Code of practice for lightning protection and earthing for telecommunication plants

Trong trường hợp không đo được giá trị điện trở suất của đất, có thể lấy giá trị điện trở suất trung bình của đất như trình bày trong bảng C.11.

PHỤ LỤC D

TRÌNH TỰ THI CÔNG HỆ THỐNG TIẾP ĐẤT

D.1 Công tác chuẩn bị

Sau khi nhận được hồ sơ thiết kế hệ thống tiếp đất, người phụ trách thi công phải xác định được các nội dung:

1) Dạng của hệ thống tiếp đất theo các phân loại sau:

- Hệ thống tiếp đất gồm nhiều điện cực chôn thẳng đứng;

- Hệ thống tiếp đất gồm nhiều tia nằm ngang;

- Hệ thống tiếp đất hỗn hợp dạng lưới;

- Hệ thống tiếp đất chôn sâu.

2) Xác định vật liệu làm điện cực tiếp đất.

3) Hệ thống tiếp đất có thực hiện các biện pháp cải tạo không.

4) Xác định loại cáp hoặc thanh dẫn đồng dùng làm cáp dẫn đất.

- Kiểm tra sự hoạt động của máy đo;

- Kiểm tra các thang đo, độ chính xác của các thang đo xem có đáp ứng được yêu cầu đo điện trở suất của đất tại vùng chuẩn bị thi công và điện trở tiếp đất sau khi thi công.

D.1.3 Chuẩn bị các dụng cụ và phương tiện thi công

Căn cứ vào bản thiết kế hệ thống tiếp đất chuẩn bị một số trong những dụng cụ phương tiện sau:

- Cuốc xẻng để đào rãnh;

- Búa để đóng điện cực tiếp đất dạng thẳng đứng;

- Khoan tay cho phép khoan sâu vào đất từ 1,5 đến 3 m để thi công dàn tiếp đất thẳng đứng;

- Dàn khoan cho phép khoan sâu vào đất từ 10 đến 30 m để thi công dàn tiếp đất chôn sâu;

- Máy hàn điện để hàn nối các điện cực tiếp đất với nhau bằng thanh sắt dẹt;

- Máy hàn hơi để hàn điện cực tiếp đất và dây nối bằng đồng;

- Mỏ hàn thiếc để hàn cáp dẫn đất với dàn tiếp đất;

- Kìm, cờ lê, mỏ lết để bắt chặt các điện cực tiếp đất với dây nối;

- Chổi quét nhựa đường;

- Chổi quét sơn;

- Một số dụng cụ phương tiện khác.

D.2 Trình tự thi công

1) Hệ thống tiếp đất gồm nhiều điện cực chôn thẳng đứng

Đào rãnh sâu từ 800 đến 1000 mm, rộng từ 400 đến 500 mm có chiều dài và hình dạng theo bản vẽ thiết kế.

2) Hệ thống tiếp đất gồm nhiều tia nằm ngang

Đào rãnh sâu từ 700 đến 1000 mm, rộng từ 250 đến 400 mm, có chiều dài và hình dạng theo bản thiết kế.

3) Hệ thống tiếp đất hỗn hợp

Thực hiện kết hợp mục 1 và 2 với lưu ý sau:

Có thể thay thế việc đào rãnh bằng cách đào toàn bộ nền đất ở khu vực định thi công sâu từ 700 đến 1000 mm.

4) Hệ thống tiếp đất chôn sâu.

Đối với hệ thống tiếp đất chôn sâu ta phải sử dụng phương pháp khoan lỗ:

- Đường kính lỗ khoan cho phép lớn hơn đường kính của một điện cực hoặc một chùm điện cực từ 10 đến 15 mm.

- Chiều sâu của lỗ khoan bằng chiều dài của điện cực tiếp đất.

- Khoảng cách giữa các lỗ khoan phải bảo đảm theo đúng thiết kế.

D.2.2 Chôn các điện cực xuống đất

1) Hệ thống tiếp đất thẳng đứng

Chôn các điện cực tiếp đất được áp dụng bằng 3 phương pháp:

 Phương pháp 1: Đóng trực tiếp các điện cực xuống đất

- Đánh dấu các vị trí có điện cực trên rãnh đã đào theo đúng bản thiết kế;

- Đặt nắp chụp bằng thép lên đầu trên của điện cực sau đó đóng từng điện cực riêng rẽ tại các vị trí đã đánh dấu cho đến khi đầu trên của điện cực cao hơn mặt đáy rãnh từ 100 đến 150 mm.

