Thiết kế cung cấp điện cho nhà C4 Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

LỜI NÓI ĐẦU
Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội loài người,
cũng như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên
con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước. Vì thế, việc thiết kế và
cung cấp điện là một vấn đề hết sức quang trọng và không thể thiếu đối với
ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh
vực nói riêng.
Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt đƣợc nhựng thành tựu to lớn
trong phát triển kinh tế xã hội. Số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt
động thương mại, dịch vụ, ... gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản
xuất và tiêu dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo là sẽ tiếp tục tăng
nhanh trong những năm tới. Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ
những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải
tạo sữa chữa lưới điện nói chung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện lá
quang trọng.
Nhằm giúp sing viên cũng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế
cụ thể. Nay em được làm đồ án cung cấp điện vơi nhiệm vụ là “Thiết kế cung
cấp điện cho nhà C4 Trường Đại học Hàng hải Việt Nam”.
Chúng em làm đồ án này dưới sự hướng dẫn của cô Phạm Thị Hồng Anh.
Do trình độ kiến thức còn nhiều hạn chế nên có đôi phần thiếu sót. Chúng em rất
mong sự đóng góp ý kiến, phê bình và sữa chữa từ cô và các bạn để chúng em
hoàn thành tốt hơn đồ án của mình.
Chúng em xin chân thành cám ơn!


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1...........................................................................................................3
1.

Xác định phụ tải tính toán nhà C4............................................................3

2.

Tổng hợp phụ tải của cả khu nhà..............................................................6

CHƯƠNG 2...........................................................................................................7
2.1.

Xác định vị trí của trạm biến áp của khu nhà........................................7

2.2.

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện..............................................................8

2.3.

Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của tòa nhà.............9

CHƯƠNG 3.........................................................................................................10
3.1.

Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp...............................................................10

3.1.1.

Lựa họn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng...................10

3.1.2.

Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến các phòng của tầng...........11

3.2.

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp....13

3.2.1.

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây từ

trạm biến áp về tủ điện tổng khu nhà..........................................................13
3.2.2.

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây từ tủ

điện tổng về tủ điện các tầng.......................................................................14
3.2.3.

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây tầng 1.
15

3.3.

Lựa chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ.............................................17

3.3.1.

Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía hạ áp.......................................18

3.3.2.

Tính chọn aptomat từ tủ điện tổng đến tủ điện của toàn nhà........19

3.3.3.

Tính chọn aptomat cho các phòng trong tòa nhà...........................19

CHƯƠNG 4.........................................................................................................20
1


4.1.

Chống sét.............................................................................................20

4.2.

Tính toán nối đất..................................................................................24

KẾT LUẬN.........................................................................................................27
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................28

2


CHƯƠNG 1
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN
1. Xác định phụ tải tính toán nhà C4.
Nhà ký túc xá C4 được chia làm 5 tầng, mỗi tầng được chia làm 2 khu A và
B. Mỗi khu có 5 phòng. Có 3 loại phòng: phòng 4 người, phòng 6 người và
phòng 8 người. Phụ tải tính toán của các phòng như sau:
+ Xác định phụ tải tính toán của phòng 4 người (1A, 1B)

Bảng 1.1. Thống kê phụ tải phòng 4 người.
Phòng 4 người
STT

Thiết bị

Số lượng

(KW)

1

Đèn

2

0.036

2

Quạt

4

0.046

3

Bình nóng lạnh

1

2

4

Điều Hòa

1

0.95

5

Sạc điện thoại

4

0.018

6

Sạc Laptop

4

0.023

Tổng

20

3.37

= 3.37(KW) , 0.8
 = 0.8 * 3.37 = 2.7 (kW)
cos = 0.9 => tan = 0.48
 = . tan = 2.7 * 0.48 = 1.3 (kVAr)
 = 1.7 + j1.3 (kVA)
+ Xác định phụ tải tính toán của phòng 6 người ( 2A, 3A, 4A, 2B, 3B)

3


Bảng 1.2. Thống kê phụ tải phòng 6 người.
Phòng 6 người
STT

Thiết bị

Số lượng

(KW)

1

Đèn

2

0.036

2

Quạt

6

0.046

3

Bình nóng lạnh

1

2

4

Điều Hòa

1

0.95

5

Sạc điện thoại

6

0.018

6

Sạc Laptop

6

0.023

Tổng

22

3.54

= 3.54 (kW) , 0.8
 = 0.8 * 3.54 = 2.84 (KW)
cos = 0.9 => tan = 0.48
 = . tan = 2.84 * 0.48 = 1.36 (KVAR)
 = 2.84 + j1.36 (kVA)
+ Xác định phụ tải tính toán của phòng 8 người (5A, 5B):
Bảng 1.3. Thống kê phụ tải.
Phòng 8 người
STT

Thiết bị

Số lượng

(KW)

1

Đèn

4

0.036

2

Quạt

8

0.046

3

Bình nóng lạnh

1

2

4

Điều Hòa

1

0.95

8

Sạc điện thoại

8

0.018

9

Sạc Laptop

8

0.023

Tổng

30

3.97

= 3.97(kW) , 0.8
4

 = 0.8 * 3.97 = 3.18 (KW)
cos = 0.9 => tan = 0.48
 = . tan = 3.18 * 0.48 = 1.52 (KVAR)
 = 3.18 + j1.52 (KVA)
Xác định phụ tải tính toán nhà C4
Tổng công suất định mức của tầng 1A gồm: 1 phòng 4 người, 3 phòng 6
người, 1 phòng 8 người.
Ptầng 1A = 17,96 (KW)
Tổng công suất tác dụng tính toán của tầng 1A:
Ptt tầng 1A = Kcn*Pđm tầng 1A
= 0.8 * 17.96 = 14.37 (KW)
Tổng công suất phản kháng tính toán của tầng 1A:
Qtầng 1A = Ptt tầng 1A * tan
= 14.37* 0.48 = 6.9 (KVAR)
Tổng công suất toàn phần của tầng 1A:
Stầng 1A = 14.37 + j6.9 (KVA)
Tổng công suất định mức của tầng 1B gồm: 2 phòng 4 người, 2 phòng 6
người, 1 phòng 8 người:
Ptầng 1B = 17,79 (KW)
Tổng công suất tác dụng tính toán của tầng 1B:
Ptt tầng 1B = Kcn*Pđm tầng 1B
= 0.8 * 17.79 = 14.23 (KW)
Tổng công suất phản kháng tính toán của tầng 1B:
Qtầng 1B = Ptt tầng 1B*tan = 14.23*0.48 = 6.83 (KVAR)
Tổng công suất toàn phần của tầng 1B:
Stầng 1B = 14.23 + j6.83 (KVA)
Tổng công suất định mức của tầng 1:
Ptầng 1 = 35.75 (KW)

5


Tổng công suất tác dụng tính toán của tầng 1B:
Ptt tầng 1 = Kcn*Pđm tầng 1
= 0.8*35.75 = 28.6 (KW)
Tổng công suất phản kháng tính toán của tầng 1B:
Qtầng 1 = Ptt tầng 1*tan
= 28.6*0.48 = 13.72 (KVAR)
Tổng công suất toàn phần của tầng 1B:
Stầng 1 = 28.6 + j13.72 (KVA)

2. Tổng hợp phụ tải của cả khu nhà.
Tổng công suất định mức của cả khu nhà:
Pđm tòa nhà = 5*P đm tầng 1A + 5*P đm tầng 1B
= 5*17.96 + 5*17.79= 178.75 (KW)
Tổng công suất tác dụng tính toán của toàn khu nhà
Ptt tòa nhà = Kcn*Pđm tòa nhà
= 0.8 * 178.75 = 143 (KW)
Tổng công suất phản kháng của toàn khu nhà
Qtt tòa nhà = Ptt tòa nhà * tan
= 143 * 0.48 = 68.64 (KVAR)
Tổng công suất toàn phần của toàn khu nhà
Stt tòa nhà = 143 + j68.64 (KVA)
= = 158.6 (KVA)

6

CHƯƠNG 2
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN
2.1. Xác định vị trí của trạm biến áp của khu nhà.

