Nghiên cứu lựa chọn giải pháp nối đất lớp bảo vệ của cáp ngầm thuộc lưới điện phân phối thành phố đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------- oOo ----------

NGUYỄN NHƯ KHOA NAM

C
C

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỐI ĐẤT
LỚP BẢO VỆ CÁP NGẦM THUỘC LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

R
L
T.

DU

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - 2020


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------- oOo ----------

NGUYỄN NHƯ KHOA NAM

C
C

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỐI ĐẤT
LỚP BẢO VỆ CÁP NGẦM THUỘC LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

R
L
T.

DU

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:
TS. TRỊNH TRUNG HIẾU

Đà Nẵng - 2020


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.

Trịnh Trung Hiếu là đề tài làm mới, không sao chép hay trùng với đề tài nào đã thực
hiện, chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo đã nêu trong báo cáo.
Các số liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Nếu sai, tơi xin chịu hồn toàn trách nhiệm.
Tác giả luận văn

C
C

Nguyễn Như Khoa Nam

DU

R
L
T.


ii

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỐI ĐẤT
LỚP BẢO VỆ CÁP NGẦM THUỘC LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
Học viên: Nguyễn Như Khoa Nam
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện
Mã số: 8520201
Khóa:K36
Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN
Tóm tắt – Lưới điện phân phối Thành phố Đà Nẵng chủ yếu là đường dây trên

không, một vài vị trí khu vực đông dân cư như đường Trần Phú, đường Lê Duẫn,
đường Trần Hưng Đạo… đã được ngầm hóa. Với các ưu điểm vượt trội của cáp ngầm
so với đường dây trên không (DDK) như là: Sự chiếm đất, hạn chế việc sử dụng đất
đai, ảnh hưởng về mỹ quan, môi trường, độ tin cậy … thì lãnh đạo thành phố Đà Nẵng
cùng với công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng đang hướng tới việc dùng cáp ngầm
để vận hành thay thế hồn tồn cho DDK ở mợt số khu vực đơng dân cư trên địa bàn
thành phố. Tuy nhiên, việc lắp đặt đầu nối và vận hành cáp ngầm hiện nay lại chưa
được quan tâm và thống nhất ở vấn đề nối đất lớp bảo vệ kim loại, do đó cần có mợt
nghiên cứu cụ thể để đánh giá các cách nối đất lớp bảo vệ kim loại này để từ đó đề
xuất phương án nối đất hợp lý nhất cho lưới điện phân phối công ty TNHH MTV Điện
lực Đà Nẵng.

C
C

R
L
T.

DU

Từ khóa – Lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm; tổn thất trong cáp ngầm; dịng điện t̀n
hồn; tính tốn tổn thất trong việc vận hành cáp ngầm.

RESEARCH CHOOSE THE EARTH SOLUTION SHEATH
CABLES FOR DA NANG CITY
Abstract - The distribution network of Danang City is mainly an overhead line,
some locations of densely populated areas such as Tran Phu Street, Le Duan Street,
Tran Hung Dao Street, etc. have been underground. With the outstanding advantages
of underground cables compared to overhead lines (DDK) such as: Land acquisition,

restrictions on land use, aesthetic impact, environment, reliability ... Da Nang city and
Da Nang Electric One Member Company Limited are aiming to use underground
cables to operate and completely replace DDK in some densely populated areas in the
city. However, the installation of connectors and the operation of underground cables
are currently not considered and agreed upon in the grounding of the metal protective
layer, so a specific study is needed to assess the ways of grounding. this metal
protection layer from which to propose the most reasonable grounding plan for the
distribution grid of Danang Power One Member Company Limited.
Keywords: Sheaths cables, losses in cables; sheath circulating currents, calculate losses in cables


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. v
DANH MỤC CÁC CÁC BẢNG .................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................................vii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 1
4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 1
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn .............................................................................. 2
6. Bố cục đề tài ................................................................................................................ 2
7. Tổng quan về tài liệu nghiên cứu ................................................................................ 3
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG .. 4

C

C

R
L
T.

1.1. Đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng .................................................. 4

DU

1.1.1. Giới thiệu chung .................................................................................................... 4
1.1.2. Chế độ vận hành của lưới phân phối 22kV thành phố Đà Nẵng ........................... 4
1.1.3. Ưu nhược điểm ...................................................................................................... 5
1.2. Kết luận................................................................................................................... 10
Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NỐI ĐẤT LỚP BẢO VỆ CÁP NGẦM TRUNG
THẾ ............................................................................................................................... 11
2.1. Giới thiệu về cáp ngầm ........................................................................................... 11
2.2. Các loại tổn thất trong cáp ngầm ............................................................................ 12
2.2.1 Tổn thất điện môi .................................................................................................. 12
2.2.2 Tổn thất điện trở dây dẫn ...................................................................................... 13
2.2.3 Tổn thất do lớp bảo vệ kim loại ............................................................................ 13
2.2.3.1 Giới thiệu vệ lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm......................................................13
2.2.3.2 Các phương pháp nối đất lớp bảo vệ kim loại ...................................................14
2.2.3.3. Lựa chọn hệ thống nối đất lớp bảo vệ .............................................................. 20
2.3. Kết luận................................................................................................................... 22
Chương 3: TÍNH TỐN VÀ SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP NỐI ĐẤT LỚP BẢO
VỆ KIM LOẠI CÁP NGẦM ........................................................................................ 23
3.1. Tổn thất phụ thuộc vào điện áp .............................................................................. 23
3.2.Tổn thất phụ tḥc vào dịng điện ........................................................................... 24

iv

3.2.1. Tổn thất do điện trở dây dẫn ................................................................................ 25
3.2.2. Tổn thất lớp bảo vệ kim loại ................................................................................ 27
3.2.2.1. Nối đất hai đầu lớp bảo vệ ................................................................................ 27
3.2.2.2. Nối đất mợt điểm lớp bảo vệ ............................................................................ 35
3.3. Tính tốn tổn thất vận hành cáp ngầm cho lưới điện phân phối Thành phố Đà Nẵng ..... 45
3.3.1 Xuất tuyến 475/110 Liên Trì .................................................................................... 45
3.3.2. Tính tốn tương tự cho tồn bợ hệ thống cáp ngầm lưới điện phân phối Thành
phố Đà Nẵng .................................................................................................................. 48
3.4. Kết luận ............................................................................................................................. 51

KẾT LUẬN CHUNG VÀ CÁC KIẾN NGHỊ .............................................................. 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 56
PHỤ LỤC

C
C

DU

R
L
T.


v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DDK
TC
EVN

Đường dây trên không
Tiêu chuẩn
Tập đồn Điện lực Việt Nam

TBA
XT
DC

Trạm biến áp
Xuất tuyến
Điện áp mợt chiều

AC
IEC

Điện áp xoay chiều
Ủy ban kỹ thuật Điện quốc tế

IEEE

Viện kỹ nghệ Điện và Điện tử

C
C

DU

R
L
T.


vi

DANH MỤC CÁC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

3.1.