 Phương pháp 2: Đào các hố để chôn điện cực

- Tại các vị trí đã đánh dấu (có các điện cực) đào các hố với kích thước 800 mm x 800 mm có chiều sâu nhỏ hơn chiều dài điện cực 150 mm;

- Đặt các điện cực xuống hố tại vị trí trung tâm;

- Lấp đất nện chặt các điện cực.

 Phương pháp 3: Dùng máy khoan

- Tại các vị trí đã đánh dấu (có các điện cực) khoan sâu xuống đất, chiều sâu của lỗ khoan nhỏ hơn chiều dài điện cực 150 mm. Đường kính lỗ khoan lớn hơn đường kính điện cực 50 mm, cho phép đường kính lỗ khoan tối đa là 150 mm.

- Đặt các điện cực xuống các lỗ khoan;

- Lấp đất và nện chặt khoảng trống còn lại giữa điện cực và lỗ khoan.

2) Hệ thống tiếp đất dạng tia nằm ngang

Đặt dải sắt vào các rãnh đã đào, trường hợp cần hàn nối giữa các đoạn điện cực chiều dài mối hàn phải không nhỏ hơn hai lần bề rộng thanh điện cực.

3) Hệ thống tiếp đất liên kết mắt lưới

Phối hợp các biện pháp ứng dụng cho tiếp đất thẳng đứng và tiếp đất dạng tia nằm ngang.

4) Hệ thống tiếp đất chôn sâu

- Trường hợp điện cực là ống thép, nối các đoạn ống với nhau bằng hàn điện. Trước khi hàn chú ý lắp 2 đoạn ống khít với nhau. Sau khi hàn phải cách điện những mối hàn theo hướng dẫn ở mục D.2.5.

- Trường hợp điện cực là ống đồng, thực hiện nối các đoạn với nhau bằng đai, bu lông, ecu, vòng đệm bằng đồng mạ niken. Khi nối chú ý lắp các đầu ống khít với nhau.

D.2.3 Hàn nối các điện cực với nhau

Các phương pháp hàn nối các điện cực tiếp đất: Hàn điện, hàn hơi hoặc hàn hóa nhiệt.

1) Hàn nối các điện cực tiếp đất bằng sắt (xem hình D.1)

- Hàn các thanh sắt dẹt vào các điện cực tiếp đất tại vị trí cách đầu trên của điện cực 30 mm;

- Phải dùng các vòng đệm đối với trường hợp điện cực tiếp đất là ống;

- Phải thực hiện làm sạch những vị trí cần hàn khỏi các lớp sơn, gỉ, hắc ín;

- Mối hàn phải đảm bảo phủ kín chu vi phần tiếp xúc và chiều cao của mối hàn phải lớn hơn 2 lần bề dầy của thanh nối sắt dẹt;

- Đảm bảo mối hàn không bị xốp rỗng bên trong.

2) Hàn nối các điện cực tiếp đất là những ống đồng

Có thể thực hiện bằng 2 phương pháp sau:

 Phương pháp hàn hơi:

- Gá thanh đồng vào các điện cực tiếp đất tại các vị trí cần hàn,

- Thực hiện hàn hơi

 Phương pháp nối bằng bu lông, ê cu, vòng đệm đồng mạ niken

- Dập hoặc kẹp chặt cốt đồng vào hai đầu của những đoạn cáp có chiều dài quy định theo thiết kế.

- Dùng cờ lê vặn chặt những cốt đồng vào điện cực tiếp đất thông qua đai, bu lông, ê cu bằng đồng mạ niken.

D.2.3.2 Hàn nối các điện cực của hệ thống tiếp đất nằm ngang

Hàn nối chùm tia tiếp đất bằng phương pháp hàn điện.

- Hàn các tia tiếp đất với nhau tại vị trí trung tâm. Trước khi hàn phải đánh sạch các đầu thanh sắt.

- Chiều dài mối hàn phải đảm bảo lớn hơn 2 lần bề dầy thanh sắt dẹt. Phải hàn cho chín, mối hàn không được xốp, rỗng. Mối hàn phải đảm bảo phủ kín chu vi phần tiếp xúc.

