TCVN 9358:2012 Quy định về Lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho công trình

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9358:2012
LẮP ĐẶT HỆ THỐNG NỐI ĐẤT THIẾT BỊ CHO CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP - YÊU CẦU CHUNG
Installation of equipment earthing system for industrial projects - General requirements
Lời nói đầu
TCVN 9358 : 2012 được chuyển đổi từ TCXDVN 319 : 2004 thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm b khoản 2 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 9358 : 2012 do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
 
LẮP ĐẶT HỆ THỐNG NỐI ĐẤT THIẾT BỊ CHO CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP - YÊU CẦU CHUNG
Installation of equipment earthing system for industrial projects - General requirements
1. Phạm vi áp dụng
1.1. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chung về lựa chọn và lắp đặt hệ thống nối đất của các thiết bị điện làm việc với điện áp xoay chiều lớn hơn 42 V và điện áp một chiều lớn hơn 110 V trong hàng rào một công trình sản xuất công nghiệp. Hệ thống nối đất thiết bị quy định theo tiêu chuẩn này thuộc cả hai hình thái nối đất, nối đất bảo vệ và nối đất chức năng, trong đó nối đất bảo vệ là chủ yếu.
1.2. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho việc lắp đặt hệ thống nối đất của nhà máy điện, đường dây tải điện trên không, trạm biến áp trung gian thuộc các dự án phát, dẫn và phân phối điện năng và một số công trình có công nghệ đặc biệt như các công trình ngầm, bến cảng, sân bay, chế biến dầu mỏ, hầm lò hoặc tương tự.
1.3. Khi lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị, ngoài việc áp dụng tiêu chuẩn này còn phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong các hồ sơ kỹ thuật có liên quan.
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
IEC 439-1:1992, Low-voltage switchgear and controlgear assemblies - Part 1: Type-tested and partially type-tested assemblies, Tiêu chuẩn của Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế về thiết bị điện hạ áp.
IEC 364-4:1993, Electrical installations and protection against electric shock, Tiêu chuẩn của Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế về lắp đặt điện.
IEC 364-5:1994, Electrical installations and protection against electric shock, Tiêu chuẩn của Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế về lắp đặt điện.
IEE 1981, Wiring Regulations, Tiêu chuẩn lắp đặt điện của Anh.
AS 3000:1991, Wiring Rules, Tiêu chuẩn đi lắp đặt điện của Úc.
3. Thuật ngữ và định nghĩa
3.1. Thiết bị điện (Electrical equipment)
Sản phẩm điện phục vụ các mục đích phát, biến đổi, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng như các máy điện, máy biến áp, khí cụ điện, máy đo điện, rơ le bảo vệ, vật tư và phụ kiện lắp đặt dây điện, đồ dùng điện.
3.2. Mạng điện (Electrical installation)
Một tập hợp thiết bị điện liên quan với nhau vì một mục đích sản xuất và có một số đặc tính kết hợp.
3.3. Trang bị đóng cắt (Switchgear)
Một tập hợp khí cụ đóng cắt điện chính và phụ dùng cho vận hành, điều chỉnh, bảo vệ hoặc cho các mục đích khác nhằm kiểm soát mạng điện.
3.4. Tủ đóng cắt tổng (Main switchtboard)
Tủ chứa trang bị đóng cắt từ đó có thể kiểm soát việc cấp điện cho toàn bộ mạng điện.
3.5. Tủ phân phối (Distribution board)
Tủ chứa các trang bị đóng cắt không phải tủ đóng cắt tổng.
3.6. Cách điện kép (Double insulation)
Cách điện hai lớp, lớp nằm sát bộ phận mang điện gọi là cách điện cơ bản và lớp thứ hai gọi là cách điện bổ sung.
3.7. Bộ phận có tính dẫn điện để hở (Exposed conductive part)
Bộ phận có tính dẫn điện không được bao che của thiết bị điện mà con người có thể chạm vào, bình thường không mang điện nhưng có thể trở thành mang điện trong điều kiện sự cố.
3.8. Bộ phận có tính dẫn điện đứng rời (Extraneous conductive part)
Bộ phận có tính dẫn điện đứng riêng lẻ, không liên quan đến thiết bị điện, cần được đưa về một điện thế, thông thường bằng điện thế đất.
3.9. Đất (Earth)
Toàn khối đất có tính dẫn điện mà điện thế của nó ở bất kỳ điểm nào cũng có giá trị quy ước bằng không.
3.10. Điện cực đất (Earth electrode)
Một vật dẫn hoặc một nhóm vật dẫn chôn dưới đất và tiếp xúc chặt chẽ với đất, từ đó hình thành mối nối điện có hiệu quả với toàn khối đất.
3.11. Điện cực đất độc lập về điện (Electrically independent earth electrode)
Điện cực đất đóng cách xa các điện cực khác đến mức dòng điện chạm đất lớn nhất có cơ hội chạy qua điện cực này ảnh hưởng không đáng kể đến điện thế của các điện cực khác.
3.12. Điện cực đất nhân tạo (Artificial earth electrode)
Điện cực được chế tạo để sử dụng riêng cho mục đích nối đất.
3.13. Điện cực đất tự nhiên (Natural earth electrode)
Các bộ phận có tính dẫn điện của đường ống, nhà và công trình dưới đất tiếp xúc chặt chẽ với đất và được tận dụng làm điện cực đất.
3.14. Điện trở của điện cực đất (Earth electrode resistance)
Điện trở của một điện cực đất đối với đất. Điện cực đất ở đây được hiểu theo 3.10.
3.15. Thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính (Main earthing bar or terminal)
Thanh cái hoặc đầu cực nối đất của một nguồn cấp điện hoặc của một mạng điện có liên quan, dùng để nối tất cả các loại dây bảo vệ kể cả dây nối đẳng thế chính, dây nối đất chức năng nếu có, của nguồn hoặc mạng điện đó với điện cực đất.
Thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính thường đặt trong hộp phân bố đất (earth dispatcher) hay còn gọi là hộp chia đất (earth divider).
3.16. Dây bảo vệ (Protective conductor)
Dây dẫn dùng để bảo vệ chống điện giật và dùng để nối một số trong các bộ phận sau đây lại với nhau:
- Bộ phận có tính dẫn điện để hở;
- Bộ phận có tính dẫn điện đứng rời;
- Thanh cái hoặc đầu cực nối đất;
- Điện cực đất;
- Điểm nối đất của nguồn điện, hoặc một điểm trung tính nhân tạo.
Dây bảo vệ là tên gọi chung của các loại dây sau đây:
- Dây bảo vệ mạch;
- Dây nối đẳng thế chính;
- Dây nối đẳng thế bổ sung;
- Trục nối đất;
- Dây nối đất chính.
3.17. Dây bảo vệ mạch (Circuit protective conductor)
Dây bảo vệ nối các bộ phận có tính dẫn điện để hở của một thiết bị điện với thanh cái hoặc đầu cực nối đất của tủ cấp điện cho thiết bị điện đó hoặc với một trục nối đất xuất phát từ tủ đó.
3.18. Dây nối đẳng thế chính (Main equipotential bonding conductor)
Dây bảo vệ nối đẳng thế cho các đường ống cái kim loại trong công trình công nghiệp.
3.19. Dây nối đẳng thế bổ sung (Supplementary equipotential bonding conductor)
Dây bảo vệ nối đẳng thế cho các bộ phận có tính dẫn điện đứng rời.
3.20. Trục nối đất (Common earthing conductor)
Dây nối đất có một hoặc hai đầu nối với thanh cái nối đất chính hoặc với lưới điện cực đất và đi dọc theo các dãy tủ bảng điện, thiết bị công nghệ, kết cấu thép của nhà xưởng để cho nối vào bản thân nó các dây nối đất của các đối tượng cần nối đất vừa kể.
3.21. Dây nối đất chính (Main earthing conductor)
Dây bảo vệ nối thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính của một nguồn cấp điện hoặc của một mạng điện với điện cực đất hoặc với một phương tiện nối đất đã nối với điện cực đất.
3.22. Nối đẳng thế (Equipotential bonding)
Nối điện nhằm đưa các bộ phận có tính dẫn điện để hở của thiết bị điện và các bộ phận có tính dẫn điện tiếp cận được không liên quan đến thiết bị điện về một mức điện thế thực chất bằng nhau.
3.23. Nối đất bảo vệ (Protective earthing)
Nối với toàn thể khối đất theo đúng yêu cầu của tiêu chuẩn này nhằm đảm bảo cách ly kịp thời thiết bị được bảo vệ khỏi nguồn điện nhờ một trang bị cắt tự động khi phát hiện được dòng điện rò ra vỏ thiết bị.
3.24. Nối đất chức năng (Functional earthing)
Nối đất nhằm đảm bảo chế độ làm việc của thiết bị điện, còn gọi là nối đất làm việc.
3.25. Hệ thống nối đất (Earthing system)
Tất cả các dây bảo vệ, thanh cái hoặc đầu cực nối đất, kẹp nối đất và điện cực đất, kể cả các phương tiện kim loại bao che dây kèm theo các dây bảo vệ và các kẹp nối đất nói trên, dùng để duy trì một số bộ phận nào đó của mạng điện có liên quan ở điện thế đất.
3.26. Hệ thống (System)
Hệ thống bao gồm một nguồn điện năng đơn và một mạng điện. Trên quan điểm nối đất, cần phân biệt các hệ thống cấp điện của các công trình công nghiệp theo quan hệ đối với đất của nguồn điện năng và của mạng điện trong các hệ thống đó.
a) Hệ thống TN: Hệ thống trong đó nguồn điện có một hoặc nhiều hơn một điểm nối đất trực tiếp, còn các bộ phận có tính dẫn điện để hở của mạng điện thì nối với điểm nối đất của nguồn điện bằng các dây bảo vệ. Có ba loại hệ thống TN được nhận dạng như sau:
- Hệ thống TN-C: Hệ thống trong đó các chức năng trung tính và bảo vệ kết hợp trong một dây đơn dẫn đi khắp hệ thống gọi là dây PEN;
- Hệ thống TN-S: Hệ thống có dây trung tính N và dây bảo vệ tách rời gọi là dây PE dẫn đi khắp hệ thống;
- Hệ thống TN-C-S: Hệ thống trong đó các chức năng trung tính và bảo vệ kết hợp trong một dây đơn PEN chỉ trong một phần của hệ thống, sau đó tách thành hai dây riêng rẽ (dây trung tính N và dây bảo vệ PE) trong phần còn lại của hệ thống.
b) Hệ thống TT: Hệ thống trong đó nguồn điện có một hoặc nhiều hơn một điểm nối đất trực tiếp, còn các bộ phận có tính dẫn điện để hở của mạng điện thì nối với các điện cực nối đất độc lập về điện đối với các điện cực nối đất của nguồn điện.
c) Hệ thống IT: Hệ thống không có mối nối trực tiếp giữa các thành phần mang điện và đất, còn các bộ phận có tính dẫn điện để hở của thiết bị điện thì nối đất.
3.27. Các hệ thống dùng tên gọi TN, TT và IT (Systems using the designations TN, TT and IT)
Chữ cái thứ nhất thể hiện quan hệ đối với đất của nguồn điện năng:
T: Có một hoặc nhiều hơn một điểm nối đất trực tiếp;
I: Tất cả các phần mang điện đều cách ly với đất hoặc có một điểm nối với đất thông qua tổng trở lớn.
Chữ cái thứ hai thể hiện kiểu nối đất của các bộ phận có tính dẫn điện để hở của mạng điện:
T: Các bộ phận có tính dẫn điện để hở của mạng điện nối trực tiếp với đất riêng rẽ, không phụ thuộc bất kỳ điểm nối đất nào của nguồn điện;
N: Các bộ phận có tính dẫn điện để hở nối trực tiếp với điểm nối đất của nguồn điện (trong hệ thống điện xoay chiều, điểm nối đất thường là điểm trung tính).
3.28. Tổng trở của mạch vòng chạm đất (Earth fault loop impedance)
Tổng trở của mạch vòng dòng điện chạm đất (mạch pha tới đất) khởi đầu và kết thúc tại điểm ngắn mạch chạm đất.
- Trong hệ thống TN, dòng chạm đất đi từ điểm ngắn mạch chạm đất của thiết bị điện theo dây bảo vệ tới thanh cái nối đất của mạng điện rồi theo đường dẫn kim loại của dây bảo vệ trở về điểm trung tính nối đất của máy biến áp. Từ đây, dòng chạm đất chạy trong dây quấn biến áp tới đầu ra rồi theo dây pha cấp điện đi từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch chạm đất.
- Trong hệ thống TT và IT, dòng chạm đất đi từ điểm ngắn mạch chạm đất của thiết bị điện theo dây bảo vệ tới thanh cái nối đất của mạng điện rồi theo đường dẫn trong đất về điểm trung tính nối đất của máy biến áp. Từ đây, dòng chạm đất chạy trong dây quấn biến áp tới đầu ra rồi theo dây pha cấp điện đi từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch chạm đất.
3.29. Vùng điện thế không (Zero potential zone)
Vùng đất ở ngoài phạm vi vùng tản của dòng điện chạm đất.
3.30. Điện áp sự cố chạm đất (Earth fault voltage)
Điện áp tồn tại giữa bộ phận có tính dẫn điện để hở của thiết bị có cách điện hư hỏng và vùng điện thế không khi có dòng điện chạm đất tản vào đất. Còn gọi là điện áp lỗi trên trang bị nối đất.
3.31. Điện áp chạm (Touch voltage)
Điện áp tồn tại giữa bộ phận có tính dẫn điện để hở của một thiết bị có cách điện hư hỏng và bất kỳ vật dẫn nào khác nằm trong tầm với của người đang tiếp xúc với thiết bị đó khi có dòng điện chạm đất tản vào đất.
3.32. Hệ thống điện cao áp nối đất hiệu quả (Effectively earthed HV system)
Hệ thống điện có tần số công nghiệp và điện áp dây lớn hơn 1000 V có hệ số quá điện áp khi ngắn mạch chạm đất không lớn hơn 1,4 và còn gọi là hệ thống có trung tính nối đất hiệu quả.
Hệ số quá điện áp khi ngắn mạch chạm đất trong mạng điện ba pha là tỷ số giữa điện áp của pha không bị sự cố tại điểm ngắn mạch chạm đất và điện áp pha tại điểm đó trước khi có ngắn mạch.
Các hệ thống điện cao áp nối đất hiệu quả thường có trung tính nội đất trực tiếp hoặc xuyên qua một tổng trở nhỏ và có thể cắt kịp thời các sự cố chạm đất trong khoảng thời gian ngắn hợp lý nhờ có trang bị bảo vệ.
3.33. Điện áp danh định (Nominal voltage)
Điện áp làm việc chỉ định cho một mạng điện hoặc một bộ phận của mạng điện. Sau đây là định nghĩa của các điện áp danh định (lấy giá trị hiệu dụng nếu là điện áp xoay chiều).
- Điện áp thấp: là điện áp bình thường vượt quá điện áp cực thấp nhưng không vượt quá 1000V xoay chiều hoặc 1500 V một chiều giữa các dây mang điện với nhau, hoặc 600 V xoay chiều hoặc 900 V một chiều giữa dây mang điện với đất.
- Điện áp cao: là điện áp bình thường vượt quá điện áp thấp. Điện áp từ 3 kV đến 24 kV xoay chiều, tần số công nghiệp, thường gọi là trung áp, trên quan điểm nối đất bảo vệ cũng thuộc dãy điện áp cao.
3.34. MCC (Motor control center)
Các tủ hạ áp kiểm soát phụ tải, chủ yếu là động cơ điện, kết hợp với hộp nút ấn tại chỗ. Dãy tủ MCC thường có một hoặc hai tủ aptomat tổng có trang bị điều khiển, đo lường, bảo vệ, tín hiệu. Các tủ còn lại chia ra nhiều ngăn xếp từ trên xuống dưới; mỗi ngăn dành cho một lộ phụ tải. Bên trong mỗi ngăn, có aptomat hoặc cầu chảy, công tắc tơ và trang bị điều khiển, đo lường, bảo vệ, tín hiệu.
3.35. Thiết bị dòng điện dư (Residual current device)
Thiết bị tự động cắt mạch theo dòng rò khi có chạm đất, gọi tắt là RCD.
3.36. Hệ thống điều khiển và giám sát sử dụng máy tính (Computer-based control and monitoring system)
Hệ thống điều khiển và giám sát các quá trình công nghệ dựa trên kỹ thuật vi xử lý.
3.37. Thiết bị điều khiển (Controller)
Thiết bị điều khiển dựa trên kỹ thuật vi xử lý.
3.38. Mô đun I/O (I/O module)
Mô đun vào/ra dùng để nhận tín hiệu từ bên ngoài vào để xử lý hoặc để đưa lệnh điều khiển từ bên trong ra ngoài.