Cáp đồng 240 mm2 với màn chắn đờng có các thơng số

23

3.2.

Tổn thất điện môi cáp ngầm đối với cáp M(3x240) & 3M(1x240)

24

3.3.
3.4.

So sánh các giá trị tổn thất do dòng điện AC với cáp nhôm và
đồng
Các hệ số tổn thất lớp bảo vệ kim loại của cáp ngầm với việc bố trí
các dạng cáp khác nhau

27
31

3.5.

Các hệ số tổn thất trong cáp ngầm với dây dẫn cáp đồng và dây
dẫn cáp nhôm

32

3.6.

Các hệ số tổn thất lớp bảo vệ với sự thay đổi dịng điện tải

35

3.7.

Thơng số lớp bảo vệ kim loại được chế tạo từ đờng và nhơm.

39

3.8.

Tính tốn các giá trị cảm ứng trong trường hợp cáp được bố trí
dạng hình lá

40

3.9.

Tính toán các giá trị cảm ứng trong trường hợp cáp được bố trí
dạng phẳng

40

3.10.

Tính tốn điện áp dừng với sợi cáp M(3x240)

41

3.11.

Tính toán điện áp dừng với sợi cáp M(3x150)

42

3.12.

Điện áp dừng lớp bảo vệ tại một số quốc gia châu Á

44

3.12.

Các thông số tổn thất điện môi cáp ngầm XT 475E11

46

3.13.

Các thông số tổn thất điện trở dây dẫn cáp ngầm XT 475E11

46

3.14.

Các thông số trên màn chắn cáp ngầm XT 475E11

46

3.15.

Tính toán các giá trị cảm ứng trong trường hợp cáp được bố trí
dạng hình lá XT 475E11

47

3.16.

Tính tốn tổn thất điện mơi cáp ngầm lưới điện phân phối thành
phố Đà Nẵng

48

3.17.

Tính tốn tổn thất cơng suất khi nối đất hai đầu cáp ngầm lưới
điện phân phối thành phố Đà Nẵng

49

3.18.

So sánh giữa hai hệ thống nối đất lớp bảo vệ kim loại

51

R
L
.

T
U

D

C
C


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

2.1.

Cấu tạo cáp ngầm trung thế cấp điện áp từ 3kV đến 36 kV

11

2.2.

Các tổn thất trong cáp ngầm

12

2.3.

Cấu trúc dây dẫn - cách điện – lớp bảo vệ kim loại

12

2.4.

Cấu trúc của cáp ngầm

13

2.5.

Lớp màn chắn kim loại không được nối đất

15

2.6.

Việc nối đơn điểm

15

2.7.

Việc nối đất đơn điểm một phía

16

2.8.

Việc nối đất đơn điểm tách rời

17

2.9.

Mặt cắt của cáp lực có lớp bảo vệ kim loại được nối đất tại hai đầu.

2.10.

Sơ đồ nối lớp bảo vệ cáp ngầm qua một trở kháng

18

2.11.

Sơ đồ nối chéo lớp bảo vệ cáp ngầm

19

2.12.

Sơ đồ nối chéo lớp bảo vệ cáp ngầm khơng có hốn vị

19

2.13.

Sơ đờ nối chéo lớp bảo vệ cáp ngầm có hốn vị

19

3.1.

Dịng t̀n hồn trong lớp bảo vệ cáp ngầm

28

3.2.

Ảnh hưởng khoảng cách với tổn thất dịng điện t̀n hồn – lắp đặt
cáp hình lá

32

3.3.

Ảnh hưởng khoảng cách với tổn thất dịng điện t̀n hồn – lắp đặt
cáp hình phẳng

33

3.4.

Hệ số tổn thất lớp bảo vệ và điện trở lớp bảo vệ với dạng cáp hình
lá với khoảng cách cáp là De và 2De

33

3.5.

Dịng điện t̀n hồn lớp bảo vệ và điện trở lớp bảo vệ với dạng
cáp hình lá với khoảng cách cáp là De và 2De

34

3.6.

Hệ số tổn thất lớp bảo vệ và điện trở lớp bảo vệ với dạng cáp hình
phẳng

34

3.7.

Sơ đờ nối mợt đầu lớp bảo vệ cáp ngầm

36

C
C

R
L
T.

DU

17

Đặc tính quan hệ giữa dịng điện t̀n hồn lớp bảo vệ và điện trở
3.8.

lớp bảo vệ với việc bố trí dạng cáp hình lá có khoảng cách khác
nhau

39

3.9.

Đợ dốc điện áp cảm ứng lớp bảo vệ với dòng điện 1000A

43


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lưới điện phân phối Thành phố Đà Nẵng có đặc điểm đặc trưng chung của lưới
điện phân phối: Phân bố trên diện rộng, mạng lưới chằng chịt, nhiều nhánh rẽ… chủ
yếu là đường dây trên không, một vài vị trí khu vực đông dân cư như đường Trần Phú,
đường Lê Duẫn, đường Trần Hưng Đạo… đã được ngầm hóa. Với các ưu điểm vượt
trội của cáp ngầm so với đường dây trên không (DDK) như là: Sự chiếm đất, hạn chế
việc sử dụng đất đai, ảnh hưởng về mỹ quan, môi trường, độ tin cậy … thì lãnh đạo
thành phố Đà Nẵng cùng với công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng đang hướng tới
việc dùng cáp ngầm để vận hành thay thế hồn tồn cho DDK ở mợt số khu vực đơng
dân cư trên địa bàn thành phố.
Tuy nhiên, việc lắp đặt đầu nối và vận hành cáp ngầm hiện nay lại chưa được
quan tâm và thống nhất ở vấn đề nối đất lớp bảo vệ kim loại, do đó cần có một nghiên
cứu cụ thể để đánh giá các cách nối đất lớp bảo vệ kim loại này để từ đó đề xuất
phương án nối đất hợp lý nhất cho lưới điện phân phối cơng ty TNHH MTV Điện lực

C
C

Đà Nẵng.

