Giới thiệu sơ lược nhà máy dầu nhớt cát lái castrol Việt Nam

Chương 1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC NHÀ MÁY DẦU NHỚT CÁT LÁI CASTROL VIỆT NAM Nhà máy dầu nhớt Cát Lái - Castrol Việt Nam với tổng diện tích 11160 m2. Nằm trên địa bàn Quận hai - Thành phố Hồ Chí Minh, cách ngã ba Cát Lái về hướng Nam 7,5 km. Đối diện với nhà máy gồm có nhà máy lọc xăng dầu Sài Gòn - Petrol và “Morning Start Cement” là công ty liên doanh giữa công ty xi măng Hà Tiên 1 và “Holderband” Thụy Sĩ. Mặt phía sau nhà máy giáp với sông Đồng Nai. Nhà máy được chia làm hai khu vực chính yếu : Khu vực đặt các bồn chứa nằm độc lập trên diện tích 1100m2 ; Ngoài ra còn có bãi chứa hàng, nhà kho tương lai và bãi bốc dỡ hàng năm kế cận. Khu vực xưởng vô lon và toà nhà văn phòng chiếm diện tích 2720m2 Khu vực còn lại của nhà máy xem sơ đồ tổng thể mặt bằng. Nhà máy nằm ở khu vực địa hình khá bằng phẳng với đặc điểm địa chất là loại đất Sét kết nên điện trở suất của đất có giá trị r = 100 ¸ 200 W m. Hiện nay nhà máy được cung cấp điện từ nguồn lưới điện quốc gia. Các dụng cụ thiết bị điện - điện tử phục vụ cho dây chuyền sản xuất của nhà máy cơ bản gồm có : 5 bàn cân, lò gia nhiệt P 105, 1 pha, 10 A. Hệ thống dây truyền vô lon mới 3 pha, 32A. Hệ thống máy tính 1 pha. Chương 2 PHƯƠNG ÁN CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY CÁT LÁI CASTROL VIỆT NAM Sau khi tìm hiểu nghiên cứu chi tiết về đặc điểm địa hình, địa chất, sơ đồ mặt bằng tổng thể và tầm quan trọng của nhà máy Castrol Cát Lái. Phần sau sẽ đưa ra phương án chống Sét tổng thể cho nhà máy như sau : I. CHỐNG SÉT TRỰC TIẾP : Để bảo vệ cho toàn bộ nhà máy, 2 phương án sau đây được đưa ra sau đó tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật để quyết định lựa chọn một trong hai phương án. 1. Phương án 1: Dùng 3 hệ thống chống Sét trực tiếp bằng thiết bị PREVECTRON của hãng INDELEC ( Pháp ) để bảo vệ cho từng cấu trúc riêng lẻ của nhà máy: khu vực bồn chứa, phân xưởng vô lon, tòa nhà văn phòng. 2. Phương án 2 : Dùng 2 hệ thống chống Sét trực tiếp bằng thiết bị PREVECTRON của hãng INDELEC ( pháp ) gồm: Một hệ thống chống Sét để bảo vệ cho khu vực bồn chứa. Một hệ thống Sét để bảo vệ cho phân xưởng vô lon và bảo vệ cho cả tòa nhà văn phòng làm việc. 3. So sánh kinh tế kỹ thuật : Phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn so với phương án 1. Xét về kinh tế: chỉ dùng 2 hệ thống chống Sét bảo vệ cho toàn nhà máy; nên giá thành thấp hơn về vấn đề mua sắm thiết bị, thi công lắp đặt. Xét về kỹ thuật: chỉ dùng một hệ thống chống Sét bảo vệ cho phân xưởng vô lon mà vẫn bảo vệ được tòa nhà văn phòng, đảm bảo tính tin cậy an toàn cho công trình. Vì khi tính toán bán kính bảo vệ Rp cho phân xưởng vô lon thì phần diện tích của tòa nhà văn phòng cũng nằm hoàn toàn trong vùng bảo vệ hệ thống chống Sét của phân xưởng vô lon. Sơ đồ mặt bằng vùng bảo vệ trình bày ở hình vẽ 2. * Tóm lại : Phương 2 - Chống Sét trực tiếp cho tòan nhà máy Castrol Cát Lái được quyết định lựa chọn án. II. CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN : Khi xảy ra hiện tượng phóng điện Sét sẽ gây nên một sóng điện từ tỏa ra xung quanh với tốc độ rất lớn trong không khí, tốc độ của nó tương đương với tốc độ ánh sáng. Sóng điện từ truyền vào công trình theo các đường dây điện lực, thông tin gây ra hiện tượng quá điện áp tác dụng lên cách điện của các thiết bị trong công trình, gây hư hỏng, đặc biệt với các thiết bị nhạy cảm: thiết bị điện tử, máy tính cũng như mạng máy tính gây ra những thiệt hại rất lớn. Như vậy, cần phải tiến hành chống Sét lan truyền bằng các thiết bị cắt Sét và lọc Sét; các thiết bị này lắp đặt ở vị trí phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả bảo vệ của nó. Đối với nhà máy Castrol Cát Lái, hiện nay nhà máy được cung cấp điện từ nguồn lưới điện quốc gia thông qua các thiết bị điện được lắp đặt như : Cầu dao tổng của nhà máy. Các tủ phân phối DB1, , DB2 , DB3 Và các dụng cụ thiết bị điện - điện tử phục vụ cho dây truyền sản xuất của nhà máy, cơ bản gồm có : 5 bàn cân, lò gia nhiệt P105, 1 pha, 10A Hệ thống dây truyền vô lon mới, 3 pha, 32A Máy tính 1 pha 10A . Để chống Sét lan truyền ở đây cũng được đưa ra 2 phương án như sau : 1. Phương án 1 : a. Lắp thiết bị cắt Sét tại vị trí cầu dao tổng của nhà máy b. Lắp 3 thiết bị lọc Sét tại các tủ phân phối DB1 , DB2 , DB3 Ưu điểm : Bảo vệ toàn bộ lưới điện nhà máy. Thuận tiện cho việc mở rộng mạng lưới điện sau này. Nhược điểm : Mỗi thiết bị cần bảo vệ không được lắp đặt thiết bị lọc Sét riêng lẻ nên hiệu quả bảo vệ an toàn cho mỗi thiết bị không cao. 2. Phương án 2 : a. Lắp thiết bị cắt Sét tại vị trí cầu dao tổng như phương án 1. b. Lọc Sét riêng lẻ cho từng thiết bị điện tử, máy tính... Ưu điểm : Bảo vệ an toàn cho mỗi thiết bị điện tử, máy tính... Nhược điểm : Mỗi thiết bị cần bảo vệ cần phải lắp đặt thiết bị lọc Sét riêng lẻ, do đó vấn đề dây nối đất sẽ phức tạp nhất là cho các máy tính. Nếu nhà máy phát triển thêm thiết bị, lại phải gắn thêm thiết bị lọc Sét. Đắt hơn phương án 1. Tóm lại : Từ ưu điểm và nhược điểm của 2 phương án trên. Chúng tôi quyết định lựa chọn phương án 1 để thực hiện nhiệm vụ tính toán cho đề tài này. Chương 3 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY CÁT LÁI - CASTROL VIỆT NAM Việc lựa chọn cấp bảo vệ thích hợp trong thiết kế chống Sét tùy thuộc vào tầm quan trọng của mỗi công trình xây dựng ; và các yếu tố sau: Môi trường xung quanh công trình (dễ cháy, dễ nổ, nóng...). Loại công trình (dân dụng, công nghiệp...). Loại vật liệu chứa trong công trình. Có hay không có người làm việc thường xuyên. Mật độ Sét của vùng xây dựng công trình. Việc lựa chọn cấp bảo vệ phù hợp cho công trình phụ thuộc vào tần số Sét có thể chấp nhận được Nc và tần số Sét tính toán Nd . I. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHO KHU VỰC BỒN CHỨA CỦA NHÀ MÁY : Các thông số cần thiết cho tính toán : H1 = 11m : Chiều cao của các bồn chứa. L1 = 44 m : Chiều dài của khu vực đặt các bồn chứa. W1 = 25 m : Chiều rộng của khu vực đặt các bồn chứa. C1 , hệ số phụ thuộc vào vị trí công trình. Ở đây công trình (khu vực bồn chứa) nằm độc lập, không có các công trình khác trong phạm vi 3H; nên chọn C1 = 1. C2 , hệ số cấu trúc công trình. Ở đây công trình là các bồn chứa bằng kim loại dễ cháy, chọn C2 = 2. C3 , hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa trong công trình. Ở đây khu vực bồn chứa, chứa vật liệu có giá trị rất cao, bắt lửa cao, dễ gây nổ, chọn C3 = 3. C4 , hệ số phụ thuộc vào tính năng của công trình. Ở đây khu vực bồn chứa tập trung đông người, khó sơ tán, chọn C4 = 3. C5 , hệ số phụ thuộc vào tác hại của Sét. Ở đây khu vực bồn chứa có tác hại đối với môi trường như dễ cháy, dễ nổ, nóng... ; nên chọn C5 = 10. 1. Tính tần số Sét chấp nhận Nc theo công thức : Nc = Trong đó : C = C2 . C3 . C4 . C5 Các thông số C được chọn như trên: Nc = = 0,03 2. Tính vùng tập trung tương đương Ac : Vùng tập trung tương đương của bồn chứa được xem như có cấu trúc hình hộp chữ nhật với chiều rộng W1 = 25 m ; chiều dài L1 = 44 m và chiều cao H1 = 11 m. Ac = L1 . W1 + 6H1 (L1 + W1 ) + 9p Thay số vào : Ac = 44 . 25 + 6 . 11 (44 + 25) + 9 . p . 112 = 9075 m2 3. Tính tần số Sét đánh trực tiếp Nd vào khu vực bồn chứa : Trong một năm, tần số này được tính như sau : Nd = Ngmax . Ac . C1 . 10-6 ( 1 /năm ) Trong đó : Ngmax = 0,04 . ; được gọi là hệ số phóng điện Sét lớn nhất trong một năm trên 1 km2 và NK là số ngày dông trung bình trong năm ở một số địa phương của Việt Nam. Đối với nhà máy Cát Lái thuộc khu vực Thành phố Hồ Chí Minh có số ngày dông trung bình trong năm NK = 78,6 do tổng cục khí tượng thuỷ văn thống kê. Do đó : Ngmax = = 7,86 Vậy : Nd = 7,86 . 9075 . 1 . 10-6 = 0,07 * Để chọn cấp bảo vệ phù hợp với khu vực bồn chứa phải dựa vào tần số Sét có thể chấp nhận Nc và tần số Sét tính toán Nd : Nếu Nd £ Nc : Công trình có thể không cần hệ thống chống Sét. Nếu Nd > Nc : Công trình cần thiết phải có hệ thống chống Sét. Theo như tính toán ở trên, ta thấy Nd = 0,07 > Nc = 0,03. Khi Nd > Nc thì hệ thống chống Sét có hệ số E được tính. E = 1 - = 1 - 0,43 = 0,57 Với E = 0,57 có giá trị gần đúng với giá trị của cấp bảo vệ cấp 3. Do đó cấp bảo vệ lựa chọn cho khu vực bồn chứa theo tính toán là cấp 3 ; D = 60 m ; dòng xung đỉnh 14,7 KA. * Nhưng vì cấu trúc cần bảo vệ là bồn chứa, chứa vật liệu dễ cháy, dễ nổ. Nếu xảy ra hỏa hoạn gây ô nhiễm môi trường gây thiệt hại về kinh tế lớn. Nên để đảm bảo an toàn hơn cho khu vực bồn chứa. Trong thực tế chọn cấp bảo vệ là cấp 2 với khoảng cách phóng điện Sét là D = 45 m và dòng xung đỉnh là ISmax = 9,5 KA. II. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CẤP BẢO VỆ CHO XƯỞNG VÔ LON VÀ TÒA NHÀ VĂN PHÒNG : Vì xưởng vô lon và toà nhà văn phòng đặt gần nhau, song song vơí nhau nên tính toán lưạ chọn cấp bảo vệ cho xưởng vô lon và toà nhà văn phòng được xem như một công trình. Các thông số cần thiết cho việc tính toán: H2 = 11m : chiều cao của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng. L2 = 68 m : chiều dài của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng. W2 = 40 m : chiều rộng của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng. C1 , hệ số phụ thuộc vào vị trí công trình. Ở đây công trình là khu vực xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng nằm độc lập, không có các công trình khác trong phạm vi 3H2 : nên chọn C1 = 1. C2 , hệ số cấu trúc công trình. Ở đây đối với xưởng vô lon và toà nhà văn phòng có kết cấu mái bằng kim loại dễ cháy; nên chọn C2 =2. C3 , hệ số phụ thuộc vào vật liệu chứa trong công trình. Ở đây khu vực xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng đều chứa những vật liệu có giá trị cao, bắt lửa cao, dễ gây nổ; nên cho C3 = 3. C4 , hệ số phụ thuộc vào tính năng của công trình. Ở đây khu vực xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng đều có nhiều người làm việc, khó sơ tán; nên chọn C4 =3. C5, hệ số phụ thuộc vào tác hại của Sét: Đối với xưởng vô lon và toà nhà văn phòng, khi bị Sét đánh trực tiếp sẽ gây ra hỏa hoạn, dễ nổ, nóng... có tác hại đối với môi trường; nên chọn C5 =10. 