- Thực hiện hàn nối các điện cực tiếp đất thẳng đứng với các dải tiếp đất nằm ngang (dải sắt hoặc đồng).

- Thực hiện hàn các dải sắt hoặc đồng với nhau tạo thành mắt lưới.

- Nếu trong thiết kế yêu cầu tấm đệm lưới thì phải thực hiện hàn tấm đệm lưới bằng dây sắt (đồng) có đường kính từ 3 mm đến 5 mm với kích thước mắt lưới 20 cm x 20 cm hoặc 30 cm x 30 cm với dàn tiếp đất hỗn hợp (các điểm giao nhau của tấm đệm phải hàn).

- Trường hợp điện cực là ống hoặc thanh đồng tròn, việc nối các điện cực với nhau cũng được thực hiện nhờ đai, bu lông, ê cu, vòng đệm bằng đồng mạ niken.

- Trường hợp điện cực là ống hoặc thanh thép tròn tiến hành nối bằng cách hàn thanh sắt dẹt có kích thước đúng như thiết kế vào các điện cực đất chôn sâu (phải có vòng đệm) tại vị trí cách đầu trên của điện cực 30 mm.



Hình D.2: Hệ thống tiếp đất liên kết dạng mắt lưới

D.2.4 Hàn nối đầu cáp dẫn đất với dàn tiếp đất

Trước khi hàn cáp dẫn đất phải thực hiện:

- Chọn điện cực tiếp đất ở vị trí trung tâm (để hàn cáp dẫn đất);

- Nếu điện cực tiếp đất bằng sắt (thép) thì phải hàn 1 tấm thép cỡ 50 mm x 200 mm x 5 mm có một mặt tráng đồng vào điện cực tiếp đất đã được chọn (tại vị trí sẽ hàn cáp dẫn đất).

 Phương pháp 1: Thực hiện hàn hơi

- Đầu cáp (dây) dẫn đất được thực hiện hàn hơi với điện cực tiếp đất ở vị trí đã được chọn.

 Phương pháp 2: Thực hiện bằng đai, bu lông, ecu.

- Nếu điện cực tiếp đất bằng thép. Dùng đai, bu lông, ecu bằng đồng mạ niken kẹp chặt đầu cáp dẫn đất vào tấm thép tráng đồng (tấm thép đó được hàn ở điện cực tiếp đất vị trí trung tâm đã được chọn) như hình D.4.

- Khi đó đầu cáp dẫn đất đã được quấn xung quanh bằng dây đồng mềm tráng thiếc đường kính 1 mm với độ dài lớn hơn 100 mm.

- Nếu điện cực bằng đồng, nối đầu cáp dẫn đất với dàn tiếp đất tại vị trí điện cực tiếp đất trung tâm bằng cách kẹp chặt đầu cáp vào điện cực đã chọn như ở hình D.3. Khi đó đầu cáp dẫn đất đã được quấn xung quanh bằng dây đồng mềm 1 mm tráng thiếc độ dài không nhỏ hơn 100 mm.

Phủ cách điện cẩn thận các mối hàn theo trình tự sau:

- Quét hắc ín lần thứ nhất;

- Quấn hai lớp băng dính cách điện PVC hoặc bao gai;

- Quét hắc ín lần thứ hai.

D.2.6 Lấp đất và nện chặt

- Kiểm tra lần cuối (vị trí của các điện cực cũng như các mối hàn…).

- Lấp đất vào khoảng trống giữa lỗ khoan và điện cực tiếp đất, nện chặt.

- Lấp đất vào rãnh, cứ mỗi lớp dày 150 mm đến 300 mm nện chặt một lần cho đến lúc đầy rãnh.

Khi thi công tấm tiếp đất chính phải tuân theo những quy định sau:

- Tấm tiếp đất chính phải có kích thước đúng yêu cầu thiết kế. Chúng có thể có những kích thước sau:

700 mm x 120 mm x 10 mm.

400 mm x 120 mm x 10 mm.

200 mm x 120 mm x 10 mm.

- Tấm tiếp đất chính phải được làm bằng đồng.

- Toàn bộ bu lông, ê cu, vòng đệm dùng để kết cuối cáp phải bằng đồng mạ niken.