R
L
T.

DU

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp nối đất lớp bảo vệ của cáp ngầm
thuộc lưới điện phân phối Thành phố Đà Nẵng” sẽ nghiên cứu các phương pháp nối
đất lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm, tính toán các số liệu, so sánh ưu nhược điểm của
từng phương pháp. Và đưa ra các phương án nối đất lớp bảo vệ cáp ngầm phù hợp với
điều kiện để vận hành lưới điện cho hiệu quả.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu và đưa ra các phương pháp nối đất lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm
theo tiêu chuẩn quốc tế.
- Tính toán và so sánh các phương pháp nối đất lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm
để áp dụng cho thực tế vận hành cáp ngầm trên lưới điện Thành phố Đà Nẵng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Cáp ngầm điện lực 22kV.
- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài chỉ xét đến việc nghiên cứu đưa ra các phương
pháp nối đất lớp bảo vệ cáp ngầm theo tiêu chuẩn IEEE 575-2014 và so sánh ưu nhược
điểm của các phương pháp để lựa chọn việc nối đất lớp bảo vệ cho phù hợp với hệ
thống lưới điện thành phố Đà Nẵng.
4. Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết các vấn đề nêu trên, luận văn đưa ra phương pháp nghiên cứu như
sau:

- Đưa ra các phương pháp nối đất lớp bảo vệ cáp ngầm theo tiêu chuẩn quốc tế

2

IEEE 575-2014.

- Tính toán và so sánh ưu nhược điểm của các phương pháp nối đất lớp bảo vệ
kim loại cáp ngầm theo tiêu chuẩn IEC 60287 ở xuất tuyến 475 trạm biến áp 110kV
Liên Trì.
- Đề xuất việc đấu nối lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm để vận hành cáp ngầm
hiệu quả hơn theo tiêu chuẩn quốc tế và các nước khác trong khu vực.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học:
Việc nghiên cứu đề tài giúp nắm bắt được tổng quát về ưu và nhược điểm của
các phương pháp nối đất lớp bảo vệ kim loại trong cáp ngầm bằng các số liệu thực tế.
5.2. Tính thực tiễn:
Việc áp dụng nối đất lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm đơn điểm hay đa điểm trên
tuyến cáp sao cho phù hợp, làm nâng cao hiệu quả vận hành cáp ngầm trên hệ thống
điện tại thành phố Đà Nẵng nói riêng và trên tồn hệ thống điện EVN nói chung, hồn
thành chỉ tiêu kỹ thuật của công ty. Nâng cao hiệu suất mang tải của cáp ngầm, giảm
nhiệt độ và tăng tuổi thọ vận hành cho cáp lực
6. Bố cục đề tài
Ngoài các phần mở đầu và kết luận kiến nghị, nội dung đề tài có 3 chương bao
gờm:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống lưới điện Công ty Điện lực Đà Nẵng
Nêu cấu trúc của lưới điện phân phối thành phố đà nẵng. Các ưu và nhược điểm
của việc vận hành cáp ngầm so với DDK: Tính kinh tế, kỹ thuật, môi trường.
Chương 2: Các phương pháp nối đất lớp bảo vệ cáp ngầm trung thế
- Giới thiệu chung về cấu tạo cáp ngầm: Cấu tạo, lắp đặt, vận hành…
- Giới thiệu về lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm.
- Dựa vào tiêu chuẩn IEEE-575-2014 để đưa ra các phương pháp nối đất lớp

bảo vệ: Khi không nối đất, nối đất đơn điểm, nối đất đa điểm, nối chéo …
Chương 3: Tính toán và so sánh các phương pháp nối đất lớp bảo vệ kim loại
cáp ngầm
- Việc tính toán giá trị tổn thất theo tiêu chuẩn IEC 60287, IEEE 575 và theo
nhà chế tạo với xuất tuyến 475 Trạm biến áp 110kV Liên Trì.
Đưa ra các số liệu cho hệ thống cáp ngầm

C
C

R
L
T.

DU

Tính toán các loại tổn thất với việc vận hành cáp ngầm bằng phương pháp nối
đất đa điểm như hiện trạng.

- Tổn thất phụ thuộc vào điện áp: Tổn thất điện môi


3

- Tổn thất phụ tḥc vào dịng điện: Tổn thất do điện trở dây dẫn và các hệ số
ảnh hưởng, tổn thất do việc nối đất lớp bảo vệ kim loại.
Tính tốn các loại tổn thất với việc vận hành cáp ngầm bằng phương pháp nối
đất đơn điểm.

- Tổn thất do dòng điện Foucault.

- Tính điện áp dừng tại đầu không được nối đất.
Đưa ra các số liệu so sánh về tổn thất: với việc lắp đặt bố trí cáp: hình phẳng
và hình tam giác; Điện trở suất của các vật liệu dây dẫn cáp; Khoảng cách lắp đặt cáp;
Dòng điện mang tải.
Lựa chọn phương pháp nối đất lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm
Trên cơ sở tính toán trên, căn cứ vào quy trình an tồn điện của EVN, tiêu
chuẩn IEEE575 và thực tế tại các nước trên thế giới để lựa chọn phương pháp nối đất
lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm cho phù hợp.
Kết luận chung, so sánh các ưu nhược điểm của các phương pháp nối đất lớp
bảo vệ, các kiến nghị để áp dụng vào thực tế.

C
C

R
L
T.

7. Tổng quan về tài liệu nghiên cứu
Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng, mặc dù việc đấu nối lớp bảo vệ kim

DU

loại cáp ngầm đã được sử dụng rất nhiều và phổ biến từ nhiều năm qua nhưng chưa có
nghiên cứu nào đưa ra các giải pháp nối đất lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm tương ứng
với từng trường hợp cụ thể của từng loại cáp.


