT

 Vì sử dụng hai hệ thống nối đất riêng biệt nên cần lưu ý :
 Bảo vệ quá áp
 Cần đặt bộ chống sét van nhằm đảm bảo mức bảo vệ cần thiết
 Cần có RCD với dòng >500mA để chống hỏa hoạn

 Hệ thống TT được dùng cho mạng điện bị hạn chế về sự
kiểm tra hay mạng điện có thể mở rộng,
rộng cải tạo.
tạo

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG TN

 Trung tính của nguồn nối đất trực tiếp
 Vỏ kim loại và các vật dẫn tự nhiên của lưới được nối với
dây trung tính.
 Hệ thống TN gồm 3 dạng sau :
 TN-C : dây trung tính và dây bảo vệ nối đất được dùng chung và
gọi là dây PEN
 TN-S : dây bảo vệ (PE) và dây trung tính (N) là riêng biệt.
 TN-C-S : là hệ thống kết hợp giữa TN-C và TN-S

Thiết bị
Thiết bị

Nối đất kiểu TT

Hệ thống TN
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

2

10/29/2014

FEEE

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG TN

 Trung tính của nguồn nối đất trực tiếp
 Vỏ kim loại và các vật dẫn tự nhiên của lưới được nối với
dây trung tính.
 Hệ thống TN gồm 3 dạng sau :
 TN-C : dây trung tính và dây bảo vệ nối đất được dùng chung và
gọi là dây PEN
 TN-S : dây bảo vệ (PE) và dây trung tính (N) là riêng biệt.
 TN-C-S : là hệ thống kết hợp giữa TN-C và TN-S

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG TN

 Hệ thống TN-S
Điểm trung tính của nguồn được nối đất 1 lần tại đầu vào của lưới
Vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên được nối với dây bảo vệ.
Dòng sự cố và Utx lớn nên cần trang bị thiết bị tự động ngắt nguồn
Dây PE tách biệt với dây N, không nối đất lặp lại và tiết diện được
xác định theo dòng sự cố
 Bình thường, dây PE không có sụt áp và dòng điện






Thiết bị

Hệ thống TN-S

Hệ thống TN
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

HỆ THỐNG TN

 Hệ thống TN-S

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG TN

 Hệ thống TN-C

 Hệ thống thường được sử dụng trong :
• Mạch sử dụng dây/cáp đồng, tiết diện < 10mm2 hay dây /cáp
nhôm tiết diện < 16mm2
• Các thiết bị di động
• Mạng điện không mở rộng hay cải tạo
• Mạng điện được theo dõi kiểm
ể tra thường xuyên









Trung tính của nguồn được nối đất trực tiếp
Vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên được nối với dây trung tính.
Dây trung tính nối đất lặp lại càng nhiều càng tốt
Dây PE với dây N là một
Dòng sự cố và Utx lớn nên cần trang bị thiết bị tự động ngắt nguồn
Bình thường, vỏ thiết bị, đất, trung tính có cùng điện thế

Hệ thống TN-S

Hệ thống TN-S
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

HỆ THỐNG TN

 Hệ thống TN-C

feee.hcmute.edu.vn

HỆ THỐNG TN

 Hệ thống TN-C-S

 Khi hư hỏng cách điện, Isclớn gây sụt áp nguồn, nhiễu điện từ và
có thể gây cháy
 Khi tải không đối xứng, dây PE sẽ có điện
 Hệ thống sử dụng cho :
• Mạng không cải tạo, mở rộng
• Mạch sử dụng dây/cáp đồng, tiết diện > 10mm2 hay dây /cáp
nhôm tiết diện > 16mm2

 Là hệ thống kết hợp của TN-C và TN-S
 TN-C không được dùng sau TN-S
 Điểm phân dây PE khỏi dây PEN là điểm đầu của lưới

TB1

TB2

TB3

Hệ thống TN-C-S

Sơ đồ TN-C không cho phép
sử dụng sau sơ đồ TN-S

Hệ thống TN-S
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

3


10/29/2014

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

PHẠM VI ỨNG DỤNG

 Trong thực tế, việc chọn loại hệ thống nối đất căn cứ vào
các yếu tố sau :
 An toàn chống điện giật
 An toàn chống hỏa hoạn do điện
 Bảo vệ chống quá áp
 Bảo
ả vệ chống
ố nhiễu
ễ điện từ
 Liên tục cung cấp điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

PHẠM VI ỨNG DỤNG

feee.hcmute.edu.vn

PHẠM VI ỨNG DỤNG

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

QUI ĐỊNH VỀ DÂY PE VÀ PEN

QUI ĐỊNH VỀ DÂY PE VÀ PEN

feee.hcmute.edu.vn

 Phương pháp chọn tiết diện dây PEN và dây PE :

 Dây PE :
 Nối các vật dẫn tự nhiên và vỏ kim loại không mang điện của các
thiết bị tạo lưới đẳng áp.
 Thường được bọc cách điện màu vàng sọc xanh lục
 Trên dây không chứa thiết bị đóng cắt

 Phương pháp đơn giản hóa :
 Phương pháp đẳng trị nhiệt :
• Cần qua tâm đến hệ số K
• Hệ số K có thể tra bảng hoặc theo công thức :

K=

 Dây PEN :
 Có chức năng của dây trung tính và dây bảo vệ có tiết diện không
nhỏ hơn dây trung tính
 Không sử dụng cho cáp di động

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

•
•
•
•
•

Qc  B  20 

20

   i 
In  1  f

B  i 


: dòng điện định mức của dây dẫn
In
: nhiệt dung trên một đơn vị thể tích của VL (J/oCmm3)
Qc
B
: gía trị nghịch đảo của điện trở suất dây dẫn ở 0oC
Ρ20 : điện trở suất của dây dẫn ở 20oC
Өi ,Өf : nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng của dây dẫn
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

4


10/29/2014

FEEE

CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN

Ensuring Enhanced Education

FEEE

ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

QUI ĐỊNH VỀ DÂY PE VÀ PEN

 Bài tập ví dụ :
 Xác định Smin của dây PE trong mạng hạ áp sử dụng cáp đơn lõi
bằng đồng, có vỏ bọc cách điện PVC. Biết dòng ngắn mạch chạm
đất I = 25kA, thời gian cắt ngắn mạch của CB tc = 30ms
Giải :
 Phương pháp đẳng trị nhiệt :

S PEmin =

feee.hcmute.edu.vn

 Là điện trở của khối lập phương đất mỗi cạnh 1cm có đơn
vị Ωm hay (Ωcm)
 Các loại đất khác nhau có điện trở suất khác nhau
 Điện trở suất của đất có thể xác định bằng máy đo hoặc
xác định bằng biểu thức :
4 Π a .R

ρ=

I. t 2500. 0,03
=
=30,3mm 2
K
143

1+

 Vậy chọn dây PE có tiết diện 35mm2

2a

-

(a 2 + b 2 )

2a
(4 a 2 + 4 b 2 )

 a : khoảng cách giữa các cọc
 b : chiều sâu cọc chôn trong đất
 R : điện trở đất
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Trường hợp a > 20b :
 Vì ρ thay đổi theo mùa nên :

 Tính toán sơ bộ có thể dùng trị số gần đúng của điện trở
suất của một số loại đất sau :

ρ=2Πa.R

ρtt =ρ.K m

Loại đất

 ρtt : điện trở suất tính toán của đất
 ρ : điện trở suất đo được

Nước biển

 Km : hệ số mùa

Hình thức nối
đất

Độ sâu đặt bộ phận
nối đất (m)

Thanh đặt nằm
ngang

0,5

1,4 ÷ 1,8

0,8 ÷ 1

1,25 ÷ 1,45

0,8

1,2 ÷ 1,4

Cọc đặt thẳng
đứng

Km

Ghi chú
Đo vào
mùa khô
Đo vào

mùa mưa

Hệ số thay đổi điện trở suất của đất theo mùa

FEEE

ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT

0,15 ÷ 0,25

0,2

5 ÷ 100

8

Đất sét ẩm

2 ÷ 12

10
20

Nước sông, ao hồ

10 ÷ 500

Đất pha sét

20 ÷ 200

30

Đất ruộng

20 ÷ 100

40

Bê tông

40 ÷ 1000

100

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

LOẠI NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

 Tính toán sơ bộ có thể dùng trị số gần đúng của điện trở
suất của một số loại đất sau :
Loại đất

Giá trị điện trở suất khi
thiết kế (Ωm)

Đất
ấ đen

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Ensuring Enhanced Education

Giá trị điện trở suất
giới hạn (Ωm)

Giá trị điện trở suất
giới hạn (Ωm)

Giá trị điện trở suất khi
thiết kế (Ωm)

Đất khô

20 ÷ 1000

100

Đất
ấ pha cát

300 ÷ 500

400

Than

1000 ÷ 5000

2000

Đất đá nhỏ

1000 ÷ 50000

3000

Cát

1000 ÷ 10000

3000

Đất đá lớn

10000 ÷ 50000

20000

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

NỐI ĐẤT TỰ NHIÊN

 Sử dụng các ống dẫn nước hay các ống bằng kim loại
khác đặt trong đất (trừ các ống nhiên liệu lỏng, khí dễ
cháy, nổ) làm trang thiết bị nối đất
 Điện trở nối đất được đo thực tế hoặc tính toán gần đúng
theo tài liệu
 Chỉ được
đ ợc xem
em là nối đất bổ sung
s ng

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

5


10/29/2014

FEEE

LOẠI NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

FEEE

LOẠI NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

NỐI ĐẤT NHÂN TAO

feee.hcmute.edu.vn

 Đảm bảo giá trị điện trở đất nằm trong giới hạn cho phép
và ổn định trong thời gian dài
 Nối đất bằng cọc thép, thanh thép dẹp (dài 2 ÷ 3m) đóng
sâu xuống đất, đầu trên cách đất 0,5 ÷ 0,8m
 Tiết diện cọc nối đất :

NỐI ĐẤT NHÂN TAO

feee.hcmute.edu.vn

Đặc điểm các trang thiết bị nối đất kiểu cũ và kiểu mới

 Đối với U ≤ 1000V thì Scọc ≥ 48mm2
 Đối với U > 1000V thì Scọc ≥ 100mm2

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC KIỂU NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

CÁC KIỂU NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

KIỂU NỐI ĐẤT

NỐI ĐẤT TẬP TRUNG

NỐI ĐẤT MẠCH VÒNG

feee.hcmute.edu.vn

THI CÔNG HỆ THỐNG NỐI ĐẤT

 Trước khi đặt xuống đất, cọc nối đât phải được đánh sạch
gỉ, không sơn, nơi an mòn cao cần tráng kẽm hay dùng
cọc thép bọc đồng
 Đường dây nối đất chính :
 Chôn sâu 0,5 ÷ 0,7m nếu đặt ngoài trời
 Đặt trong rãnh hay đặt nối theo tường nếu ở trong nhà

 Các cọc nối đất được nối với
nhau và tập trung một chỗ
 Khoảng cách giữa các cọc
bằng 2 lần chiều dài cọc để
loại trừ hiệu ứng màn che
 Sử dụng nơi ẩm thấp, điện trở

suất thấp, xa công trình

 Các cọc nối đất được đặt theo
chu vi công trình
 Hàng cọc nối đất cách mép
tường 1 ÷ 1,5m
 Sử dụng khi phạm vi công trình
hẹp hoặc trang thiết bị có
U > 1000V, dòng chạm đất lớn.

 Dây nối đất chính :
 Được nối vào bảng đồng nối đất
 Các trang thiết bị được nối vào
bảng đồng bằng dây nhánh
 Cấm mắc nối tiếp trang thiết bị
điện vào dây nối đất chính
Bảng đồng tiếp địa

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

 Hệ thống nối đất đơn giản :

feee.hcmute.edu.vn

XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

 Hệ thống nối đất đơn giản :

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

6


10/29/2014

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

 Hệ thống nối đất đơn giản :

 Hệ thống nối đất đơn giản :

 Những vùng có điện trở suất cao, diện tích lắp đặt nối đất bị hạn
chế thì có thể sử dụng hệ thống nối đất chôn sâu với chiều dài cọc
nối đất đạt đến 20m hoặc hơn nữa.
 Với đất có cấu tạo hai lớp đất có điện trở suất khác nhau thì điện
trở cọc nối đất thẳng đứng là :
Rc =

•
•
•
•

1
 4L 
.ln 

h
1  d 
2Π  + L-h  
ρ2 
 ρ1

ρ1, ρ2,: điện trở suất lớp đất trên và dưới (Ωm)
h : bề dầy của lớp đất trên (m)
L : chiều dài cọc nối đất (m)
d : đường kính cọc nối đất (m)

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

 Hệ thống nối đất hỗn hợp :
 Hệ thống gồm n cọc chôn thẳng
đứng :

r
Rc = c
n.ηc

PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN TRỞ
NỐI ĐẤT

feee.hcmute.edu.vn

 Phương pháp Ampere kế và Volt kế
 Khoảng cách giữa cọc đất E, cọc dò S và cọc phụ H là 20m
• rc : điện trở một cọc nối đất
• ηc: hệ số sử dụng cọc chôn
thẳng đứng

 Hệ thống gồm thanh (dây) nằm
ối các
á cọc chôn
hô thẳng
thẳ

ngang nối
đứng :
• rt : điện trở thanh (dây)
rt
R th =
• ηth : hệ số sử dụng thanh
ηth
(dây) nằm ngang
 Hệ thống gồm các cọc và thanh
dây kết hợp
• Rc , Rth : lần lượt là điện trở
R .R
của hệ thống cọc và hệ
RHT = c th
Rc +R th
thống thanh (dây)

 Dùng MBA cách ly cung
cấp nguồn điện áp xoay
chiều có thể thay đổi giá
trị vào hai đầu cọc E và S
 Đo Umeas bằng Volt kế V
 Đo I bằng Ampere kế

G

 Điện trở nối đất cần đo :

PP Volt kế – Ampere kế
Umeas

I
 Phương pháp này dùng để đo điện trở nối đất có giá trị nhỏ

R th =

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN TRỞ
NỐI ĐẤT

 Phương pháp sử dụng máy đo với cọc phụ và cọc dò :

feee.hcmute.edu.vn

PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN TRỞ
NỐI ĐẤT

 Phương pháp sử dụng máy đo với cọc phụ và cọc dò :

 Khoảng cách giữa điểm dò, điểm phụ và điểm cần đo cần tuân
theo qui định và không nhỏ hơn 20m

d : đường chéo lớn nhất của bề dày mặt đất chôn HT nối đất
Cách bố trí khoảng cách giữa điểm dò và điểm phụ
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

Sử dụng máy đo với cọc dò
và cọc phụ
Cọc dò

Cọc phụ

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

7


10/29/2014

FEEE

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN TRỞ
NỐI ĐẤT

 Phương pháp dùng máy đo khơng sử dụng cọc phụ và
cọc dò :

feee.hcmute.edu.vn

PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN TRỞ
NỐI ĐẤT

 Phương pháp dùng máy đo khơng sử dụng cọc phụ và
cọc dò :
 Dùng để đo điện trở nối đất của một cọc trong hệ thống nhiều cọc

Đo điện trở nối đất của một cọc trong hệ thống nối đất
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

PHƯƠNG PHÁP VÀ DỤNG CỤ ĐO ĐIỆN TRỞ
NỐI ĐẤT

 Phương pháp dùng máy đo khơng sử dụng cọc phụ và
cọc dò :

 Điện trở của n cọc nối đất song song :
 Thực tế R1,n rất nhỏ nên :

R=

U
I

 1 1
1 
R1,n =  + +...+ 

Rn 
 R1 R2

feee.hcmute.edu.vn

VÍ DỤ TÍNH TỐN

 Ví dụ 2 :
 Thiết kế hệ thống nối đất cho phân xưởng có chiều dài 20m, chiều
rộng 10m và ρ = 150Ωm?

Cọc nối đất
Cáp đồng 50mm2

-1

Cáp đồng 35mm2
Bảng đồng nối đất

Hệ thống nối đất phân xưởng

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

VÍ DỤ TÍNH TỐN

 Ví dụ 2 :
 Sử dụng cọc thép bọc đồng, chiều dài 3m, đường kính 16mm,
được liên kết với nhau bằng cáp đồng trần S = 50mm2 , chơn sâu
0,8m so với mặt đất và được bố trí như sau :

VÍ DỤ TÍNH TỐN

 Ví dụ 2 :
 Điện trở suất tính tốn :
ρtt = ρ.Km = 150.1,4 = 210 (Ωm)
 Với n=12, a/l = 6/3 = 2, tra bảng ta được :
ηc = 0,68
ηth = 0,38
 Dựa vào cơng thức cho trong bảng và dữ liệu đề bài ta tính được:

7m

rc = 52,2 (Ω)
rt = 6,37 (Ω)
Hệ thống nối đất phân xưởng

6m

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

8


10/29/2014

FEEE

FEEE

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

feee.hcmute.edu.vn

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

 Ví dụ 2 :

 Ví dụ 3 :

 Điện trở hệ thống cọc :
Rc =

 Tính điện trở nối đất của một cọc nối đất có chiều dài L = 30m,
đường kính d = 0,1m, chôn sâu ở khu vực có lớp đất trên có điện
trở suất cao ρ1 = 2000Ωm và chiều dầy h = 10m, lớp đất dưới có
điện trở suất của đất thấp ρ2 = 750Ωm .
Giải
 Điện trở
ở nối
ố đất
ấ của
ủ cọc là :

rc
52,2
=
=6,4Ω
n.ηc 12.0,68

 Điện trở của dây cáp :

Rth =

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

rt 6,37
=
=16,37Ω
ηth 0,38

Rc 

 Điện trở nối đất của toàn hệ thống :

R HT =

R c .R th
6, 4.16,7
=
=4,6Ω
R c +R th 6, 4  16,7



1
 4L 
.ln 

h
1  d 
2Π  + L-h  
ρ

ρ
2
 1

1
 4.30 
.ln
 35,6
1   0,1 
 10
2Π 
+  30-10 

750 
 2000

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI

feee.hcmute.edu.vn

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

 Ưu điểm của hệ thống nối đất truyền thống là đơn giản, dễ
làm, dễ thi công
 Một số hạn chế trong hệ thống nối đất truyền thống :
 Điện trở nối đất không giảm tuyến tính theo số lượng cọc
 Điện trơ nối đất không ổn định do tác động của thời tiết (mưa làm
phân tán muối
ố trong đất
ấ
làm giảm Rđ)
 Liên kết các bộ phận nối đất bằng ốc xiết tuy đơn giản nhưng lại
không đảm bảo mối liên kết tốt và bền về mặt dẫn điện
 Không giảm được giá trị tổng trở nối đất của hệ thống nối đất do
không giảm được thành phần dung kháng

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Điện cực nối đất
 Thường được sử dụng
là cọc thép bọc đồng có
Ф=13mm, 16mm, 23mm
có ưu điểm : giá rẻ, độ
dẫn điện tốt, chống ăn
mòn cao bền trong kết

nối và lắp đặt
 Đường kính cọc được
chọn dựa vào độ bền cơ
học (không cong, gãy khi
đóng xuống đất)
 Chiều dài cọc chuẩn
không quá 3m.

Quan hệ R= f(L, Ф )

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI

THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Liên kết giữa các bộ phận nối đất

 Điện cực nối đất
 Cọc dài trên 3m thường được
sử dụng khi :
• Khoảng cách giữa lớp đất
trên (có ρ lớn) và lớp đất
ẩ lớn
ẩm
lớ hơn
h 3m
3

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

L1


L2 > L1
L2



• Diện tích triển khai hệ
thống nối đất bị hạn chế

Gradient điện thế
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

 Ốc xiết
 Hàn hóa nhiệt CADWELD :
• Cho phép hàn nhanh chóng với chất
lượng cao các mối nối đồng/đồng,
đồng/thép.
• Nguyên lý : kết hợp trộn đầy chất hàn
và tác nhân hàn trong một khuôn
graphite. Sự phân huỷ của ôxyt đồng
do nhôm tạo ra đồng chảy và xỉ ôxyt
nhôm tại nhiệt độ cao hơn 2500°C
• Hình dạng kích thước của khuôn đa
dạng thích hợp với mọi chi tiết được
hàn

Mối hàn Cadweld

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

9


10/29/2014

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Liên kết giữa các bộ phận nối
đất
 Đặc điểm mối hàn CADWELD :
• Tải dòng điện hiệu quả hơn
dây dẫn
• Không
g hư hỏng
g hay
y g
giảm
chất lượng theo thời gian
• Là mối nối phân tử nên
không bị hư hỏng hay ăn
mòn
• Chịu được dòng sự cố lặp lại
• Dễ thi công
• Thiết bị nhẹ, không đòi hỏi
nguồn ngoài, không đắt tiền.

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT

HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Hóa chất giảm điện trở
 Giúp giá trị điện trở đất thỏa yêu
cầu Rđ ≤ 100Ω làm tăng độ ổn
định và an toàn của hệ thống nối
đất
 Bao gồm các ion kim loại có tính
dẫ điện
dẫn
điệ cao, hóa
hó chất
hất giữ
iữ độ
ẩm và hóa chất kết dính
 Hóa chất giảm điện trở hay dùng
là EEC và GEM do công ty Erico
Lighting Technologies cung cấp
 GEM được sử dụng cho đất có
điện trở suất cao
Khuôn và các dạng kết nối
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Hóa chất giảm điện trở
 Ưu điểm :
• Vận chuyển và bảo quản dễ
dàng
• Bền vững không cần bảo trì
• Giữ điện
ệ trở đất là hằng
g số
và ổn định với thời gian
• Không bị phân huy hay mục
rửa
• Thích hợp cho việc lắp đặt ở
nơi đất khô hay đất bùn
• Không phụ thuộc vào sự hiện
diện của nước để duy trì tính
dẫn điện

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT

HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Cọc hóa chất
 Sử dụng cho các vùng :
• Điện trở suất quá cao
• Diện tích thi công hệ thống nối đất bị hạn chế

Hóa chất GEM
Cọc nối đất
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Máy đo điện trở nối đất hiện đại
 Hiển thị màn hình LCD
 Tầm đo rộng, độ chính xác cao
 Có thể đo Rđ bằng nhiều phương
pháp (2 cọc hoặc 4 cọc)
 Đo từng
g p
phần tử với sự

ự trọ
ọ g
giúp
p
của TU và TI
 Tự động hóa quá trình đo
 Tự nhận biết việc kết nối các dây
đo và kết nối nó với đất
 Bù trừ điện trở dây đo
 Lưu dữ liệu và in kết quả ra giấy

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Máy đo điện trở nối đất hiện đại
 Một số ứng dụng dùng máy đo đo điện trở nối đất

Máy đo và phụ kiện
Đo điện trở từng chân cột điện
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

10


10/29/2014

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

 Máy đo điện trở nối đất hiện đại
 Một số ứng dụng dùng máy đo đo điện trở nối đất

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
PHẦN MỀM PHỤ TRỢ

 Nhằm giúp xác định một cách nhanh chóng điện trở nối đất,
số lượng hóa chất cần sử dụng
 Phần mềm GEM là một ví dụ
 Tính năng của phần mềm GEM :
 Tính điện trở nối đất của một cọc hay nhiều cọc khi có/không hóa
chất
hất giảm
iả điện
điệ trở
t ở GEM
 Tính điện trở nối đất của thanh/dây nối các cọc bố trí theo đường
thẳng khi có/không hóa chất giảm điện trở GEM
 Tính điện trở nối đất của thanh/dây nối các cọc bố trí theo mạch
vòng khi có/không hóa chất giảm điện trở GEM
 Hướng dẫn lắp đặt hệ thống nối đất chôn thẳng đứng và chôn nằm
ngang

Đo điện trở nối đất của một cọc trong hệ thống nối đất
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
PHẦN MỀM PHỤ TRỢ

 Một số giao diện của phần mềm GEM :

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
PHẦN MỀM PHỤ TRỢ

 Một số giao diện của phần mềm GEM :

Tính hệ thống nối đất nhiều cọc chôn thẳng đứng (có GEM)

Giao diện Menu
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
PHẦN MỀM PHỤ TRỢ

 Một số giao diện của phần mềm GEM :

Tính R nối đất của dây đặt nằm ngang theo đường thẳng
(có GEM)
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

PGS.TS.Quyền Huy Ánh

FEEE

Ensuring Enhanced Education

feee.hcmute.edu.vn

PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
PHẦN MỀM PHỤ TRỢ

 Một số giao diện của phần mềm GEM :

Tính R nối đất của dây đặt theo mạch vòng (có GEM)
PGS.TS.Quyền Huy Ánh

11