Nối đất là gì? Cách triển khai nối đất thiết bị điện an toàn

Nối đất là gì?

Định Nghĩa: Nối đất hay còn gọi là tiếp địa, hoặc tiếp đất là một trong những phương pháp phổ biến nhất để giải quyết vấn đề rò rỉ điện bên ngoài các thiết bị điện, điện tử. Ta hiểu rằng quá trình truyền năng lượng điện tức thời phóng thẳng xuống đất nhờ sự trợ giúp của dây điện trở thấp được gọi là quá trình nối đất. Việc nối đất điện được thực hiện bằng cách nối phần không mang dòng của thiết bị hoặc trung tính của hệ thống cung cấp với đất.

Chủ yếu, sắt mạ kẽm được sử dụng để tiếp đất. Các nối đất cung cấp đường dẫn đơn giản để rò rỉ điện . Dòng điện ngắn mạch của thiết bị truyền đến trái đất có thế năng bằng không. Do đó, bảo vệ hệ thống và thiết bị khỏi bị hư hỏng.

Ở các nước châu Âu, châu Mỹ, hệ thống lưới điện có đầy đủ cả dây tiếp địa do đó nên chuôi cắm nguồn của các thiết bị luôn có 3 chân, là L-N-E, trong đó chân “E” là chân tiếp địa.

Tại Việt Nam, cách nối đất bảo vệ của nhiều hộ gia đình là cắm sâu 1 thanh sắt xuống đất tối thiểu 10 cm, sau đó dùng dây điện nối vào vỏ các thiết bị điện, rồi nối vào thanh sắt này. Như vậy, bạn sẽ không bị giật khi chạm vào vỏ các thiết bị điện.

Các loại nối đất (tiếp địa điện)

Thiết bị điện chủ yếu bao gồm hai phần không mang dòng điện. Các bộ phận này là trung tính của hệ thống hoặc khung của thiết bị điện. Từ nối đất của hai bộ phận không mang điện của hệ thống này , có thể phân loại nối đất thành hai loại.

  • Nối đất trung tính
  • Nối đất thiết bị.

Nối đất trung tính

Trong nối đất trung tính, trung tính của hệ thống được nối trực tiếp với đất nhờ sự trợ giúp của dây GI. Nối đất trung tính còn được gọi là nối đất hệ thống. Loại tiếp đất như vậy chủ yếu được cung cấp cho hệ thống có cuộn dây hình sao. Ví dụ, nối đất trung tính được cung cấp trong máy phát điện, máy biến áp, động cơ, v.v.

Nối đất thiết bị

Loại nối đất như vậy được cung cấp cho thiết bị điện. Phần mang dòng không của thiết bị như khung kim loại của chúng được nối với đất nhờ sự trợ giúp của dây dẫn. Nếu bất kỳ lỗi nào xảy ra trong thiết bị, dòng điện ngắn mạch đi qua đất nhờ sự trợ giúp của dây. Do đó, bảo vệ hệ thống khỏi bị hư hỏng.

Tầm quan trọng của nối đất

Việc nối đất là rất cần thiết vì những lý do sau

  • Nối đất bảo vệ nhân viên khỏi dòng điện ngắn mạch.
  • Nối đất cung cấp đường dẫn dễ dàng nhất cho dòng điện ngắn mạch ngay cả sau khi cách điện bị hỏng.
  • Việc nối đất bảo vệ thiết bị và nhân viên khỏi sự gia tăng điện áp cao và phóng điện sét.

Việc nối đất có thể được thực hiện bằng cách nối điện các bộ phận tương ứng trong hệ thống lắp đặt với một số hệ thống dây dẫn điện hoặc điện cực đặt gần đất hoặc dưới mặt đất. Tấm tiếp địa hoặc điện cực dưới mặt đất có rãnh sắt phẳng, qua đó tất cả các bộ phận kim loại không mang dòng điện của thiết bị được kết nối.

Hệ thống nối đất chống giậtKhi sự cố xảy ra, dòng điện sự cố từ thiết bị chạy qua hệ thống nối đất xuống đất và do đó bảo vệ thiết bị khỏi dòng điện sự cố. Tại thời điểm xảy ra sự cố, các dây dẫn chạm đất tăng đến điện áp bằng điện trở của thảm đất nhân với sự cố chạm đất.

Nối đất là gì? Cách triển khai nối đất thiết bị điện an toànCụm tiếp điểm được gọi là nối đất. Các dây dẫn kim loại kết nối các bộ phận của lắp đặt với tiếp đất được gọi là kết nối điện. Nối đất và nối đất với nhau gọi là hệ thống nối đất.

Tại sao phải nối đất bảo vệ thiết bị ?

Ý nghĩa đầu tiên và cũng là to lớn nhất của nối đất bảo vệ thiết bị là để đảm bảo sự an toàn cho người sử dụng điện.

Ở Việt Nam việc có cách nối đất bảo vệ ngôi nhà của mình thì chưa được quá chú trọng. Trong trường hợp có những cơn bão lớn, sét đánh hay chập điện thì thiệt hại có thể là rất lớn.

Muốn đảm bảo an toàn thì vỏ kim loại của các đồ điện gia dụng phải được nối với dây tiếp đất. Đặc biệt là khi sử dụng máy giặt và tủ lạnh nhất thiết phải có dây tiếp đất.

Cách nối đất bảo vệ thiết bị an toàn, đơn giản

So với điện trở của cơ thể con người thì điện trở của dây tiếp đất nhỏ hơn rất nhiều vì vậy dòng điện sẽ qua đó và truyền xuống đất. Để phát huy tốt nhất tác dụng tiếp đất của dây tiếp đất thì dây tiếp đất phải được tiếp xúc tốt khoảng đất rộng, điện trở của dây không quá 4 ôm.

Một cách nối dây bảo vệ tiếp đất sáng tạo

Nếu ở chung cư hoặc nhà riêng nhưng không có sẵn hệ thống tiếp đất (ổ cắm 3 chấu), vẫn có cách nối đất bảo vệ an toàn. Ta có thể tận dụng chính khung cửa bằng kim loại (có thể là khung cửa sổ, cửa ra vào, khung nhôm, khung sắt…) hoặc bất kỳ phần kim loại nào có chân chôn vào tường/sàn vài cm.

Lấy 1 sợi dây kim loại (không cần to, thậm chí cả dây con chuột máy tính/cục sạc bị hư cũng được nhưng phả có vỏ bọc) nối từ vỏ các thiết bị điện rồi cho tiếp xúc trực tiếp với phần kim loại của vật đó.

Lưu ý : nếu có lớp sơn thì phải cạo đi, nếu có lớp bụi bẩn, keo…phải lau chùi/cạo cho lộ hẳn phần kim loại ra, và phải chắc chắn chân của vật này tiếp xúc trực tiếp vào tường (có những khung cửa được bắt khoan vào tường thông qua những con ốc đã bọc nhựa bên ngoài thì sẽ mất tác dụng dẫn điện).

Tiếp địa chống sét

CÁCH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG TIẾP ĐỊA 

1. Đào rãnh, hố hoặc khoan giếng tiếp đất. 

– Xác định vị trí làm hệ thống tiếp đất. Kiểm tra cẩn thận trước khi đào để tránh các công trình ngầm khác như cáp ngầm hay hệ thống ống nước.

– Đào rãnh sâu từ 600mm đến 800mm, rộng từ 300mm đến 500mm có chiều dài và hình dạng theo bản vẽ thiết kế hoặc mặt bằng thực tế thi công.