1. Tính tần số Sét chấp nhận Nc : 2. Tính vùng tập trung tương đương Ac của xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng: Vùng tập trung tương đương Ac được tính : Ac = L2 W2 + 6 H2 (L2 + W2 ) + 9 Thay số vào : Ac = 68. 40 + 6. 11.(68+40) + 9 . p .112 = 13269m2 3. Tính tần số Sét tính toán Nd : Trong một năm, tần số này được tính như sau : Nd = Ngmax.Ac.C1. 10-6 (/năm) Trong đó : Ngmax = 0,04. được gọi là mật độ phóng điện Sét lớn nhất trong một năm trên một km2 NK là số ngày dông trung bình trong năm ở một số địa phương của Việt Nam. Đối với nhà máy Cát Lái thuộc khu vực Thành phố Hồ Chí Minh có số ngày dông trung bình trong năm NK = 78,6 do tổng cục khí tượng thủy văn thống kê. Do đó : Ngmax = = 7,86 Suy ra : Nd = 7,86 . 13269 . 1 . 10-6 = 0,1 * Để chọn cấp bảo vệ phù hợp với xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng phụ thuộc vào tần số Sét có thể chấp nhận Nc và tần số Sét tính toán Nd: - Nếu Nd £ Nc : Công trình có thể không cần hệ thống chống Sét. - Nếu Nd > Nc : Công trình cần thiết phải có hệ thống chống Sét. Theo tính toán ở trên, nhận thấy : + Đối với xưởng vô lon : Nd = 0,1 > Nc = 0,03 Khi đó, xưởng vô lon cần phải lắp đặt hệ thống chống Sét có hệ số E được tính: E = 1 - = 0,7 Chọn cấp bảo vệ cho xưởng vô lon và toà nhà văn phòng là cấp 3 : D = 60 m với dòng điện xung đỉnh Sét I Smax = 14,7 KA. Chương 4 TÍNH BÁN KÍNH BẢO VỆ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY I. TÍNH BÁN KÍNH BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY: 1. Bán kính bảo vệ cho khu vực bồn chứa: Sau khi đã xác định được cấp bảo vệ cho khu vực bồn chứa D = 45m: cấp bảo vệ trung bình, dòng xung đỉnh 9,5 KA. Bán kính bảo vệ của đầu thu Sét đặt tại khu vực bồn chứa được tính theo công thức: Rp = khi h ³ 5m Hoặc tra bảng khi h<5m ( xem chương 3- Thiết bị chống Sét INDELEC ) Ứng với kích thước của khu vực bồn chứa L1 = 44m, W1 = 25m, H1 = 11m, D = 45m, chiều cao của đầu thu Sét so với mặt bằng của các bồn chứa được chọn h = 4m. Chọn đầu thu Sét loại TS2.25 đường kính 100 mm ,chiều cao 330 mm, loại bằng đồng có các số liệu sau : Bán kính bảo vệ Rp = 46 m . Độ lợi về thời gian phóng tia tiên đạo DT = 25(s) Mã số loại đồng 1201. Trọng lượng đầu thu Sét P =2,3kg. 2. Bán kính bảo vệ cho xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng: Cấp bảo vệ của phân xưởng vô lon và toà nhà văn phòng đã được xác định D = 60 m: cấp bảo vệ tiêu chuẩn, với dòng xung đỉnh là 14,7 KA. Bán kính bảo vệ RP cũng được tính theo công thức như trên: RP = khi h ³ 5 m. Hoặc tra bảng khi h < 5m (xem chương 3 - Thiết bị chống sét INDELEC). Ứng với kích thước của xưởng vô lon và toà nhà văn phòng, L2 = 68m, W2 = 40m, H2 = 11m; cấp bảo vệ D = 60 m, chiều cao của đầu thu Sét so với mặt bằng cần bảo vệ là h = 5m. Loại đầu thu Sét tạo tia tiên đạo được chọn là TS 2 . 25 đường kính 100 mm, chiều cao 330 mm, loại bằng đồng có các thông số sau: Bán kính bảo vệ RP = 65m. Độ lợi về thời gian phóng tiatiên đạo DT = 25 (s). Mã số loại đồng 1201. Trọng lượng đầu thu Sét P = 2,3 (Kg). II. CHỌN THIẾT BỊ CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY : Hệ thống bảo vệ chống Sét dùng thiết bị tạo tia tiên đạo được chọn theo tiêu chuẩn Pháp NFC 17 - 102 7 /1995. 