hệ thống nối đất

Cọc tiếp địa: loại, kích thước, khoảng cách và cách kiểm tra

Cọc tiếp địa mạ đồng, đồng, thép mạ kẽm: kích thước tối thiểu, khoảng cách và độ sâu đóng cọc theo TCVN 9385:2012, TCVN 9358:2012, cách kiểm tra khi kiểm định.

Cọc tiếp địa là thanh hoặc ống kim loại đóng thẳng đứng xuống đất để dòng điện sét và dòng điện sự cố tản vào đất. Cọc là phần tiếp xúc trực tiếp với đất nên ảnh hưởng lớn đến điện trở của hệ thống nối đất. Các yêu cầu dưới đây lấy theo TCVN 9385:2012 và TCVN 9358:2012.

Cọc tiếp địa nằm ở đâu trong hệ nối đất

"Tiếp địa" là cách gọi quen thuộc của nối đất. TCVN 9385:2012 xếp cọc vào nhóm "cực nối đất", TCVN 9358:2012 gọi là "điện cực đất dạng cọc nhọn". Cực nối đất còn có thể là thanh dẹt chôn nằm ngang, tấm kim loại hoặc cốt thép móng.

Vật liệu cọc tiếp địa: thép mạ đồng, đồng, thép mạ kẽm

Cọc tiếp địa mạ đồng

Lõi thép cứng giúp đóng sâu vào đất chặt, lớp đồng bên ngoài chống ăn mòn. Điểm yếu là lớp đồng: nếu mỏng hoặc bám kém, nó bị trầy khi đóng qua sỏi và lõi thép bị gỉ. TCVN 9385:2012 yêu cầu lớp đồng 99,9% liên kết với lõi thép, dày tối thiểu 250 µm. Nên yêu cầu chứng chỉ vật liệu ghi rõ độ dày này.

Cọc đồng tiếp địa (đồng nguyên chất)

Cọc tiếp địa đồng dẫn điện tốt, bền trong đất có tính ăn mòn cao. Nhược điểm là đồng mềm, khó đóng vào đất cứng nếu không khoan mồi, và chi phí cao hơn.

Cọc thép mạ kẽm

Thường là thép góc, thép ống hoặc thép tròn mạ kẽm nhúng nóng, dễ gia công. Lớp kẽm hao dần trong đất ẩm, chua hoặc mặn nên tuổi thọ ngắn hơn. Nối thép mạ kẽm với cáp đồng dễ gây ăn mòn điện hóa (TCVN 9385:2012, mục 24.2), nên mối nối cần được bọc kín.

Kích thước cọc tiếp địa: thông lệ và tiêu chuẩn

Thông lệ thị trường: cọc tiếp địa 2,4 m, đường kính khoảng 14-16 mm. Đây là quy cách thương mại, không phải con số bắt buộc.

Đường kính tối thiểu theo TCVN 9385:2012, Bảng 2 (hệ chống sét):

  • Đồng tròn đặc 15 mm. Ống đồng 20 mm, thành dày 2 mm.

  • Thép mạ đồng 14 mm.

  • Thép tròn mạ kẽm 16 mm. Ống thép mạ kẽm 25 mm.

  • Thép không gỉ 16 mm.

Theo TCVN 9358:2012, mục 5.2 và 5.12 (nối đất thiết bị công nghiệp):

  • Cọc thép tròn từ 16 mm. Cọc kim loại khác thép, hoặc có lớp bọc không phải sắt thép, từ 12 mm.

  • Thép góc dày từ 4 mm, mạ kẽm nóng hoặc chống ăn mòn bằng cách khác. Không dùng thép gai hoặc thanh cốt thép làm cọc.

  • Chiều dài do thiết kế quy định, nên 2,5-3 m. Được hàn nối khi cần dài hơn 3 m.

Phụ lục B của TCVN 9385:2012 lưu ý: tăng đường kính giảm điện trở rất ít, tăng chiều dài hoặc số cọc hiệu quả hơn.

Khoảng cách giữa các cọc tiếp địa và độ sâu chôn

Khoảng cách tối thiểu giữa 2 cọc tiếp địa

Theo TCVN 9385:2012 (mục 14.3.1), khi các cọc đặt cách nhau nhỏ hơn chiều dài phần đóng vào đất, điện trở giảm được rất ít. Vì vậy khoảng cách giữa hai cọc nên ít nhất bằng chiều dài phần cọc trong đất, tức khoảng 2,4 m với cọc 2,4 m. Tiêu chuẩn không đặt con số cố định; thiết kế quyết định theo mặt bằng và điện trở suất của đất. Ngoài ra, TCVN 9358:2012 (mục 5.13) yêu cầu cọc của hệ nối đất một phân xưởng cách nhau không quá 20 m và nối thành mạch vòng.

Độ sâu chôn và vị trí đóng cọc

  • Đỉnh cọc nên sâu 0,5-1,2 m dưới mặt đất liền thổ, đất chèn chặt suốt thân cọc (TCVN 9358:2012, mục 5.10).

  • Dây nối các đầu cọc chôn sâu từ 0,5 m (TCVN 9358:2012, mục 5.15). Mạch vòng nối các cực của hệ chống sét chôn sâu từ 0,6 m (TCVN 9385:2012, mục 13.1).