Hình 2.1. Sơ đồ đi dây từ TBA về nhà C4

7


2.2. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện.

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà C4

8


2.3. Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp về tủ điện tổng của tòa
nhà.
Lựa chọn dây dẫn:
- Loại dây : dây cáp đồng
- Giá trị điện kháng trên 1km đường dây :
- Điện dẫn suất của đồng :

Hình 2.3. Sơ đồ phụ tải từ MBA về tủ điện điện tổng

= 20 – 3.24 = 16.76 (V)
Tra bảng 2.36/ 645 [ 2 ] tìm được F tc ≥ Ftt chọn cáp đồng 120 (mm2) có
r0=0.17 (Ω/Km) và x0 = 0.06 (Ω/Km)
Tính lại
=19.19 (V) < = 20V

Vậy dây dẫn từ MBA đến tủ điện tổng của khu nhà là cáp đồng 120 mm2

9


CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN
3.1. Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp.
3.1.1. Lựa họn dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng.
Lựa chọn dây dẫn:
- Loại dây : dây dẫn lõi đồng
- Vị trí lắp đặt : dây dẫn đặt trong ống
- Giá trị điện kháng trên 1km đường dây :
- Điện dẫn suất của đồng :
- Uđm =220V
Sơ đồ phụ tải từ tủ điện tổng đến các tủ điện:

Hình 3.1. Sơ đồ phụ tải từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng

= 11 – 1.72 = 9.28 (V)
Vì Ftc ≥ Ftt nên tra bảng 2.36/645- [ 2], ta chọn dây dẫn lõi dồng tiết diện 35
mm2 có r0 = 0.57 (Ω/Km) và x0 = 0.06 (Ω/Km)

= 8.56 (V) < = 11V
Vậy dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng là dây dẫn lõi đồng có tiết
diện 10 mm2.

3.1.2. Lựa chọn dây dẫn từ tủ điện tổng đến các phòng của tầng
10

Lựa chọn dây dẫn:
- Loại dây : dây dẫn lõi đồng
- Vị trí lắp đặt : dây dẫn đặt trong ống
- Giá trị điện kháng trên 1km đường dây :
- Điện dẫn suất của đồng :
+ Tính toán chọn dây dẫn cho tầng 1A
Sơ đồ phụ tải tầng 1A:

Hình 3.2. Sơ đồ phụ tải tầng 1A

= 0.11(V)
∆Ucp = 5%Uđm = 5% .220V = 11 (V )
∆Ucp- = 11- 0,11= 10,89 (V)
Ftt =
= 1.55 ( mm2 )
Vì Ftc ≥ Ftt nên tra bảng 2.36/645- [ 2], ta chọn dây dẫn lõi dồng tiết diện 6
mm2 có r0 =3.33 ( ), x0= 0.09
Tổn thất điện áp trên tầng 1A tương ứng dây dẫn lõi dồng có tiết diện 6 mm2:
= 2.98 (V ) < ∆Ucp = 11 (V)
Vậy dây dẫn cho tầng 1A là dây dẫn lõi đồng có tiết diện 6 mm2.
+ Tính toán chọn dây dẫn cho tầng 1B:
Sơ đồ phụ tải tầng 1B:

11


Hình 3.3. Sơ đồ phụ tải tầng 1B

∆Ucp = 5%Uđm = 5% .220V = 11 (V )

∆Ucp- = 11- 0.14= 10.86 (V)
Ftt = = 1.6 (mm2)
Vì Ftc ≥ Ftt nên tra bảng 2.36/645- [ 2], ta chọn dây dẫn lõi dồng tiết diện 6
mm2 có r0 =3.33 ( ), x0= 0.09
Tổn thất điện áp trên tầng 1B tương ứng dây dẫn lõi dồng có tiết diện 6 mm2:
= 3.12 (V) < ∆Ucp= 11 (V)
Vậy dây dẫn cho tầng 1B là dây dẫn lõi đồng có tiết diện 6 mm2.

3.2. Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây
hạ áp.
3.2.1.
Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường
dây từ trạm biến áp về tủ điện tổng khu nhà.

Hình 3.4. Sơ đồ phụ tải từ MBA về tủ điện điện tổng
Vì dây dẫn từ MBA đến tủ điện tổng của khu nhà là cáp đồng 120 mm2 nên ta
có: r0=0.17 (Ω/Km) và x0 = 0.06 (Ω/Km)
12


+Tổn hao điện áp trên đường dây từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà:

=19.19 (V) < = 20V
< 5%∆Ucp
Như vậy dây dẫn được lựa chọn thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp cho
phép.
+Tổn hao công suất trên đường dây từ trạm biến áp về tủ điện tổng của khu nhà:
= = 7217.9 (W)
= = 2547.5 (VAR)

3.2.2.

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường
dây từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng

Hình 3.5. Sơ đồ phụ tải từ tủ điện tổng đến các tủ điện
Vì dây dẫn từ tủ điện tổng đến tủ điện các tầng là dây lõi đồng tiết diện 35
mm2 nên ta có: r0= 0.57 (Ω/Km) và x0 = 0.06 (Ω/Km)
+Tổn hao điện áp trên đường dây từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng:

= 8.56 (V)
< 5%∆Ucp
Như vậy dây dẫn được lựa chọn thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp cho
phép.
+Tổn hao công suất trên đường dây từ tủ điện tổng về tủ điện các tầng:

13


= 5566.97 (W)

= 585.99 (VAR)

3.2.3.

Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường
dây tầng 1.

a) Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây tầng 1A
+ Tổn hao điện áp trên tầng 1A:

Hình 3.6. Sơ đồ phụ tải tầng 1A
Vì dây dẫn đã chọn là dây dẫn lõi dồng tiết diện 6 mm 2 có r0 =3.33 ( ), x0=
0.09
= 2.98 (V )
< 5%∆Ucp
Vậy dây dẫn được lựa chọn thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp cho phép.
+ Tổn hao công suất trên tầng 1A:

= 522.03 (W )

= 14.1 (VAR)
14


b) Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây tầng 1B
+Tổn hao điện áp trên tầng 1B:
Sơ đồ phụ tải tầng 1B:

Hình 3.7. Sơ đồ phụ tải tầng 1B
Vì dây dẫn đã chọn là dây dẫn lõi dồng tiết diện 6 mm 2 có r0 =3.33 ( ), x0=
0.09
= 3.12 (V) < ∆Ucp= 11 (V)
< 5%∆Ucp
Vậy dây dẫn được lựa chọn thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp cho phép.
+ Tổn hao công suất trên tầng 1B:
=
= 244.94 (W )
=
= 6.62 (VAR)

3.3. Lựa chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ.
Tính toán ngắn mạch phía hạ áp:
Chọn aptomat tổng:
Tính Chọn aptomat: IN < Icđm
Với lưới hạ áp vì ngắn mạch xa nguồn: IN = Ick = = I’’ và ixk=1,3.IN
15


Tổng trở biến áp quy về hạ áp được xác định theo công thức sau:
Trong đó , do nhà chế tạo cho
Tổng trở cáp:
Zc= r0.l + j.x0.l = ρ + j.x0.l (mΩ)
Với cáp lõi đồng ρ = 1,88 Ω.mm2/km
Thông số máy biến áp:
Dung lượng,
Usc,
Utc,
∆P0,
∆PN,
KVA
KV
KV
W
W
400
22
0.4
630
3220

Tính toán điện trở và điện kháng máy biến áp

UN,
%
5

Trọng lượng,
Kg
1786

RMBA===0.0032
XMBA===0.0002
Với dây cáp từ TBA về tủ điện của tòa nhà là dây cáp đồng 120mm2 ta có:
ro=0.17 và xo=0.06
Với khoảng cách từ TBA về tủ điện của tòa nhà là 270m ta có:
Rđd=ro *l=0,17*0.27=0,046
Xđd=xo*1=0,06*0.27=0,07=0.0162
Dòng ngắn mạch:

(A)=4,453(KA)
Dòng xung kích:
Ixk = 1.3In = 1,3..4,453 = 8,188 (KA)

3.3.1. Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía hạ áp.
Để bảo vệ phía hạ áp ta lựa chọn Aptomat để bảo vệ.
Aptomat được chọn theo 3 điều kiện:
UđmA ≥ UđmLD
IđmA ≥ Itt
16

IcđmA ≥ IN
Chọn aptomat tổng cho tủ hạ thế với các thông số sau:
Uđm = 0,4 (KV)
Itt = 230 (A)
IN = 4,453(KA)
Tra bảng 3.2/150- tài liệu[1], ta chọn được aptomat từ 250 đến 1200A do LG
chế tạo:
Loại
400AF

Kiểu
ABE403a
Loại

Uđm(V)
600

Iđm(A)
250

Rộng
Cao
Sâu
3 cực

Kích thước
mm
Khối lượng(kg)

Icđm(KA)
18
400AF
140
257
109
6,2

Số cực
3

3.3.2.

Tính chọn aptomat từ tủ điện tổng đến tủ điện của toàn
nhà.

 Chọn aptomat cho tầng 1:
Tra bảng 3.1/150- tài liệu [1], ta chọn được aptomat từ 5 đến 225A do LG chế
tạo:
Kiểu
Uđm(V)
Iđm(A)
ABE203a
600
150
 Chọn aptomat cho các tầng còn lại

Icđm(KA)
7,5

Số cực
2

Loại
225AF

Vì công suất của các tầng là gần như giống nhau nên ta chọn luôn aptomat của
tầng 1 cho các tầng còn lại (tầng 2,3,4,5)

3.3.3.

Tính chọn aptomat cho các phòng trong tòa nhà.

Chọn phòng có công suất lớn nhất trong tòa nhà để chọn aptomat cho tất cả các
phòng. Ta có phòng 8 người là phòng có công suất lớn nhất của tòa nhà:
Tra bảng 3.12/153- tài liệu [1], ta chọn được aptomat BH hãng Hwa Shih chế
tạo:
Loại

Số cực

BHB

2

Udm
(V)
220

Idm

(A)
20

IN
(kA)
5

Khối lượng
(kg)
0.26
17


18


CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT
4.1. Chống sét
Tổng quan về chống sét:
Sét là một dạng phóng điện tia lửa trong không khí với khoảng cách rất lớn.
Quá trình phóng điện có thể xảy ra trong đám mây giông, giữa các đám mây với
nhau và giữa đám mây với đất. Ở đây ta chỉ xét sự phóng điện giữa mây và đất.
Khi sét đánh trực tiếp vào dây dẫn của đường dây truyền tải điện, các thiết bị
điện hoặc vào công trình sẽ gây những thiệt hại như:
 Gây cháy, nổ, hư hại công trình.
 Phá hủy thiết bị, các phương tiện thông tin liên lạc.
 Gây nhiễu loạn hay ngưng vận hành hệ thống.
 Mất dữ liệu hay hư dữ liệu.
 Ngừng các dịch vụ gây tổn thất kinh tế và các tổn thất khác.