3.39. Tủ nối dây cáp ra (Marshalling cabinet)
Tủ chứa các hàng kẹp nối trung gian giữa một bên là cáp nối với các mô đun I/O và một bên là cáp nối với các tủ MCC hoặc với các hộp nối có liên quan với các cảm biến và các bộ tác động tại nơi sản xuất
3.40. Chạm điện gián tiếp (Indirect voltage touch)
Tiếp xúc với các bộ phận có tính dẫn điện để hở của thiết bị điện đã bị chạm do hỏng cách điện được coi là chạm điện gián tiếp.
4. Quy định chung
4.1. Các bộ phận có tính dẫn điện không mang điện trên toàn công trình được liệt kê dưới đây phải được bảo vệ chống mối nguy hiểm do chạm điện gián tiếp bằng biện pháp nối đất thiết bị kết hợp với tự động cắt nguồn cung cấp bằng thiết bị bảo vệ:
- Bộ phận có tính dẫn điện để hở của thiết bị điện như máy biến áp, máy điện và khí cụ điện và tương tự;
- Bộ phận có tính dẫn điện để hở của thiết bị và phụ kiện chiếu sáng;
- Bộ phận truyền động có tính dẫn điện của máy điện và khí cụ điện;
- Khung kim loại của tủ, bảng điện và bàn điều khiển;
- Vỏ kim loại của các máy điện di động và cầm tay;
- Vỏ kim loại và các lớp bọc kim loại của cáp;
- Phương tiện bao che và phụ kiện kim loại phục vụ lắp đặt dây và cáp điện nhưng không trực tiếp mang dòng điện như ống luồn dây, khay, thang, máng cáp; hộp nối kim loại, dây thép treo cáp điện, cột kim loại và tương tự;
- Vỏ kim loại, tiếp điểm nối đất của ổ cắm và của ổ cắm có dây nối dài.
4.2. Không cần nối đất bảo vệ cho các thiết bị đã có các hình thái bảo vệ sau:
- Thiết bị có cách điện kép hoặc cấp cách điện tương đương;
- Thiết bị được cấp điện thông qua một biến áp cách ly dùng riêng cho nó có cuộn dây phía tiêu thụ điện cách ly về điện với nguồn điện;
- Thiết bị làm việc với điện áp cực thấp.
4.3. Nơi nào không thể lắp đặt dây và cáp điện xa hẳn các kết cấu kim loại phục vụ mục đích khác thì các kết cấu đó cũng phải nối đất. Các kết cấu kim loại phải nối đất gồm:
- Ống kim loại đi nổi, thùng, bể, chậu, vòi, ống thải nước bẩn, ống thoát nước mưa và các hạng mục tương tự;
- Khung sườn của các cần cẩu, thang máy, băng tải, thiết bị bốc dỡ và các hạng mục tương tự khác trên đó có lắp thiết bị điện.
- Đường ray và kết cấu thép khác có thể tiếp cận được.
- Mạch nối đất của các kết cấu kim loại ngoài trời phải có tổng trở đối với dòng cao tần tạo bởi hiện tượng phóng điện trong khí quyển.
4.4. Phải nối đất cuộn thứ cấp của các máy biến áp đo lường.
4.5. Theo quan niệm về nối đất, một tập hợp bao gồm một nguồn cấp điện hạ áp như máy phát điện hoặc máy biến áp, toàn bộ dây và cáp điện cùng các thiết bị sử dụng điện năng của nguồn cấp điện đó phải được coi là một hệ thống điện có một trong các kiểu nối đất TN, TT và IT. Trong các hệ thống này, bộ phận cấp điện như máy phát điện, máy biến áp được coi là nguồn điện năng tách rời khỏi các thiết bị còn lại của hệ thống và phần còn lại đó được coi là mạng điện.
4.6. Mỗi nguồn cấp điện hoặc mỗi mạng điện phải có một thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính để các bộ phận sau đây có thể nối vào đó:
- Điện cực đất hoặc phương tiện nối đất nối với điểm nối đất của nguồn;
- Dây nối đất bảo vệ mạch;
- Dây nối đẳng thế chính;
- Dây nối đất chức năng (nếu có yêu cầu);
- Trục nối đất;
- Dây nối đất chính;
4.7. Phải bố trí thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính ở chỗ dễ tiếp cận để có thể tháo rời các mối nối khi cần đo điện trở nối đất của hệ thống nối đất. Mối nối ở thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính phải vững chắc về cơ và đảm bảo được tính dẫn điện liên tục và chỉ có thể tháo rời bằng dụng cụ.
4.8. Trừ trường hợp đặc biệt, mỗi hệ thống điện hạ áp gồm nguồn cấp điện là máy phát điện hạ áp hoặc cuộn hạ áp của biến áp và mạng điện của nó trong công trình công nghiệp phải nối đất kiểu TN.
4.9. Trong hệ thống TN, nên sử dụng thiết bị bảo vệ quá dòng như máy cắt hoặc cầu chì để tự động cắt nguồn khi có sự cố chạm đất và phải tuân thủ các quy định sau:
- Trong hệ thống TN, chiều dài của cáp xuất phát từ sau máy cắt hoặc cầu chì không được vượt quá chiều dài tối đa tính toán trên cơ sở hạn chế tổng trở của mạch vòng chạm đất nhằm đảm bảo cho thiết bị bảo vệ có liên quan tác động tin cậy;
- Trong sơ đồ TN-S, dây trung tính chỉ được nối đất tại trạm biến áp. Các điện cực đất bổ sung ở vị trí khác, nếu cần, chỉ được nối vào dây PE;
- Trong sơ đồ TN-C, khi dây trung tính cần nối đất lặp lại để giảm điện áp chạm, phải bố trí các điện cực đất bổ sung cách khoảng dọc theo dây PEN trong đó điện cực đất bổ sung cuối phải đặt tại phân xưởng cạnh tủ cấp điện chính. Không được cắt hở mạch dây PEN bằng thiết bị cắt bảo vệ và phải nối dây PEN xuất phát từ thanh cái PEN của tủ phân phối với vỏ kim loại của thiết bị dùng điện trước khi nối dây PEN với cực trung tính của thiết bị đó.
4.10. Chỉ cho phép áp dụng kiểu nối đất TT cho hệ thống điện hạ áp có công suất nhỏ nếu việc thực hiện nối đất kiểu TN gặp khó khăn như khi cáp điện xuất phát từ sau máy cắt hoặc cầu chì đến phụ tải quá dài, không đảm bảo cho thiết bị bảo vệ có liên quan tác động tin cậy hoặc tốn kém không hợp lý.
Phải lựa chọn các điện trở nối đất của nguồn điện và mạng điện trên cơ sở đảm bảo độ nhạy của bảo vệ chạm đất và nên sử dụng thiết bị dòng điện dư làm thiết bị cắt bảo vệ.
4.11. Hệ thống hạ áp nối đất kiểu IT chỉ áp dụng khi có những yêu cầu đặc biệt về an toàn cấp điện. Điện trở nối đất của mạng điện trong hệ thống IT phải phù hợp với thiết bị kiểm tra cách điện đối với đất của mạng điện đó, nhằm phát hiện nhanh điểm chạm đất thứ nhất và phải đảm bảo cho thiết bị bảo vệ tự động cắt nhanh nguồn điện ra khỏi mạng điện khi điểm chạm đất thứ hai xuất hiện mà điểm chạm đất thứ nhất chưa được loại trừ.
Phải đặt bảo vệ chống quá điện áp ở tần số công nghiệp cho mạng điện. Nếu nguồn điện là máy biến áp có điện áp phía sơ cấp lớn hơn 1000 V thì phải đặt bảo vệ chọc thủng cách điện cho cuộn hạ áp của máy biến áp.
4.12. Khi trạm biến áp cấp điện hạ áp cho một công trình công nghiệp trực tiếp nối với lưới cao áp bên ngoài công trình, nếu việc thực hiện một hệ thống nối đất chung cho thiết bị điện cao áp và thiết bị điện hạ áp của trạm gặp khó khăn và đòi hỏi tốn kém không hợp lý thì nên áp dụng hai hệ thống nối đất riêng biệt: một cho thiết bị điện cao áp và một cho thiết bị điện hạ áp.
4.13. Khi công trình công nghiệp có trạm biến áp trung gian hoặc trạm cắt đầu vào để phân phối điện năng có điện áp dây nằm trong khoảng từ 3 kV đến 24 kV cho các trạm biến áp hạ áp của các phân xưởng hoặc khu văn phòng thì mỗi trạm biến áp như thế phải có một hệ thống nối đất chung cho các thiết bị điện cao và hạ áp và phải áp dụng sơ đồ TN phía hạ áp.
4.14. Trong công trình công nghiệp, điểm trung tính của máy phát, vỏ máy phát, vỏ các thiết bị điện và các kết cấu kim loại của trạm phát điện dự phòng đều phải nối với điện cực đất thông qua một đầu cực hoặc thanh cái nối đất chính và phải nối đầu cực hoặc thành cái nối đất chính này với thanh cái bảo vệ trong tủ cấp điện cho phụ tải sự cố bằng dây bảo vệ đi cùng với cáp cấp nguồn từ máy phát, đồng thời nối thanh cái bảo vệ trong tủ cấp điện cho phụ tải sự cố với thanh cái đất trong tủ đóng cắt điện tổng của trạm biến áp thường trực có liên quan. Nếu máy phát dự phòng ở gần nguồn thường trực, điểm trung tính của nó được phép nối với điện cực đất của nguồn này và không cần có điện cực đất ở khu vực máy phát.
4.15. Việc lựa chọn các điện trở nối đất của nguồn và mạng điện trong một hệ thống điện hạ áp trước hết phải dựa trên cơ sở tính toán dòng ngắn mạch chạm đất lớn nhất trong hệ thống điện hạ áp đó kết hợp với một số giải pháp về cấu hình nối đất và nối đẳng thế nhằm thỏa mãn các yêu cầu về điện áp chạm trong 4.16.
4.16. Độ lớn và thời gian duy trì của điện áp chạm trong hệ thống điện hạ áp không được vượt quá các giá trị cho trong Bảng 1 với điều kiện điện áp chạm cho phép là 42 V đối với dòng xoay chiều tần số công nghiệp và là 110 V đối với dòng một chiều.
4.17. Khi lựa chọn và lắp đặt hệ thống nối đất của một trạm biến áp làm việc với điện áp cao phía sơ cấp, ngoài việc đáp ứng các yêu cầu của 4.15, còn phải tuân thủ các quy định trong 8.9.
4.18. Phải lựa chọn và lắp đặt hệ thống nối đất của mạng điện sao cho:
- Giá trị điện trở từ thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính của mạng điện đến điểm nối đất của nguồn điện đối với các hệ thống TN, hoặc đến điện cực đất của mạng điện đối với các hệ thống TT và IT, phải phù hợp với các yêu cầu bảo vệ và chức năng của mạng điện và phải có triển vọng giữ được hiệu quả lâu dài;
- Dòng ngắn mạch chạm đất và dòng điện có thể rò ra đất phải được dẫn đi mà không gây nguy hiểm gì, đặc biệt là do các hiệu ứng căng thẳng về nhiệt, cơ nhiệt và cơ điện;
- Trang bị nối đất phải đủ bền chắc hoặc có thêm phương tiện bảo vệ cơ học để có thể thích nghi với các điều kiện ảnh hưởng từ bên ngoài.
4.19. Khi lắp đặt hệ thống nối đất, phải hết sức thận trọng nhằm tránh nguy cơ tạo ra hiện tượng điện phân làm hỏng các bộ phận kim loại khác.
