TỔNG QUAN VỀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
Giảm điện trở bằng cách tăng cường điện cực nối đất
Bằng cách bổ sung cọc nối đất chôn sâu từ 10-30m vào hệ thống nối đất, điện trở nối đất sẽ được giảm thiểu hiệu quả Cọc chôn sâu có ưu điểm nổi bật về điện trở tản thấp, độ ổn định cao và không cần bảo dưỡng thường xuyên Ngoài ra, chúng ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và phù hợp với những khu vực có diện tích hạn chế Nghiên cứu cho thấy phương pháp này là một giải pháp tối ưu để tăng cường hiệu suất hệ thống nối đất.
Cọc chôn sâu có khả năng giảm đến 40% giá trị điện trở nối đất, nhưng không phải cứ tăng chiều dài cọc là điện trở sẽ giảm mãi Thực nghiệm cho thấy, điện trở chỉ giảm đến một độ sâu nhất định khoảng 20-30m, sau đó không còn thay đổi Hơn nữa, gradien điện thế xung quanh cọc chôn sâu khá lớn, do đó cần kết hợp cả cọc chôn sâu và thanh nằm ngang để đảm bảo yêu cầu về điện trở tản và phân bố thế Ở những khu vực không thể sử dụng cọc chôn sâu, có thể kéo dài lưới nối đất và thêm nhiều cọc nối đất song song Tuy nhiên, giải pháp này phụ thuộc nhiều vào điện trở suất của lớp đất mặt và chỉ khả thi ở những khu vực có diện tích lớn Về mặt kinh tế, giải pháp này có chi phí đầu tư không quá cao và có thể chấp nhận được.
Giảm điện trở nối đất bằng cách giảm điện trở suất của đất
Theo nghiên cứu, trong khoảng 0,3m xung quanh điện cực nối đất, điện trở tản đạt khoảng 68% tổng điện trở của điện cực Do đó, giảm điện trở suất của vùng đất này rất hiệu quả trong việc cải thiện điện trở của điện cực nối đất Giải pháp chủ yếu là thay thế lớp đất có điện trở suất cao bằng loại đất có điện trở suất thấp hơn hoặc bổ sung hóa chất để tạo môi trường dẫn điện tốt hơn Phương pháp này thích hợp cho những khu vực có điện trở suất cao hoặc khi không thể thêm điện cực Các vật liệu như muối ăn, than chì, và bentonite có thể được sử dụng để giảm điện trở suất Muối được bổ sung xung quanh cọc nối đất theo lớp xen kẽ với đất, nhưng có nhược điểm là dễ bị ăn mòn và không ổn định do tan trong nước mưa Hiện nay, các hóa chất như GEM, EEC, và MEG được sử dụng để giảm điện trở suất của đất, với thành phần chính là hỗn hợp ôxít kim loại không gây ô nhiễm, có điện trở suất khoảng (10-12)Ω.m Các thử nghiệm thực địa đã chứng minh hiệu quả của những hóa chất này.
Sử dụng GEM và EEC có thể giảm từ 50-90% điện trở suất Phương pháp hóa chất giúp khắc phục nhược điểm của việc tăng cường điện cực và sử dụng muối, tuy nhiên, chi phí vẫn còn tương đối cao.
Hình 2.1: Giảm điện trở nối đất bằng GEM
2.3 Tính toán nối đất an toàn
Việc tính toán hệ thống nối đất là cần thiết để xác định số lượng cọc và thanh ngang nhằm đảm bảo điện trở của hệ thống đáp ứng các yêu cầu Điện trở của hệ thống nối đất phụ thuộc vào loại và số lượng cọc, cấu trúc của hệ thống cũng như đặc tính của đất nơi lắp đặt.
Tính toán nối đất theo điện trở nối đất yêu cầu (R yc )
2.3.1.1 Tính toán nối đất trong trường hợp đất đồng nhất
Quá trình tính toán nối đất theo Ryc đối với khu vực có đất đồng nhất được thực hiện theo các bước sau:
2.3.1.1.1 Xác định điện trở yêu cầu của hệ thống nối đất
Giá trị điện trở nối đất cần phải đủ nhỏ để đảm bảo điện áp tiếp xúc không vượt quá giới hạn cho phép Điện trở nối đất trong mạng điện được xác định dựa trên các điều kiện cụ thể.
