Tính toán thiết kế hố ga điện

Hố ga điện một nhân tố quan trọng trong hạ hệ thống điện ở hạ tầng kỹ thuật xong để thiết kế thi công lắp đặt sao cho đảm bảo nhiều anh em kỹ sư thường lúng túng khi thiết kế hoặc giám sát phần này . Những cơ sở và phương pháp tính toán sau sẽ giúp anh em kỹ sư tự tin trong việc triển khai thiết kế và giám sát phần hố ga điện .

I-Cơ sở thiết kế

Thiết kế hố ga điện phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định trong các tài liệu sau:

1. Quy phạm Trang bị điện – Phần II: Hệ thống đường dẫn điện (11 TCN-19-2006): Đây là tài liệu pháp lý kỹ thuật cốt lõi, quy định các yêu cầu bắt buộc về độ sâu chôn cáp và khoảng cách an toàn.
2. TCVN 9206:2012 – Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng: Cung cấp các định nghĩa và yêu cầu chung về lắp đặt điện, tuy nhiên ít áp dụng trực tiếp cho công trình hạ tầng ngầm ngoài nhà.
3. Các tài liệu định hướng thiết kế của EVN: Ví dụ như “Định hướng thiết kế lưới hạ thế ngầm và trạm” cung cấp các bản vẽ thiết kế điển hình, là cơ sở tham khảo quan trọng về kích thước và cấu tạo thực tế đang được áp dụng trong ngành.
4. TCVN 2737:1995 – Tải trọng và tác động: Dùng để tính toán kết cấu chịu lực của hố ga (nắp, tường, đáy) để chịu được tải trọng của xe cộ và áp lực đất.

II-Chi tiết tính toán và phương pháp thiết kế

1. Tính toán Kích thước Hố ga (Dài x Rộng)

Không có một công thức tính toán trực tiếp cho kích thước hố gas. Thay vào đó, kích thước được xác định dựa trên các yếu tố kỹ thuật và không gian bắt buộc sau:

• Bán kính uốn cong cho phép của cáp (Bending Radius):
  • Đây là yếu tố quan trọng nhất. Hố ga phải đủ lớn để cáp (đặc biệt là cáp trung thế có tiết diện lớn và cứng) có thể được uốn cong và luồn vào các ống cáp ở các hướng khác nhau mà không làm hỏng cáp hay giảm tuổi thọ của nó. Bán kính uốn cong tối thiểu thường được nhà sản xuất quy định (ví dụ: 12D đến 20D, với D là đường kính ngoài của cáp).
  • Phương pháp xác định: Chiều dài và chiều rộng của hố ga phải đảm bảo rằng từ điểm ra của ống cáp đến thành đối diện, khoảng cách phải lớn hơn hoặc bằng bán kính uốn cong yêu cầu.
• Không gian làm việc cho công nhân:
  • Hố ga phải có đủ không gian để 1 hoặc 2 công nhân có thể thao tác an toàn và thuận tiện khi kéo cáp, thực hiện mối nối, hoặc bảo trì.
  • Yêu cầu thực tế: Không gian thao tác tối thiểu thường là 800mm x 1200mm. Kích thước này phải được cộng thêm vào không gian cần thiết cho việc lắp đặt giá đỡ và uốn cáp.
• Số lượng và cách bố trí cáp:
  • Chiều rộng của hố ga phụ thuộc vào số lượng cáp đi qua và khoảng cách giữa chúng trên giá đỡ.
  • Ví dụ: Nếu có 3 lộ cáp trung thế và 4 lộ cáp hạ thế, cần tính toán chiều dài giá đỡ cần thiết để giữ các cáp này theo đúng khoảng cách quy định.
• Kích thước theo thiết kế điển hình:
  • Trong thực tế, các đơn vị ngành điện (EVN) thường ban hành các thiết kế điển hình cho hố gas. Các kỹ sư thường lựa chọn loại hố gas (ví dụ: Hố gas loại L2, L3, T2…) từ các bản vẽ chuẩn này dựa trên số lượng và hướng tuyến cáp.

2. Tính toán Độ sâu Hố ga

Độ sâu của hố ga được quyết định chủ yếu bởi độ sâu chôn cáp theo quy phạm.

• Quy định về độ sâu chôn cáp (Theo 11 TCN-19-2006, Mục II.3.85):
  • Khi cáp đi dưới vỉa hè: Độ sâu tối thiểu từ mặt vỉa hè đến cáp là 0,7 m.
  • Khi cáp đi dưới lòng đường: Độ sâu tối thiểu từ mặt đường đến cáp là 1,0 m.
  • Lớp đất lấp trên cùng phải dày ít nhất 0,5 m.
• Phương pháp xác định độ sâu hố ga:
  • Độ sâu tổng thể của hố (tính từ mặt đất/vỉa hè) = (Độ sâu chôn cáp quy định) + (Không gian để bố trí các lớp cáp) + (Chiều cao đáy hố và lớp lót bê tông) + (Độ dốc thoát nước).
  • Ví dụ: Thiết kế hố ga dưới lòng đường:
    • Cáp trên cùng (hạ thế) phải cách mặt đường tối thiểu 1,0 m.
    • Độ sâu từ mặt đường đến đáy hố = 1,0m (độ sâu cáp trên cùng) + 0,3m (khoảng cách giữa cáp HT và TT) + 0,2m (khoảng cách từ cáp dưới cùng đến đáy) + 0,15m (bê tông lót đáy) = ~1,65 m.

III-Nguyên tắc bố trí cáp khi đi chung

Đây là phần cực kỳ quan trọng, liên quan đến an toàn vận hành. Khi bố trí cáp trung thế, hạ thế và thông tin trong cùng một hố ga/mương cáp, phải tuân thủ các nguyên tắc sau:

• Phân cấp theo Điện áp: Cáp có cấp điện áp cao hơn phải được đặt ở vị trí thấp hơn.
  • Cáp trung thế: Đặt ở hàng giá đỡ dưới cùng.
  • Cáp hạ thế: Đặt ở hàng giá đỡ phía trên cáp trung thế.
• Tách biệt giữa cáp Điện lực và cáp Thông tin:
  • Tuyệt đối không được đặt cáp điện lực và cáp thông tin trên cùng một giá đỡ.
  • Khoảng cách an toàn: Cáp thông tin phải được đặt cách cáp điện lực một khoảng cách an toàn theo phương ngang.
  • Phân tách vật lý: Quy phạm khuyến khích và thực tế thường bắt buộc phải có một vách ngăn vật lý (ví dụ: một hàng gạch hoặc tấm đan bê tông) để ngăn cách giữa cáp điện lực và cáp thông tin.
• Khoảng cách tối thiểu giữa các cáp (Theo 11 TCN-19-2006):
  • Khoảng cách giữa các cáp lực đặt song song trong mương cáp nên lớn hơn 50mm.
  • Khoảng cách theo chiều thẳng đứng giữa các hàng giá đỡ (ví dụ giữa hàng cáp trung thế và hạ thế) thường lấy tối thiểu là 250mm – 300mm để đảm bảo an toàn và tản nhiệt.

Những cơ sở này vạn hoàn toàn tự tin để thiết kế hoặc giám sát hiện trường đạt chuẩn kỹ thuật . Chúc bạn thành công !