Bảng 1 - Thời gian duy trì lớn nhất cho phép của điện áp chạm trong hệ thống điện hạ áp phụ thuộc độ lớn của nó với điều kiện điện áp chạm cho phép là 42 V đối với dòng xoay chiều tần số công nghiệp và 110 V đối với dòng một chiều

Trị số hiệu dụng của điện áp chạm (V)	Thời gian duy trì lớn nhất cho phép của điện áp chạm (s)
	Đối với dòng xoay chiều tần số công nghiệp	Đối với dòng một chiều
≤ 42	5,00	5,00
50	4,00	5,00
65	3,00	5,00
75	0,60	5,00
90	0,45	5,00
110	0,34	5,00
150	0,27	1,00
220	0,17	0,40
280	0,12	0,30
350	0,08	0,20
500	0,04	0,10

4.20. Nếu ở một khu vực sản xuất nào đó, một số mạng điện khác nhau phải sử dụng các hệ thống nối đất riêng rẽ thì bất cứ dây bảo vệ nào chạy qua giữa hai mạng điện khác nhau như vậy cũng phải đủ sức mang dòng điện ngắn mạch chạm đất lớn nhất có khả năng chạy qua nó hoặc chỉ được phép nối đất trong phạm vi mạng điện có liên quan với nó và phải được cách điện đối với hệ thống nối đất của các mạng điện khác. Trong trường hợp thứ hai, nếu dây bảo vệ là thành phần của một sợi cáp thì dây bảo vệ đó chỉ được nối đất trong phạm vi mạng điện có chứa thiết bị cắt bảo vệ có liên quan với nó.
4.21. Có thể chia hệ thống nối đất của một mạng điện thành nhiều hệ thống nối đất đơn và trong trường hợp này, mỗi hệ thống nối đất đơn như thế cũng phải được lắp đặt phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này.
4.22. Hệ thống nối đất có thể sử dụng kết hợp hoặc riêng rẽ cho hai mục đích bảo vệ và chức năng tùy thuộc các yêu cầu của mạng điện. Nơi nào hệ thống nối đất sử dụng kết hợp cho cả hai mục đích bảo vệ và chức năng, thì ở đó phải ưu tiên cho các yêu cầu về nối đất bảo vệ.
5. Lắp đặt điện cực đất
5.1. Mối nối điện có hiệu quả với toàn khối đất của hệ thống nối đất bảo vệ thiết bị điện công nghiệp phải thực hiện bằng cách sử dụng điện cực đất.
5.2. Các loại điện cực đất được phép sử dụng và kích thước tối thiểu của chúng được liệt kê dưới đây:
a) Điện cực thanh hoặc ống kim loại dạng cọc nhọn:
- Điện cực thanh kim loại tròn dạng cọc nhọn phải có đường kính quy định bởi thiết kế, nhưng trong mọi trường hợp không được nhỏ hơn 16 mm nếu là điện cực thép và không được nhỏ hơn 12 mm nếu là điện cực kim loại không phải thép hoặc là điện cực có lớp kim loại bọc ngoài không phải sắt hoặc thép; Không được dùng thanh thép gai hoặc thanh cốt thép làm điện cực đất dạng cọc nhọn;
- Điện cực thanh thép góc phải có chiều dày không nhỏ hơn 4 mm; Điện cực thanh thép góc phải được mạ kẽm nóng hoặc được bảo vệ chống ăn mòn bằng phương pháp khác;
- Điện cực ống kim loại dạng cọc nhọn phải có đường kính trong tối thiểu 19 mm và chiều dày ống tối thiểu 2,45 mm; Điện cực ống thép phải được mạ kẽm nóng hoặc được bảo vệ chống ăn mòn bằng phương pháp khác và phải là loại ống rắn chắc.
b) Điện cực thanh dẹt hoặc dây kim loại trần nằm ngang:
- Điện cực thanh dẹt hoặc dây kim loại trần phải có kích thước quy định bởi thiết kế nhưng trong mọi trường hợp không được nhỏ hơn 25 mm x 1,5 mm nếu là thanh đồng dẹt và không được nhỏ hơn 35 mm² nếu là dây đồng trần;
- Điện cực thanh thép dẹt nằm ngang phải có kích thước không nhỏ hơn 40 mm x 4 mm; còn điện cực thanh thép tròn nằm ngang phải có đường kính không nhỏ hơn 16 mm; điện cực thanh thép dẹt hoặc tròn nằm ngang phải được mạ kẽm nóng hoặc được bảo vệ chống ăn mòn bằng phương pháp khác; không được dùng thanh thép gai hoặc thanh cốt thép làm điện cực đất nằm ngang.
- Thanh dẹt hoặc dây kim loại trần dùng làm điện cực nằm ngang phải có chiều dài tối thiểu 3 m. Tiết diện của điện cực đất nằm ngang cho các thiết bị điện có điện áp lớn hơn 1000 V phải được chọn theo độ bền nhiệt xuất phát từ nhiệt độ phát nóng cho phép là 400 ⁰C.
c) Điện cực tấm kim loại:
Điện cực tấm kim loại phải là tấm đồng cứng có chiều dày không nhỏ hơn 1,5 mm. Nên hạn chế dùng loại điện cực này vì lý do ăn mòn, đặc biệt là ở các chỗ nối.
d) Điện cực kim loại đặt ở chân móng công trình:
Điện cực này phải được hàn nối với kết cấu thép của móng ít nhất ở hai điểm cách xa nhau. Các mối nối với dây nối đất chính phải ở vị trí dễ tiếp cận để kiểm tra về sau và việc thi công các mối nối phải được giám sát chặt chẽ trước khi đổ bê tông móng.
5.3. Các bộ phận kim loại sau đây có thể dùng làm điện cực đất tự nhiên:
- Các ống dẫn nước không thuộc dịch vụ cấp nước công cộng và các ống dẫn bằng kim loại khác đặt dưới đất của công trình trừ các đường ống dẫn các chất lỏng dễ cháy, khí và hợp chất cháy, nổ;
- Thanh giằng gia cố và kết cấu thép của bê tông dưới đất của nhà và công trình xây dựng, nhưng phải thận trọng để không làm hỏng cốt thép của bê tông chịu ứng lực trước;
- Vỏ bọc chì hoặc vỏ bọc kim loại khác không phải nhôm của cáp thỏa mãn các điều kiện của 5.4;
- Các kết cấu kim loại khác chôn dưới đất có mối tiếp xúc hiệu quả và bền vững với toàn khối đất phù hợp với các điều kiện của tiêu chuẩn này.
5.4. Vỏ bọc chì và vỏ bọc bằng kim loại khác không phải nhôm của các cáp điện không sợ hư hỏng do dễ bị ăn mòn có thể dùng làm điện cực đất miễn là có sự thỏa thuận bằng văn bản của đơn vị sở hữu cáp và phải có sự dàn xếp thích hợp để đơn vị sử dụng mạng điện cảnh giác với bất cứ thay đổi nào trong hệ thống cáp có thể làm hỏng vai trò điện cực đất của các cáp này.
5.5. Vật liệu sử dụng và cấu tạo của điện cực đất phải đảm bảo chống được phá hủy do ăn mòn.
5.6. Khi chọn điện cực đất phải tính đến khả năng tăng điện trở của điện cực đất do ăn mòn qua thời gian sử dụng.
5.7. Tất cả các loại điện cực đất phải có bề mặt sạch không phủ sơn, men hoặc các vật liệu khác có tính dẫn điện kém.
5.8. Điện cực đất lắp đặt ngoài tòa nhà phải ở vị trí đất phơi dưới mưa nắng và xa hẳn các kết cấu kim loại chôn dưới đất phục vụ mục đích khác. Điện cực đất lắp đặt ngoài tòa nhà phải đặt cách móng ít nhất là 1 m.
5.9. Phải duy trì cự ly không nhỏ hơn 0,5 m giữa điện cực đất và kết cấu kim loại chôn dưới đất của các hệ thống khác nhằm hạn chế khả năng xuất hiện tác dụng điện phân có hại cho điện cực hoặc cho hệ thống khác.
5.10. Điện cực đất thanh hoặc ống kim loại dạng cọc nhọn phải được đóng sâu xuống đất tới độ sâu quy định bởi thiết kế. Đất phải liền thổ và chèn chặt lên toàn bộ chiều dài của điện cực đất. Khi chọn vị trí đóng điện cực đất, phải chọn nơi sẵn có độ ẩm cao nhất nếu điều kiện thực tế cho phép.
Độ sâu lắp đặt điện cực đất thanh hoặc ống kim loại dạng cọc nhọn do thiết kế quy định nhưng nên ở trong khoảng từ 0,5 m đến 1,2 m tính từ đỉnh cọc đến mặt đất liền thổ. Cần chọn độ sâu lắp đặt điện cực lớn khi điện trở suất của đất giảm theo độ sâu.
5.11. Điện cực đất thanh dẹt hoặc dây kim loại trần phải được chôn chặt trong mương đất nằm ngang. Đất lấp lại phải là đất đồng nhất, không được chứa đá răm và phế liệu xây dựng và phải được đầm chặt.
Độ sâu lắp đặt điện cực đất thanh dẹt hoặc dây kim loại trần do thiết kế quy định nhưng nên ở trong khoảng từ 0,5 m đến 1,2 m tính từ đỉnh trên của điện cực đến mặt đất liền thổ. Cần chọn độ sâu lắp đặt điện cực lớn khi điện trở suất của đất giảm theo độ sâu.
5.12. Chiều dài của điện cực đất dạng cọc nhọn do thiết kế quy định nhưng nên ở trong khoảng từ 2,5 m đến 3 m. Cho phép hàn nối nhằm tăng chiều dài của điện cực trong trường hợp điện cực đất cần có chiều dài lớn hơn 3 m, miễn là không làm suy giảm tính liên tục về điện và về cơ của điện cực.
5.13. Trừ khi có quy định khác đi, điện cực đất dạng cọc nhọn đóng thẳng đứng hoặc nghiêng thuộc hệ thống nối đất của một phân xưởng phải đóng cách nhau không quá 20 m và nối với nhau bằng các đoạn điện cực đất nằm ngang để hình thành một mạch vòng điện cực bao quanh phân xưởng đó.
5.14. Khi đóng điện cực đất dạng cọc nhọn xuống đất, phải sử dụng chụp đầu cực chuyên dùng để không làm hỏng đầu trên của điện cực. Trường hợp đất quá cứng, cho phép sử dụng khoan mồi có đường kính mũi khoan nhỏ hơn đường kính của điện cực sao cho khi đóng điện cực đó xuống lỗ khoan, các lớp đất phải chèn chặt lên toàn bộ chiều dài của nó.
5.15. Dây nối giữa các đầu cọc dạng thanh hoặc ống kim loại dùng làm điện cực phải có tiết diện không nhỏ hơn tiết diện của dây nối đất chính. Phải đặt dây nối này ở độ sâu do thiết kế quy định nhưng trong mọi trường hợp không được nhỏ hơn 0,5 m tính từ mặt trên của dây đến mặt đất liền thổ.
6. Lắp đặt dây nối đất chính
6.1. Khi lắp đặt hệ thống nối đất, phải cố gắng để dây nối đất chính chạy thẳng từ thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính đến điện cực đất hoặc phương tiện khác tạo được mối nối điện có hiệu quả với toàn khối đất. Không được đấu vào đoạn dây nối đất chính đi từ thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính đến điện cực đất bất kỳ dây bảo vệ nào của các thiết bị điện nằm dọc theo hành trình của nó.