Id – Dòng điện ngắn mạch chạy trong đất, A;
UL - Điện áp tính toán có giá trị ULUcp ;
Giá trị Ucp - giá trị tiếp xúc cho phép, phụ thuộc vào thời gian cắt của hệ thống bảo vệ Đối với mạng điện cao áp Ucp%0V, nếu hệ thống nối đất chung cho cả mạng cao và hạ áp, giá trị Ucp sẽ là 5V Trong trường hợp sử dụng thiết bị tự động cắt bảo vệ, giá trị Ucp có thể tham khảo theo Bảng 2.1.
Bảng 2.1: Điện áp tiếp xúc cho phép phụ thuộc vào thời gian cắt
2.3.1.1.2 Xác định điện trở nối đất nhân tạo
Để tăng cường hệ thống nối đất và tiết kiệm chi phí cho hệ thống nối đất nhân tạo, người ta thường tận dụng các công trình ngầm như ống dẫn kim loại, cấu kiện bê tông cốt thép, vỏ cáp và nền móng Tuy nhiên, cần lưu ý rằng không bao giờ được sử dụng các đường ống dẫn nhiên liệu Điện trở của các công trình này được gọi là điện trở nối đất tự nhiên (Rtn), và giá trị của nó được xác định thông qua phương pháp đo bằng thiết bị đo điện trở tiếp địa.
Rn.tao- điện trở của hệ thống nối đất nhân tạo;
Rtn- điện trở của hệ thống nối đất tự nhiên.
2.3.1.1.3 Chọn điện cọc nối đất và xác định điện trở của chúng
Cọc nối đất được chế tạo từ thép tròn, thép ống hoặc thép góc, được chôn sâu trong lòng đất và liên kết với nhau bằng các thanh nối ngang Mặc dù cọc nối đất bằng đồng có khả năng dẫn điện tốt và kháng chịu tốt trước các yếu tố môi trường, nhưng chi phí đầu tư cho hệ thống tiếp địa bằng đồng cao hơn đáng kể so với hệ thống bằng thép.
Hệ thống lưới nối đất thường kết hợp giữa các thanh nối đất ngang và cọc nối đất thẳng đứng để đảm bảo giá trị điện trở nối đất ổn định Trong một số trường hợp, chỉ cần sử dụng các thanh nối đất ngang cũng có thể đạt yêu cầu về điện trở Đặc điểm và điện trở của các dạng điện cực nối đất cơ bản được trình bày trong Bảng 2.2.
Cọc bằng thép tròn, đường kính d m, chiều dài l(m), chôn thẳng đứng cách mặt đất h(m). Điện trở suất của đất
Cọc bằng thép tròn, đường kính d(m), chiều dài l(m), chôn thẳng đứng đầu trên sát mặt đất.
Thanh ngang dẹt có bề dài L và rộng b(m) nằm cách mặt đất ở độ sâu h(m).
Thanh ngang dẹt tròn đường kính d(m) có bề dài L, nằm cách mặt đất ở độ sâu h(m).
Lưới nối đất diện tích
Fnd= a’ x b’ với tổng chiều dài các thanh ngang: L= n1.a’+n2.b’, m.
Hệ thống gồm n tia tròn đường kính d, dài l mét, kết sao, đặt gần mặt đất.
Tấm bản diện tích F, m 2 , chôn thẳng đứng trong đất. h b L d h
Bảng 2.2: Tính toán điện trở nối đất của các điện cực nối đất
Diện tích nối đất Fnd (kích thước a’xb’) được xác định dựa trên mặt bằng của vùng tính toán nối đất và có thể được ước lượng gần đúng theo biểu thức (2-7).
Điện trở của thanh thép góc có chiều rộng b (m) được xác định giống như thép tròn, nhưng với giá trị d = 0,95.b Bảng 8.2 trình bày giá trị điện trở suất của một số loại đất đặc trưng.
Nếu giá trị điện trở suất của đất được xác định theo phương pháp đo thì:
Điện trở suất của đất được xác định dựa trên chỉ số của thiết bị đo Hệ số hiệu chỉnh điện trở suất của đất (khc) phụ thuộc vào thời điểm đo và trạng thái của đất, được xác định gần đúng theo Bảng 2.3.
