Phân loại

Thiết bị phân phối điện (TBPP) là một công trình dùng để thu nhận và phân phối điện năng. Nó gồm có các khí cụ điện cần thiết, dây dẫn và các thiết bị phụ. TBPP có thể phân loại như sau.

Thiết bị phân phối trong nhà (kín)

Trong TBPP trong nhà tất cả khí cụ đều đặt trong nhà và có thể chia làm hai loại: lắp ghép và trọn bộ. Khi xây dựng loại lắp ghép, người ta đưa các khí cụ điện đến công trường xây dựng nhà máy điện hay trạm biến áp rồi mới láp ghép lại thành từng mạch của TBPP. Đối với loại trọn bộ thì các khí cụ của từng mạch (máy cắt, dao cách ly, biến dòng v.v…) đã được lắp sẵn thành từng tủ, khi xây dựng chỉ cần ghép các tủ lại với nhau theo sơ đồ nối điện,

Thiết bị phân phối ngoài trời (hở).

Trong TBPP này, tất cả các khí cụ đều đặt ngoài trời. Nó cũng có thể chia làm hai loại: lắp ghép và trọn bộ.

Ưu điểm của TBPP trong nhà là các khí cụ được bảo vệ chống mưa nắng, ẩm ướt và nhất là chống được các bụi, hơi ăn mòn như muối, axít, kiềm…. Nhưng xây dựng TBPP trong nhà tốn kém và đòi hỏi phải tăng vốn đầu tư để thực hiện các biện pháp an toàn do khoảng cách giữa các phần mang điện với nhau cũng như với đất không lớn lắm (để giảm thể tích tòa nhà). TBPP trong nhà thường được xây dựng với điện áp 20kV trở lại. Ở những vùng ven biển hay gần nhà máy hóa chất các TBPP điện áp 35, 110 và cả 220kV cũng được xây dựng trong nhà.

Ngược lại, trong các TBPP ngoài trời, các khí cụ phải chịu hoàn cảnh khó khãn của thời tiết ngoài trời như mưa, nắng, bụi, ẩm; quan sát thiết bị khó khăn khi thời tiết xấu, chiếm diện tích xây dựng lớn. Tuy nhiên xây dựng TBPP ngoài trời nhanh hơn, đỡ tốn kém hơn vì không phải xây dựng nhà cửa cho thiết bị, không phải xây dựng buồng cho máy cất dầu, có thể tăng khoảng cách giữa các phần mang điện với nhau cũng như với đất để tăng tính đảm bảo an toàn mà không tốn kém nhiều. TBPP ngoài trời thường xây dựng với điện áp 35kV trở lên. Tuy nhiên đối với những thiết bị không quan trọng như ở vùng nông thôn, với điện áp 6 – 10kV cũng xây dựng TBPP ngoài trời.

Yêu cầu đối với thiết bị phân phối điện

Yêu cầu đối với TBPP là làm việc đảm bào, kinh tế, vận hành thuận tiện, có khả năng phát triển, không gây hỏa hoạn. Ngoài ra càn phải cho phép sử dụng các phương tiện cd giới khỉ tiến hành sửa chữa và thay thế thiết bị. Các TBPP cần phải đảm bảo an toàn cho các nhân viên trực nhật, không gây ngắn mạch giữa các pha và với đất, không cho các sự cố lan truyền, thay thế hoặc sửa chữa thiết bị của một mạch không phá hoại sự làm việc bình thường của mạch khác. Các sứ đỡ phải chịu được lực tác dụng gây ra bởi trọng lượng thiết bị, gió bão và lực động điện khi ngắn mạch. Các kết cấu xây dựng đặt gần các phần đẫn điện không được nung nóng quá 50°C khỉ cho phép người tiếp xúc với nó và không quá 70°C trong trường hợp ngược lại.

Để đáp ứng được các yêu cầu trên, trước hết cần phải chọn đúng kiểu thiết bị, lắp đặt và vận hành phải đúng qui trình. Sử dụng các thiết bị và vật liệu tốt, lắp ráp đúng qui trình, chọn đúng khoảng cách giữa các pha với nhau và với đất, ngăn TBPP bằng các tấm ngăn để chống sự cố lan tràn và nâng cao được tính đảm bảo của TBPP.

Để đảm bảo an toàn cho người, có thể chia TBPP thành từng ngăn, từng buồng bằng các tấm ngăn, hàng rào bêtông hoặc lưới, đặt chúng ở độ cao cần thiết, nối đất an toàn các bộ phận bằng kim loại bình thường không mang điện, nối đất các bộ phận được đưa ra sửa chữa, đặt khóa liên động chống thao tác nhầm lẫn.

Tính kinh tế của TBPP chủ yếu quyết định bởi vốn đầu tư ban đầu (số lượng thiết bị, vật liệu tiêu hao và kích cỡ của công trình xây dựng). Dùng thiết kế mẫu sẽ giảm được thiết kế phí. Sử dụng thiết bị hiện đại sẽ giảm được chi phí xây dựng và vận hành. Chọn TBPP được tiến hành trên cơ sở tính toán so sánh kinh tế – kỹ thuật các phương án.

Khoảng cách cho phép nhỏ nhất cho các TBPP

Khoảng cách cho phép nhỏ nhất giữa các phần mang điện với nhau và với đất

Khi qui định khoảng cách cho phép nhỏ nhất trong các TBPP người ta căn cứ vào điện áp phóng điện thí nghiệm trong không khí. Đối với điện áp 220kV trở lại dùng điện áp phóng điện thí nghiệm xung kích, còn với điện áp 330kV trở lên dùng điện áp tần số công nghiệp. Do chiều dài tổng lớn của dây dẫn và thanh dẫn trong một TBPP nên để giảm xác suất phóng điện giữa chúng khi qui định khoảng cách cho phép phải tính đến hệ số an toàn. Ngoài ra còn lấy khoảng cách giữa các pha với nhau lớn hơn khoảng cách giữa các pha với đất khoảng 10%.

Đối với thiết bị ngoài trời điện áp 35kV trở lên người ta tiêu chuẩn hóa hai đại lượng khoảng cách giữa pha với đất Ap.đ và giữa các pha với nhau App như bảng dưới

Đối với TBPP trong nhà điện áp thấp hơn người ta không phân biệt khoảng cách giữa các pha với nhau và với đất mà qui định chung vì rằng khi điện áp thấp khoảng cách này chủ yếu quyết định bởi yêu cầu ổn định động thì ngắn mạch (bảng dưới).

Khoảng cách cho phép nhỏ nhất giữa các pha với nhau cũng như với đất trong TBPP trong nhà

Khoảng cách cho phép nhỏ nhất giữa các pha với nhau cũng như với đất trong TBPP trong nhà

Các khoảng cách cho trong 2 bảng là khoảng cách trông thấy được không khí, vì vậy khi thiết kế TBPP cần phải chú ý đến đường kính của các khí cụ điện và sự đu đưa của dây dẫn khi có gió làm cho khoảng cách giảm đi. Khi dùng dây vặn xoắn (dây mềm) độ lệch của dây dẫn khi có gió so với vị trí bình thường có thể xác định như sau:

a = k√f

ở đây

  • f – độ võng cực đại của dây dẫn, cm
  • k – hệ số bằng 7,5 đối với dây dẫn bằng đồng và 10 đối với dây dẫn bằng nhôm

Cần chú ý rằng khoảng cách cho trong hai bảng trên là khoảng cách nhỏ nhất cho phép. Trong thực tế để đảm bảo an toàn người ta lấy các khoảng cách lớn hơn các trị số cho trong bảng đến hai ba lần. Các khoảng cách này là những đại lượng cơ bản để qui định, các khoảng cách khác.

Khoảng cách giữa các bộ phận trong TBPP trong nhà

Trong TBPP trong nhà, các khí cụ và dây dẫn, trong các buồng hở cần phải được rào lại về phía hành lang phục vụ bằng lưới kim loại. Chiếu cao của hàng rao không được nhỏ hơn 1,7m. Vì lưới có lỗ hổng tương đối lớn (đến 2×2 cm) nên khoảng cách giữa các phần mang điện đến hàng rao bằng lưới F cần phải lớn hơn khoảng cách Ap.đ ít nhất là 10cm, tức là 

F = Ap.đ + 10, cm

Các dây dẫn đặt trong buồng cao hơn hàng rao không nguy hiểm cho người ở trong hàng lang nếu khoảng cách từ các dây dẫn đến mặt phẳng hàng rào không nhỏ hơn F.