 Gây chết người.
Do thiệt hại do sét là rất lớn và hầu như không thể dự báo trước nên việc
phòng chống sét luôn là mối quan tâm của con người và tính toán chống sét trở
thành công việc bắt buộc của người thiết kế cung cấp điện.
Cũng cần lưu ý rằng việc phòng chống sét không thể đạt được mức an toàn
tuyệt đối mà hiện nay việc phòng chống sét chỉ nhằm giảm thiệt hại do sét ở
mức thấp nhất.
Để chống sét một cách toàn diện và có hiệu quả cho một công trình, cần tuân
theo giải pháp chống sét toàn diện 6 điểm như sau:
 Thu bắt sét tại điểm định trước để tạo ra khả năng kiểm soát đường dẫn
sét đánh xuống đất.
 Dẫn sét xuống đất an toàn, không gây hiệu ứng phóng điện thứ cấp trong
quá trình tản sét cũng như không gây nhiễu điện từ cho các thiết bị trong
vùng bảo vệ.
 Tản nhanh năng lượng sét vào đất với tổng trở nối đất nhỏ, tốt nhất là
dưới 10.
19


 Đẳng thế các hệ thống đất, ngăn chặn sự chênh lệch điện thế giữa các hệ
thống đất trong quá trình tản sét, khắc phục hiện tượng phóng điện ngược
gây nguy hiểm cho người và thiết bị.
 Chống sét lan truyền trên đường cấp nguồn, đề phòng hư hỏng cho các
thiết bị được nối với chúng do quá điện áp khí quyển hay quá điện áp nội
bộ.
 Chống sét lan truyền trên đường tín hiệu, đề phòng hư hỏng cho các thiết
bị hệ thống liên lạc nhạy cảm như: điện thoại, Internet, đo lường, điều
khiển,… Hiện nay trên thị trường có nhiều loại thiết bị chống sét như kim
Franklin, kim phóng điện sớm ESE, kim phóng xạ, tia Lase

 Chúng ta chọn phương pháp kim phóng điện sớm ESE:
1. Các khái niệm trong phương pháp kim phóng điện sớm ESE:
Đầu phát xạ kim thu sét (ESE)
Một cột thu lôi được trang bị hệ thống kích hoạt sớm dòng ion hướng lên khi so
sánh với cột thu lôi đơn giản (SR) ở cùng điều kiện.
Quá trình kích hoạt sớm
Hiện tượng vật lý với sự khởi đầu của vầng hào quang (corona) và tiếp tục lan
truyền theo hướng lên trên.
Thời gian kích hoạt sớm (ΔT)
Thời gian của ESE đạt được tia hướng lên khi so sánh với một SR trong cùng
điều kiện và phương pháp đánh giá. Giá trị này được diễn dải bằng µs.
Thời gian kích hoạt sớm (ΔT) được dùng để xác định các bán kính bảo vệ. Điều
này được thể hiện như sau:
∆T = TSR – TESE
Trong đó:
TSR là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét cổ điển SR.
TESE là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét ESE.
∆T ≤ 60µs trong công thức của NFC 17102, và nếu ∆T lớn hơn thì quy về
60µs để tính
Cấp bảo vệ (D)

20


Phân loại của một hệ thống bảo vệ chống sét thể hiện sự hiệu quả của nó, và có
4 cấp độ:
Bán kính hình tròn
Cấp bảo vệ (D)

IV

III
II
I
2. Phạm vi bảo vệ

Khả năng bảo

lăn (R - khoảng

Giá trị dòng sét

vệ (Ei)

cách giữa tia sét và

thấp nhất I (kA)

84%
91%
97%
99%

kim ESE)
60m
45m
30m
20m

15.7
10.1

5.4
2.

Phạm vi bảo vệ được bao trùm bởi một vòng cung có trục là ESE và bán kính
bảo vệ được xác định dựa trên độ cao h đang được xem xét.

Hình 4.1. Mối quan hệ giữa bán kính bảo vệ R và chiều cao h

21


Độ cao h = 17m là khoảng cách của đỉnh ESE so với mặt phẳng ngang đi qua
đỉnh phần tử được bảo vệ.
Bán kính R là bán kính bảo vệ của ESE ở độ cao đang được xem xét.
Bán kính bảo vệ (Rp)
Bán kính bảo vệ của ESE có liên quan đến chiều cao của nó so với các khu vực
được bảo vệ, thời gian phát tia tiên đạo ∆T và cấp độ bảo vệ được lựa chọn. Mối
quan hệ được thể hiện bằng công thức sau:

Trong đó:
với h ≥17m
D(m): là khoảng cách giữa tia tiên đạo của sét và đầu tia tiên đạo của kim thu
sét hay bán kính hình cầu lăn
ΔL: là độ dài (quãng đường) của tia tiên đạo: ∆L(m) = v(m/µs)×∆T(µs)
v = vup = vdown = 1 m/µs (vận tốc trung bình đo được của tia tiên đạo)
∆T: xem tại phụ lục C – NFC 17102.
Trong tài liệu data:

Truy cập để rõ hơn trong trang web:kimthusetese.com
3.Tính toán chống sét cho nhà C4 dùng kim thu sét INGESCO PDC 6.4

Ta dùng kim Kim thu sét INGESCO PDC 6.4 để chống sét cho nhà C4:

22


Hình 4.2. Kim thu sét INGESCO PDC 6.4
Kim thu sét INGESCO PDC 6.4 có ∆T(µs) = 30 µs nên ta có ∆L(m) =
v(m/µs)×∆T(µs) = 1x30 = 30 (m)
Công trình áp dụng bán kính bảo vệ cấp I với D = 24m
Ta chọn h = 17m là độ cao từ mũi kim thu sét so với đỉnh mái (chân đế kim thu
sét)
Tính toán bán kính bảo vệ Rp:

Rp = 53,54 (m)
Vậy để bảo vệ chống sét cho tòa nhà C4 với phạm vi bảo vệ cấp I (với D = 24m)
ta dùng 1 kim thu sét INGESCO PDC 6.4 có độ cao là m

4.2. Tính toán nối đất.
Xác định điện trở Rđ theo quy định: Với nối đất làm việc thì R đ ≤ 10Ω. Xác
định điện trở nối đất của một cọc theo công thức:
Rđ = ..(lg + lg) (Ω)
Trong đó:
- điện trở suất của đất (Ωm), Với đất vườn đất ruộng ρ = 0.4. (Ωm). chọn
d - đường kính ngoài của cọc (m)
l - chiều dài của cọc (m)
t - độ chôn sâu của cọc, tính từ mặt đất tới điểm giữa của cọc (m)
23


Ta chọn thép cọc tròn dài l = 2.5 (m) để làm cọc thẳng đứng, chôn sâu 0,8m =>

t=0,8+1,25=2,05 chọn d = 0.06m
Vậy ta tính đc Rđ = 18.07 (Ω)
Ta tính gần đúng:
R1c = 0.00298* = 0.00298*0.4*104 = 11.92 (Ω)
Trong mùa mưa thì R1c = 0.00298 = 0.00298* = 17.88 (Ω)
Chọn khoảng cách giữa các cọc a = 2.5, tra bảng 2-68[660;2] ta có:
ηc = 0,43
Xác định sơ bộ số cọc theo công thức :
n = = = 24.6
Trong đó :
Rđ - điện trở của thiết bị nối đất theo qui định, Rđ = 1.69(Ω)
ηc - hệ số sử dụng cọc
Ta chọn n = 30 cọc được chôn thành mạch vòng cách nhau 2.5m và chọn lại
ηc= 0.43
Điện trở của thanh nối nằm ngang:
= ..lg
Trong đó :
ρmax - điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang (Ωcm) (lấy độ
sâu

0.8m).
l - chu vi mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối (cm).

Thanh nối được nối qua 30 cọc. Vậy chiều dài thanh nối là:
l = a.n = 2.5*30 = 75 m = 7500 (cm)
b – bề rộng thanh nối [cm] (lấy b = 4 cm)
t – chiều sâu chôn thanh, t =0.8m = 80cm
= lg = *1.5*0.4*.lg = 1.6238 (Ω)
Điện trở của thanh nối thực tế còn phải xét đến hệ số sử dụng thanh , tra bảng
PL 2.68 [660;1] ta được = 0.24.

= = = 6.75 (Ω)
Điện trở khuếch tán của 30 cọc chọn thẳng đứng:
24