Giáo trình Cung cấp điện - Bài 7: Chống sét và nối đất

 1 Ω . 
 Với lưới có điện áp trên 1000 V, dòng điện chạm đất bé tức là mạng điện có điểm 
trung tính không nối đất trực tiếp hoặc nối đất qua hộp dập hồ quang thường bảo vệ rơle 
không tác động cắt bộ phận hoặc thiết bị điện có chạm đất một pha. Vì thế chạm đất một 
pha có thể kéo dài, điện áp UN trên thiết bị chạm đất cũng sẽ tồn tại lâu dài làm tăng sác 
xuất người tiếp xúc với thiết bị có điện áp Uđ. Vì vậy quy phạm quy định điện trở của 
trang bị nối đất tại thời điểm bất kỳ trong năm như sau: 
 - Khi dùng trang bị nối đất chung cho cả điện áp dưới và trên 1000 V: 
125
đ
d
R
I
 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
 For evaluation only.
 thien731987@gmail.com 
 Tuyên bố bản quyền: 
 Là tài liệu hỗ trợ học tập nghiêm cấm tất cả các hình thức kinh doanh 
======================================================
========= 
23 
 - Khi dùng riêng trang bị nối đất cho các thiết bị có điện áp trên 1000 V : 
 Rđ ≤ 
dI
250
Trong đó : - 125 và 250 là điện áp lớn nhất cho phép của trang bị nối đất. 
 - Id dòng điện tính toán chạm đất một pha. 
 Trong cả hai trường hợp, điện trở nối đất không được vượt quá 10Ω 
 Đối với mạng điện có điện áp dưới 1000 V, điện trở nối đất tại mọi thời điểm 
trong năm không được vượt quá 4 Ω ( riêng với các thiết bị nhỏ, công suất tổng của máy 
phát điện và máy biến áp không quá 100 KVA, cho phép 10 Ω ) 
 Nối đất lắp lại của dây trung tính trong mạng 380/220 V phải có điện trở không 
quá 10 Ω. 
 Trường hợp có nhiều thiết bị phân phối có điện áp khác nhau đặt trên cùng một 
khu đất nên thực hiện nối đất chung. Điện trở nối đất chung cần thoả mãn yêu cầu của 
trang bị nối đất nào đòi hỏi điện trở nhỏ nhất. 
 - Đối với thiết bị điện có điện áp cao hơn 1000 v có dòng điện trạm đất bé và các 
thiết bị điện có điện áp đến 100 V nên sử dụng nối đất tự nhiên có sẵn. Nếu trị số của 
điện trở nối đất tự nhiên nhỏ hơn trị số tính toán đă nói trên thì không cần thực hiện nối 
đất nhân tạo. 
 Đối với đường dây tải điện trên không cần nối đất các cột bê tông cốt thép và cột 
sắt của tất cả các đường dây tải điện 35 KV, các đường dây 3 – 20 KV chỉ cần nối đất ở 
khu vực có dân cư. Cần nối đất các cột bê tông cốt thép, cột sắt, cột gỗ của tất cả các loại 
đường dây ở mọi cấp điện áp khi có đặt thiết bị bảo vệ chống sét hay dây chống sét. Điện 
trở nối đất cho phép của cột phụ thuộc vào điện trở suất của đất và bằng 10 – 30 Ω. 
 Trên các đường dây ba pha bốn dây điện áp 380/220 v có điểm trung tính trực tiếp 
nối đất, các cột sắt, xà sắt của cột bê tông cốt thép cần phải được nối dây trung tính. 
 Trong các mạng điện có điện áp dưới 1000 V có điểm trung tính cách điện, các 
cột sắt và bê tông cốt thép cần có điện trở nối đất không quá 50 Ω. 
 Điện trở nối đất chủ yếu xác định bằng điện trở suất của đất, hình dạng kích thước 
điện cực và độ chôn sâu trong đất, 
 Điện trở suất của đất phụ thuộc thành phần, mật độ, độ ẩm và nhiệt độ của đất và 
chỉ có thể xác định chính xác bằng đo lường. Các trị số gần đúng của điện trở suất của đất 
( khi độ ẩm bằng 10 – 20 % về trọng lượng ) tính bằng Ω.cm như sau . 
 Cát 7.104 
 Cát lẫn đất 3.104 
 Đất sét, đất sét lẫn sỏi ( độ dày của lớp đát sét từ 1 – 3 m ) 1.104 
 Đất vườn, đất ruộng 0,4.104 
 Đất bùn 0,2.104 
 Điện trở suất của đất không phải cố định trong năm mà thay đổi do ảnh hưởng của 
độ ẩm và nhiệt độ của đát, do đó điện trở của trang bị nối đất cũng thay đổi. Vì vậy trong 
tính toán nối đất phải dùng điện trở tính toán là trị số lớn nhất trong năm. 
 ρtt = Kmax. ẹ 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
 For evaluation only.
 thien731987@gmail.com 
 Tuyên bố bản quyền: 
 Là tài liệu hỗ trợ học tập nghiêm cấm tất cả các hình thức kinh doanh 
======================================================
========= 
24 
 Trong đó: Kmax – hệ số tăng cao, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của nơi sẽ xây 
dựng trang bị nối đất. ( còn gọi là hệ số mùa ) 
Đối với các ống và thanh thép góc dài 2 – 3 m, khi đầu trên cách mặt đất 0,5 – 0,8 m thì 
Kmax = 1,2 – 2 , còn với thanh thép dẹt đặt nằm ngang cách mặt đất 0,8 m thì Kmax = 1,5 – 
7 
 2. Tính toán nối đất nhân tạo 
Tính toán nối đất nhân tạo theo trình tự sau đây: 
 - xác định điện trở nối đất theo quy định của quy trình quy phạm về nối đất. 
 - Xác định điện trở nối đất của một cọc: 
 1 max
0,366 21 1 4 1
. (lg log )
2 4 1
c
t
R k
l d t