4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
1.1. Đặc điểm lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng
1.1.1. Giới thiệu chung
Thành phố Đà Nẵng nhận điện từ Trạm biến áp 500kV Đà Nẵng (E51) qua 09
Trạm biến áp 110, 220 kV (Hòa Khánh, Hòa Khánh 2, Liên Chiểu, Xuân Hà, Liên Trì,
Cầu Đỏ, Quận Ba, An Đờn, Hồ Liên) với tổng cơng suất đặt là 811 MVA, 70 xuất
tuyến 22kV phân bố trải đều trên địa bàn.
1. Các trạm biến áp 220-110kV Hòa Khánh (E9), 110kV Hòa Khánh 2 và
110kV Liên Chiểu (Elc): cấp điện khu vực quận Liên Chiểu, huyện Hịa Vang, các khu
cơng nghiệp Hịa Khánh, Hịa Khánh mở rợng, Liên Chiểu, khu cơng nghệ cao, các
khu du lịch Bà Nà, Xuân Thiều,…
2. Các trạm biến áp 110kV Xuân Hà (E10) và Liên Trì (E11): cấp điện khu vực
trung tâm thành phố như quận Hải Châu, Thanh Khê, các bệnh viện lớn như Bệnh viện
Đà Nẵng, bệnh viện C, C17, Hoàn Mỹ,…các Trung tâm hành chính, sự nghiệp, sở ban

C
C

ngành của Thành phố.

R
L
T.

DU

3. Trạm biến áp 110kV Cầu Đỏ (E12): cấp điện khu vực huyện Hịa Vang, quận
Cẩm Lệ, khu cơng nghiệp Hịa Cầm, các nhà máy nước Cầu Đỏ, Sân bay, bơm phòng
mặn An Trạch…

4. Các trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn (E13), 110kV An Đồn (E14): cấp
điện khu vực quận Ngũ Hành Sơn, Sơn Trà, các khu du lịch dọc đường Hoàng SaTrường Sa, bán đảo Sơn Trà, cảng Tiên Sa, các khu công nghiệp An Đồn và dịch vụ
thủy sản Thọ Quang.
5. TBA 110kV Hòa Liên: cấp điện cho Khu Cơng Nghệ Cao.
Trong trường hợp thiếu cơng suất thì ng̀n Diezel tại Trạm phát Cầu Đỏ (T10)
được huy động và hồ vào hệ thống điện. Mọi thao tác cấp ng̀n lưới Quốc gia cho hệ
thống điện Đà Nẵng và việc điều động máy Diezel đều do Trung Tâm Điều Độ Miền
Trung A3 và Điều Độ phân phối B35 phối hợp điều hành.
Tổng công suất tải cực đại Pmax năm 2016 khoảng 460MW, sản lượng ngày
cực đại Amax khoảng 9,26 triệu kWh . Phụ tải đỉnh hệ thống diễn ra vào lúc 21g00
đến 21g30 ngày bình thường.
1.1.2. Chế độ vận hành của lưới phân phối 22kV thành phố Đà Nẵng
Lưới điện phân phối Thành phố Đà Nẵng cũng có các đặc điểm đặc trưng
chung của lưới điện phân phối: phân bố trên diện rộng, mạng lưới chằng chịt, nhiều
nhánh rẽ, …. Trước đây, lưới phân phối thành phố cũng tồn tại nhiều cấp điện áp như


5

6, 15, 22, 35kV nhưng qua thời gian cải tạo theo quy hoạch đến cuối năm 2012 chỉ cịn
mợt cấp điện áp 22kV.
Cấu trúc của lưới phân phối 22kV trên địa bàn thành phố Đà Nẵng là 3 pha 3
dây, trung tính nối đất trực tiếp tại đầu nguồn - phía 22kV của máy biến áp 110/22kV,
chế độ vận hành bình thường là vận hành hở, hình tia hoặc dạng xương cá. Để tăng
cường độ tin cậy cung cấp điện, các xuất tuyến 22kV liên lạc với nhau tại các điểm mở
bằng dao cách ly, dao cách ly có tải hoặc recloser tạo nên cấu trúc mạch vòng nhưng
vận hành hở, chủ yếu để phục vụ chuyển tải cấp điện khi cắt điện công tác hoặc xử lý
sự cố.
Cấu trúc mạch vòng vận hành hở tập trung chủ yếu ở khu vực trung tâm thành
phố như quận Hải Châu, Thanh Khê, còn các khu vực khác chủ yếu là mạng hình tia, ít

liên lạc do đường dây dài, tiết diện dây nhỏ, phân bố trên địa bàn rộng.
1.1.3. Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
Gần nguồn 500kV nên khả năng sẵn sàng cấp điện tốt, tổn thất thấp.
Địa hình tập trung nên bán kính cấp điện nhỏ, giảm tổn thất công suất và điện áp, đồng

C
C

R
L
T.

thời thuận lợi cho công tác xử lý sự cố, dịch vụ khách hàng…

DU

Quản lý vận hành lưới điện 110kV nên chủ đợng trong vận hành, bảo trì bảo
dưỡng và xử lý sự cố.
Tồn bợ lưới điện đã chuyển về điện áp 22kV, thuận lợi cho việc vận hành và
chuyển tải.
Nhiều mạch vòng liên lạc trong khu vực nợi thành đảm bảo chuyển tải. Đã đưa
vào khép vịng nóng lưới điện.
Có hệ thống SCADA/DMS.
Đã đưa vào vận hành TTĐK và TBA không người trực.
Triển khai ứng dụng hotline.
Thiết bị dần được thay thế hiện đại, đồng bộ.
Phụ tải du lịch dịch vụ chiếm tỉ trọng lớn.
Nhược điểm
 Khu vực thường có mưa bão hàng năm.