Loại đất Đất đá Đất pha sỏi
Bảng 2.3: Điện trở suất trung bình của một số loại đất ở điều kiện tiêu chuẩn
Thanh ngang dẹt chôn sâu 0,5m
Thanh ngang dẹt chôn sâu 0,8m
Cọc đóng sâu cách mặt đất 0,50,8m
Bảng 2.4: Giá trị hệ số k hc
2.3.1.1.4 Xác định số lượng cọc nối đất cần thiết khi chưa tính đến thanh nối ngang n 1
Các cọc nối đất được sắp xếp theo dãy hoặc xung quanh thiết bị bảo vệ Khoảng cách giữa các cọc cần được tối ưu, vì nếu quá gần nhau sẽ làm giảm hiệu quả hệ thống do ảnh hưởng của hiệu ứng đan chéo Sau khi xác định vị trí sơ bộ của các cọc, có thể tính toán khoảng cách trung bình giữa chúng, từ đó xác định hệ số sử dụng cho các bước tính toán tiếp theo.
2.3.1.1.5 Xác định điện trở của hệ thống nối đất nhân tạo có tính đến điện trở của các thanh nối ngang
R’nga- điện trở của thanh nối ngang có tính đến hệ số sử dụng.
Rnga- điện trở thanh nối ngang ();
nga- hệ số sử dụng thanh nối ngang, phụ thuộc vào tỷ số la/l n; la- khoảng cách giữa các điện cực (m); l- chiều dài của mỗi điện cực (m).
(2-14) và số lượng điện cực
Tính toán điện trở nối đất
Hình 2.2: Lưu đồ tính toán nối đất theo điện trở nối đất yêu cầu R yc
Việc sử dụng nhiều cọc tiếp địa dẫn đến sự chồng chéo trong trường phân bố dòng điện trong đất, gây tăng mật độ dòng điện và điện trở nối đất Điều này làm giảm hiệu quả của hệ thống nối đất, với hệ số sử dụng thường nằm trong khoảng 0,5 đến 0,8.
2.3.1.1.6 Xác định số lƣợng điện cực chính thức n
.R' n.tao Ở đây:dc- hệ số sử dụng của các điện cực
2.3.1.1.7 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của hệ thống nối đất
Tiết diện tối thiểu của thanh nối được xác định theo biểu thức:
Với: tk- thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch chạm masse Id chạy trong đất (s).
C – hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm thanh nối ( đối với thanh thép Ct). Điều kiện ổn định nhiệt là Fmin Fnga.
Sơ đồ thuật toán quá trình tính toán nối đất được thể hiện trên Hình 2.2.
2.3.1.2 Tính toán nối đất trong trường hợp có hai lớp đất khác nhau
Nếu khu vực lắp đặt hệ thống nối đất có sự phân chia rõ ràng giữa hai lớp đất khác nhau, cần xem xét đặc điểm không đồng nhất này Trong trường hợp này, điện trở của cọc nối đất sẽ được xác định theo một công thức cụ thể.
Trong đó: kkdn- hệ số không đồng nhất được xác định theo biểu thức: k kdn
Với:1,2 - điện trở suất của lớp đất trên và lớp đất dưới; n – số thanh ngang.
Tuy nhiên, nhận thấy biểu thức (2-16) quá phức tạp, nên trong thực tế có thể áp dụng biểu thức gần đúng.
Biểu thức này có sai số dưới 3% nếu tỷ lệ l/h >6, còn ở tỷ lệ l/h =1,5 thì sai số có thể đạt đến 15%.
Xác định độ sâu chôn điện cực cần thiết:
Trên nhánh phải của trục hoành, xác định giá trị độ dày lớp đất hS và vẽ đường vuông góc từ điểm này đến điểm giao với đường 2/1 để tìm giá trị A trên trục tung Tiếp theo, từ giá trị 2/R, vẽ một đường thẳng song song với trục hoành cho đến khi gặp đường thẳng 2/R ở nhánh trái của trục hoành.
Hình 2.4: Biểu đồ xác định độ sâu của điện cực nối đất 2.3.2 Tính toán nối đất theo điện áp tiếp xúc và điện áp bước cho phép
Lưu đồ giải thuật tính toán nối đất theo tiêu chuẩn IEEE Std.80-2000 được trình bày trên Hình 2.5.