– Đối với những nơi có mặt bằng thi công hạn chế hoặc những vùng đất có điện trở suất đất cao thì phải áp dụng phương pháp khoan giếng, đường kính giếng khoan từ 50mm đến 80mm, sâu từ 20m đến 40m tùy theo độ sâu của mạch nước ngầm

2. Chôn các điện cực xuống đất.

– Đóng cọc tiếp địa tại những nơi qui định sao cho khoảng cách giữa các cọc bằng 2 lần độ dài cọc đóng xuống đất. Tuy nhiên, ở những nơi có diện tích làm hệ thống đất giới hạn thì có thể đóng các cọc với khoảng cách ngắn hơn (nhưng không được ngắn hơn 1 lần chiều dài cọc).

– Đóng cọc sâu đến khi đỉnh cọc cách đáy rãnh từ 100mm đến 150mm.

– Riêng cọc đất trung tâm được đóng cạn hơn so với các cọc khác, sao cho đỉnh cọc cách mặt đất từ 150 ~ 250mm để khi lắp đặt hố kiểm tra điện trở đất thì đỉnh cọc sẽ nằm bên trong hố.

– Rải cáp đồng trần dọc theo các rãnh đã đào để liên kết với các cọc đã đóng.

– Đổ hoá chất làm giảm điện trở đất dọc theo cáp đồng trần hoặc trước khi đóng cọc hãy đào sâu tại vị trí cọc có hố đường kính từ 200mm đến 300mm sâu 500mm tính từ đáy rãnh và hóa chất sẽ được đổ vào những hố này.

– Hóa chất làm giảm điện trở đất sẽ hút ẩm tạo thành dạng keo bao quanh lấy điện cực tăng bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và đất giúp giảm điện trở đất và bảo vệ hệ thống tiếp đất.

– Trong trường hợp khoan giếng, cọc tiếp đất sẽ được liên kết thẳng với cáp để thả sâu xuống đáy giếng.

– Đổ hóa chất làm giảm điện trở đất xuống giếng, đồng thời đổ nước xuống để toàn bộ hóa chất có thể lắng sâu xuống đáy giếng.

– Hàn hóa nhiệt EXOWELD (hoặc hàn hóa nhiệt LEEWELD) để liên kết các cọc với cáp đồng trần.

3. Chọn và lắp kim thu sét

Kim thu sét được làm bằng kim loại có độ dài từ 0,5-1,5m được gắn trên nóc nhà. Nối kim thu sét với các dây kim loại đi xuống mặt đất. Dây thoát sét được nối với cọc tiếp địa. Bộ phận tiếp địa là các thanh kim loại dài khoảng 2,5-3m chôn sâu xuống đất ở vị trí cách sàn nhà ra phía ngoài 1-2m. Bạn đào rãnh sâu 0,5m và nối các đầu cọc tiếp địa với nhau.

– Dây dẫn sét trực tiếp từ kim chống sét hoặc cáp tiếp đất từ bản đồng tiếp đất chính sẽ được liên kết vào hệ thống đất tại vị trí hộp kiểm tra điện trở đất.

4. Hoàn trả mặt bằng hệ thống tiếp đất

– Lắp đặt hố kiểm tra điện trở đất tại vị trí cọc trung tâm sao cho mặt hố ngang với mặt đất.
– Kiểm tra lần cuối các mối hàn và thu dọn dụng cụ.
– Lấp đất vào các hố và rãnh, nện chặt và hoàn trả mặt bằng.
– Đo điện trở tiếp đất của hệ thống, giá trị điện trở cho phép là < 10 Ohm, nếu lớn hơn giá trị này thì phải đóng thêm cọc, xử lý thêm hóa chất giảm điện trở đất hoặc khoan giếng để giảm tới giá trị cho phép.

Ý nghĩa của việc nối đất

Về cơ bản, cách nối đất bảo vệ thiết bị an toàn cũng là để đảm bảo an toàn cho người dùng. Để nói chính xác hơn thì việc nối đất là nhằm giảm trị số dòng điện chạy qua cơ thể đến mức không gây nguy hại cho con người. Điều này xảy ra khi các vật liệu không mang điện áp như khung máy, vỏ máy do cách điện pha mà vỏ bị hỏng, dẫn đến mang điện.