Nối đất trong hệ thống điện

Tài liệu hướng dẫn
Dành cho công nhân kỹ thuật
Và kỹ sư mới ra trường.
Phạm Quốc Thái biên soạn.
Mục lục

Tổng quan về hệ thống nối đất.

Nối đất trong mạng hạ áp.

Các kiểu nối đất

So sánh các kiểu nối đất

Hệ thống nối đất trung áp.

Các kiểu nối đất.

So sánh các kiểu nối đất

Phương pháp nối đất

Các vấn đề về nối đất.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
Trung tính trong hệ thống điện

Hệ thống điện ba pha
bao gồm 3 điện áp được
đo giữa các pha với
nhau, và một điểm
chung gọi là điểm “trung

tính”.

Thông thường, điểm
trung tính là điểm chung
của hệ thống 3 pha nối
hình sao.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
Đặc điểm của điểm trung tính

Điểm trung tính có thể hiện hữu hoặc cũng có thể
không.

Điểm trung tính có thể được nối đất, nhưng cũng có
thể không.

Điểm trung tính có thể nối đất trực tiếp hay nối đất
qua một điện trở hoặc điện kháng

Nếu điểm trung tính không nối với điểm đất nào,
người ta gọi là hệ thống cách đất.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
Vai trò của hệ thống nối đất

Khi cách điện của hệ thống có sự cố, hoặc khi có một
pha chạm đất, các giá trị dòng điện ngắn mạch, điện áp
tiếp xúc, và quá điện áp phụ thuộc nhiều vào phương
thức nối đất.

Kiểu nối đất trực tiếp giảm được quá điện áp, nhưng lại
làm tăng dòng điện chạm đất.


Trung tính cách đất giảm dòng chạm đất nhưng lại tăng
nguy cơ quá điện áp.

Khả năng vận hành liên tục khi chạm đất phụ thuộc trực
tiếp vào hệ thống nối đất.

Trung tính cách đất: cho phép vận hành liên tục ngay cả
khi có một pha chạm đất.

Trung tính nối đất trực tiếp hay nối đất qua trở kháng
nhỏ: cắt mạch ngay từ lần chạm đất đầu tiên.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
Tác động của việc nối đất

Việc phát triển sự cố tại một số thiết bị như động
cơ, máy phát điện, mức độ gây hỏng cách điện cũng
tùy thuộc vào hệ thống nối đất.

Trong hệ thống trung tính nối đất thiết bị điện bị ảnh
hưởng của việc chạm đất nhiều hơn và gây hư hỏng
nặng nề hơn, vì dòng điện chạm đất lớn hơn.

Trong hệ thống trung tính cách đất hoặc trung tính nối
đất qua tổng trở, các hư hỏng này giảm thấp, nhưng
thiết bị phải có cấp điện áp phù hợp với khả năng xảy
ra quá áp của loại lưới này.
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất


Các kiểu nối đất được quy định bởi tiêu chuẩn IEC 60364-3.
Có 3 loại hệ thống: IT, TT và TN.

Chữ cái thứ nhất xác định điểm trung tính có được nối đất
hay không.

T Trung tính nối đất trực tiếp

I Không nối đất hoặc nối đất qua tổng trở lớn (thí dụ 2.000 Ω)

Chữ cái thứ nhì xác định những phần dẫn điện hở của hệ
thống nối với đất thế nào:

T Các phần dẫn điện hở được nối trực tiếp với đất.

N Các phần dẫn điện hở được nối trực tiếp với dây trung tính.
Phần dẫn điện hở : là các phần có thể dẫn điện mà con người có
thể nhìn thấy và tiếp xúc được. Thí dụ như sườn máy, vỏ tủ
điện...
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất – Kiểu I T

Hệ thống không nối đất hoặc nối đất qua tổng trở cao.

Chữ cái đầu tiên I

Trung tính không nối đất hoặc nối đất qua tổng trở cao

(Thường là một trở kháng khoảng 1700 Ω).


Chữ cái thứ nhì “T

Các phần dẫn điện hở của tải được nối xuống đất.

Các nhóm tải ở xa có thể được nối đất riêng rẽ.
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất – Đặc điểm của kiểu I T

– Khi có sự cố chạm đất hai điểm sẽ được bảo vệ bằng
các thiết bị bảo vệ ngắn mạch pha – pha (máy cắt, cầu
chì...)

– Nếu dòng sự cố chưa đủ lớn để thiết bị bảo vệ ngắn
mạch pha – pha tác động, có thể bảo vệ bằng dòng thứ
tự không (đặc biệt là với những tải ở xa).

– Không khuyến khích sử dụng dây trung tính.

– Bắt buộc phải có bộ giới hạn quá áp đặt giữa trung tính
máy biến áp và đất. Bộ phận này dẫn các quá điện áp nội
bộ xuống đất, bảo vệ mạng hạ áp không bị quá điện áp
khi có phóng điện giữa cuộn dây hạ áp của máy biến áp
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất – Kiểu T T

Hệ thống trung tính nối đất trực tiếp.

Chữ cái đầu tiên T

Trung tính được nối đất trực tiếp


Chữ cái thứ nhì T

Các phần dẫn điện hở của tải được nối liên kết với nhau.

Mỗi nhóm nối liên kết phải nối xuống đất.

Các nhóm tải ở xa có thể được nối đất riêng rẽ.
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất – Đặc điểm của kiểu T T

– Bắt buộc phải có thiết bị bảo vệ dòng thứ tự không.

– Tất cả các phần dẫn điện hở đuợc bảo vệ bằng cùng
thiết bị thì phải cùng nối đất cùng một điểm.

– Đất của dây trung tính và đất của các phần dẫn điện
hở có thể nối chung với nhau, hoặc không nối chung.

– Có thể sử dụng dây trung tính hoặc không sử dụng.
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất – Kiểu T N

TN Hệ thống nối đất trực tiếp,

phần dẫn điện hở nối trung tính.

Chữ cái đầu tiên T

Trung tính được nối đất trực tiếp


Chữ cái thứ nhì N

Các phần dẫn điện hở của tải được nối với dây trung
tính.

Có hai loại hệ thống:

TNC: Dây trung tính và dây bảo vệ kết hợp với nhau.

TNS: Dây trung tính và dây nối đất bảo vệ riêng rẽ.
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất – Kiểu T N C

Dây trung tính và dây nối đất bảo vệ kết hợp với nhau thành 1
dây gọi là PEN.

Được định danh bằng chữ cái thứ ba C và gọi là hệ thống TNC.

Phải nối đất lặp lại phân bố đều dọc theo dây PEN để tránh điện
áp cao trên các phần dẫn điện hở trong trường hợp có chạm
đất.

Không được sử dụng với dây dẫn đồng có thiết diện dưới
10mm2 hoặc dây dẫn nhôm dưới 16 mm2.
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Các kiểu nối đất – Kiểu T N S

Dây trung tính và dây nối dất bảo vệ riêng biệt.


Được định danh bằng chữ cái thứ ba S và gọi là TNS.

Phải nối đất lặp lại phân bố đều dọc theo dây dẫn PE để
tránh điện áp cao xuất hiện trên các phần dẫn điện hở khi
có sự cố.

Không được dùng phía thượng nguồn hệ thống TNC.
HỆ THỐNG NỐI ĐẤT MẠNG HẠ ÁP
Đặc điểm của kiểu nối đất T N C và T N S

– Tác động cắt mạch khi có sự cố nhờ vào thiết bị
bảo vệ ngắn mạch pha – pha như máy cắt, cầu
chì...

Lưu ý:

Cả 2 hệ TNS và TNC có thể được sử dụng trong cùng
một công trình.

Hệ thống TNC (4 dây) không bao giờ được nằm phía
hạ nguồn của hệ thống TNS (5 dây).
SO SÁNH CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT HẠ ÁP
Hệ thống nối đất kiểu I T.

Yêu cầu về bảo vệ:

Nối các phần dẫn điện hở với nhau và nối đất.

Phải có thiết bị chỉ báo chạm đất lần đầu bằng 1 thiết
bị kiểm soát cách điện thường xuyên.


Cắt mạch khi có sự cố điểm thứ 2 bằng thiết bị bảo vệ
quá dòng (máy cắt hoặc cầu chì...).