Thông số mô hình đất: A,
Chọn tiết diện dây LNĐ: 3I 0 , t C , d
Tiêu chuẩn điện áp bước và điện áp tiếp xúc
Thiết kế ban đầu: D, N, L C , L T , h Điện trở lưới nối đất: R g , L C , L R
Tính điện áp lưới và điện áp bước
Sai Em < Etouch Đúng Sai
Hình 2.5:Lưu đồ tính toán nối đất Trạm biến áp AC theo tiêu chuẩn IEEE Std.80-2000
Ý nghĩa các thông sốkỹ thuật
Điện trở riêng cua đất ̉̉
s Điện trở suất của lớp đất bề mặt
3I0 Dòng ngắn mạch chạm đất lớn nhất
A Diện tích lưới nối đất
Cs Hệ số hiệu chỉnh làm giảm điện trở suất của lớp đất bề mặt d Đường kính của dây dẫn làm lưới nối đất (d
D Khoảng cách giữa những dây dẫn song song
Hệ số tính đến ảnh hưởng của thành phần không chu kỳ được dùng để tính Ig
Dm Khoảng cách lớn nhất giữa 2 điểm bất kỳ trên lưới
E m Điện áp lưới ở giữa những mắt lưới Điện áp bước giữa 2 điểm trên mặt đất: Một điểm nằm ở góc
Es ngoài của lưới và điểm còn lại nằm trên đường chéo hướng ra phía ngoài cách đó 1m.
E step50 Điệp áp bước chịu đựng được đối với người nặng 50kg
E step70 Điệp áp bước chịu đựng được đối với người nặng 70kg
E touch50 Điện tiếp xúc chịu đựng được đối với người nặng 50kg
E touch70 Điện tiếp xúc chịu đựng được đối với người nặng 70kg h Độ sâu của lưới nối đất hs Bề dày của lớp đất bề mặt
I G Dòng tản vào đất lớn nhất (chạy giữa lưới và đất)
Ig Dòng tản vào đất
K Hệ số phản xạ của đất (điện trở suất đất khác nhau)
K h Hệ số hiệu chỉnh độ chôn sâu của lưới nối đất
Ki Hệ số hiệu chỉnh cho hình dạng của lưới nối đất
K ii Hệ số hiệu chỉnh cách bố trí cọc trong lưới nối đất
Km Hệ số khoảng cách cho điện áp lưới
Ks Hệ số khoảng cách cho điện áp bước
L C Tổng chiều dài các thanh dẫn của lưới
LM Chiều dài ảnh hưởng của L
LR Tổng chiều dài của các cọc nối đất
Lr Chiều dài của mỗi cọc nối đất
L s Chiều dài ảnh hưởng của L
LT Tổng chiều dài ảnh hưởng của hệ thống nối đất, bao gồm lưới và cọc
L x Chiều dài lớn nhất của lưới theo phương x
Ly Chiều dài lớn nhất của lưới theo phương y n Hệ số hình học bao gồm n
N Tổng số cọc được dùng trong diện tích A
Rg Điện trở của hệ thống nối đất
Hệ số phân dòng sự cố được tính toán dựa trên dòng hỗ cảm đi qua dây chống sét mà không đi qua lưới nối đất Khoảng thời gian tồn tại dòng sự cố là yếu tố quan trọng để xác định kích thước dây nối đất Đồng thời, khoảng thời gian này cũng được sử dụng để xác định dòng cho phép qua người trong trường hợp có sự cố ngắn mạch.
Bảng 2.5: Ý nghĩa của các thông số được dùng để thiết kế
Tính toán nối đất theo điện áp tiếp xúc và điện áp bước cho phép
Để xác định diện tích lưới nối đất cho trạm biến áp, cần tính toán dựa trên chiều dài và chiều rộng của lưới Hình dạng của lưới nối đất có thể là hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình chữ L.
Để đảm bảo hiệu quả cho hệ thống nối đất của trạm biến áp, cần xác định điện trở suất của đất tại vị trí thiết kế Diện tích của lưới nối đất được tính bằng công thức A = a.b, trong đó a là chiều dài và b là chiều rộng của lưới, với đơn vị tính là mét vuông (m²).
2.3.2.2 Bước 2: Kích cỡ dây dẫn nối đất
Với dòng chạm đất đối xứng I f 3I 0 , giả sử sự cố chạm đất là một pha chạm đất thì dòng điện chạm đất thứ tự không bằng:
E là điện áp giữa dây pha và dây trung tính (V)
Rf là điện trở ước lượng của sự cố và thông thường giả định bằng không
R1,R2, R0 lần lượt là điện trở tương đương thứ tự thuận, nghịch và không của hệ thống (Ω)
X1,X2, X0 lần lượt là điện kháng tương đương thứ tự thuận, nghịch và không của hệ thống (Ω)
Khi đó cần chú ý đến ngắn mạch xảy ra trên thanh cái nào của máy biến áp để quy đổi giá trị trở kháng sự cố cho chính xác.