 Gần ng̀n nên dòng điện ngắn mạch lớn.
 Đường dây 110kV Quận 3 – An Đờn chỉ có mợt mạch.
 Mức đợ mang tải các TBA 110kV và các đường dây trung thế cao nên khả
năng dự phòng N-1 thấp.
 Liên lạc 22kV hai bên bờ sông Hàn yếu


6

 Lưới điện đi qua khu vực gần biển bị nhiễm mặn thường xảy ra sự cố.
 Đường dây dài, đi qua địa hình đời núi hoặc khu vực trờng cây của khách
hàng thường xảy ra sự cố do giông sét, hành lang tuyến.
 Một số cáp ngầm đường trục liên lạc có tiết diện nhỏ nên hạn chế chuyển tải.
 Các phụ tải thép có đờ thị phụ tải khơng đều, gây ra nhiều sóng hài và nhấp
nháy điện áp làm ảnh hưởng đến các phụ tải khác.
 So sánh cáp ngầm và đường dây trên không
Ngày nay trên thế giới, ở hầu hết các nước, luật bảo vệ môi trường đã được ban
hành quy định những thủ tục khắt khe cho việc đánh giá tác động đối với môi trường.
Các dự án truyền tải và phân phối điện cũng không phải là ngoại lệ, các đường dây
truyền tải điện trên không (ĐDK) đã trở thành tiêu điểm cho sự phản đối của công
chúng với một câu hỏi: “Tại sao không đặt các đường dây điện xuống dưới mặt đất?”
Các lý do cho việc quyết định liệu một đường dây sẽ xây dựng có nên ngầm
dưới đất hay khơng:
- Các luật của quốc gia
- Chính sách của công ty

C
C

R

L
T.

- Các lý do kỹ thuật
- Các lý do địa hình, môi trường
- Các lý do kinh tế
- Ý kiến của công chúng

DU

- Yếu tố thời gian
- Sức ép về môi trường
Ảnh hưởng tới môi trường của ĐDK và đường cáp ngầm bao gồm các khía
cạnh như: sự chiếm đất, hạn chế việc sử dụng đất đai, ảnh hưởng về mỹ quan. Cũng có
mợt xu hướng phổ biến trong mợt bợ phận công chúng và một số nhà bảo vệ môi
trường là tìm kiếm giải pháp thay thế ĐDK bằng đường cáp ngầm. Nói chung cơng
chúng khơng hiểu sâu sắc về vấn đề kinh tế, kỹ thuật và môi trường liên quan. Thực
chất, sức ép về môi trường được xem xét, bao gồm các quy tắc và các tiêu chuẩn về
tần số điện, từ trường và những tiếng ờn có thể nghe thấy được... trong quá trình xây
dựng và vận hành.
+ Vấn đề kinh tế kỹ thuật
Tính tiện lợi
Ngay từ đầu, các ĐDK đã được sử dụng để truyền tải và phân phối điện. Đó là
do sự tương đối đơn giản về thiết kế, chế tạo và quản lý vận hành của ĐDK và do chưa
có các cơng nghệ cần thiết để sản xuất cáp lực cao áp (đặc biệt ở cấp điện áp > 110
kV). Ngày nay, nhờ sự tiến bộ của khoa học chế tạo vật liệu người ta đã sản xuất được


7

các loại cáp ở nhiều mức điện áp. Các đường cáp ngầm điện áp cao được xem là đắt
hơn so với các ĐDK có cùng cơng suất truyền tải và có khả năng thi cơng lâu hơn
ĐDK.
Các ĐDK thường được đỡ trên các cột bê tông hoặc thép cao từ 12m đến 60 m
và khoảng cách giữa các cột từ vài chục đến vài trăm mét. Các đường cáp ngầm
thường được chôn xuống độ sâu khoảng 1m, hoặc được đặt trong các ống bê tông, ống
thép, hay các ống tuynel có cấu tạo đặc biệt. Trước đây, các đường cáp ngầm hoặc là
cáp có áp lực dầu hoặc là cáp cách điện bằng giấy tẩm dầu. Ngày nay thường cách
điện bằng polyêtylen liên kết chéo (XLPE).
Điện cảm và điện dung
Khoảng cách các pha của ĐDK lớn hơn khoảng cách pha của mợt đường dây
dùng cáp ngầm, và vì vậy các thông số điện của ĐDK và đường cáp ngầm là khác
nhau.

C
C

Điện cảm tỷ lệ thuận với khoảng cách pha và vì vậy điện cảm của mợt ĐDK lớn
hơn đáng kể so với điện cảm của một đường cáp ngầm. Ngược lại, điện dung tỷ lệ
nghịch với khoảng cách pha và cáp ngầm có điện đung lớn hơn ĐDK.

R
L
T.

Khả năng truyền tải và phân phối điện

DU

Tổn thất điện môi: Tổn thất điện môi tăng theo mức điện áp và phụ thuộc vào

loại và độ dày của chất cách điện. Tại mức điện áp cao, tổn thất điện môi trong cáp là
đáng kể, khoảng hơn 20% do toả nhiệt. Sự thất thoát này khơng phụ tḥc vào dịng
điện tải và tờn tại ngay sau khi cáp đóng điện.
Việc phân tải: Trong mợt mạng phức tạp bao gồm nhiều đường khác nhau, khi
đường cáp đặt song song với ĐDK thì cáp sẽ mang hầu hết tải vì đường cáp có trở
kháng thấp hơn.
Khả năng sẵn sàng cung cấp điện
Sự cố mất điện trên các ĐDK căn bản là do một số nguyên nhân sau:
- Sự phóng điện mặt ngồi lớp cách điện.
- Chỗ tiếp xúc bị hỏng.
- Sự đánh thủng lớp cách điện do sứ cách điện bị hỏng.
Hầu hết sự cố mất điện là tạm thời và các đường dây thường tự phục hời làm
việc bằng các thiết bị tự đợng đóng lại.
Sự cố mất điện của cáp ngầm: căn bản là do chất cách điện bị hỏng do sự đào
bới tại các khu vực gần các đường cáp và thường đòi hỏi thời gian sửa chữa đáng kể
trước khi khôi phục làm việc. Để so sánh ĐDK và đường cáp ngầm, cần phải xem xét
không chỉ số lượng các yếu tố liên quan đến việc mất điện mà còn phải xem xét thời
gian mất điện tổng thể hoặc khả năng sẵn sàng cung cấp điện.


8

Các giá trị định mức
Cả ĐDK và đường cáp ngầm phải có khả năng chịu được sự quá tải so với công
suất thiết kế. ĐDK được để lộ thiên và phải chịu vô số các điều kiện môi trường, khả
năng tải được căn cứ vào trường hợp xấu nhất. Đường cáp ngầm có các điều kiện mơi
trường rất ổn định. Chỉ có mợt sự thay đổi duy nhất là nhiệt độ đất xung quanh tại độ
sâu chôn cáp, độ sâu này là luôn không đổi.
Yếu tố thứ hai được xem xét là thời gian toả nhiệt không đổi. Đây là thời gian
cho một mạch điện đạt tới nhiệt độ hoạt đợng bình thường sau giai đoạn tăng tải lên.

