Bài giảng Chuẩn trong thiết kế và thi công các công trình điện - Chương III: Thiết kế và thi công các công trình điện theo tiêu chuẩn IEC - Phần E: Thiết bị bảo vệ

LOGOE. Thiết bị bảo vệ
1. Thiết bị bảo vệ chống quá áp
2. Thiết bị chống dòng rò RCDs
LOGO
1. Thiết bị bảo vệ chống quá áp
 Bốn dạng xung quá áp:
 Quá điện áp khí quyển
 Quá điện áp do vận hành:
Xung quá áp do sét và do vận hành Quá điện áp quá độ tần số công nghiệp
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
• Do quá trình đóng, cắt những mạch có tính cảm (động cơ, 
MBA) hoặc những mạch có tính dung  xảy ra hiện tượng
quá độ tạo sóng xung quá áp tần số cao và tắt dần.
 Điện áp quá độ tần số công nghiệp:
• Do hư hỏng cách điện pha- vỏ hoặc pha – đất trong mạng
cách ly hoặc nối đất qua tổng trở hoặc do dây trung tính bị
đứt.
• Do dây cáp bị đứt. VD cáp trung thế rơi trên đường dây hạ
thế.
 Quá điện áp do phóng tĩnh điện
LOGO
Hai dạng lan truyền xung điện áp:
Xung điện áp dạng đồng
pha: xảy ra giữa phần
mang điện và đất
- Pha - đất
-Trung tính – đất
Có thể dẫn đến chọc thủng
cách điện với những thiết
bị có vỏ nối đất.
Xung điện áp dạng so lệch: 
lan truyền giữa các dây dẫn
điện:
-Pha – pha
-Pha – trung tính.
Đặc biệt nguy hiểm với các
thiết bị điện tử, máy tính.
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
 Thiết bị bảo vệ chống quá áp:
 Các thiết bị bảo vệ sơ cấp: chống sét đánh trực tiếp cho mạng điện
bằng cách đón bắt và dẫn dòng sét xuống đất.
• Kim thu sét
• Dây thu sét trên không, nối đất
• Lồng thu sét hoặc lồng Faraday
Bảo vệ dùng kim thu
sét:
-Thanh đồng dẫn sét
-Kẹp nối kiểm tra
-Hệ thống nối đất
dạng chân chim.
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
Chống sét bằng dây thu sét trong
công trình: Dây này cần được kéo
dài suốt cấu trúc cần được bảo vệ
-Dây đồng tráng thiếc 25 mm2.
-Cột kim loại
-Khung nối đất dạng vòng kín.
Bảo vệ bằng dây thu sét trong
đường dây truyền tải điện áp cao.
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
Bảo vệ bằng lồng thu sét (lồng
Faraday):
Sử dụng với các tòa nhà chứa tải
nhạy cảm như máy tính hoặc vi 
mạch.
Lồng Faraday gồm các thanh dẫn
nối song song xuống đất bên ngoài
tòa nhà.
Các liên kết tạo thành lưới đẳng thế, 
chia nhỏ dòng sét làm giảm đáng kể
trường điện từ và hiện tượng cảm
ứng.
Các thiết bị bảo vệ thứ cấp:
Bảo vệ chống ảnh hưởng của xung điện áp khí quyển, xung điện áp
do vận hành và xung điện áp tần số công nghiệp. Bao gồm:
-Thiết bị bảo vệ nối tiếp
-Thiết bị bảo vệ song song.
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
Thiết bị bảo vệ nối tiếp được mắc nối tiếp vào đường dây nguồn của
hệ thống được bảo vệ.
Ví dụ:
-Các MBA: Làm giảm xung quá áp nhờ tác dụng của cuộn cảm, đồng
thời khử một số sóng hài nhờ tổ nối dây.
-Thiết bị lọc: Mạch lọc thích hợp với dạng xung quá áp do vận hành. 
Bảo vệ này không thích hợp với quá điện áp khí quyển.
-Thiết bị hấp thu sóng: Chứa cuộn cảm lõi không khí nhằm hạn chế
xung quá áp, và chống sét van để hấp thu dòng. Rất thích hợp để
bảo vệ thiết bị điện tử, máy tính.
-Thiết bị điều hòa mạng và bộ UPS: Dùng bảo vệ những tải có độ
nhạy cao như máy tính và các thiết bị cần nguồn cấp chất lượng cao. 
Nhưng không bảo vệ được quá điện áp khí quyển.
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
Thiết bị bảo vệ song song:
-Thích hợp với vài loại mạng
công suất.
-Được sử dụng phổ biến
Nguyên tắc:
-Điện áp định mức của thiết bị bảo vệ phải tương ứng với điện áp mạng
điện tại điểm lắp đặt.
-Khi không có xung quá áp, không nên có dòng rò qua thiết bị.
-Khi xuất hiện xung quá áp trên ngưỡng cho phép, thiết bị bảo vệ phải dẫn
xung áp xuống đất.
Ví dụ:
-Bộ hạn chế quá áp: Thường dùng trong trạm trung / hạ, có thể dẫn xung
quá áp xuống đất, đặc biệt là xung tần số công nghiệp.
-Chống sét van hạ thế
-Chống sét van dòng bé hoặc thiết bị bảo vệ quá áp: Bảo vệ mạng viễn
thông, chống quá điện áp khí quyển và quá điện áp vận hành.
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
2. Thiết bị chống dòng rò RCDs
 RCD (Residual Current Device) thường tích
hợp trong:
 CB công nghiệp hoặc dân dụng(MCCB, MCB 
hoặc ACB)
• ACB - Air Circuit Breaker: Máy cắt không khí
• MCCB - Molded case circuit breaker: Áptômát
kiểu khối
• MCB - Miniature circuit breaker : Áptômát loại
nhỏ (áptômát tép)
 Cầu dao cắt tải chống dòng rò.
 Rơle có biến dòng hình xuyến
 RCD bắt buộc phải sử dụng tại điểm bắt đầu
của mạng nối đất theo sơ đồ TT. Cần phối
hợp các RCD để bảo vệ có chọn lọc.
CB công nghiệp có
môđun RCD
CB chống dòng rò
dân dụng
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
Nguyên lý làm việc:
Từ thông sinh ra trong lõi thép phụ thuộc
vào tổng số học các dòng tức thời.
- Khi mạch không có sự cố rò điện, I1 + 
I2 = 0, sức điện động cảm ứng trên cuộn
dây bằng 0.
- Nếu xảy ra sự cố rò điện, I1 + I2 ≠ 0, 
trong cuộn dây xuất hiện s.đ.đ cảm ứng, 
dòng cảm ứng I3 chạy vào cuộn tác
động cắt của RCD.
Nếu dòng rò vượt quá giá trị cho phép, 
RCD sẽ tác động, CB liên quan sẽ cắt
mạch.
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
Lắp đặt RCD có biến dòng
xuyến rời:
- Chỉ cần một sai lệch nhỏ về
sự đối xứng của các dây dẫn
qua lõi, hoặc do tác động của
các vật liệu sắt từ ở gần (như
tủ thép, khung KL)  ảnh
hưởng đến sự cân bằng lực từ, 
hoặc khi dòng tải lớn (dòng
khởi động động cơ) sẽ khiến
RCD cắt không mong muốn.
Các biện pháp giảm thiểu ảnh
hưởng:
-Đặt cáp vào tâm lõi hình xuyến
-Tăng kích thước lõi từ hình xuyến.
-Sử dụng màn chắn hay ống thép
mềm
E. Thiết bị bảo vệ
LOGO
 Chọn CB chống rò (RCCB)
 Dòng định mức của RCCB chọn theo dòng tải lớn nhất
chạy qua mạch:
Chọn In ≥ In1 Chọn In ≥ ku.ks.(In1 + In2 + In3 + In4)
E. Thiết bị bảo vệ