TỔNG QUAN
Mục đích làm luận văn
Luận văn thiết kếchống sét nhằm mụcđích:
Rèn luyện kỹ năng tổng hợp kiến thức trong chuyên ngành hệ thống điện là rất quan trọng, bao gồm việc đo điện trở đất, tính toán điện trở suất của đất, xác định bán kính bảo vệ, và dự đoán các tình huống sét đánh để có các phương án dự phòng hiệu quả.
• Rèn luyện tính tựchủvà tinh thần trách nhiệm trong học tập và nghiên cứu khoa học.
• Độc lập, tựchủtạo ra một bản luận văn hay và hoàn chỉnh nhưmột báo cáo khoa học.
Thực hiện làm luận văn
1 Xácđịnh làmđềtài. Đề tài luận văn xoay quanh vấn đềphân tích và giải quyết cái vấn đề hệ thống chống sét của nhà ga Sun World BaDen Mountain.
2 Cách thức tiến hành làm luận văn
Luận vănđược thực hiện theo các bước chính nhưsau:
• Tổng hợp, phân tích,đánh giá về đềtàiđã nhận dựa trên các công trình liên quan và các tài liệuđược cung cấp bởi tậpđoàn Sungroup.
• Ghi chép lại các tài liệu tham khảo, website, phần mềm tham khảo đểtrích dẫn vàđểxếp vào phần phụlục.
• Đềxuất ra phương án giải quyết của mình Chứng minh, lí giải vì sao chọn phương án nhưthế.
• Thiết kếchi tiết theođềxuất của mình mình hiểu và thực hiệnđược.
• Traođổi và tham khảoýkiến của giảng viên hướng dẫn.
• Tính toán vàđưa rađược phương án hợp lývới tình hình thực tế.
• Đánh giá tính tối ưu của phương án thiết kếcủa luận văn so với thiết kếhiện tại.
• Hạn chếcủa luận văn khiđưa vào áp dụng thực tế.
Yêu cầu đối với sinh viên
1 Sinh viên phải có trách nhiệm định kỳ gặp giảng viên hướng dẫn đểbáo cáo công việcđã làm trong tuần và xinýkiến vềcác công việc tiếp theo.
2 Liên hệvà thoảthuận với giảng viên về điều kiện và phương tiện làm việc. Khiđược giảng viên hướng dẫn bốtrí nơi làm thì sinh viên phải làm việc tại phòng máy và có trách nhiệm bảo quản máy móc và các trang thiết bịkhác và tuân thủnội qui phòng máy hoặc phòng thí ngiệm
3 Đảm bảo thời gian làm việc Về nguyên tắc, sinh viên phải có mặt tại nơi làm việc 8 giờ/ngày Khi sinh viên đi làm tại cơquan ngoài, sinh viên phải tuân thủmọi chế độlàm việc, thời gian làm việc và chịu sự quản lí của cơ sởbên ngoài.
VỊ TRÍ - HIỆN TRẠNG – ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
Vị trí - Ranh giới và quy mô nghiên cứu của luận văn
Công trình nghiên cứu quy hoạch nằm trong khu vực núi Bà Đen, bao gồm 4 xã, phường: Ninh Sơn, Thạnh Tân, Ninh Thạnh (thuộc thành phố Tây Ninh) và xã Phan (huyện Dương Minh Châu), cách trung tâm thành phố Tây Ninh khoảng 11km Núi Bà Đen được bao quanh bởi các tuyến tỉnh lộ 784, 785, đường Bời Lời và đường Suối Đá Khe Dol, với diện tích nghiên cứu khoảng 30km2, bao gồm 24km2 của núi và 500 ha từ chân núi đến hàng rào dự án hạ tầng Khu vực nghiên cứu còn ảnh hưởng đến hồ Dầu Tiếng, thành phố Tây Ninh, Tòa Thánh Tây Ninh, khu di tích căn cứ Trung ương cục miền Nam, VQG Lò Gò - Xa Mát, và cửa khẩu Mộc Bài Thời gian nghiên cứu quy hoạch được xác định vào năm 2020 và 2030, phù hợp với Chiến lược phát triển du lịch Việt Nam đã được phê duyệt.
• Hệthống 3 tuyến cáp treo và 6 nhà ga trải dài từchân núi lênđếnđỉnh núi bao gồm 6 nhà ga và 35 trụtạo thành hinh tam giác (xem bản vẽtuyến cáp treo ).
• Đặcđiểm tự nhiên của khu du lịch Núi BàĐen là ngọn núi cao nhấtĐôngNam Bộvới bađỉnh, trongđóđỉnh cao nhất là Núi Bà (986m) và Núi Phụng
(372m), Núi Heo - còn gọi là núiĐất (335m).
Nền địa chất của núi là đá granit và granodionit lẫn với đất Tính chất thổ nhưỡng của khu vực:
– Từ độcao 50m trởlên chủ yếu làđất vàng đỏtrên đá granit (khoảng 1500ha).
– Đất xám có tầng kết vonđá ong: khoảng 380ha, chủyếu chạy men chân núi sườn phía Tây núiĐất.
Đất xám điển hình chủ yếu phân bố ở chân sườn Tây Nam của núi Bà Đen, đồng thời cũng xuất hiện rải rác tại các khu vực ôm sát chân sườn Bắc của núi Phụng và chân sườn Đông của núi Bà Đen.
Hệ thống núi này có đặc điểm địa hình sườn xâm thực với mức độ bào mòn mạnh mẽ, độ dốc trung bình đạt khoảng 25−40 độ C Tổng trữ lượng đá ước tính vào khoảng 1.300-1.500 triệu mét khối.
Hiện trạng thảm thực vật tại khu vực Núi Bà Đen đang gặp nhiều vấn đề, với chất lượng rừng chưa đạt yêu cầu Diện tích đất lâm nghiệp hiện tại chỉ còn 1.751ha, giảm so với 1.855ha trước đây do việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất rừng.
Khu vực chân núi Tây Ninh có khí hậu đặc trưng với nhiệt độ trung bình khoảng 27,7°C Khi lên cao, nhiệt độ giảm dần, và vào ban đêm, nhiệt độ ở đỉnh núi xuống tương đối thấp Độ chênh lệch nhiệt độ trong ngày tại đây khá cao, khoảng 10°C.
Khu vực Đông Nam Bộ có hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 Lượng mưa trung bình hàng năm dao động từ 1.800-2.000mm, trong đó mùa mưa chiếm 70-85% tổng lượng mưa Độ ẩm không khí trung bình là 78,4% Trong mùa mưa, gió chủ yếu đến từ hướng Nam (Đông Nam và Tây Nam) với tốc độ trung bình 1,8m/s, trong khi vào mùa khô, gió Bắc (Đông Bắc) thường mạnh hơn, với tốc độ trung bình là 2,3m/s.
• Đây là đỉnh núi độc lập nằm giữa đồng bằng nên là một điểm cảnh quan độcđáo, hấp dẫn của vùngĐông Nam Bộnúi chung và Tây Ninh nói riêng.
Trên sườn núi Bà Đen có một số suối nhỏ, nhưng vào mùa khô, các dòng suối này thường ít nước và một số thậm chí cạn kiệt Mặc dù nước mặt không phong phú, nhưng lượng nước ngầm tại đây lại tương đối dồi dào, với mực nước ngầm dao động khoảng 3-4m.
Dựán gồm 3 tuyến cáp treo :
• Tuyến 1: từGa 1đến Ga 2 gồm 13 trụ.
• Tuyến 2: từGa 3đến Ga 4 gồm 11 trụ.
• Tuyến 3 : từGa 5đến Ga 6 gồm 12 trụ.
Trongđó khi tính toán vàđođiện trởsuất củađất ta chia các nhà ga và tuyến cáp theo các cụm sau:
• Nhà Ga1 và Ga 3 chung 1 cụm.
• Nhà Ga2 và Ga 6 chung 1 cụm.
• Nhà Ga4 và Ga 5 chung 1 cụm.
Đo điện trở suất của đất
1 Công tácđođiện trởsuất củađấtđược tiến hành bằng máyđo DET2/2 với
Phương pháp 4 cọc Werner được áp dụng trong điều kiện thời tiết mưa nhẹ, với độ ẩm đất cao và độ ẩm không khí từ 60-75% Địa hình khu du lịch Bà Đen, nằm dưới chân núi, phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 và TCN 68-174 Kết quả đo điện trở suất của đất tại các vị trí đã được ghi nhận.
Hệsố ảnh hưởngK mùa =1.30 Độsâu(m) Phương 1 2.0 3.0 5.0 7.0 10.0 15.0 20.0
Bảng 2.1: B ả ng tính toán k ế t qu ả đ o sâu đ i ệ n tr ở su ấ t khu v ự c nhà ga 1 và 3 d ướ i chân núi
2 Công tácđođiện trởsuất củađấtđược tiến hành bằng máyđo DET2/2 với
Phương pháp 4 cọc Werner được áp dụng trong điều kiện thời tiết nắng nhẹ, gió vừa phải, độ ẩm đất cao và độ ẩm không khí từ 50-65% Điều kiện địa hình nơi trồng rừng cũng cần được xem xét, đặc biệt là khi có đá lăn và độ dốc tăng dần trên đường lên núi, theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 và TCN.
68-174) Kết quả đo diện trởsuất củađất tại các vịtrí nhưsau:
Hệsố ảnh hưởngKmùa=1.30 Độsâu(m) Phương 1 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0 15.0 20.0
Bảng 2.2: B ả ng tính toán k ế t qu ả đ o sâu đ i ệ n tr ở su ấ t khu v ự c tuy ế n cáp t ừ nhà ga 4 và 5 đế n nhà ga 2 và 6
3 Công tácđođiện trởsuất củađấtđược tiến hành bằng máyđo DET2/2 với
Phương pháp 4 cọc Werner được áp dụng trong điều kiện thời tiết nắng nhẹ, có gió, độ ẩm đất cao và độ ẩm không khí từ 50-65% Địa hình cần có hiện trạng rừng trồng và độ cao tương đối lớn theo tiêu chuẩn TCVN 9385-2012 và TCN 68-174 Kết quả đo diện trở suất của đất đã được thực hiện tại các vị trí cụ thể.
Hệsố ảnh hưởngK mùa =1.30 Độsâu(m) Phương 1 1.0 3.0 4.0 6.0 8.0 12.0 16.0 20.0
Phương 1 2385.34 2,359.78 2167.82 1816.27 980.83 790.02 301.89 254.85 Phương 2 2393.35 2333.56 2124.37 1868.71 976.91 798.84 307.12 307.12 ρ tt (Ω.m) 2389.34 2346.67 2146.10 1842.49 978.87 794.43 304.51 280.98Bảng 2.3: B ả ng tính toán k ế t qu ả đ o sâu đ i ệ n tr ở su ấ t khu v ự c nhà ga 2 và 6
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ
Mở đầu
Nối đất là quá trình kết nối các bộ phận kim loại có khả năng tiếp xúc với dòng điện do hư hỏng cách điện đến một hệ thống nối đất Trong hệ thống điện, có ba loại nối đất khác nhau.
Nối đất an toàn là biện pháp quan trọng nhằm bảo vệ người dùng khi có sự cố cách điện xảy ra Việc thực hiện nối đất cho các bộ phận kim loại không mang điện như vỏ máy, thùng máy biến áp và các giá đỡ kim loại giúp giảm thiểu nguy cơ điện giật Khi cách điện bị hư hỏng, điện thế có thể xuất hiện trên các bộ phận này, nhưng nhờ hệ thống nối đất, mức điện được giữ ở mức thấp, từ đó đảm bảo an toàn cho người tiếp xúc.
Nối đất làm việc đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định theo các chế độ đã định Các loại nối đất này bao gồm nối đất điểm trung tính của máy biến áp trong hệ thống điện có điểm trung tính nối đất, nối đất của máy biến áp đo lường, và nối đất của các kháng điện bù ngang trên các đường dây tải điện xa.
Nhiệm vụcủa nối đất chống sét là tản dòng điện sét trong đất (khi có sét đánh vào cột thu sét hoặc trênđường dây)đểgiữchođiện thếmọiđiểm.
Các yêu cầu kĩ thuật
Bộ phận nối đất cần có trị số điện trở tản càng thấp càng tốt, nhưng việc này đòi hỏi sử dụng nhiều kim loại và tăng khối lượng thi công Do đó, việc xác định tiêu chuẩn nối đất và lựa chọn phương án nối đất cần phải hợp lý về mặt kinh tế, đồng thời đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Trị số điện trở nối đất an toàn phải được chọn để đảm bảo rằng điện áp bước và tiếp xúc không vượt quá giới hạn cho phép trong mọi tình huống Theo quy trình hiện hành, tiêu chuẩn nối đất được quy định rõ ràng.
