Bài tập lớn kĩ thuật cao áp

KHOA CƠ ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN
KĨ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP

Hà Nội, 2017


I, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP CHO 1 CÔNG TRÌNH XÂY
DỰNG
Chọn công trình xây dựng là Giảng đường phục vụ học tập gồm 5 tầng:
• Chiều cao = 18 (m)
• Chiều dài : 40 (m)
• Chiều rộng: 20 (m)
Diện tích S = 40 x 20 – ( 5 x 10 ) = 750 ()

- Chọn chiều cao cột chống sét h = 5(m)
Chiều cao của cả tòa nhà là : h = 5 + 18 = 23 (m)
Hệ số phụ thuộc chiều cao p = 1 ( vì h 30m )
 Bố trí cọc : gồm 11 cọc, mỗi cọc 5 m
- Tính bán kính bảo vệ của 1 cọc:
Có = . 23 = 15,33 (m) = 18m
= 0,75h. p
= 0,75 . 23 . . 1 = 3,75 (m)
- Tính chiều cao hiệu dụng của cột thu sét:

Mặt bằng bảo vệ


= h - = 23 – 18 = 5 (m)
Có điều kiện : D 8.( h - ) .p D 8..p ⇒

Nhóm các cặp cột (1,2,3,4) và (8,9,10,11) tạo thành hình chữ nhật:
- Xét hình chữ nhật (1,2,3,4) có:
= 9 (m) , = 15 (m) → Đường chéo D =3 (m)
→ = = 2,18 (m) = 5 (m) ⇒ thỏa mãn
- Xét hình chữ nhật (8,9,10,11) tương tự như hình (1,2,3,4) .

 Nhóm các cột (4,5,6), (5,6,7), (5,7,8) tạo thành hình tam giác có:
- Xét tam giác (5,6,7) :
= 8 (m), = = = 2 (m)

- Nửa chu vi của tam giác :
p = ( + + ) = 14,77 (m)


⇒ D= = = 11,6 (m)
⇒ = = 1,45 → thỏa mãn
⇒ Chiều cao của cột chống sét chọn phù hơp.
- Xét tam giác (4,5,6), (5,7,8) tương tự thỏa mãn.

 Nhóm các cặp cột ( 2,4,6), (7,8,10) tạo thành tam giác:
- Xét tam giác (2,4,6) có:
= 15 (m), =2 (m) , = 6,4 (m)
- Nửa chu vi của tam giác:
P = ( + + ) = 16,08 (m)
⇒ D= = 17,3 (m)
⇒ = = 2,16 < → thỏa mãn
- Xét tam giác (7,8,10) tương tự thỏa mãn

 Tính bán kính bảo vệ giữa 2 cọc:

- Các cặp cột (1,2) , (1,3) , (3,4), (4,2)
(5,6), (5,7), (6,7) , (4,6), (7,8)
(8,9), (8,10), (9,11), (10,11)
(2,6), (4,5), (5,8), (7,10)
- Các cặp cột bằng nhau: (1,2) = (3,4) = (10,11) = (8,9)
(1,3) = (4,2) = (8,10) = (9,11)
(5,6) = (5,7)= (4,6)= (7,8);
(2,6) = (7,10); (4,5) = (5,8)
- Tính bán kính bảo vệ cặp (1,2)
Có : = h- = 23 - = 21,71 (m)


= 14,5 (m)
Áp dụng công thức:
= 0,75.. = 0,75. 21,71. = 2,7825 (m)
Ta tính tương tự được bảng sau:
Cặp cột
(1,2)
(3,4)
(10,11)
(8,9)
(1,3)
(4,2)
(8,10)
(9,11)
(5,6)
(5,7)
(4,6)
(7,8)
(2,6)

(7,10)
(4,5)
(5,8)
(6,7)

a
18

9

21,71

14,5

2,7825

18

15

20,85

13,9

2,1375

18

2.

21,46

14,3

2,595

22,08

14,72

3,06

21,85

14,6

2,895

18
18

8


Bán kính bảo vệ


► Tính toán nối đất chống sét :
Xây dựng giảng đường trên đất ao hồ, vào mùa khô, nối đất thành dãy
= 0,8. (Ω.cm)

- Chọn cọc thép tròn 20 , chiều dài cọc = 3 (m) = 300 (cm)
Độ chôn sâu = 0,8 (m) ⇒ = 1,15
⇒ = . = 0,8. . 1,15 = 9200 (Ω.cm)
- Điện trở một cọc là:
=.
Với t = + = 2,3 (m) = 230 (cm)
⇒ = . = 29,49 (Ω)
 Có 10Ω
⇒ Số cọc lý thuyết : = = = 2,94 3 (cọc)
- Chọn khoảng cách giữa các cọc: a = 5(m) → = 1,67
Tra bảng với = 2 và n = 3 (cọc) có
= 0,86
⇒ Số cọc nối đất sơ bộ là
n= = = 3,43 (cọc)
- Chọn n= 4 cọc có : = 0,83 , = 0,7
- Bố trí lưới nối đất dạng dãy thẳng 4 cọc

Tra bảng => k = 1
 Chọn thanh nối ngang có kích thước 25 x 4 (mm), chôn sâu = 0,8 (m)
⇒ d= 0,5.b = 0,5. 25 = 12,5 (mm) = 1,25 (cm)


Có : = 1,25 ⇒ = = 10000 (Ω.cm)
⇒ = . ln = . ln = 8,61 (Ω)
( với L = a.n = 5.4 = 20(m) = 2000 (cm) )
⇒ = = = 4,68 (Ω)
⇒ < ⇒ thỏa mãn

► Tính điện trở tản xung:
Chọn dạng sóng (t) =

⇒ = = = 0,42 (
⇒ = 0,2 . = 0,2 . = 1,49 (
( với : r = = = 0,625 (cm) )
⇒ Z (0, ) = + = 5,189 + = 22,92 (Ω)