Tiết diện dây dẫn cần thiết cho lưới nối đất được tính theo công thức sau:
2.3.2.3 Bước 3: Tiêu chuẩn điện áp tiếp xúc và điện áp bước
Với lớp đá dăm bề mặt có bề dày hs và điện trở suất là ρs Ta có hệ số giảm tải lớp bề mặt được tính như sau:
Trong đó: hs: là bề dày lớp đá dăm trải bề mặt (m) ρs: là điện trở suất của lớp đá dăm (Ω.m) ρ: là điện trở suất của đất (Ω.m)
Sự an toàn của con người liên quan chặt chẽ đến việc ngăn ngừa tai nạn điện giật trước khi sự cố xảy ra Để đảm bảo an toàn, điện áp lớn nhất trong trường hợp sự cố không được vượt quá giới hạn quy định, gọi là điện áp bước giới hạn.
+ Đối với người nặng 50 kg
+ Đối với người nặng 70 kg
Và điện áp tiếp xúc giới hạn là:
+ Đối với người nặng 50 kg
+ Đối với người nặng 70 kg
2.3.2.4 Bước 4: Thiết kế ban đầu
Trong bước này, tùy theo dạng lưới nối đất mà chúng ta có các giá trị khác nhau như:
- Khoảng cách giữa các thanh nối đất (D)
- Số thanh theo chiều dọc và ngang của lưới
- Tổng chiều dài của thanh dẫn nối đất (LC)
- Tổng chiều dài của cọc tiếp đất (LR)
- Tổng chiều dài của hệ thống thanh dẫn và cọc tiếp đất (LT)
- Chu vi của lưới nối đất (LP)
- Độ chôn sâu của lưới (h)
2.3.2.5 Bước 5: Xác định điện trở của lưới nối đất
Công thức tính điện trở nối đất của hệ thống đơn giản:
Trong đó: t: là độ chôn sâu của lưới nối đất (m) ρ: là điện trở suất của đất (Ω.m)
A: là diện tích của lưới nối đất (m 2 )
Đối với lưới nối đất phức tạp có cọc và thanh tiếp địa, việc sử dụng công thức Schwarz là cần thiết để tính toán điện trở nối đất của hệ thống một cách chính xác.
R1: là điện trở của lưới nối đất (Ω)
R2: là điện trở của hệ cọc (Ω)
R12: là điện trở tương hỗ giữa hệ cọc và lưới nối đất (Ω)
A ρ: là điện trở suất của đất (Ω.m)
Chiều dài tổng của thanh dẫn nối đất (LC) được xác định bằng mét (m) Kích thước a sẽ bằng d.h khi lưới được chôn ở độ sâu h, hoặc bằng d/2 khi độ sâu h bằng 0 m Các hệ số k1 và k2 phụ thuộc vào hình dạng của lưới.
Trong đó: dc: là đường kính cọc tiếp đất (m)
Lr:là chiều dài của mỗi cọc tiếp đất (m), N là số cọc tiếp đất
Các hệ số k1 và k2 phụ thuộc vào hình dạng của lưới, cụ thể là độ chôn sâu (h), diện tích lưới tiếp xúc với đất và tỷ số chiều dài trên chiều rộng của lưới Các giá trị này được tra cứu trong bảng.
2.3.2.6 Bước 6: Dòng điện lưới cực đại
Hệ số phân dòng được tính như sau: S f I g
Mà dòng lưới cực đại lại bằng: I G D f I g
IG: là dòng tản vào đất lớn nhất (chạy giữa lưới và đất) (A)
I0: là dòng điện chạm đất thứ tự không (A)
Df: là hệ số suy giảm ( được tra trong bảng 2.3)
Sf: là hệ số phân dòng sự cố
Ig: là dòng tản vào đất (A)
Việc cần thiết là so sánh giá trị GPR tìm được với giá trị điện áp tiếp xúc E touch
GPR = I G.R g Nếu giá trị GRP thu được nhỏ hơn điện áp tiếp xúc cho phép, bước tiếp theo là thực hiện thiết kế chi tiết cho hệ thống nối đất.
Ngược lại nếu GRP lớn hơn giá trị điện áp tiếp xúc cho phép thì ta thực hiện tiếp bước
2.3.2.8 Bước 8: Điện áp lưới và điện áp bước
Sử dụng công thức sau để tìm giá trị yếu tố hình học k m : m 1 D 2 k
Đối với lưới nối đất có cọc tiếp địa dọc theo chu vi hoặc lưới với các cọc ở các góc
Trong khu vực lưới, khi có 23 lưới, hệ số k ii bằng 1 Nếu lưới không có cọc tiếp đất hoặc chỉ có một vài cọc không nằm ở các góc hoặc trên vành chu vi, thì hệ số k ii sẽ thay đổi.
D: là khoảng cách giữa các thanh nối đất (m)
LC: là tổng chiều dài của thanh dẫn nối đất (m)
Lx: là chiều dài tối đa của lưới nối đất theo chiều dài (m)
Ly: là chiều dài tối đa của lưới nối đất theo chiều rộng (m)
LT: là tổng chiều dài của hệ thống thanh và cọc tiếp đất (m)
Dm: là khoảng cách tối đa giữa hai điểm bất kỳ trên lưới (m) dt, dc: là đường kính thanh, cọc nối đất
Hệ số k i được tính theo công thức sau: k i 0,644 0,148.n Đối với lưới không có cọc tiếp đất thì điện áp lưới Em là:
Và khi lưới có cọc tiếp đất thì điện áp lưới lúc này sẽ được tính như sau:
Hệ số ks được tính như sau: k s 1 1
Vậy điện áp Es được tính như sau:
2.3.2.9 Bước 9: So sánh điện áp lưới E m và điện áp tiếp xúc cho phép E touch
Nếu điện áp lưới tìm được ở bước 8 nhỏ hơn điện áp Etouch cho phép, hãy tiếp tục với bước 10 Ngược lại, nếu điện áp lưới lớn hơn điện áp Etouch, cần thực hiện bước 11 để điều chỉnh thiết kế sơ bộ ban đầu.
2.3.2.10 Bước 10: So sánh E s và điện áp bước cho phép E step
Nếu điện áp bước Es tính toán ở bước 8 thấp hơn điện áp bước cho phép Estep, ta sẽ chuyển sang bước 12 để thực hiện thiết kế chi tiết Nếu không, cần điều chỉnh thiết kế sơ bộ cho phù hợp.
2.3.2.11 Bước 11: Thay đổi thiết kế sơ bộ
Nếu bước 10 hoặc 11 không đạt yêu cầu, cần điều chỉnh thiết kế sơ bộ Cụ thể, có thể thay đổi khoảng cách giữa các thanh dẫn nối đất (D), số lượng cọc trong lưới (N), chiều dài mỗi cọc (Lr) và chiều dài thanh dẫn nối đất để nâng cao giá trị.
Tổng chiều dài thanh dẫn nối đất (LC) và tổng chiều dài cọc nối đất (LR) cùng với diện tích lưới được xác định nhằm mục đích giảm giá trị Em và Es tính toán.
2.3.2.12 Bước 12: Thiết kế chi tiết cho lưới
Khi mà tất cả các bước ở trên đã được tính toán và thỏa mãn thì tiến hành thiết kế chi tiết cho lưới nối đất.
TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT CỦA CỌC, THANH NỐI ĐẤT CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA HÓA CHẤT LÀM GIẢM ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT (GEM)
Điện trở nối đất của cọc thẳng đứng
3 1.1 Hố khoan có dạng hình trụ tròn
Hình 3.1 mô tả cấu trúc nối đất thẳng đứng với hố khoan hình trụ tròn, trong đó điện cực thẳng đứng có đường kính d, chiều dài l và điện trở suất ρ3 được chôn sâu trong đất ở độ sâu h (h=t0+l) Xung quanh điện cực là hai môi trường dẫn điện với điện trở suất ρ1 (lớp đất) và ρ2 (lớp hóa chất cải tạo đất), mỗi lớp có độ dày bán kính C.
Xét thế tại một điểm có tọa độ (r, Z) nào đó có dòng điện chạy qua điện cực Theo phương pháp hàm Green, hàm thế có dạng như sau:
Thế ở một điểm có tọa độ ( 2l
Tương ứng cho các biến số khác,tìm được:
Thế trên đoạn C đến vô cùng chính là thế trên biên C vì φ(∞)=0 với x=C, ρ= ρ1 (tức ở vùng đất không cải tạo).
Khi độ dày lớp cải tạo C bé ( C