– Đối với thiết bị cóđiểm trung tính trực tiếp nối đất (dòng ngắn mạch chạmđất lớn) trịsố điện trởnốiđất cho phép là:R≤0,5Ω.
– Đối với thiết bị điện có điểm trung tính cách điện (dòng ngắn mạch chạmđất bé) thì:
Nếu chỉdùng cho các thiết bịcao áp
• Nối đất chống sét thông thường là nốiđất của cột thu sét, cộtđiện và nối đất của hệthống thu sétởtrạm biến áp và nhà máyđiện.
Bộ phận nối đất của cột thu sét và cột đỡ thường được bố trí độc lập, không liên hệ với các bộ phận khác Do đó, việc áp dụng hình thức nối đất tập trung là cần thiết để đảm bảo hiệu quả tản dòng điện tốt nhất.
• Khiđường dâyđi qua các vùngđấtẩm (ρ≤3.10 4 Ω.cm) nên tận dụng phần nối đất có sẵn của móng và chân cột bê tông đểbổsung hoặc thay thếcho phần nốiđất nhân tạo.
Cơ sở để lập thiết kế
• Căn cứvào sốliệu thiết kếkỹthuật công trình.
• Căn cứvào tài liệu khảo sátđịa chất công trình.
• Căn cứvào các tiêu chuẩn chống sét hiện hành nhưsau:
– TCN 68-174/1998 tiêu chuẩn chống sét của Tổng Cục BưuĐiện.
– 20 TCN 46-84 tiêu chuẩn chống sét của BộXây Dựng.
– NF C17-102/1995 tiêu chuẩn chống sét an toàn Quốc gia Pháp(tham khảo).
– UNE 21186 tiêu chuẩn chống sét an toàn quốc gia Tây Ban Nha (tham khảo).
– TCXDVN 9385:2012 tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng ViệtNam.
– TCVN 5506-86 tiêu chuẩn nốiđất an toànđiện hiện hành của Việt Nam.
– Các tiêu chuẩn chung vềchống sét lan truyền chống sét cảmứng của Đức VDE 0675, P6, 11.89; VDE 0675, P6/A1, 03.96; DIN VDE 0675, P2,08.75; v.v
Giải pháp tính toán điện trở suất của đất
Kết quả khảo sát cho thấy khu vực nghiên cứu có sự khác biệt rõ rệt về điện trở suất Cụ thể, khu vực dưới chân núi có điện trở suất thấp, trong khi khu vực sườn núi và đỉnh núi lại có điện trở suất cao hơn.
Khu vực nhà ga số 1 và số 3 có lớp đất phía trên với độ sâu từ 1m-3m có điện trở suất ρ dao động từ 800Ω.m đến 900Ω.m Khi xuống sâu từ 3m đến 10m, điện trở suất giảm đáng kể Tuy nhiên, từ độ sâu 10m đến 20m, điện trở suất giảm ít hơn và đạt giá trị khoảng 7Ω.m.
Khu vực trên triền núi và đỉnh núi có điện trở suất cao, với lớp đất phía trên có độ sâu từ 1m đến 3m đạt từ 2200Ω.m đến 2400Ω.m Từ độ sâu 3m đến 10m, điện trở suất giảm đáng kể, trong khi từ độ sâu 10m đến 20m, mức giảm này ít hơn, với điện trở suất của đất dao động từ 0Ω.m đến 300Ω.m.
• Căn cứ vào sốliệu trên thiết kếchọn giải pháp tiếpđất bằng cọc chôn sâu xuống lớp đất 20m đểtận dụng lớpđất từ 10m đến 20m có điện trở suất thấp.
⇒ Ưu điểm của giải pháp này:
– Ở độsâu trịsố điện trở ổnđịnh.
– Độdẫnđiện ítảnh hưởng do thời tiết và khí hậu trên mặtđất.
– Độ ẩm cao, trịsố điện trởtản dòngđiện giảm.
– Diện tíchđặt bộphậnđất không cần rộng chi phí tốn kém cho việcđào đất và chi phí kim loại giảm.
3.4.2 Tính toán điện trở suất của đất trung bình tại khu nhà ga 1 và 3
Mỗi vịtríđo khảo sát 7độsâu khác nhau gọiρ 1, ,ρ 7, làđiện trởsuất củađất tại cácđộsâu khác nhau (sửdụng sốtròn không dùng sốthập phân) ta có:
Tham khảo tài liệu và công thức (1)
1 Điện trởsuất trung bình củađất
• Điện trởsuất trung bình củađất từmặtđất xuốngđến 10m: ρ tt1.1 = ρ 1 +ρ 2+ρ 3+ρ 4+ρ 5
• Điện trởsuất trung bình củađất từmặtđất từ10mđến 20m: ρ tt1.2 = ρ 5 +ρ 6 +ρ 7
2 Tínhđiện trở tiếpđất của 1 cọc chôn sâu 20m trong 2 lớpđất khôngđồng nhất:
3.4.3 Tính toán điện trở suất của đất trung bình tại khu nhà ga 2 và 6
Mỗi vịtríđo khảo sát 8độsâu khác nhau gọiρ 1 , ,ρ 8, làđiện trởsuất củađất tại cácđộsâu khác nhau ta có:
1 Điện trởsuất trung bình củađất:
• Điện trởsuất trung bình củađất từmặtđất xuốngđến 10m: ρ tt 3.1= ρ 1 +ρ 2+ρ 3+ρ 4+ρ 5+ρ 6
• Điện trởsuất trung bình củađất từmặtđất từ10mđến 20m: ρ tt3.2 = ρ 6 +ρ 7 +ρ 8
2 Tínhđiện trở tiếpđất của 1 cọc chôn sâu 20m trong 2 lớpđất khôngđồng nhất:
3.4.4 Tính toán điện trở suất trung bình trên triền núi và đỉnh núi tại khu vực các tuyến cáp
Mỗi vịtríđo khảo sát 7độsâu khác nhau gọiρ 1 , ,ρ 7 làđiện trởsuấtđất tại các độsâu khác nhau ta có:
1 Điện trởsuất trung bình củađất:
• Điện trởsuất củađất từmặtđất xuốngđến 10m. ρ tt4.1 = ρ 1 +ρ 2 +ρ 3 +ρ 4 +ρ 5
• Điện trởsuất trung bình từ10mđến 20m. ρ tt4.2 = ρ 5 +ρ 6 +ρ 7
2 Tínhđiện trởtiếpđất của 1 cọc chôn sâu 20m trong hai lớpđất khôngđồng nhất.
Giải pháp làm giảm điện trở suất của đất
Để giảm điện trở suất của đất, chúng ta có thể thay thế lớp đất hiện tại bằng một lớp đất mới hoặc thêm các chất hóa học nhằm cải thiện kết cấu đất, từ đó tăng cường tính dẫn điện của nó Giải pháp hiệu quả là bổ sung hóa chất vào lớp đất đá hiện có.
Tham khảo các công thức tính toán tại (2)
3.5.1 Giới thiệu về hoá chất làm giảm điện trở suất của đất
GEM (Grounding Enhancing Material) là vật liệu lý tưởng cho các khu vực có đất dẫn điện yếu như đất đá, đất đồi và đất cát Nó cung cấp giải pháp hiệu quả khi không thể đóng cọc nối đất sâu hoặc trong các khu vực có diện tích hạn chế, gây khó khăn cho việc thực hiện hệ thống nối đất theo phương pháp truyền thống (ρ=0.2Ω.m)
3.5.2 Tính toán điện trở đất khi có hoá chất GEM cho nhà ga 1-3
Tínhđiện trởtiếpđất cho 1 cọc sửdụng GEM
L Chiều dài cọc 20m ρ c Điện trởsuất của chất làmđầy, hoá chất 0,2Ω.m
D Đường kính của hố đàođược lắpđầy hoá chất 0,1m
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.1: Một cọc chôn sâu có hoá chất GEM
Tính toánđiện trởtiếpđất cho một hệthống n cọc sửdụng GEM
S Khoảng cách giữa hai cọc 20m n Sốcọc 2cọc λ Hệsố 2,15 α 0,156771
S Khoảng cách giữa hai cọc 20m n Sốcọc 5cọc λ Hệsố 2,15 α 0,156771 Điện trởkhuếch tán của thanh nằm ngang sửdụng GEM
L Chiều dài mương 24m h Chiều cao mương 0,75m w Chiều rộng thanhđồng 0,01m
W Chiều rộng hoá chất lắpđầy 0,5m
