Nắm bắt được các các qui định về điện trở nối đất dựa vào các trị số nối đất tiêu chuẩn theo từng cấp điện áp.
Điện trở nối đất an toàn của hệ thống không được lớn hơn các trị số nối đất tiêu chuẩn đã được quy định trong các quy phạm cụ thể:
1/ Đối với các thiết bị có U > 1000V có dòng chạm đất lớn (I > 500A) như các thiết bị điện ở mạng điện có điện áp từ 110kV trở lên thì điện trở nối đất tiêu chuẩn: Rđ ≤ 0,5Ω.
Với các mạng có dòng chạm đất lớn này, khi có sự chạm đất (chạm vỏ) thì điện áp trên vỏ thiết bị so với đất (đã thoả mãn điều kiện Rđ ≤ 0,5Ω) vẫn có thể đạt trị số lớn (hàng trăm thậm chí hàng ngàn vôn) nhưng khi có cân bằng thì điện áp tiếp xúc không vượt quá 250-300V. Rõ ràng điện áp này vẫn nguy hiểm cho người nhưng với cấp điện áp này thì khi có sự chạm đất, chạm vỏ thì rơle bảo vệ sẽ tác động cắt nhanh phần sự cố. Mặt khác, với cấp điện áp này không cho phép con người tiếp xúc trực tiếp (khi không có thiết bị bảo vệ) với thiết bị khi chưa cắt điện nên xác suất người bị điện giật rất bé.
Trong mạng điện có dòng chạm đất lớn, bắt buộc phải có nối đất nhân tạo trong mọi trường hợp không phụ thuộc vào điện trở nối đất tự nhiên. Ngay cả khi điện trở nối đất tự nhiên thoả mãn yêu cầu (Rđ ≤ 0,5Ω) vẫn phải thực hiện nối đất nhân tạo trị số điện trở nhân tạo không được lớn hơn 1W (Rnt ≤ 1Ω).
2/ Đối với các thiết bị điện có U > 1000V có dòng chạm đất bé (I < 500 A) như các thiết bị ở mạng điện 3-35kV thì quy định điện trở nối đất tiêu chuẩn tại thời điểm bất kỳ trong năm như sau:
* Khi hệ thống nối đất chỉ dùng cho các thiết bị có U > 1000V:
Rđ ≤ 250/Iđ (nhưng phải thoả mãn: Rđ ≤ 10Ω) (1)
* Khi hệ thống nối đất dùng cho cả thiết bị có U < 1000V:
Rđ ≤ 125/Iđ (Rđ ≤ 10Ω) (2)
Trong mạng có dòng chạm đất bé (mạng có trung tính cách ly) khi có 1 pha chạm đất, các thiết bị rơle bảo vệ thường không cắt phần sự cố. Vì vậy chạm đất 1 pha có thể bị kéo dài làm tăng xác suất người tiếp xúc với điện áp nguy hiểm. Do dó người ta mới qui định điện áp lớn nhất cho phép trên hệ thống nối đất là 250V (khi U > 1000V) và 125V (khi U < 1000V) với dòng chạm đất là Iđ.
3/ Đối với các thiết bị điện trong các mạng có U < 1000V có trung tính cách ly thì điện trở nối đất tại mọi thời điểm trong năm không quá 4Ω.
Riêng với các thiết bị nhỏ mà công suất tổng của máy phát điện hoặc máy biến áp có công suất không quá 100kVA thì cho phép: Rđ ≤ 10Ω.
Đối với các thiết bị có U > 1000V có dòng chạm đất bé và các thiết bị có U < 1000V có trung tính cách ly nên sử dụng nối đất tự nhiên có sẵn. Nếu trị số của điện trở nối đất tự nhiên nhỏ hơn trị số của điện trở nối đất tiêu chuẩn mà qui phạm đã qui định thì cho phép không cần phải thực hiên nối đất nhân tạo.
Chú ý trong các trường hợp có nhiều thiết bị điện có điện áp khác nhau nên thực hiện nối đất chung. Trị số điện trở nối đất chung cần phải thỏa mãn yêu cầu của hệ thống nối đất nào đòi hỏi điện trở nối đất có giá trị nhỏ nhất.
4/ Đối với đường dây tải điện trên không:
Với các đường dây tải điện trên không ta phân biệt các trường hợp sau:
* Khi điện áp của mạng điện U ≥ 110kV. Trong trường hợp này thì nối đất ở các cột điện chỉ để chống sét và qui phạm không yêu cầu nối đất bảo vệ các cột điện ở các mạng có dòng chạm đất lớn này vì:
– Trong các mạng điện này khi có sự chạm đất thì rơle bảo vệ tác động cắt nhanh sự cố với thời gian từ 0,12-0,8s nên xác suất người bị điện giật do điện áp tiếp xúc là rất bé.
– Dòng điện chạm đất trong mạng này rất lớn nên điện áp xuất hiện trên hệ thống cột nối đất cũng rất lớn, do vậy việc thực hiện nối đất cho các cột điện rất phức tạp và tốn kém.
Thí dụ: Với dòng điện chạm đất từ 1,5-2kA và giả sử điện trở nối đất an toàn của cột là 10Ω thì điện áp trên hệ thống nối đất của cột sẽ có trị số là:
U = IđRđ = 15-20 kV (3)
* Với các mạng điện có dòng chạm đất bé (mạng 3-35kV có trung tính cách ly).
Trong mạng này vì dòng chạm đất có trị số bé (thường từ 10-30A) nên điện áp trên hệ thống nối đất cột sẽ có trị số bé do đó có thể bảo đảm an toàn cho người bằng cách nối đất các cột điện (chẳng hạn, nếu điện trở nối đất của cột điện là 10Ω thì điện áp xuất hiện trên hệ thống nối đất là khoảng 100-300V).
Như vậy nối đất cột điện ở mạng có dòng chạm đất bé có thể vừa chống sét, vừa bảo vệ an toàn và qui định như sau:
Phải thực hiện nối đất các cột của đường dây 35kV. Với các đường dây từ 3-22kV cho phép chỉ nối đất các cột trong vùng có dân cư và nối đất các cột các thiết bị chống sét hay thiết bị thao tác đo lường. Điện trở nối đất của các cột điện qui định ở bảng 1.
* Trong các mạng điện U < 1000V có trung tính cách ly, các cột thép và bê tông cốt thép phải có điện trở nối đất không quá 50Ω.
Bảng 1. Điện trở nối đất của cột đường dây cao áp.
| Điện trở suất của đất (Ωcm) | Trị số cực đại của điện trở nối đất (Ω) |
| < 104 | 10 |
| 104-0,5.105 | 15 |
| 0,5.105-105 | 20 |
| > 105 | 30 |
(Lytuong.net – Nguồn: Giáo trình Kỹ thuật an toàn điện, Trường cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội)