- Tấm tiếp đất chính phải được đặt ở vị trí thích hợp: gần nguồn cung cấp và cáp nhập trạm.

- Tấm tiếp đất chính được bắt vào tường bằng đinh vít nhưng phải cách điện hoàn toàn với tường.

- Phải thực hiện hàn cáp (dây) dẫn đất với tấm tiếp đất chính.

- Tấm tiếp đất chính được bắt vào tường phải ở độ cao thích hợp để tiện cho việc kiểm tra điện trở tiếp đất thường kỳ.

Khi thi công cáp dẫn đất phải tuân theo những quy định sau:

- Cáp dẫn đất phải là loại cáp gồm nhiều sợi bằng đồng có đường kính 1,4 đến 1,6 mm, tiết diện từ 100 mm² đến 300 mm² có vỏ cách điện hoặc là những dải đồng với kích thước 30 mm x 2 mm (dây dẫn đất bằng 1 hoặc nhiều dải 30 mm x 2 mm);

- Cáp (dây) dẫn đất phải chạy theo đường ngắn nhất từ dàn tiếp đất tới tấm tiếp đất và càng ít mối nối càng tốt;

- Ở ngoài nhà trạm (ngoài trời) cáp dẫn đất phải đi ngầm dưới mặt đất ở độ sâu từ 300 đến 500 mm;

- Tại những chỗ dễ bị va đập làm hỏng cáp như: qua đường, qua tường, cửa… phải luồn cáp vào ống sắt.

D.3 Thi công hệ thống tiếp đất có cải tạo đất

D.3.1 Thi công các hệ thống tiếp đất có cải tạo đất bằng muối ăn

Trên hình D.5 trình bày mặt cắt dọc hệ thống tiếp đất thẳng đứng dạng dải có cải tạo đất bằng muối ăn. Thực hiện cải tạo đất như sau:

- Đối với tiếp đất dạng thẳng đứng: làm đầy hố đào có đường kính trung bình 0,8 m xung quanh thanh tiếp đất bằng một hỗn hợp (hoặc thành lớp) đất nghiền nhỏ và muối ăn. Lượng muối tính toán cho mỗi mét chiều dài của thanh tiếp đất là 8 kg đến 10 kg.

- Đối với tiếp đất dạng dải: làm đầy dọc theo rãnh đào gần bên tấm tiếp đất dạng dải một hỗn hợp đất với muối ăn, theo tính toán cho mỗi mét chiều dài của tiếp đất là 16 kg (8 kg cho một mét chiều dài mỗi bên rãnh đào).

Việc cải tạo bằng muối ăn giảm nhỏ điện trở tiếp đất vài lần. Cứ cách 2 hoặc 3 năm, phải cải tạo lại đất.



Hình D.5: Hệ thống tiếp đất có cải tạo bằng muối ăn

D.3.2 Thi công các hệ thống có cải tạo đất bằng đất mượn

Nếu các lớp đất không có độ dẫn điện cao hoặc có độ dẫn cao nhưng chiều dầy không lớn lắm (20 cm), thì việc giảm nhỏ điện trở tiếp đất ta có thể thực hiện như sau:

- Ta đào cho từng thanh (ống) tiếp đất một hố có bán kính (1,5 ÷ 2,5) m, với độ sâu bằng chiều dài của thanh (ống) cộng với 0,8m (xem hình D.6);

- Sau khi đặt tiếp đất, người ta làm đầy hố bằng loại đất có điện trở suất không lớn lắm và đầm chặt đất;

- Với hệ thống tiếp đất gồm nhiều thanh, ta tiến hành nối các thanh sau khi hố chưa được lấp đất;

- Ta có thể dùng loại đất lấp đầy hố loại bất kỳ có điện trở suất nhỏ hơn điện trở suất của đất gốc mới trang bị tiếp đất từ 5 đến 10 lần.

Trên hình D.7 trình bày trang bị các tiếp đất trong đất có lớp trung gian bằng bột than cốc.

