Tiếp địa (hay còn gọi là nối đất) là một thuật ngữ kỹ thuật điện vô cùng quan trọng, đặc biệt đối với các công trình chiếu sáng ngoài trời như cột đèn cao áp, trụ đèn sân vườn hay hệ thống chiếu sáng đô thị. Trong bối cảnh khí hậu ngày càng khắc nghiệt, việc đảm bảo an toàn điện và chống sét cho các công trình hạ tầng kỹ thuật là điều kiện tiên quyết. Đây không chỉ là một yêu cầu kỹ thuật bắt buộc mà còn là giải pháp thiết yếu để đảm bảo độ bền và hiệu quả vận hành lâu dài của toàn bộ hệ thống chiếu sáng. Vậy tiếp địa là gì và những yêu cầu phổ biến của tiếp địa, cùng nhamaydenled tìm hiểu chi tiết trong bài viết này nhé.
Tìm hiểu về tiếp địa trụ đèn chiếu sáng
Tiếp địa cột đèn chiếu sáng là quá trình kỹ thuật kết nối các bộ phận kim loại của trụ đèn với mặt đất thông qua một hệ thống dẫn điện chuyên biệt. Mục đích chính của việc này là tạo ra một đường dẫn an toàn, có điện trở thấp, để các dòng điện sự cố, dòng điện rò rỉ, hoặc dòng xung sét có thể thoát xuống đất một cách nhanh chóng và vô hiệu hóa nguy cơ.
Tiếp địa là một thành phần không thể thiếu trong hệ thống chống sét cho các công trình chiếu sáng cao áp và ngoài trời. Cọc tiếp địa được chôn sâu xuống đất với nhiệm vụ thoát sét xuống lòng đất, giảm thiểu tối đa năng lượng của sét khi bị đánh trúng.
Vai trò của hệ thống tiếp địa cột đèn chiếu sáng
Hệ thống tiếp địa đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ toàn diện cho các công trình chiếu sáng công cộng.
Bảo đảm an toàn tuyệt đối cho con người và động vật
Cột đèn chiếu sáng được lắp đặt ở khu vực công cộng có mật độ người qua lại cao. Nếu lớp vỏ cách điện của dây dẫn bên trong cột đèn bị hỏng, điện có thể bị rò rỉ ra vỏ kim loại của cột.
Nếu không được tiếp địa, cột đèn sẽ trở thành nguồn nguy hiểm, có thể gây giật điện chết người cho bất kỳ ai chạm vào.
Hệ thống tiếp địa sẽ dẫn dòng điện rò rỉ này xuống đất, giữ cho vỏ cột đèn ở mức điện áp an toàn, bảo vệ người dân khỏi nguy hiểm điện giật.
Bảo vệ thiết bị và hệ thống điện
Hệ thống chiếu sáng ngoài trời dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết, đặc biệt là sấm sét.
Trong trường hợp sét đánh trúng hoặc đánh gần, một dòng điện có cường độ cực lớn sẽ chạy qua cột đèn. Nếu không có hệ thống tiếp địa, dòng điện này sẽ phá hủy hoàn toàn hệ thống đèn, dây dẫn và các thiết bị điện khác.
Tiếp địa giúp dẫn dòng điện xung sét xuống đất nhanh chóng, ngăn không cho dòng điện gây hỏng hóc các thiết bị điện, tiết kiệm chi phí sửa chữa và bảo trì.
Ổn định hệ thống điện và tuân thủ tiêu chuẩn
Hệ thống tiếp địa có chức năng cân bằng điện thế, phân tán năng lượng quá áp và quá dòng xuống lòng đất, từ đó giúp giảm nhiễu điện từ và các xung điện áp bất thường, đảm bảo hệ thống chiếu sáng hoạt động ổn định và bền bỉ hơn.
Thi công tiếp địa đúng kỹ thuật là yêu cầu bắt buộc để đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia (TCVN) và quốc tế, là điều kiện tiên quyết trong quá trình nghiệm thu hệ thống điện công cộng.
Cấu tạo hệ thống tiếp địa cho cột đèn
Một hệ thống tiếp địa tiêu chuẩn cho cột đèn chiếu sáng thường bao gồm các thành phần cơ bản sau, phối hợp với nhau để tạo ra đường dẫn an toàn xuống đất:
Cọc tiếp địa (Cọc nối đất)
Là thanh kim loại được chôn sâu xuống đất để tạo điểm tiếp xúc trực tiếp.
Cọc thường được làm từ thép mạ kẽm (thép góc chữ V hoặc trụ tròn), thép mạ đồng, hoặc đồng nguyên chất.
Cọc có độ dài phổ biến từ 1.2m đến 3m, được vát nhọn đầu để dễ dàng đóng sâu xuống lòng đất.
Dây tiếp địa (Dây liên kết):
Là dây dẫn bằng đồng trần hoặc dây đồng bọc cách điện, có nhiệm vụ nối từ thân cột đèn (hoặc đế cột) đến cọc tiếp địa.
Dây tiếp địa cần phải có tiết diện phù hợp, tối thiểu từ 16mm² trở lên (đối với dây đồng trần), để đảm bảo khả năng chịu được dòng điện rò hoặc dòng sét lớn.
Mối nối liên kết
Là điểm nối giữa dây tiếp địa và cọc tiếp địa. Mối nối phải chắc chắn, bền vững, chống ăn mòn và có độ dẫn điện tốt. Các chuyên gia khuyến cáo tuyệt đối không sử dụng các mối nối vặn ốc, siết vít thông thường vì chúng dễ bị oxy hóa và lỏng lẻo, làm tăng điện trở theo thời gian.
Hộp nối đất và kiểm tra
Đây là hộp bảo vệ điểm nối giữa dây tiếp địa và cọc tiếp địa khỏi bị oxy hóa, hư hỏng do môi trường.
