Lắp đặt và đo lường cực nối đất

Một điện cực nối đất có điện trở bé sẽ cải thiện đáng kể việc bảo vệ cách điện chống ảnh hưởng điện từ và quá áp khí quyển.

Có ba cách lắp đặt:

1. Điện cực dạng dây dẫn tạo nên mạch vòng bên dưới tòa nhà

– Cách này nên dùng đặc biệt cho các tòa nhà mới. Điện cực cần chôn dọc theo chu vi hố đào của nền móng. Cần để dây trấn tiếp xúc trực tiếp với đất (không được đặt trong sỏi, cát của nền bê-tông). Ít nhất cần có bốn dây thẳng nối lên từ điện cực để kết lưới và ở những nơi cần thiết, cọc của kết cấu bê tông phải nối với điện cực. Dây dẫn  sẽ tạo nên điện cực nối đất, nhất là khi chúng được chôn sâu 50 cm dưới phần móng bê tông. Cả điện cực lẫn dây nối đều không được tiếp xúc với nền móng bê tông.

– Đối với những tòa nhà hiện hữu, dây điện cực cần chôn xung quanh tường, ở độ sâu ít nhất 1m. Theo quy định chung, mọi liên kết lên từ cực nối đất đến phần trên mặt đất cần bọc cách điện với điện áp 600 V – 1000 V.

– Dây có thể là:

  • Đồng trần hoặc nhiều sợi với tiết diện > 25 mm2.
  • Thép không rỉ hoặc nhiều sợi với tiết diện 35 mm2.
  • Thép mạ.
  • Đồng là vật liệu đắt nhất, nhưng lại có tính chống ăn mòn cao nhất.
  • Việc sử dụng nhiều vật liệu khác nhau trong cùng chỗ là không nên vì chúng (ví dụ Zn / Cu) bị ăn mòn trong đất ẩm kẽm sẽ bị ăn mòn bởi đồng. Cọc bằng thép trong bê tông lại có điện thế trong chuỗi phản ứng hóa – điện như của đồng trong đất, do đó điện cực bằng đồng có thể nối với lõi thép của bê tông. Điện cực bằng thép ở trong đất sẽ bị ăn mòn nếu nối với lõi thép của bê tông. Nhôm và chì không nên sử dụng làm cực nối đất.

2. Cọc nối đất    

– Cọc nối đất thẳng đứng thường được dùng cho các tòa nhà hiện hữu hoặc khi cần đóng sâu xuống trong điều kiện cải thiện trở nối đất.

Hình 1. Lắp đặt cọc nối đất.

Cọc có thể là:

  • Đồng hoặc đồng mạ thép. Loại sau có chiều dài 1m tới 2m và có đầu nhọn để đóng được sâu.
  • Ống thép mạ đường kính ≥ 25 mm hoặc cọc đường kính ≥ 15mm, với chiều dài hơn 2m. Thường phải dùng nhiều cọc và khoảng cách giữa chúng lớn hơn chiều dài khoảng hai – ba lần.

3. Bản cực nối đất

4. Đo lường điện trở của các điện cực nối đất

Điện trở điện cực/đất thường thay đổi. Các yếu tố ảnh hưởng tới gái trị điện cực này là:

– Độ ẩm của đất: độ ẩm thay đổi theo mùa, rõ rệt nhất là ở độ sâu tới 2m. ở đọ sâu 1m, giá trị điện trở suất có thể thay đổi theo tỉ số từ 1 đến 3, từ mùa đông ẩm tới mùa hè khô ở các vùng có khí hậu ôn hòa.

  • Sương giá: đất đóng băng có thể làm tăng điện trở suất của đất lên vài bậc. Đó cũng là nguyên nhân chôn sâu điện cực.
  • Lão hóa: vật liệu dùng để làm điện cực có thể bị thoái hóa do vài nguyên nhân như:
  • Phản ứng hóa học (axit hoặc đất kiềm).
  • Galvanic: do dòng một chiều lạc trong đất từ các phần của hệ thống hoặc do các kim loại khác nhau trong phần tử điện cực. Các loại đất khác nhau sẽ có tác động lên cùng dây dẫn và tạo vùng cực cathode và anode, kéo theo sự ăn mòn bề mặt kim loại. Hơn thế nữa, điều kiện thuận lợi để điện trở tản thấp cũng là điều kiện cho những dòng điện này dễ dàng đi qua.

– Oxit hóa: những chỗ nối hàn là những vị trí dễ dàng bị oxit hóa nhất. Nếu làm sạch mối hàn và phủ một lớp cần thiết có thể ngăn cản được oxit hóa.

5. Đo điện trở cực nối đất

– Luôn luôn cần có các mối nối có thể tháo rời nhằm cho phép cô lập điện cực nối đất với lưới điện, nhờ vậy có thể kiểm tra định kì điện trở cực nối đất. Để làm điều này, cần hai điện cực phụ, mỗi cực là một cọc khoan thẳng đúng.

5.1. Phương pháp đo bằng ampe kế

Hình 2. Đo điện trở cực nối đất của lưới bằng Ampe kế.

Để tránh sai số do dòng lạc trong đất hoặc dòng điện rò từ lưới và mạng thông tin, dòng thử nghiệm phải là dòng xoay chiều, nhưng các tần số khác với tần số công nghiệp hoặc khác với các hài bậc cao trong lưới điện. Các dụng cụ đo dùng máy phát điện quay tay sẽ tạo dòng áp xoay chiều ở tần số giữa 85 Hz và 136 Hz.

Khoảng cách giữa các điện cực là không quan trọng. Các thử nghiệm được tiến hành trên các khoảng cách và hướng khác nhau để kiểm tra chéo các kết quả thử nghiệm.

5.2. Dùng Ohm kế để đo trực tiếp

– Có thể dùng máy phát điện quay tay hoặc điện tử, sử dụng hai cực phụ với khoảng cách để cho vùng ảnh hưởng của cực được thử nghiệm không được lấn sang vùng của điện cực thử nghiệm (C).

– Điện cực thử nghiệm (c) được đặt cách xa nhất so với điện cực (X) cần đo. Dòng điện qua C xuống đất và vào cực X, trong khi đó điện cực thử nghiệm thứ hai (P) sẽ tạo áp. Điện áp này, khi được đo giữa (X) và (P) sinh bởi dòng thử sẽ dùng để đo điện trở tiếp xúc (của điện cực được thử) với đất.

– Cần phải lựa chọn kỹ lưỡng khoảng cách từ (X) tới (P) để cho kết quả chính xác. Nếu khoảng cách từ (X) tới (C) tăng và các vùng điện trở của (X) và (C) càng trở nên quá xa, thì đường cong phân bố điện thế sẽ càng gần trùng với trục ngang ở gần điểm (O).

a) Nguyên lí đo lường dựa trên giả thuyết đất đồng nhất và vùng ảnh hưởng của điện cực C và X là trùm lên nhau. Vị trí cực thử nghiệm khó xác định để cho kết quả thỏa đáng.

b) Hiệu ứng của phân bố thế khi X và C đặt xa nhau. Vị trí điện cực P là không quan trọng và có thể xác định dễ dàng.

Hình 3. Đo điện trở nối đất của điện cực (X) bằng cách sử dụng một ohmmeter thử nghiệm chọn lọc đất.

– Trên thực tế, khoảng cách (X) và (C) sẽ được tăng cho tới khi kết quả đọc được ở ba điểm: tại (P), cách (P) 5 m ở mỗi phía sẽ là như nhau. Khoảng cách (X) tới (P) thường khoảng 0,68 khoảng cách từ (X) tới (C).

error: Real Group - Efficiency Projects