 

 ( Ω ) ( 7- 1) 
Trong đó: ρ -điện trở suất của đất (Ω/cm ) 
 kmax = 1,5 hệ số mùa 
 d - đường kính ngoài của cọc ( m ) 
 t - độ chôn sâu của cọc, tính từ mặt đất tới điểm giữa của cọc (cm) 
 Đối với thép góc có bề rộng của cạnh là b, đường kính ngoài đẳng trị được tính: 
 d = 0,95 b 
 Thông thường người ta dùng thép góc L 60 x 60 x 6 dài 2,5 cm để làm cọc thẳng 
đứng của thiết bị nối đất. Với tham số cọc như trên, công thức (7.1) có thể tính gần đúng 
như sau: 
 R1c = 0,00298.ρ ( Ω ) ( 7- 2) 
 Nếu ủ là số liệu cho trong mùa thì phải nhân thêm hệ số kmax để tìm được giá trị 
lớn nhất theo bảng 7 – 2 và 7 - 3 
Bảng 7 – 2. Điện trở suất của đất (ρd ) 
Đất ủ . 104 Ωcm 
Cát 
Cát pha 
Đất đen 
Đất sét, đất sét pha sỏi 
Độ dày của lớp đất sét ( 1 – 3 m ) 
Đất vườn, ruộng 
Đất bùn 
7 
3 
2 
1 
1 
0,4 
0,2 
Bảng 7 – 3 Hệ số điều chỉnh điện trở suất của đất kmax 
Cực nối đất K1 K2 K3 
Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,5 m 
Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,8 m 
Cọc thép, ống thép,cọc thép góc được đóng sâu cách mặt đất 
0,5 – 0,8 m 
6,5 
3,0 
2,0 
5,0 
2,0 
1,5 
4,5 
1,6 
1,4 
- k1 - đất ẩm, k2 - đất trung bình, k3 – đất khô 
- Xác định sơ bộ số cọc 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
 For evaluation only.
 thien731987@gmail.com 
 Tuyên bố bản quyền: 
 Là tài liệu hỗ trợ học tập nghiêm cấm tất cả các hình thức kinh doanh 
======================================================
========= 
25 
 Số cọc thường được định theo kinh nghiệm, đồng thời cũng có thể xác định sơ bộ 
theo công thức sau: 
 1
.
c
d
R
n
R
 ( 7 – 3 ) 
 Trong đó: R1c - điện trở nối đất của một cọc tính theo công thức ( 7 -1) hoặc ( 7 – 
2 ) 
 Rd - điện trở của thiết bị nối đất theo quy định ( Ω ) 
 ηc – hệ số sử dụng cọc, tra trong bảng 7 – 4 
Bảng 7 – 4 . Hệ sồ sử dụng cọc ρc và thanh ngang ρt 
Tỷ số a/l 
1 2 3 Số cọc chôn thẳng đứng 
ρc ρt ρc ρt ρc ρt 
Khi đặt các cọc theo chu vi mạch vòng 
4 
6 
8 
10 
20 
30 
50 
70 
100 
0,69 
0,62 
0,58 
0,55 
0,47 
0,43 
0,40 
0,38 
0,35 
0,45 
0,40 
0.36 
0,34 
0,27 
0,24 
0,21 
0,20 
0,19 
0,78 
0,73 
0,71 
0,69 
0,64 
0,60 
0,56 
0,54 
0,52 
0,55 
0,48 
0,43 
0,40 
0,32 
0,30 
0,28 
0,26 
0,24 
0,85 
0,80 
0,78 
0,76 
0,71 
0,68 
0,66 
0,64 
0,62 
0,70 
0,64 
0,66 
0,56 
0,47 
0,41 
0,37 
0,35 
0,33 
Khi đặt các cọc thanh dãy 
3 
4 
5 
6 
10 
15 
20 
30 
0,78 
0,74 
0,70 
0,63 
0,59 
0,54 
0,49 
0,43 
0,08 
0,77 
0.74 
0,72 
0,62 
0,50 
0,42 
0,31 
0,86 
0,83 
0,81 
0,77 
0,75 
0,70 
0,68 
0,65 
0,92 
0,87 
0,86 
0,83 
0,75 
0,64 
0,56 
0,46 
0,91 
0,88 
0,87 
0,83 
0,81 
0,78 
0,77 
0,75 
0,95 
0,92 
0,90 
0,88 
0,82 
0,74 
0,68 
0,58 
 Theo quy định số cọc không được ít hơn 2 
- Xác định điện trở của thanh nối nằm ngang 
2
max
0,366 2
lgt
l
R
l bt
 ( Ω) ( 7 – 4) 
Trong đó : ρmax - điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang. ( Ω/cm lấy độ 
sâu 0,8 m ) 
 l – chiều dài ( chu vi ) mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối ( cm ) 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
 For evaluation only.
 thien731987@gmail.com 
 Tuyên bố bản quyền: 
 Là tài liệu hỗ trợ học tập nghiêm cấm tất cả các hình thức kinh doanh 
======================================================
========= 
26 
 b – bề rộng thanh nối ( cm , thường lấy b = 4 cm ) 
 t – chiều sâu chôn thanh nối ( cm, thường lấy t = 0, 8 cm ) 
 Điện trở của thanh nối thực tế còn cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh ỗt , tra 
bảng 7 – 4 . 
 ' tt
t
R
R