Dây dẫn có thể ở ngoài buồng, chăng hạn chạy ở phía trên hàng lang nhưng khi đó khoảng cách C từ dây dẫn đến sàn nhà phải tuân theo qui định phải che chắn lại bằng lưới hay các tấm ngăn kín.

Ngoài ra để đảm bảo an toàn khi sửa chữa các khí cụ điện của một mạch mà mạch bên cạnh vẫn có điện, phải ngăn các mạch bằng các buồng rieeng.

Ngoài ra để đảm bảo an toàn khi sửa chữa các khí cụ điện của một mạch mà mạch bên cạnh vẫn có điện, phải ngăn các mạch bằng các buồng riêng.

Khoảng cách trong TBPP trong nhà được tiêu chuẩn hóa theo điều kiện an toàn

Khoảng cách trong TBPP trong nhà được tiêu chuẩn hóa theo điều kiện an toàn

Bố trí các thanh góp phải đảm bảo an toàn khi sửa chữa một phân đoạn mà phân đoạn bên cạnh vẫn có điện. Trên hình trên thanh góp bên trái và bên phải thuộc hai phân đoạn khác nhau. Chúng được đặt trên chiều cao đủ lớn nên không cần rào hay che chắn gì. Để đảm bảo an toàn khoảng cách D giữa hai hệ thống thanh góp theo mặt phẳng ngang không được bé hơn trị số qui định. Khoảng cách nhỏ nhất trong TBPP trong nhà theo yêu cầu an toàn cho trong bảng dưới.

Khoảng cách nhỏ nhất trong TBPP trong nhà theo yêu cầu an toàn

Khoảng cách nhỏ nhất trong TBPP trong nhà theo yêu cầu an toàn

Khoảng cách giữa các bộ phận trong TBPP ngoài trời

Trong TBPP ngoài trời người ta không ngăn các mạch với nhau và nói chung các khí cụ cũng không có hàng rao ngăn cách. Để đảm bảo an toàn trong TBPP ngoài trời người ta đặt các khí cụ và dây dẫn cùng với cách điện trên các giá đỡ có chiều cao đủ lớn cần thiết.

Để giải thích khoảng cách trong TBPP ngoài trời hãy nghiên cứu sơ đồ mặt cắt của một TBPP ngoài trời cho trên hình dưới . Khoảng cách C từ dây dẫn đến mặt đất đối với thiết bị 220kV trở lại

C = Ap.đ + 275, cm

và đối với thiết bị 330 và 500kV

C = Ap.đ + 220, cm

Nếu dây dẫn đặt ở độ cao nhỏ hơn qui định nó phải được rào lại bằng lưới kim loại. Trong TBPP ngoài trời, chóng sét van thường đặt ở độ cao không thỏa mãn kích thước qui định nên cần được rào lại. Chiều cao của hàng rào không được nhỏ hơn 2m. Khoảng cách nhỏ nhất từ dây dẫn đến hàng cao bằng lưới kim loại trong thiết bị có điện áp định mức 35kV trở lên không được nhỏ hơn Ap.đ

Khoảng cách nhỏ nhất trong TBPP ngoài trời theo yêu cầu an toàn

Khoảng cách nhỏ nhất trong TBPP ngoài trời theo yêu cầu an toàn

 

bảng Khoảng cách nhỏ nhất trong TBPP ngoài trời theo yêu cầu an toàn

bảng Khoảng cách nhỏ nhất trong TBPP ngoài trời theo yêu cầu an toàn

Khoảng cách theo phương nằm ngang giữa những phần mang điện thuộc hai bộ phận khác nhau (thí dụ giữa hai mạch cạnh nhau) bằng:

D = Ap.đ + 200, cm

Khoảng cách nhỏ nhất theo phương thẳng đứng giữa những bộ phận mang điện thuộc các bộ phận cạnh nhau đặt trên nhau cũng như khoảng cách nhỏ nhất từ dây dẫn đến thiết bị đang chuyên chở:

B = Ap.đ + 75, cm

Các khoảng cách C, B, D cho trong bảng trên

Trích: Nhà máy điện và trạm biến áp

Thiết bị phân phối điện
5 (100%) 1 vote