Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Nếu cách điện bị hư hỏng vỏ thiết bị điện sẽ mang điện áp và có dòng rò chạy từ vỏ thiết bị điện xuống thiết bị nối đất. Lúc này nếu người vận hành chạm phải vỏ thiết bị điện thì điện trở của người Rng, được mắc song song với điện trở nối đất Rđ, do đó dòng điện chạy qua người sẽ bằng:

Ing ≈ Rđ/Rng . Iđ

trong đó:

  • Iđ – dòng điện chạy qua điện trở nối đất.

Từ biểu thức trên thấy rằng, nếu thực hiện nối đất tốt để có Rđ « Rng thì dòng điện chạy qua người sẽ rất nhỏ đến mức không gây nguy hại cho người. Thông thường điện trở của người khoảng 800 đến 500000 Ω tuỳ thuộc vào tình trạng của da ẩm ướt hay khô ráo. Còn điện trở nối đất an toàn theo quy định phải nằm trong khoảng 4 – 10 Ω.

Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện cực nối đất (có thể là cực hoặc thanh) được chôn trực tiếp trong đất, các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất.

Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của thiết bị điện với vỏ bị hư hỏng sẽ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tán vào trong đất.

Hình 1 cho đường cong phân bố thế trên mặt đất. Mặt đất tại chỗ đặt điện cực (điểm 0) có điện thế lớn nhất càng xa điện cực, thế suy giảm dần. Tại a và a’ cách 0 khoảng 15 – 20m, thế nhỏ tới mức không đáng kể có thể coi như bằng 0.

Nối đất và trang bị nối đất

Điện trở nối đấi là điện trở của khối đất nằm giữa điện cực và bề mặt có thế bằng không.

Nếu bỏ qua điện trở nhỏ của dây nối đất thì điện trở nối đất được xác định theo biểu thức:

Rđ=Uđ/ Iđ

Trong đó:

  • Uđ– điện áp của trang bị nối đất đối với đất.

Mạng trung áp 22 kVvh và mạng hạ áp 380/220V có trung tính trực tiếp nối đất. Do đó khi có ngắn mạch một pha, đòng điện ngắn mạch đủ lớn đổ rơle bảo vệ cắt pha bị sự cố ra đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.

Như vậy nối đất là biện pháp kỹ thuật rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện góp phần vận hành an toàn cung cấp điện.

Sét đánh trực tiếp vào đường dây và trạm hiến áp là sự cố nghiêm trọng làm hư hỏng thiết bị và gây nguy hiểm đến tính mạng con nguời. Vì vậy trong hệ thống cung cấp điện phải có biện pháp chống sét nhằm bảo vệ cho đường dây và trạm khỏi bị sét đánh trực tiếp và giảm nhẹ ảnh hưởng của sét.

Tóm lại, trong hệ thống cung cấp điện có ba loại nối đất:

  • Nố đất an toàn: thiết bị nối đất loại này được nối vào vỏ thiết bị điện;
  • Nối đất làm việc: thiết bị nối đất loại này được nối vào trung tính của máy biến áp;
  • Nối đất chống sét: thiết bị nối đất loại này được nối vào kim thu lôi.

Nối đất an toàn và nối đất làm việc có thể dùng chung một trang bị nối đất

Nối đất chống sét phải dùng trang bị nối đất riêng biệt và phải đặt cách trang bị nối đất an toàn và làm việc ít nhất là 5 m.

Nếu tay người hoặc bộ phận nào đó của cơ thể người chạm vỏ thiết bị thì điện áp tiếp xúc Utx nghĩa là điện áp giữa chỗ chạm nhau ở cơ thể người với chân người được xác định:

Utx = φd – φ

Trong đó:

  • φd – thế lớn nhất tại điểm 0;
  • φ – Ihố lại đicm trôn mặt đâu chỗ chân người đứng.

Khi người đi đến gần thiết bị hỏng cách điện thì xuất hiện điện áp bước giữa hai chân Uh. Điện áp bước được xác định theo:

Uh = φ1 – φ2

Để tăng an toàn tránh trường hợp Utx và Uh còn khá lớn có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người,ta dùng hình thức nối đất phức tạp hơn bằng cách hô’ trí thích hợp các điện cực trên diện tích đặt thiết bị điện và đặt mạch vòng xung quanh thiết bị điện (hình 2)

Nối đất và trang bị nối đất
4 (80%) 2 votes

Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !