Đo điện trở các nối đất trụ điện đường dây truyền tải

Image[bkeps.com]Trong quá trình vận hành đường dây truyền tải trên không (ĐDK) cần kiểm tra tình trạng của mạch nối đất các trụ. Nếu trên đường dây sử dụng dây chống sét có cáp quang (CQ) được nối đất vào mỗi trụ thì khó tiến hành việc kiểm tra đó. Nguyên nhân là ở chỗ khi đo điện trở nối đất của một trụ thì những mạch nối đất của các trụ bên cạnh ảnh hưởng đến kết quả đo. Để loại trừ ảnh hưởng đó cần phải tách dây chống sét ra khỏi trụ, điều này gây ra những khó khăn đáng kể.

 

Ngày nay đã có một số phương pháp được đề xuất để đo điện trở nối đất trên các đường dây có dây chống sét CQ mà không phải tách dây chống sét, thí dụ khuyến nghị tiến hành đo:

– Bằng kìm đo dòng;

– Bằng phương pháp của Viện nghiên cứu Khoa học kỹ thuật điện Xibia;

– Bằng phương pháp xung của Trường đại học Năng lượng Matxcơva.

Phương pháp thứ nhất dựa trên cơ sở đo các dòng cảm ứng trên các dây chống sét bởi cảm ứng điện từ và tĩnh điện và các dòng rò xuống đất qua các cột trụ. Để đo các dòng đó, người ta sử dụng kìm đo chuyên dụng với mạch từ bao quanh hoàn toàn phần đi xuống đất hoặc chân trụ. Nếu trụ có nhiều chân đỡ, ví dụ là bốn, cần phải sử dụng nhiều kìm đo đồng thời bao quanh tất cả các chân trụ và được đấu nối tiếp vào đồng hồ đo.

Đồng thời với việc đo dòng rò, người ta đo cả điện áp cảm ứng. Điện trở nối đất của trụ được xác định bằng cách lấy điện áp giữa thân trụ và điểm điện thế bằng 0 chia cho tổng các dòng chạy qua các chân đỡ của trụ xuống đất. Để nâng cao độ nhạy theo dòng và điện áp đo cần phải ghép vào các đồng hồ đo các bộ khuyếch đại dòng xoay chiều có ghép nối điện dung giữa các tầng và đầu ra của máy biến áp.

Những dụng cụ đo nói trên đến nay đã lạc hậu, bởi vì chúng sử dụng các bộ khuyếch đại bằng đèn điện tử với sai số đáng kể theo nhiệt độ và đầu ra của máy biến áp tạo ra sai số khi thay đổi tần số. Ngoài ra, thiết bị lại quá nặng và cồng kềnh, gây khó khăn trong vận chuyển.

Phương pháp của Viện NCKH Kỹ thuật điện Xibia dựa trên việc sử dụng hai cực điện thế và hai cực dòng. Các phép đo được thực hiện ba lần với việc đấu nguồn dòng và các dụng cụ đo theo ba sơ đồ khác nhau. Sau đó bằng tính toán, xác định điện trở nối đất của trụ. Ngày nay phương pháp này được sử dụng trên các trụ ĐDK 110 và 220 kV với dây chống sét bằng thép được nối đất ở từng trụ. Tuy nhiên trên các ĐDK 110 – 330 kV với các dây chống sét có CQ (dây nhôm lõi thép) phương pháp này không áp dụng được.

 

do dien tro cac noi dat tru dien 2.jpg

 

Trong phương pháp của Trường đại học Năng lượng Matxcơva, để thực hiện các phép đo, người ta sử dụng các xung ngắn. Tuy nhiên vì đây là phương pháp đo không trực tiếp nên độ chính xác đo không cao.

Các chuyên gia của Liên hiệp cổ phần "Nijnovenergo" đã đề xuất phương pháp đo điện trở nối đất các trụ ĐDK mà không cần phải tách dây chống sét. Nội dung của phương pháp này là xác định bán kính tương đương nào đó của cực nối đất và điện trở của nó qua những toán đồ sau khi đo các điện trở đầu vào của tất cả các cực nối đất của ĐDK được kết nối bởi dây chống sét với vị trí khác nhau của cực điện thế.