6.2. Trừ khi có quy định khác đi, dây nối đất chính dùng trong hệ thống nối đất của thiết bị điện công nghiệp phải là dây một lõi bọc cách điện PVC có kết cấu lõi đồng tôi làm nguội chậm, nhiều sợi bện xoắn, cách điện có mang ký hiệu màu xanh và vàng kết hợp.
6.3. Không được dùng dây nhôm hoặc nhôm bọc đồng làm dây nối đất chính chôn trong đất hoặc trực tiếp nối với điện cực.
6.4. Không được dùng phương tiện bao che dây và cáp điện, dây thép treo cáp điện, vỏ kim loại và lớp bọc thép của cáp làm dây nối đất chính.
6.5. Dây nối đất chính không được đi chung với dây dẫn của một tủ đóng cắt điện nhánh hoặc của một phụ tải nhánh trong một ống luồn dây hoặc ống bao che.
6.6. Phải chọn tiết diện của dây nối đất chính phù hợp với quy định của 7.2 hoặc 7.3 và nếu chôn trong đất hoặc trực tiếp nối với điện cực, tiết diện của dây nối đất chính chọn theo 7.2 hoặc 7.3 còn phải thỏa mãn điều kiện bổ sung là không được nhỏ hơn giá trị quy định trong Bảng 2.
Bảng 2 - Tiết diện tối thiểu của dây nối đất chính chôn trong đất

Loại dây	Có bảo vệ chống phá hỏng cơ học	Không có bảo vệ chống phá hỏng cơ học
Có bảo vệ chống ăn mòn	Theo quy định của 6.2	16 mm2 Đồng 16 mm2 Thép
Không có bảo vệ chống ăn mòn	25 mm2 Đồng 50 mm2 Thép	25 mm2 Đồng 50 mm2 Thép

6.7. Không cần chọn tiết diện của dây nối đất chính theo tiết diện của dây pha mang điện của mạch cấp điện tổng trong các trường hợp sau:
a) Trường hợp trên tất cả các lộ cấp điện cho các tủ đóng cắt điện nhánh và các phụ tải nhánh, cách điện kép được duy trì suốt từ hàng kẹp dây phía phụ tải của thiết bị bảo vệ trong tủ đóng cắt điện tổng đến tận hộp dây vào của phụ tải điện. Trong trường hợp này có thể chọn tiết diện nhỏ nhất của dây nối đất chính theo tiết diện của dây pha mang điện của lộ ra có công suất lớn nhất cấp điện cho tủ đóng cắt điện nhánh hoặc cho phụ tải nhánh;
b) Trường hợp dây dẫn của mạch cấp điện tổng có tiết diện lớn hơn yêu cầu thỏa mãn nhu cầu tối đa của phụ tải tổng của mạng điện do phải hạn chế điện áp rơi trên nó. Trong trường hợp này có thể chọn tiết diện nhỏ nhất của dây nối đất chính theo tiết diện nhỏ nhất của dây pha thỏa mãn nhu cầu tối đa của phụ tải tổng.
Dây nối đất chính không trực tiếp nối với điện cực đất và không chôn dưới đất có tiết diện chọn phù hợp với 6.7 a) hoặc 6.7 b) còn phải thỏa mãn yêu cầu bổ sung là không được nhỏ hơn 4 mm² nếu là dây đồng hoặc không nhỏ hơn 16 mm² nếu là dây nhôm.
Dây nối đất chính trực tiếp nối với điện cực hoặc chôn dưới đất có tiết diện chọn phù hợp với 6.7 a) hoặc 6.7 b) còn phải thỏa mãn điều kiện bổ sung là không được nhỏ hơn giá trị quy định trong Bảng 2 của 6.6.
6.8. Dây nối đất chính khi đi nổi ở mặt ngoài tòa nhà phải được bảo vệ chống phá hỏng cơ học trong phạm vi 1,8 m tính từ mặt đất hoàn thiện.
6.9. Mối nối dây nối đất chính vào điện cực đất phải thực hiện trong giếng kiểm tra với kẹp nối bằng kim loại không phải sắt hoặc khâu nối vững chắc khác có bề mặt tiếp xúc bằng kim loại không phải sắt được kỹ sư phụ trách giám sát lắp đặt điện của chủ đầu tư phê duyệt. Đỉnh điện cực phải nhô lên khỏi mặt đất trong giếng kiểm tra một khoảng tối thiểu 150 mm để thực hiện nối dây nối đất chính vào điện cực đất.
6.10. Mối nối của dây nối đất chính vào thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính phải thực hiện bằng kẹp dây vững chắc để kẹp dây nối đất chính ở giữa các bề mặt kim loại và phải đảm bảo không làm bung các sợi bện của cáp. Khi dùng kẹp nối cáp xiết chặt bằng vít hoặc bu lông thì kẹp phải có ít nhất là hai vít hoặc bu lông.
6.11. Cạnh mỗi điểm nối của dây nối đất chính với điện cực đất và cạnh mỗi điểm nối của dây này với thanh cái hoặc đầu cực nối đất chính, phải treo biển cảnh báo bằng chất mica mềm có ghi dòng chữ "Mối nối an toàn điện, Không được tháo" có độ bền cao với phông chữ dễ đọc, chiều cao chữ tối thiểu là 5mm, ở vị trí dễ nhìn thấy.
7. Lắp đặt dây bảo vệ của hệ thống nối đất thiết bị công nghiệp
7.1. Dây bảo vệ không phải là dây nối đẳng thế phải có tiết diện:
- Hoặc tính toán phù hợp với 7.2; hoặc
- Khi không có đủ điều kiện để tính toán, có thể chọn theo Bảng 7 cho trong 7.3.
Trong cả hai trường hợp, phải đối chiếu kết quả thu được với quy định của 7.4.
7.2. Dây bảo vệ không phải là dây nối đẳng thế phải có tiết diện không nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau đây, chỉ áp dụng cho thời gian cắt bảo vệ không quá 5 s.