1. Chọn thiết bị chống Sét cho khu vực bồn chứa : * Kim thu Sét tạo tia tiên đạo PREVECTRON được chọn sau khi đã tính được vùng bảo vệ của khu vực bồn chứa. Các thông số của kim thu Sét như sau: Loại Mã DT (s) RP (m) h (m) TS 2.25 1201 25 46 4 m * Cột nâng : Đối với khu vực bồn chứa, kim thu Sét không thể gắn trực tiếp lên bồn chứa mà phải gắn trên cột nâng độc lập nhẹ; được chế tạo bằng ống nhẹ, mạ nóng, mỗi phần tử từ 3 - 6m, nối nhau bằng bù lon. Cột nâng độc lập nhẹ có thể đặt trên một đế bê tông hay trên móng. Các thông số của cột được chọn: Kiểu Mã L(m) P(kg) Ba đế liền móng 2054 16 18 * Thiết bị nối kết giữa kim thu Sét với cột nâng, các thông số chọn Loại Mã Kích thước P(kg) 2 vòng 3037 60 3 * Dây dẫn Sét: Đầu kim thu Sét của khu vực bồn chứa chỉ nối với một dây dẫn xuống, loại và tiết diện được chọn Loại Mã Đường kính F (mm) P(kg) Dây tròn bằng đồng mạ thiếc 5011 8 0,448 * Thiết bị gắn dây dẫn Sét : Dây dẫn Sét phải được cố định chắc chắn bằng 3 kẹp giữ cho mỗi mét, tránh việc khoan vào dây dẫn. Dâydẫn Sét của hệ thống này được gắn trên cột nâng kim loại. Do đó phải dùng thiết bị đai mỏng bằng thép không rỉ được chọn Loại Mã Cỡ (mm) P(kg) Đai mỏng cuộn 50m 6055 10 2 * Nối kiểm tra : Mỗi dây dẫn Sét phải có một nối kiểm tra ở độ cao 2m so với mặt đất để cách ly các cấu trúc khác của công trình khi kiểm tra điện trở tiếp đất. Chọn nối kiểm tra có các thông số sau Loại Mã L(m) P(kg) Nối kiểm tra 7001 0,1 0,5 * Vỏ bảo vệ : Dây dẫn Sét trước khi tiếp xúc với hệ thống nối đất phải được bọc bằng vỏ kim loại hay vật liệu chịu nhiệt cao trong khoảng 2m kể từ mặt đất, ở đây chọn : Loại Mã L(m) P(kg) Vỏ bảo vệ dây tròn thép mạ 7012 2 0,5 2. Chọn thiết bị chống Sét cho phân xưởng vô lon và toà nhà văn phòng: * Kim thu Sét PREVECTRON có các thông số sau: Loại Mã DT(s) h(m) RP(m) P(kg) TS 2.25 1201 25 5 57 2,3 * Cột nâng: Đối với phân xưởng vô lon. Cột nâng là những ống thép cứng đặc biệt, được mạ cả bên trong và bên ngoài. Mỗi thành phần được gắn vào bởi 2 vít xiết bằng thép không rỉ với đai không cho nước thấm qua. Các thông số của cột nâng được chọn Loại Mã L(m) P(kg) Kết hợp với ba cột A + B + C 2023 5,5 8,6 * Dây dẫn Sét : Với cấu trúc của xưởng vô lon có chiều ngang lớn hơn chiều đứng. Do đó kim thu Sét ở đây phải được liên kết với 2 dây dẫn Sét. Loại và tiết diện được chọn Loại Mã Đường kính F (mm) P(kg) Dây tròn đồng mạ thiếc xung quanh 5011 8 0,448 * Thiết bị gắn dây dẫn Sét : Với dây tròn đường kính 8 mm, dùng kẹp inox tròn 3 cái cho mỗi mét Kiểu Mã P(kg) Móc inox 6143 0,02 * Nối kiểm tra : Được đúc bằng đồng thau, nối kiểm tra cho phép tách dây dẫn Sét và hệ thống nối đất, áp dụng đo điện trở. Tiện lợi cho dây dẹp hay tròn. Gắn bởi vít. Loại Mã L(m) P(kg) Nối kiểm tra 7001 0,1 0,5 * Vỏ bảo vệ : Bảo vệ dây dẫn xuống khỏi va chạm cơ khí vùng đất. Thường ở phía dưới nối kiểm tra. Làm bằng thép mạ nóng hay thép không rỉ. Giữ bằng 3 kẹp inox. Loại Mã L(m) P(kg) Vỏ bảo vệ dây tròn thép mạ 7012 2 0,5 * Thiết bị đếm Sét : Hai thiết bị đếm Sét nối tiếp, cho 2 hệ thống chống Sét nêu trên được lắp đặt sau điểm nối kiểm tra. Máy có kích thước 117 x 6 cm, đựng trong hộp kín, không cần phụ kiện ngoài. Kiểu Mã P(kg) Máy đếm nối tiếp dây tròn 8010 0,7 III. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT CHO NHÀ MÁY: 1. Lắp đặt hệ thống chống Sét trực tiếp cho khu vực bồn chứa: Thiết bị chống Sét trực tiếp sử dụng kim thu Sét tạo tia tiên đạo PREVECTRON loại TS 2.25 gắn trên cột nâng độc lập, chế tạo bằng ống nhẹ, mạ nóng loại 3 đế liền móng. Mỗi phần của cột từ 3 ¸ 6m được nối với nhau bằng bulon. Thiết bị nối kết giữa kim thu Sét với cột nâng là vòng nối bằng thép mạ nóng, để nối cột với phần tử đứng dạng ống. Cột nâng của hệ thống này được gắn trên đế bê tông, xây dựng ở giữa khu vực bồn chứa. Dây thoát Sét dùng loại dây tròn bằng đồng mạ thiếc, đường kính 8mm đảm bảo dẫn Sét xuống đất an toàn, không gây nhiễu, an toàn cho người và thiết bị. Dây thoát Sét được cố định vào cột nâng bằng các đai mỏng. Bao quanh đế là một Serti thích hợp, một kẹp siết chặt. Các đai này có tác dụng giữ dòng đặt dọc theo chiều dài cột nâng, với 3 đai cho mỗi mét dây. Khi cần uốn cong, bán kính uốn cong của dây dẫn Sét không được nhỏ hơn 20cm. Và trước khi tiếp xúc với hệ thống nối đất, dây dẫn Sét được bọc với vỏ kim loại hay vật chịu nhiệt cao trong khoảng 2m kể từ mặt đất. Cụ thể ở đây dùng vỏ bảo vệ dây tròn thép mạ để bảo vệ dây dẫn Sét khỏi bị va chạm cơ khí ở vùng đất. Cuối dây dẫn cần phải được đặt hộp kiểm tra nối đất 7001. Lắp đặt máy đếm Sét 8010 sau hộp nối kiểm tra. Để tản năng lượng Sét vào đất một cách nhanh chóng, dùng hệ thống nối đất dạng chân chim. Cụ thể đối với đặc điểm địa chất từng nhà máy và để đáp ứng nhu cầu kỹ thuật đòi hỏi trong trường hợp xấu nhất điện trở nối đất phải nhỏ hơn 10W. Chính vì vậy ở đây đề nghị sử dụng hệ thống nối đất dạng chân chim bao gồm 3 thanh bằng đồng etame dài 7m, đặt lệch nhau một góc 45°, nối kết với 8 cọc bằng thép mạ đồng đường kính 15mm, dài 2m. Các cọc này được đóng sâu 0,5 m và khoảng cách giữa các cọc ít nhất bằng chiều dài của cọc. Để tăng độ dẫn điện của đất và giữ ổn định giá trị điện trở đất trong thời gian dài, hóa chất đặc biệt không tan ( 7061 ) hoặc (7062) được đề nghị sử dụng nhằm đạt giá trị điện trở tiếp đất dưới 10W. * Đối với khu vực bồn chứa có chứa vật liệu dễ cháy, dễ nổ do đó các bồn bể chứa phải được nối đất cẩn thận, phải nối chung với hệ thống nối đất tạo lưới cân bằng thế nhằm ngăn chặn sự chênh lệch điện thế giữa dây dẫn Sét với cấu trúc kim lọai của bồn chứa. Hệ thống nối đất phải lắp đặt cách xa bồn bể chứa. 2. Lắp đặt hệ thống chống Sét trực tiếp cho khu vực xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng. Thiết bị chống Sét trực tiếp cho khu vực này sử dụng kim thu Sét tạo tia tiên đạo PREVECTRON loại TS 2.25. Gắn trên cột nâng là những ống thép cứng đặc biệt được mạ cả bên trong và bên ngoài. Mỗi thành phần được gắn vào bởi 2 vít xiết bằng thép không rỉ với đai không cho nước thấm qua; độ cao của cột là 5m. Thiết bị nối kết giữa kim thu Sét với cột nâng là vòng nối bằng thép mạ nóng; để nối cột với phần tử đứng dạng ống. Cột nâng của hệ thống này gắn trên đế bằng được lắp đặt trên nóc nhà phân xưởng vô lon. Đế bằng được cố định bằng 4 điểm khoan trên mái và được giữ bằng 4 bulon MIO và 4 chốt đúc đường kính f16. Loại đế bằng lổ nhỏ mã 3025; chiều cao của đế h = 0,32m; trọng lượng P = 4(kg). Dùng 2 dây thoát Sét loại dây tròn bằng đồng mạ thiếc xung quanh, đường kính 8mm. Dây thoát Sét của hệ thống này được cố định trên mái và trên tường bằng móc Inox(6143), cử cái cho mỗi mét. Ở cuối 2m của mỗi dây dẫn Sét phải bọc vỏ bảo vệ bằng ống kim loại hay vật liệu chịu nhiệt độ cao để tránh va chạm cơ khí ở khu vực gần mặt đất và tránh nguy hiểm cho người qua lại. Lắp đặt hộp kiểm tra nối đất (7001), máy đếm Sét nối tiếp (8010). Qui cách lắp đặt máy đếm Sét như sau: dây dẫn Sét sau khi qua hộp kiểm tra nối đất bị ngắt giữa đoạn dài 12m. Máy đếm Sét được mắc nối tiếp vào giữa dây dẫn sét và hệ thống nối đất bằng các nối thích hợp không dây, ví dụ như mã ( 6092). Hệ thống nối đất cho kim thu Sét PREVECTRON của phân xưởng vô lon là dùng 8 cọc nối đất bằng thép mạ đồng, đường kính 15mm, dài 2m, đóng sâu 0,5m, khoảng cách giữa các cọc tối thiểu phải bằng độ dài cọc. Các cọc này được liên kết với 3 thanh dài 7m bằng đồng bố trí thành hình dạng chân chim, độ lệch giữa các thanh là 450. Để tăng độ dẫn điện của đất và giữ ổn định giá trị điện trở đất trong thời gian dài. Cần phải thêm hóa chất như than, muối hoặc các hóa chất đặc biệt (7061) hay ( 7062 ) vào hệ thống nối đất nhằm đạt được giá trị điện trở tiếp đất dưới 10W. Do địa hình cấu trúc xây lắp giữa xưởng vô lon và tòa nhà văn phòng với khoảng cách không cho phép lắp đặt hệ thống nối đất chân chim trong khu vực này nên cần phải đưa hệ thống nối đất này ra khỏi khoảng giữa xưởng vô lon và toà nhà văn phòng. Thực hiện nối đẳng thế các phần kim loại đặt tiếp đất bên cạnh với các hệ thống chống Sét trong nhà máy bằng các dây dẫn hay thanh cân bằng thế mà vật liệu và kích thước giống như dây dẫn Sét. 3. Lắp đặt hệ thống chống Sét lan truyền cho nhà máy : Khi phân tích 2 phương án chống Sét lan truyền ở trên: phương án 1 tuy không lắp đặt thiết bị lọc Sét cho từng thiết bị điện riêng lẻ, nhưng với máy cắt Sét tại cầu dao tổng và 3 máy lọc Sét đặt tại 3 tủ phân phối DB1, DB2, DB3 cũng đủ đảm bảo bảo vệ quá điện áp cho thiết bị điện - điện tử, máy tính của nhà máy. * Đặt máy cắt Sét loại VGA năng lực cao tại cầu dao tổng : Máy cắt Sét loại VGA năng lực cao được thiết kế để bảo vệ mạng điện 1 pha hay 3 pha trong truyền tải áp thấp để chống lại sự tăng áp phát sinh trong mạng do những cú Sét đánh trực tiếp hay gián tiếp hoặc do các thao tác đóng cắt ký sinh. Máy cắt Sét VGA bảo vệ mạng được thực hiện qua trung gian một máy phóng điện cách điện cao lắp song song với một varistor ZnO. Những quá tải ở mức 10KA đi qua điện trở truyền xuống đất và những gia tăng với cường độ 100KA nhờ sự hoạt động của máy phóng điện, nhờ đó mà không gây ảnh hưởng đến thiết bị điện. Điện áp dư của hệ thống 2,5KV cho dòng điện phóng là 5KA ( sóng 8/20). Các thông số kỹ thuật của máy ( xem chương 3 -Thiết bị chống Sét INDELEC ). Loại VGA/4 3 pha 380/400V Mã 8304 chế độ điện áp max cho phép 275V/400Hz Dòng tối đa ( sóng 8/20) trị đỉnh 100KA Điện tích 50AS Năng lượng riêng 2,5 x 106 as Dòng xung max (sóng 4/10) 65KA Điện áp dư * Dòng 5KA <2,5KV * Dòng Sét < 4 KV Cỡ máy bảo vệ trên 100A Dòng ngắt mạch cho phép 25KA/50Hz Khoảng nhiệt độ -400C ¸ +800C Tiết diện cáp max 50mm2 Tiếp điểm báo khoảng cách Khe hở 500mA Tiết diện max dây báo lỗi 25mm2 l l l l l Máy cắt Thiết bị cần bảo vệ * Đặt 3 máy lọc Sét loại DG280 tại DB1 , DB2 , DB3 : Những thiết bị lọc Sét kiểu DG bảo đảm bảo vệ những hệ thống điện chống lại sự tăng áp có thể xảy ra trên đường truyền tải trong khi có bão táp hay khi thực hiện các thao tác đóng cắt. Tùy theo sơ đồ phân phối cần dự kiến 1 mođun cho mỗi pha cần