Đối với l ĐDK, thời gian này xấp xỉ 15 phút trong khi đối với đường cáp ngầm thời
gian này có thể dài hơn nhiều do khối lượng toả nhiệt của đất xung quanh lớn. Hằng số
thời gian toả nhiệt lâu của cáp ngầm cho phép nó đối phó được với sự quá tải trong
thời gian ngắn hoặc trung bình rất hiệu quả. Với các điều kiện môi trường thuận lợi,
ĐDK sẽ có khả năng chịu được sự quá tải lâu hơn và tốt hơn đường cáp ngầm.
Độ tin cậy
Các ĐDK có xu hướng phải chịu mất điện trong khoảng thời gian ngắn hơn
nhưng thường xuyên hơn các đường cáp ngầm. Các đường cáp ngầm bị mất điện trong

C
C

R
L
T.

khoảng thời gian dài hơn nhưng ít xảy ra hơn. Độ tin cậy của các ĐDK và đường cáp

DU

ngầm có thể được so sánh trên cơ sở thới gian bị mất điện trung bình trong suốt mợt
giai đoạn dài.
Chi phí đầu tư cho dự án cáp ngầm
Việc nghiên cứu các loại chi phí của đường dây điện trên không và đường cáp
ngầm thường tập trung vào chi phí cố định hoặc chi phí đầu tư mua sắm và lắp đặt các
đường dây cụ thể, và chi phí cho các máy móc thiết bị dùng cho truyền tải điện.
Tuy nhiên, người ta cũng nhận thấy rằng ngồi đầu tư tài chính trực tiếp cịn có
các chi phí khác phát sinh trong suốt quá trình lắp đặt ĐDK và đường cáp ngầm như
các chí phí vận hành, các chi phí bảo dưỡng, và các chi phí tổn thất. Chi phí tổn thất có
thể phụ tḥc đáng kể hơn vào điện năng truyền tải trong suốt thời gian tuổi thọ của dự

án đường dây hoặc cáp.
+ Vấn đề về mơi trường
Trong q trình thiết kế, lập quy hoạch, xây dựng và vận hành, các sức ép lớn
thất có thể là từ trường, điện trường ở mức đợ nhỏ hơn, với các hạn chế có liên quan
như: sự chiếm dụng và làm giảm giá trị đất đai, và sự hạn chế đất sử dụng. Các ảnh
hưởng có thể thấy được thì quan trọng đối với các ĐDK và mợt số ảnh hưởng có thể
được tạo ra do những lắp đặt bên ngoài của cáp ngầm, như các trạm đầu cáp và các
thiết bị bù công suất phản kháng.
+ Vấn đề về chí phí


9

Tỷ lệ chi phí của đường cáp ngầm so với các ĐDK có thể rất khác nhau từ dự
án này sang dự án khác. Việc truyền tải và phân phối điện ở mức điện áp cao bằng
đường cáp ngầm tốn kém hơn nhiều so với truyền tải bằng ĐDK.
Vì vậy, khơng thể tránh khỏi, về sử dụng sẽ có kế hoạch liên kết các đường dây
truyền tải mới sử dụng các ĐDK và đường cáp ngầm được dùng để phòng trừ cho các
tình huống mà việc lắp đặt các ĐDK là không khả thi hoặc những nơi mà việc phải lắp
đặt các đường cáp ngầm là thiết yếu. Trong cả hai trường hợp, kinh nghiệm cho thấy,
vì lý do kinh tế các đường cáp ngầm bị hạn chế, có đợ dài tương đối ngắn.
Người ta dự đoán rằng lượng đất dành cho các dự án truyền tải và phân phối
điện sẽ giảm do mật độ dân số và giá đất ngày càng tăng. Vì khoảng khơng gian mà
mợt ĐDK chiếm dụng thì nhiều hơn mợt đường cáp tương đương. Trong tương lai sự
phản đối của công chúng đối với việc xây dựng các ĐDK sẽ tăng. Các yếu tố thuộc về
môi trường sẽ tiếp tục là yếu tố quan trọng trong việc so sánh ĐDK và đường cáp
ngầm.
Chi phí tương đối cao là trở ngại chính cho việc sử dụng cáp ngầm cao áp. Tuy
nhiên do việc áp dụng các kỹ thuật chôn cáp hiện đại như khoan trực tiếp, và ngày

C
C

R
L
T.

càng có nhiều cáp rẻ hơn và các phụ kiện được làm sẵn lên các chi phí sử dụng cáp

DU

ngầm sẽ giảm.
Tỷ lệ chi phí của đường cáp ngầm so với ĐDK sẽ giảm mặc dù sự giảm này
không đủ khắc phục được sự khác nhau đáng kể giữa chúng, cụ thể là tại các mức điện
áp cao.
Hệ thống lưới điện trung thế thành phố Đà Nẵng chủ yếu là đường dây trên
không, một vài vị trí khu vực đông dân cư như đường Trần Phú, đường Lê Duẫn,
đường Trần Hưng Đạo… được cấp điện bằng cáp ngầm, có các số liệu như sau:
ĐZ 22kV

Cáp ngầm trung thế

TS Điện lực

TS Khách Hàng

TS Điện lực

TS Khách Hàng

673,581 km

119,436 km

100,253 km

49,439 km

Hệ thống cáp ngầm:

- Tại các đầu ra tất cả các xuất tuyến trạm biến áp 110kV và một số đường trục
chính sử dụng cáp đồng và nhôm tiết diện lớn khoảng 300 mm2, 240 mm2… có tổng
chiều dài khoảng 50km.
- Cịn lại mợt vài nhánh rẽ, đường trục phía cuối ng̀n thì sử dụng các loại cáp
nhơm và đờng có tiết diện nhỏ hơn, chủ yếu là 95 mm2, 70 mm2, 50 mm2…


10

1.2. Kết luận
Chương I trình bày tình hình vận hành hiện trạng của lưới điện phân phối
Thành Phố Đà Nẵng; đưa ra số liệu vận hành thực tế; So sánh phân tích ưu nhược
điểm cơ bản của việc vận hành lưới điện bằng đường dây trên không và cáp ngầm ở
các khía cạnh: Kinh tế kỹ thuật, môi trường, chi phí.

C
C

DU

R
L
T.


11

Chương 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP NỐI ĐẤT LỚP BẢO VỆ CÁP NGẦM TRUNG THẾ
2.1. Giới thiệu về cáp ngầm

Cáp đơn pha

C
C

R
L
T.

DU

Cáp ba pha
1. Ruột dẫn; 2. Màng chắn ruột dẫn; 3. Cách điện; 4. Màng chắn cách điện; 5.
Màng chắn kim loại; 6. Vỏ bọc; 7. Lớp giáp kim loại; 8. Vỏ bọc ngồi
Hình 2.1. Cấu tạo cáp ngầm trung thế cấp điện áp từ 3kV đến 36 kV
Cáp ngầm trung thế là loại cáp có thể chơn ngầm trực tiếp trong đất. Cáp trung
thế thường được hiểu là cáp có cấp điện áp từ 3 kV đến 36 kV, nhưng thông dụng nhất
là cấp điện áp 24 kV. Cấp điện áp 24 kV nếu ghi đầy đủ theo tiêu chuẩn IEC 60502-2
là “12/20(24) kV”, trong đó 12 kV là khả năng chịu điện áp pha, 20 kV là khả năng

chịu điện áp dây và 24 kV là mức điện áp cao nhất mà cáp có thể chịu được khi có sự
dao đợng điện áp trong q trình vận hành.
Vì làm việc trong môi trường điện trường cao hơn nhiều so với cáp hạ thế nên
cáp trung thế 24 kV bắt ḅc phải có 2 lớp bán dẫn bên trong và bên ngồi lớp cách
điện và phải có lớp màn chắn kim loại áp trực tiếp trên lớp bán dẫn bên ngồi. Cấu
trúc từ trong ra ngồi, gờm: ruột dẫn điện/ lớp bán dẫn trong/ lớp cách điện/ lớp bán
dẫn ngoài/ lớp màn chắn kim loại là một cấu trúc liên tục và có tính bắt ḅc đối với
cáp có cấp điện áp từ 12 kV trở lên. Ngoài ra, tuỳ theo nhu cầu lắp đặt cáp có thể có
thêm các lớp áo giáp kim loại bảo vệ va đập hoặc có thêm đặc tính chống thấm nước
cho ṛt dẫn, màn chắn kim loại… Lớp cách điện của cáp trung thế là XLPE hoặc cao


12

su EPR nhưng XLPE là thông dụng nhất, vỏ bọc ngồi của cáp thơng thường là PVC
nhưng cũng có khi là PE.
Cáp ngầm trung thế được bọc 3 lớp đồng thời (lớp bán dẫn trong/ lớp cách điện/
lớp bán dẫn ngồi) và khâu mạch liên tục trong mơi trường khí nitơ trực tiếp trên dây
chuyền sản xuất thì mới đảm bảo các đặc tính quan trọng về điện cho cáp. Người ta
gọi công nghệ của dây chuyền bọc 3 lớp đồng thời và khâu mạch liên tục này là “CCV
Line”.
Cáp ngầm trung thế thường có 3 lõi hoặc 1 lõi. Đối với cáp 1 lõi, nếu có lớp áo
giáp kim loại bảo vệ va đập thì lớp này khơng được sử dụng vật liệu có từ tính như
băng thép, sợi thép mà phải sử dụng kim loại phi từ tính và thông thường là băng
nhôm hoặc sợi nhôm.
Một số cấu trúc cáp ngầm trung thế 12/20/(24) kV:
– Loại 3 lõi: Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC hoặc Cu/XLPE/PVC/SWA/PVC
– Loại 1 lõi: Cu/XLPE/PVC/DATA/PVC hoặc Cu/XLPE/PVC/AWA/PVC
2.2. Các loại tổn thất trong cáp ngầm

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2.2. Các tổn thất trong cáp ngầm
Tổn thất công suất trong cáp ngầm xảy ra do nhiều nguyên nhân. Chúng có thể
được gây ra bởi điện trở dẫn điện trên dây dẫn, do tổn thất điện môi, do tổn thất lớp
bảo vệ và việc nối đất lớp bảo vệ. Các nguyên nhân này làm cho cáp nóng lên, làm
giảm hiệu suất mang tải của cáp, làm tiêu hao một lượng điện năng đáng kể.
2.2.1 Tổn thất điện mơi
Như trên hình 1, cấu trúc cáp có cách điện hoạt đợng như là mợt tụ điện hình trụ.

Hình 2.3. Cấu trúc dây dẫn - cách điện – lớp bảo vệ kim loại
Tổn thất này như là mợt điện mơi sấy do thực tế khơng có bất kì cách điện nào


13

là hồn hảo. Các tổn thất này sinh ra vì trường điện từ động và tĩnh. Trường điện từ
này gây ra một sự định hướng và mất phương hướng lưỡng cực, tạo ra mợt sự ma sát
bên trong đó làm nóng điện mơi.
2.2.2 Tổn thất điện trở dây dẫn
Dây dẫn ở giữa thường được chế tạo từ đồng hoặc nhôm và nó có mợt điện trở
khơng thể bỏ qua được.Với sự có mặt của dịng điện thì điện trở này sinh ra và làm
nóng cáp lực. Điện trở dây dẫn với dòng điện xoay chiều là cao hơn so với dịng điện

mợt chiều. Tổn thất có thể được biểu diễn như sau: Theo tiêu chuẩn IEC 60287-1-1

RAC đơn vị là Ω/km.
2.2.3 Tổn thất do lớp bảo vệ kim loại
2.2.3.1 Giới thiệu vệ lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2.4. Cấu trúc của cáp ngầm
Như trên hình là cấu trúc chung cơ bản của mợt sợi cáp có điện áp lên đến
36kV. Trong đó lớp bảo vệ kim loại được chế tạo nằm ngồi lớp màng chắn bán dẫn
có chức năng chính là khử từ trường bên ngồi cáp nó như là một điện cực thứ hai của
cáp ngầm trong đó điện cực cịn lại là lỏi dây dẫn. Lớp này phải được nối đất ít nhất
một đầu dọc theo tồn bợ chiều dài sợi cáp, dịng điện nạp điện dung và dòng điện cảm
ứng sẽ được xả qua lớp bảo vệ này xuống đất. Chức năng thứ hai là hình thành mợt rào
cản để ngăn chặn đợ ẩm thâm nhập vào hệ thống cách điện bên trong của cáp, khi mợt
điện trường lớn tiếp xúc với đợ ẩm thì cách điện bị phá hỏng dưới dạng cây nước. Do
đó lâu dần sợi cáp sẽ bị phóng điện gây hư hỏng hồn tồn.
Lớp bảo vệ kim loại này có thể được chế tạo từ các vật liệu khác nhau:

- Dây đồng bện: Được sử dụng chủ yếu cho các cáp hạ thế và một vài cáp
truyền dẫn thông tin.
- Băng đồng: Được sử dụng hầu hết các loại cáp trung và cao thế.

14

- Băng nhơm
- Băng chì: Là vật liệu chặn nước, được lắp đặt trong một vài điều kiện đặc biệt
như là ở dưới nước…
2.2.3.2 Các phơnng pháp ńi ất lớp bảo vệ kim loại
Trong một sợi cáp ngầm, thông thường các lớp bảo vệ kim loại được bọc bên
ngồi mợt lớp cách điện để ngăn ngừa sự xâm nhập của hơi ẩm, bảo vệ lõi dẫn điện từ
việc có thể hư hại cơ khí, phục vụ như là một lá chắn tĩnh điện. (Cường độ điện trường
được khép kín giữa dây dẫn và lớp bảo vệ).
Tất cả dây dẫn đều mang theo dịng điện AC tạo ra mợt từ trường bên ngồi và
nó cảm ứng mợt điện áp đến tất cả các dây dẫn khác ở xung quanh mà được liên kết
bằng từ trường của chính nó. Do đó mợt điện áp cảm ứng xuất hiện trên màn chắn kim
loại. Điện áp cảm ứng là cực đại ở mặt bên trong của võ và nhỏ nhất ở mặt bên ngoài.
Điều này gây ra sự t̀n hồn của dịng điện xốy trong lớp vỏ. Các dòng điện này làm
tiêu tán năng lượng vì hiệu ứng joule.
Đối với các lý do an toàn, các lớp bảo vệ kim loại cáp phải được nối đất ít nhất
là một điểm dọc theo mạch cáp. Khi lớp bảo vệ kim loại cáp ngầm này là mợt đường
điện kín, thì tổn hao do các dịng điện vòng trong lớp kim loại này sẽ làm tăng nhiệt đợ
vận hành của cáp. Do đó giảm giá trị dịng điện tải và hiệu suất vận hành của cáp.
Ngược lại, nếu dịng điện bị gián đoạn thơng qua việc sử dụng các kỹ thuật nối đất lớp
bảo vệ kim loại, thì các dịng điện t̀n hồn sẽ được giảm bớt hoặc bị khử làm cho
dung lượng tải của cáp lớn hơn nhưng nhược điểm của việc này xuất hiện một điện áp
trên lớp bảo vệ kim loại. Do đó, việc bố trí nối đất màn chắn cáp được nghiên cứu để
giới hạn độ lớn của điện áp cảm ứng trên màn chắn và các dịng điện t̀n hồn chạy
qua là nhỏ nhất.
Tiêu chuẩn IEEE 575-2014 hướng dẫn các phương pháp khác nhau về việc nối
lớp bảo vệ. Loại thông dụng nhất là việc nối đơn điểm, hai điểm và nối chéo.

* Khi không nối đất màn chắn kim loại
Khi các đầu mút của màn chắn kim loại không được nối đất, thì xuất hiện điện
áp cảm ứng trên màn chắn. Đây là một nguồn gốc của các nguy cơ mất an tồn và có
thể đánh thủng cách điện vỏ cáp.

C
C

DU

R
L
T.


15

Hình 2.5. Lớp màn chắn kim loại khơng được nối đất
* Nối đất tại một điểm

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2.6. Việc nối đơn điểm

Phương pháp đơn giản nhất và hiệu quả nhất của việc nối lớp bảo vệ đặc biệt là
việc nối đơn điểm, mà nó có mợt đầu của mạch được nối đất và một đầu khác được
cách ly với đất. Trong loại lắp đặt này, thì mợt điện áp được cảm ứng trên lớp bảo vệ
của cáp lực trong thời gian vận hành, điện áp này dần dần tăng lên từ điểm nối đất và
đạt cực đại tại điểm xa nhất từ đầu được nối đất. Do đó các lớp bảo vệ phải được cách
ly tương ứng với đất bằng một lớp áo khốc cách điện có hiệu quả. Từ đó khơng có
đường điện kín liên tiếp với các lớp bảo vệ kim loại, dịng điện sẽ khơng chạy dọc theo


16

các lớp bảo vệ và các tổn thất dòng điện t̀n hồn lớp bảo vệ do đó được giới hạn
(Các tổn thất xốy lớp bảo vệ vẫn sẽ xuất hiện).
Đợ dài phần cáp lớn nhất là được chi phối bởi điện áp dừng lớp bảo vệ được
cho phép tại đầu được cách ly.
Có thể lắp đặt mợt chống sét van nếu cho rằng mức điện áp đột biến vượt quá 75%
BIL của lớp vỏ hoặc của cách điện phân đoạn lớp bảo vệ.
Có hai loại: Hệ thống được nối đơn điểm một phía và hệ thống được nối đơn điểm
tách rời.
Hệ thống được nối đơn điểm một phía

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2.7. Việc nối đất đơn điểm một phía
Các lớp màn chắn của phần cáp được nối lại và được nối đất tại một điểm chỉ
dọc theo chiều dài của chúng. Trong một hệ thống được nối đơn điểm, có mợt nguy
cơ giật điện nếu mợt ai đó chạm vào lớp màn chắn tại đầu không được nối đất. Điện áp
cảm ứng này tỉ lệ với đợ dài và dịng điện trong cáp. Do đó việc nối đơn điểm có thể
được sử dụng với chiều dài tuyến cáp bị giới hạn. Với điện áp dừng tại đầu không
được nối đất vượt quá 75% điện áp BIL của màn chắn, thì chống sét van được lắp đặt
tại đầu không được nối đất để bảo vệ cách điện cáp dưới tình trạng sự cố.
Hệ thống được nối đơn điểm tách rời