 ( Ω ) 
- Xác định điện trở ( khuếch tán ) của n cọc chôn thẳng đứng Rc từ công thức ( 7 – 3 ) 
suy ra: 
 1cc
R
R
n
 
- Xác định điện trở ( khuếch tán ) của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh nối 
nằm ngang : 
.c t
nd
c t
R R
R
R R


 ( 7 – 5) 
 So sánh điện trở nối đất tính được Rnđ với điện trở nối đất theo quy định Rđ , nếu 
Rnđ > Rđ thì phải tăng số cọc lên và tính lại. 
 Ví dụ: Tính nối đất lặp lại trong mạng 380/220 V, máy biến áp cung cấp điện 
cho mạng có công suất lớn hơn 100 KVA. Cho điện trở suất của đất ρ = 2.104 Ωcm, 
kmax = 1,4 
 Giải 
 Theo quy định đối với máy biến áp có công suất lớn hơn 100 KVA điện trở nối 
đất lặp lại không vượt quá 10 Ω. Vởy chọn Rđ = 10 Ω. 
 Thiết bị nối đất được dự kiến như sau: 
 Dùng n = 10 cọc sắt L60 x 60 x6 dài 2,5 m chôn sâu 0,7 m . Các cọc được chôn 
thành mạch vòng cách nhau 5 m, tra bảng 7 – 4 tìm được hiệu suất sử dụng của cọc 
ỗc = 0,69 
Theo ( 7 – 2 ) R1c = 0,00298.1,4.2.10
4 ≈ 84Ω 
Điện trở khuyếch tán của 10 cọc: 
 Rc = 
c
c
n
R
.
1
69,0.10
84
≈ 12Ω 
 Thanh nối có chiều rộng 4 cm được chôn ở độ sâu 0,8 m. Thanh nối được nối qua 
10 cọc và nối đến cột điện gần nhất cách 10 m. Vậy chiều dài thanh nối là 60 m 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
 For evaluation only.
 thien731987@gmail.com 
 Tuyên bố bản quyền: 
 Là tài liệu hỗ trợ học tập nghiêm cấm tất cả các hình thức kinh doanh 
======================================================
========= 
27 
Điện trở khuếch tán của thanh nối theo (7 – 4) được 
 Rt = 
80.4
6000
lg.4,1.10.2.
6000
366,0 24 ≈ 14,5 ( Ω) 
Tra bảng được hiệu suất thanh nối ỗt = 0,4.Vậy: 
 Rt = 
4,0
5,14
 = 36,2 Ω 
Điện trở của thiết bị nối đất theo ( 7 – 5) ta có : 
 Rnđ = 
2,3612
2,36.12

 ≈ 9 < 10 Ω 
Như vậy thiết bị nối đất theo thiết kế đã thoả mãn yêu cầu. 
5 m 
10 m 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
 For evaluation only.