bảo vệ và 1mođun phụ cho dây trung hòa. Sự bảo vệ được thực hiện bởi biến trở oxyt kẽm (Zn0) có khả năng tản dòng sét xuống đất đối với dòng 40KA mà không gây thiệt hại. Chi tiết kỹ thuật ( xem chương 3 - Thiết bị chống Sét của INDELEC ) Kiểu DG280 Mã 8400 Điện áp max cho phép Uc 280V/50Hz Dòng phóng điện bình thường ( sóng 8/20) 15KA Dòng phóng điện max ( sóng 8/20) 40KA Dòng xung max ( sóng 4/10 ) 65KA Mức điện áp Up 1,5KV Điện áp dư <1KV Thời gian đáp ứng <25ns Dùng ngắt mạch cho phép 25KA/50 Hz Khoảng nhiệt độ -400C ¸ 800C Tiết diện cáp max 35mm2 * Sơ đồ nối máy : z z Thiết bị cần bảo vệ Nguồn · · · Lắp đặt thiết bị chống Sét lan truyền : * Lắp đặt máy cắt Sét VGA : - Vị trí : máy cắt Sét VGA được đặt sau máy cắt. - Lắp đặt : để tạo hơi gió phía sau máy phóng điện trong lúc nó hoạt động, máy cắt Sét VGA được lắp đặt trong hộp IP 54 mà nó được gắn chắc chắn trực tiếp trên đường ray ( omega ) 35mm của tủ điện; máy khác được đặt phía dưới ít nhất 150mm. - Cáp nối: một hệ thống bảo vệ điện của tòa nhà có máy cắt nhỏ hơn 100A cần gắn thêm dây chảy 100Agl phía trên máy cắt Sét VGA, nối đất càng trực tiếp càng tốt. Một sợi cáp nối giữa máy cắt Sét và đường dây bảo vệ tạo thành khối đồng nhất, cáp này nhỏ nhất là 10mm2 và lớn nhất là 50mm2, dây dẫn máy cắt Sét có tiết diện bằng hoặc lớn hơn dây dẫn theo nguyên lý bảo vệ lắp đặt, tiết diện nhỏ nhất 10mm2 và lớn nhất là 50mm2 . * Lắp đặt máy lọc Sét DG280 : - Vị trí : máy lọc Sét DG280 đặt càng gần thiết bị bảo vệ càng tốt. - Lắp đặt: lắp modun máy lọc DG280 trực tiếp lên các thanh (omega ) DIN 35mm . - Cáp nối: đối với các công trình có máy cắt nhỏ hơn 100 A cần gắn thêm dây chảy 125Agl trước máy DG280, nối đất càng trực tiếp càng tốt. Cáp nối đất có tiết diện bằng hay lớn hơn dây dẫn theo nguyên lý 6mm2 nhỏ nhất và 35mm2 là lớn nhất. IV. HỆ THỐNG NỐI ĐẤT : Theo tiêu chuẩn NFC 17 - 102 của Pháp. Để đảm bảo tản nhanh dòng Sét vào đất thì điện trở của hệ thống nối đất R £ 10W. Trong trường hợp này nhà máy cần bảo vệ được xây dựng trên vùng đất cát Sét nên điện trở suất của đất có giá trị r = 100 ¸ 200 Wm. Vì không có thiết bị chuyên để đo điện trở suất của đất, căn cứ vào cấu tạo địa chất thực tế chọn giá trị điện trở suất đất r = 150 Wm. Và để đảm bảo cho dòng điện Sét tản nhanh vào đất chọn giá trị điện trở của hệ thống nối đất là R = 5 W. Như vậy, chiều dài của hệ thống nối đất là : L = 2 r / R Thay số vào : L = 150. 2 / 5 = 60m Trong đó : L (m) : là chiều dài của hệ thống nối đất. r ( Wm ) : điện trở suất của đất . R ( Wm ) : là điện trở của hệ thống nối đất . Theo tiêu chuẩn của NFC 17 - 102 của Pháp. Hệ thống nối đất được nối theo hình dạng chân chim gồm 3 thanh dài 7m đặt lệch nhau 45°, và các cọc được đóng sâu 0,5m. Cách nhau ít nhất bằng chiều dài của cọc ( xem hình vẽ dưới ). 450 · 7m D : Dây dẫn sét nối kiểm tra D : Dây dẫn sét nối kiểm tra Hình vẽ 5 Hình vẽ 6 Hình dáng nối đất dạng chân chim Với chiều dài của hệ thống nối đất L = 60 m, chọn thiết bị nối đất như sau: * Nối đất chân chim: Kiểu Mã L(m) P(kg) Nối đất chân chim bằng đồng etame 7021 22 13 * Cọc nối đất : Kiểu Số lượng ( cái) Mã f (mm) L(m ) P(kg) Cọc đồng thép 8 7350 15 2 2,6 Phần tính toán hệ thống nối đất sử dụng chung cho khu vực bồn chứa và phân xưởng vô lon. Nghĩa là 2 khu vực trên sử dụng hệ thống nối đất có số liệu giống nhau.