Q Hệsố −1 ρ Điện trởsuất của mương 836Ω.m Điện trởtrang bịnốiđất
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.2: Hai cọc chôn sâu có hoá chất GEM
L Chiều dài mương 86m h Chiều cao mương 0,75m w Chiều rộng thanhđồng 0,01m
W Chiều rộng hoá chất lắpđầy 0,5m
Q Hệsố −1 ρ Điện trởsuất của mương 836Ω.m Điện trởtrang bịnốiđất
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.3: Hai cọc chôn sâu có hoá chất GEM
3.5.3 Tính toán điện trở đất khi có hoá chất GEM cho nhà ga 2-6
Tínhđiện trởtiếpđất cho 1 cọc sửdụng GEM
L Chiều dài cọc 20m ρ c Điện trởsuất của chất làmđầy, hoá chất 0,2Ω.m
D Đường kính của hố đàođược lắpđầy hoá chất 0,1m
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.4: Một cọc chôn sâu có hoá chất GEM
Tínhđiện trởtiếpđất cho 1 hệthống n cọc sửdụng GEM
S Khoảng cách giữa hai cọc 10m n Sốcọc 6cọc λ Hệsố 2,15 α 0,31356
S Khoảng cách giữa hai cọc 10m n Sốcọc 12cọc λ Hệsố 2,15 α 0,31356 Điện trởkhuếch tán của thanh nằm ngang sửdụng GEM
L Chiều dài mương 55m h Chiều cao mương 0,75m w Chiều rộng thanhđồng 0,01m
W Chiều rộng hoá chất lắpđầy 0,5m
Q Hệsố −1 ρ Điện trởsuất của mương 2389Ω.m Điện trởtrang bịnốiđất
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.5: Hai cọc chôn sâu có hoá chất GEM
L Chiều dài mương 120m h Chiều cao mương 0,75m w Chiều rộng thanhđồng 0,01m
W Chiều rộng hoá chất lắpđầy 0,5m
Q Hệsố −1 ρ Điện trởsuất của mương 2389Ω.m Điện trởtrang bịnốiđất
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.6: Mười hai cọc chôn sâu có hoá chất GEM
3.5.4 Tính toán điện trở đất khi có hoá chất GEM cho tuyến cáp
Tínhđiện trởtiếpđất cho 1 cọc sửdụng GEM
L Chiều dài cọc 20m ρ c Điện trởsuất của chất làmđầy, hoá chất 0,2Ω.m
D Đường kính của hố đàođược lắpđầy hoá chất 0,1m
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.7: Một cọc chôn sâu có hoá chất GEM
Tínhđiện trởtiếpđất cho 1 hệthống n cọc sửdụng GEM
S Khoảng cách giữa hai cọc 10m n Sốcọc 6cọc λ Hệsố 2,15 α 0,31356 Điện trởkhuếch tán của thanh nằm ngang sửdụng GEM
L Chiều dài mương 45m h Chiều cao mương 0,75m w Chiều rộng thanhđồng 0,01m
W Chiều rộng hoá chất lắpđầy 0,5m
Q Hệsố −1 ρ Điện trởsuất của mương 2376Ω.m Điện trởtrang bịnốiđất
Tính lại bằng phần mềm GEM
Hình 3.8: Hai cọc chôn sâu có hoá chất GEM
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ DÂY CHỐNG SÉT - CỘT THU SÉT 23 4.1 Trình tự tính toán chống sét đánh trực tiếp
Chỉ tiêu bảo vệ chống sét
Trong phần này, chúng ta sẽ thực hiện việc tính toán các chỉ tiêu bảo vệ chống sét cho đường dây Dựa trên các kết quả này, chúng ta sẽ xác định phương hướng và biện pháp nhằm giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.
4.2.1 Cường độ hoạt động của sét
Số ngày sét là chỉ số phản ánh cường độ hoạt động của sét, được tính bằng số ngày có giông sét trong năm (n ng.s) Thông tin này được xác định dựa trên số liệu quan trắc từ các trạm khí tượng phân bố trên toàn quốc.
Mật độ sét được tính toán dựa trên số lần có sét đánh trên diện tích 1 km² trong một ngày, với giá trị khoảng m s = 0,1 ÷ 0,15 lần/km²/ngày sét Thông qua thông số này, có thể xác định số lần sét đánh vào các công trình hoặc tuyến cáp, và kết quả tính toán này sẽ cung cấp giá trị trung bình cho các nghiên cứu và ứng dụng liên quan.
4.2.2 Số lần sét đánh vào tuyến cáp
Coi mậtđộsét làđều trên toàn bộdiện tích vùng có tuyến cápđi qua, có thểtính sốlần sétđánh trực tiếp vàođường dây trong một năm là:
N=ms.n ngs L.6h.10 − 3 (4.1) Trongđó m s mậtđộsét vùng có tuyến cápđi qua nngs sốngày sét trong một năm h chiều cao trung bình của các dây cáp(m)
L chiều dài củađường dây(km)
Lấy L=1,88181 km ta sẽcó sốlần sétđánh vào 1,88181km dọc chiều dài tuyến cáp trong một năm.
N= (0,1÷0,15).n ngs h.6.1,88181.10 − 3 = (0,001÷0,002).n ngs h (4.2) Người ta phân biệt sốlần sétđánh trực tiếp vào tuyến cáp có dây chống sét thành ba khảnăng.
Sétđánh vòng qua dây chống sét vào tuyến cáp:
N tổng sốlần sétđánh vàođường dây ϑ α xác suất sétđánh vòng qua dây chống sét vào tuyến cáp, nó phụthuộc vào góc bảo vệαvàđược xácđịnh theo công thức sau: logϑ= α.
Trongđó: h c chiều cao của cộtm α góc bảo vệ(độ).
Sétđánh vào giữa khoảng vượt:
4.2.3 Tính số lần sét đánh vào tuyến cáp
Nếu gọi N là tổng sốlần sétđánh trênđường dây và vớin ng.s 0ngày/năm; h cs ),8515m, ta có:
Ta lấy khảnăng nguy hiểm nhấtđểtínhN=5,9703lần/1,88181km.năm.
N tc sốlần sétđánh vào dây dẫn.
N dt sốlần sétđánh vàođỉnh trụ.
N kv sốlần sétđánh vào khoảng vượt của dây chống sét.
1 Độtreo cao trung bình của dây chống sét. h tb cs =h cs −2 3 f ,24−2 3 0,621,826(m)
2 Sốlần sétđánh vòng qua dây chống sét vào tuyến cáp.
Góc bảo vệtuyến cáp: tanα= 3 h cs −h tc = 3
3,4 ⇒ α A,42370 o Xác suất sétđánh vòng qua dây chống sét: logϑ α =41,4237.
Sốlần sétđánh vào tuyến cáp:
3 Sốlần sétđánh vàođỉnh trụvà khoảng vượt:
Phạm vi bảo vệ của một cột thu sét độc lập
Phạm vi bảo vệcủa một cột thu sét là miềnđược giới hạn bởi mặt ngoài của hình chóp tròn xoay cóđường kính xácđịnh bởi công thức. r x = 1,6
Trongđó: h độcao cột thu sét h x độcao vật cần bảo vệ h−h x=h a Độcao hiệu dụng cột thu sét r x bán kính của phạm vi bảo vệ
Bán kính bảo vệ ởcác mức cao khác nhauđược tính toán theo công thức sau.
Hình 4.1:Phạm vi bảo vệcủa một cột thu sét
Các công thức tính toán phạm vi bảo vệ cột thu sét chỉ áp dụng hiệu quả cho cột có chiều cao dưới 30m Khi chiều cao vượt quá 30m, hiệu quả bảo vệ sẽ giảm do độ cao định hướng của sét giữ hằng số Để tính toán chính xác phạm vi bảo vệ, cần áp dụng hệ số hiệu chỉnh p, với p được tính bằng công thức 5,5√h Trong đó, h là chiều cao của cột thu sét, và các hoành độ được sử dụng là 0,75hp và 1,5hp.
Phạm vị bảo vệ của hai cột thu sét
Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét kết hợp vượt trội hơn so với tổng phạm vi bảo vệ của hai cột đơn Để đảm bảo hiệu quả phối hợp giữa hai cột thu sét, khoảng cách a giữa chúng cần phải thỏa mãn điều kiện a < 7h, trong đó h là chiều cao của cột.
• Khi hai cột thu sét có cùngđộcao h đặt cách nhau khoảng cácha (a