  • Không đóng cọc vào đất đắp, đất lấp hoặc đất dễ khô. Nên đóng gần chân dây xuống (TCVN 9385:2012, mục 14.2.1 và 14.3.1).

  • Cọc ngoài nhà cách móng từ 1 m, cách kết cấu kim loại ngầm của hệ thống khác từ 0,5 m (TCVN 9358:2012, mục 5.8 và 5.9).

Bãi tiếp địa chống sét gồm những gì

Ngoài các cọc, bãi tiếp địa và phần nối lên công trình gồm:

  • Dây hoặc thanh nối: cáp đồng trần hoặc thanh đồng tiếp địa dạng dẹt. TCVN 9385:2012 yêu cầu dây đồng từ 50 mm², thép dẹt mạ kẽm từ 90 mm² và dày tối thiểu 3 mm (Bảng 2).

  • Mối nối giữa cọc và dây.

  • Hộp kiểm tra tiếp địa: điểm tách mạch để đo.

  • Cầu tiếp địa: thanh đồng gom các dây nối đất trong tủ điện. Từ thanh cái chính, dây nối đất chính nên đi thẳng xuống bãi (TCVN 9358:2012, mục 6.1).

Mối nối: hàn hóa nhiệt hay kẹp

TCVN 9385:2012 (mục 12.10.4) coi mối nối không phải mối hàn là điểm gián đoạn dễ hư hỏng, nên càng ít mối nối càng tốt. Hàn hóa nhiệt tạo liên kết liền khối nên hợp với mối chôn ngầm. Kẹp hoặc bu lông dùng ở chỗ cần tháo để đo, như trong giếng kiểm tra: TCVN 9358:2012 (mục 6.9) yêu cầu kẹp kim loại không phải sắt, đầu cọc nhô lên khỏi đất trong giếng từ 150 mm.

Hộp kiểm tra tiếp địa

Mỗi dây xuống phải có một điểm đo kiểm tra, thường đặt trong hộp kiểm tra ở vị trí thuận tiện, kèm bảng ghi vị trí, số lượng và kiểu cực nối đất (TCVN 9385:2012, mục 12.10.5). Đoạn dây đi vào đất nên có ống bọc chống ăn mòn khoảng 0,3 m trên và dưới mặt đất (mục 24.4).

Kiểm tra cọc tiếp địa khi kiểm định

TCVN 9385:2012 khuyến nghị kiểm tra và đo hệ chống sét định kỳ, tốt nhất không quá 12 tháng (Điều 27 và 28). Với nối đất thiết bị, TCVN 9358:2012 (mục 11.3) quy định 2 năm, 1 năm hoặc 6 tháng một lần tùy mức nguy hiểm của vị trí lắp đặt, và phải đo điện trở cả mùa khô lẫn mùa mưa.

Nội dung kiểm tra cọc:

  1. Hồ sơ: bản vẽ vị trí, loại, số lượng cọc và kết quả đo lần trước.

  2. Điện trở: đo từng cọc hoặc cụm cọc khi đã tách tại hộp kiểm tra, rồi đo toàn hệ. Mạng nối đất chống sét nên có điện trở tổng không quá 10 Ω (TCVN 9385:2012, mục 13.1). Giá trị dưới 10 Ω nhưng tăng rõ so với lần trước vẫn cần tìm nguyên nhân (Điều 28). Xem thêm cách đo điện trở tiếp địa.

  3. Ăn mòn: lớp mạ, đoạn dây đi vào đất, đầu cọc. Chỗ nghi ngờ phải đào lên (TCVN 9358:2012, mục 11.5).

  4. Mối nối: kẹp lỏng, bu lông gỉ, mối hàn nứt, dây đứt do đào bới.

Điện trở vượt giới hạn thì kéo dài cọc, đóng thêm cọc hoặc nối các cực bằng mạch vòng (TCVN 9385:2012, mục 13.1).

SITC thực hiện kiểm định hệ thống nối đất và tiếp địa chống sét theo hai tiêu chuẩn trên.

Câu hỏi thường gặp

Cọc tiếp địa 2,4 m có đạt chuẩn không?

TCVN 9385:2012 không quy định chiều dài cọc bắt buộc. TCVN 9358:2012 khuyến nghị 2,5-3 m nhưng để thiết kế quyết định. Cọc 2,4 m dùng được nếu đường kính, lớp mạ đạt mức tối thiểu và toàn hệ đạt điện trở yêu cầu.

Khoảng cách tối thiểu giữa 2 cọc tiếp địa là bao nhiêu?

Nên ít nhất bằng chiều dài phần cọc trong đất, tức từ khoảng 2,4 m với cọc 2,4 m, vì đặt gần hơn thì điện trở giảm rất ít (TCVN 9385:2012, mục 14.3.1).

Có nên đổ muối quanh cọc để giảm điện trở không?

Không. Trong mục về ăn mòn (14.4.2), TCVN 9385:2012 khuyến cáo không nhồi muối vào đất quanh cực nối đất. Với nền đá, tiêu chuẩn gợi ý lấp lỗ khoan bằng vật liệu dẫn điện như bentonite (mục 13.5).

Các bài viết liên quan