Hộp kiểm tra điện trở đất (tùy chọn) cho phép kỹ thuật viên đo đạc và kiểm tra điện trở tiếp địa định kỳ.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống tiếp địa trụ đèn
Hệ thống tiếp địa trụ đèn hoạt động dựa trên nguyên tắc vật lý cơ bản: dòng điện luôn chọn đường đi có điện trở thấp nhất.
Tạo đường dẫn điện trở thấp: Hệ thống tiếp địa, bao gồm cọc và dây dẫn chất lượng cao, tạo ra một đường dẫn điện từ vỏ kim loại của cột đèn xuống đất với điện trở cực thấp (thường phải dưới 10 Ω).
Dẫn dòng điện sự cố: Khi có sự cố (dây nóng chạm vỏ, sét đánh, quá áp, quá dòng), dòng điện nguy hiểm sẽ được hệ thống này thu nhận.
Phân tán an toàn: Dòng điện sẽ đi qua dây tiếp địa và cọc tiếp địa, sau đó phân tán vào lòng đất. Cơ chế này giúp ngăn dòng điện đi qua thân cột, bảo vệ người và thiết bị xung quanh.
Các phương pháp thi công tiếp địa cột đèn (Thi công tiếp địa)
Tùy thuộc vào địa chất và yêu cầu an toàn của từng công trình, các phương pháp thi công tiếp địa có thể được điều chỉnh để đạt được điện trở suất đất yêu cầu.
Phương pháp tiếp địa bằng cọc đơn
Đây là phương pháp thi công tiếp địa phổ biến và đơn giản nhất.
Cách thực hiện: Chỉ sử dụng 1 cọc tiếp địa (thường dài từ 2.4m đến 3m) được đóng sâu xuống đất. Dây dẫn được nối từ thân cột đèn trực tiếp đến cọc này.
Ứng dụng: Thích hợp cho các khu vực có địa chất mềm, dễ thi công và có điện trở suất đất thấp, nơi có thể dễ dàng đạt được điện trở yêu cầu (dưới 10 Ω) chỉ với một cọc.
Phương pháp tiếp địa dạng vòng hoặc lưới
Phương pháp này thường được áp dụng cho các khu vực có điện trở suất đất cao, hoặc khi cần đảm bảo độ an toàn cao hơn cho hệ thống.
Dạng lưới/Vòng: Sử dụng nhiều cọc tiếp địa được liên kết với nhau bằng dây đồng trần để tạo thành mạng lưới hoặc vòng bao quanh chân cột.
Mục đích: Việc liên kết nhiều điểm tiếp địa song song sẽ làm giảm điện trở tổng thể của hệ thống, giúp tăng khả năng tiếp xúc đất và phân tán dòng điện sự cố trên một diện tích lớn hơn.
Ứng dụng các hóa chất giảm điện trở đất
Trong nhiều trường hợp, đặc biệt khi thi công tiếp địa ở những khu vực có nền đất khô, đất cát, hoặc nhiều đá sỏi (điện trở suất cao), việc đóng thêm cọc không hiệu quả bằng việc sử dụng hóa chất.
Cách thực hiện: Sử dụng các loại hóa chất chuyên dụng như bột GEM (Grounding Enhancement Material) hoặc bentonite để đổ lấp xung quanh cọc tiếp địa.
Mục đích: Các hóa chất này giúp cải thiện khả năng dẫn điện của đất ngay tại khu vực cọc tiếp xúc, từ đó giảm giá trị điện trở đất về mức tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu (≤10Ω).
Tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu khi lắp đặt tiếp địa trụ đèn
Tiếp địa cột đèn chiếu sáng là hạng mục bắt buộc phải tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia và quốc tế.
Các tiêu chuẩn tham chiếu:
- TCVN 4756:1989: Quy phạm nối đất và nối không các thiết bị điện.
- TCVN 9385:2012: Chống sét cho công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống.
- TCVN 9358:2012: Lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho các công trình công nghiệp.
- IEC 60364-5-54: Tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống tiếp đất và bảo vệ nối đất.
Yêu cầu về điện trở tiếp địa: Điện trở tiếp địa (giá trị điện trở càng thấp, mức độ an toàn càng cao) là yêu cầu quan trọng nhất.
- Đối với cột đèn riêng lẻ: Điện trở tiếp địa không được vượt quá 10 Ω.
- Đối với hệ thống tiếp địa liên hoàn: Điện trở tiếp địa không được vượt quá 4 Ω.
Yêu cầu về vật liệu và mối nối:
- Cọc tiếp địa: Phải đảm bảo chất lượng và khả năng chống ăn mòn (thường là thép mạ đồng hoặc đồng nguyên chất).
- Dây tiếp địa: Tiết diện tối thiểu phải đạt 16mm² trở lên (đối với dây đồng trần), nhằm đảm bảo khả năng chịu dòng điện sự cố lớn.
Mối hàn: Phải sử dụng máy hàn hóa nhiệt chuyên dụng để hàn dây tiếp địa vào cọc, đảm bảo mối hàn chắc chắn, bền vững và chống ăn mòn. Tuyệt đối không sử dụng mối nối vặn ốc thông thường.
Hy vọng thông qua bài viết, bạn đã hiểu rõ hơn về tiếp địa trụ đèn và những thông tin xung quanh tiếp địa, đây là hạng mục nhỏ nhưng lại góp phần trong việc đảm bảo an toàn điện và nâng cao độ bền cho hệ thống chiếu sáng ngoài trời. Việc hiểu rõ và thi công tiếp địa cột đèn chiếu sáng đúng chuẩn kỹ thuật là biện pháp tối ưu để bảo vệ hệ thống chiếu sáng và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho cộng đồng.