Hiệu quả làm giảm nhỏ quá trình ăn mòn các điện cực khi có lớp trung gian bằng bột than cốc phụ thuộc vào kích thước hạt than cốc và độ xâm thực của đất. Với kích thước hạt than cốc trung bình (đường kính không lớn hơn 10÷15 mm) tốc độ ăn mòn các điện cực bằng thép đặt trong đất có lớp trung gian bằng bột than cốc có đường kính không nhỏ hơn (0,25÷0,30) m giảm đi 10 lần so với tốc độ ăn mòn các điện cực bằng thép đặt trong đất thông thường.

a) Tiếp đất dạng thanh chôn thẳng đứng trong đất



b) Tiếp đất dạng dây nằm ngang



Hình D.7: Trang bị tiếp đất trong đất có lớp trung gian bằng bột than cốc

D.3.3.2 Sử dụng hợp chất RES-LO để cải tạo đất

Sử dụng RES-LO có thể làm giảm tức thời và dễ dàng điện trở suất của đất và giữ ổn định theo các mùa trong năm. Việc sử dụng RES-LO không cần yêu cầu thiết bị đặc biệt. RES-LO được pha với nước và rót lên mạng hoặc hệ thống dây đất, cứ 20 kg RES-LO được pha trộn với 40 lít nước. Hiệu quả cải thiện điện trở suất của đất bằng RES-LO đạt đến 90%. Trong những điều kiện địa chất khó khăn, lượng RES-LO cần thiết cho hệ thống tiếp đất có thể được lựa chọn theo biểu đồ hình D.8.

Biểu đồ hình D.8 hướng dẫn lựa chọn RES-LO cần thiết để đạt được điện trở tiếp đất thỏa đáng theo loại đất đã biết. Với loại đất nào đó, theo đường cong tương ứng, dò tìm lượng RES-LO cần thiết (trên trục hoành) để đạt được giá trị điện trở tiếp đất yêu cầu (trên trục tung).

Khi giá trị điện trở suất ban đầu của đất càng cao thì đặc tính của RES-LO thể hiện càng tốt.

Trên hình D.9 thể hiện một điện cực tiếp đất được xử lý bằng GAF và bản cầu giao diện của nó.

Điện trở của một điện cực tiếp đất được xác định bởi đất bao quanh điện cực (nằm trong bán cầu giao diện với bán kính bằng 1,1 lần chiều dài điện cực), vì vậy hố được xử lý bằng GAF sẽ nằm trong bán cầu giao diện. Đường kính D của hố sẽ được quyết định do yêu cầu giảm điện trở tiếp đất.

Ví dụ: D = 15 cm khi yêu cầu giảm điện trở tiếp đất là 34%.

D = 90 cm khi yêu cầu giảm điện trở tiếp đất là 63%.



Hình D.9: Bán cầu giao diện và hố được xử lý bằng GAF

D.4 Phương pháp đo điện trở tiếp đất

1) Đo điện trở tiếp đất phải tuân theo quy định trong Tiêu chuẩn Ngành TCN 68-141:1999.

2) Để đảm bảo kết quả đo điện trở tiếp đất chính xác cần thiết phải bố trí các điện cực đo thử (các điện cực áp và điện cực dòng) ngoài vùng ảnh hưởng của tiếp đất và phải bảo đảm khoảng cách từ tiếp đất cần đo đến điện cực áp bằng 62% khoảng cách từ tiếp đất đến điện cực dòng (cho trường hợp bố trí các điện cực theo một đường thẳng).

Ảnh hưởng đến kết quả đo điện trở tiếp đất do bố trí điện cực áp và điện cực dòng được trình bày trên hình D.10.

Cách bố trí các điện cực đo thử cho trường hợp tiếp đất là một điện cực thẳng đứng được trình bày trên hình D.11 và cho tiếp đất dưới dạng lưới hoặc của nhiều điện cực tiếp đất được trình bày trên hình D.12.

- C2 là điện cực dòng;

- D1 là khoảng cách từ tiếp đất cần đo đến điện cực dòng C2;

- D2 là khoảng cách từ tiếp đất cần đo đến điện cực áp P2.

D.5 Mẫu biên bản kiểm tra đo thử và nghiệm thu hệ thống tiếp đất

1) Đại diện của cơ quan quản lý, sử dụng hệ thống tiếp đất

- Họ và tên :

- Cơ quan :

- Chức vụ :

- Chức danh :

2) Đại diện cho đơn vị thi công hệ thống tiếp đất

- Họ và tên :

- Cơ quan :

- Chức vụ :

- Chức danh :

3) Người đo thử kiểm tra

- Họ và tên :

- Cơ quan :

- Chức vụ :

- Chức danh :