Trong phương pháp này, người ta giả định các mặt đẳng thế được tạo ra khi dòng rò chạy xuống đất có hình dạng các nửa elipxoit tròn xoay; điều đó chỉ có thể có nếu các thông số của đất như nhau ở tất cả các hướng từ trụ và không phụ thuộc vào độ sâu, điều này trên thực tế không phải lúc nào cũng đúng. Ngoài ra, phương pháp này chỉ áp dụng được đối với các trụ một chân đỡ ở những nơi trong đất không có những dòng điện tản mạn khác. Đối với những trụ được định vị trên bốn chân đỡ thì phương pháp này khó áp dụng bởi vì các bề mặt đẳng thế được tạo ra khi dòng chạy qua đất rõ ràng không phải là hình nửa elipxoit tròn xoay.

Image

Hình 1. Sơ đồ đo điện trở nối đất của trụ ĐDK mà không cần tách dây chống sét

 

1. Kìm đo dòng. 2, 3. Các đồng hồ đo dòng và điện thế. 4. Cọc điện thế “không”.

Trường Đại học Quốc gia Viatsk đề xuất phương pháp đơn giản hơn để đo điện trở nối đất của các trụ mà không cần tách dây chống sét. Những dòng điện cảm ứng trong dây chống sét do cảm ứng điện từ và tĩnh điện và rò xuống đất tốt nhất đo bằng cách đặt kìm đo dòng vào cột chống dây chống sét như trình bày trên hình vẽ.

Lõi của kìm đo dòng được xếp từ các lá pecmaloi dày 0,3 mm, mỗi lá bằng 1/8 phần vành khuyên rộng 10 mm, đường kính trong là 380 mm. Các lá được dán lại với nhau bằng nhựa êpôxi, chiều dày của tệp lá 11 – 13 mm. Ở mỗi nửa lõi (nửa vành khuyên), người ta quấn cuộn dây hai lớp, mỗi lớp 1.000 vòng bằng dây tráng men đường kính 0,25 mm. Ở trên cuộn dây đặt màn chắn bằng lá đồng thau để không hình thành vòng ngắn mạch xung quanh lõi. Cách điện của cuộn dây với lõi, giữa các lớp của cuộn dây và từ màn chắn được thực hiện bằng hai lớp băng thủy tinh. Để bảo vệ các cuộn dây khỏi các hư hỏng về cơ khí, mỗi nửa kìm được ép trong caprôn. Các cuộn dây của mỗi nửa vành khuyên được đấu nối tiếp với nhau bằng thanh nối, màn chắn của các dây nối đấu với màn chắn của kìm.

Để đo dòng thứ cấp của kìm, người ta sử dụng đồng hồ miliampe kỹ thuật số, không cần bộ khuyếch đại và do đó không cần nguồn cung cấp bổ sung. Sự tương ứng của các chỉ số đồng hồ miliampe và dòng điện chạy xuống đất qua cột chống dây chống sét, được trình bày trong bảng 1 (đặc tuyến được lấy từ trước). Vả lại việc đo điện trở nối đất của trụ được tiến hành đồng thời với việc đo điện áp cảm ứng trên ĐDK đã cắt điện, vì vậy sự có mặt của thợ điện trên trụ trước đó là cần thiết.

Vì vậy đồng thời với dòng rò, cần tiến hành đo điện áp cảm ứng. Điểm điện thế “không” nằm ở khoảng cách 20 – 30 m từ thân trụ theo phương thẳng góc với trục đường dây. Theo điều kiện an toàn điện, dây chống sét được nối đất lên thân trụ. Khi đo cần làm sao để điện cực nối đất nằm bên trong kìm đo.

Để loại trừ các sai số do các bề mặt tiếp xúc bị bẩn và các kẹp giữ gông từ bị lỏng, cần phải vệ sinh sạch sẽ gông từ mỗi năm một lần trước mùa đo lường và lấy đặc tuyến phụ thuộc của dòng điện thứ cấp vào dòng sơ cấp (xem bảng).

Tính toán điện trở nối đất của trụ được thực hiện theo công thức:

Rđ = Ua/Iđ

Trong đó Ua – Chỉ số vôn mét (trị số điện áp cảm ứng trên dây chống sét); Iđ – dòng điện chạy xuống đất qua trụ (được xác định theo bảng).

Do đó, phương pháp đề xuất trên để đo điện trở nối đất của trụ ĐDK mà không phải tách dây chống sét có cáp quang là đơn giản hơn và có sai số nhỏ hơn so với các phương pháp khác.

Theo KHCN Điện số 2/2008

Leave a Reply

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *