Hướng dẫn chi tiết về cách đo điện trở đất: Từ A-Z bạn cần biết
1. Điện Trở Đất Là Gì?
Điện trở đất là giá trị điện trở giữa hệ thống tiếp địa (cọc tiếp địa, dây dẫn tiếp địa) và đất xung quanh. Nó thể hiện khả năng dẫn dòng điện từ hệ thống tiếp địa xuống đất, giúp bảo vệ con người khỏi nguy cơ điện giật và bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do sét hoặc sự cố điện.
Một hệ thống tiếp địa tốt cần có điện trở đất thấp, thường dưới 10 ôm đối với các công trình dân dụng và dưới 1 ôm đối với các công trình công nghiệp hoặc trạm biến áp. Việc đo điện trở đất định kỳ là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo an toàn và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật.
Tại sao cần đo điện trở đất? Tầm quan trọng của việc kiểm tra định kỳ
- Đảm bảo an toàn: Điện trở đất thấp giúp dòng điện sự cố được dẫn xuống đất nhanh chóng, giảm nguy cơ điện giật.
- Bảo vệ thiết bị: Hệ thống tiếp địa tốt ngăn ngừa hư hỏng thiết bị do dòng điện lớn hoặc sét đánh.
- Tuân thủ quy định: Các tiêu chuẩn như TCVN 4756:1989 và IEC 60364 yêu cầu kiểm tra điện trở đất định kỳ.
- Tối ưu hóa hệ thống: Đo điện trở đất giúp phát hiện vấn đề trong hệ thống tiếp địa, từ đó đưa ra giải pháp cải thiện.
2. Các phương pháp đo điện trở đất phổ biến
2.1. Phương pháp 3 cực (Three-point method)
Đây là phương pháp phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi. Gồm các bước:
- Cực E (Earth electrode): Là cọc tiếp địa chính cần đo.
- Cực C (Current): Là cọc dòng điện được đóng cách xa cọc E.
- Cực P (Potential): Là cọc điện áp được đóng giữa E và C.
Nguyên lý hoạt động: Máy đo điện trở đất sẽ đưa một dòng điện xoay chiều có tần số thấp (không gây nguy hiểm) vào cọc đất E và cọc dòng C. Dòng điện này sẽ lan truyền trong lòng đất. Đồng thời, máy sẽ đo điện áp rơi giữa cọc đất E và cọc áp P. Từ giá trị dòng điện và điện áp đo được, máy sẽ tính toán và hiển thị giá trị điện trở đất theo định luật Ohm (
2.2. Phương pháp 4 cực (Four-point method)
Được sử dụng trong các ứng dụng cần độ chính xác cao hơn, thường dùng trong khảo sát địa kỹ thuật hoặc đất có điện trở thấp. Máy đo có bốn cọc và tính toán điện trở đất bằng phương pháp Wenner hoặc Schlumberger.
2.3. Phương pháp kẹp vòng (Clamp-on Earth Resistance Tester)
Đây là một phương pháp nhanh chóng và tiện lợi, đặc biệt phù hợp để kiểm tra điện trở đất trong các hệ thống tiếp địa đã được kết nối (ví dụ: trong nhà máy, tòa nhà).
Nguyên lý hoạt động: Máy đo điện trở đất loại kẹp sẽ kẹp vào dây dẫn tiếp địa mà không cần phải ngắt kết nối hệ thống hoặc đóng cọc phụ trợ. Máy sẽ tạo ra một điện áp nhỏ và đo dòng điện cảm ứng trong vòng lặp tiếp địa. Từ đó, máy tính toán điện trở tổng của vòng lặp.
Ưu điểm:
- Nhanh chóng, tiện lợi, không cần đóng cọc.
- Không cần ngắt kết nối hệ thống, giảm thiểu gián đoạn hoạt động.
- An toàn hơn trong một số trường hợp do không tiếp xúc trực tiếp với đất.
Nhược điểm:
- Độ chính xác có thể không cao bằng phương pháp ba cực, đặc biệt nếu có nhiều đường tiếp địa song song hoặc hệ thống tiếp địa phức tạp.
- Chỉ đo được tổng trở của vòng lặp tiếp địa, không đo được điện trở của từng điện cực riêng lẻ.
3. Hướng dẫn chi tiết cách đo điện trở đất bằng phương pháp ba cực , cách đo điện trở đất
Đây là phương pháp phổ biến và được khuyến nghị cho việc đo điện trở đất chính xác.
Bước 1: Chuẩn bị thiết bị và dụng cụ cần thiết
Để thực hiện phép đo, bạn cần chuẩn bị đầy đủ các thiết bị sau:
- Máy đo điện trở đất (Earth Tester): Chọn loại máy uy tín, có độ chính xác cao (ví dụ: Fluke, Megger, Kyoritsu, Sanwa…). Đảm bảo máy đã được hiệu chuẩn định kỳ.
- Cọc phụ trợ: Ít nhất 2 cọc kim loại dài khoảng 50-80cm, làm bằng thép không gỉ hoặc đồng.
- Dây dẫn chuyên dụng: Bao gồm 3 dây dẫn có màu sắc khác nhau để dễ phân biệt, độ dài phù hợp với khoảng cách cần đo (thường là 10m, 20m, 50m).
- Búa hoặc vật dụng tương tự: Để đóng cọc xuống đất.
- Thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE): Găng tay cách điện, giày cách điện, kính bảo hộ.
- Dụng cụ làm sạch: Bàn chải kim loại, khăn sạch để làm sạch cọc tiếp địa và các điểm nối.
- Tài liệu ghi chép: Sổ tay, bút để ghi lại kết quả đo.
Bước 2: Chuẩn bị khu vực đo
- Đảm bảo an toàn: Kiểm tra khu vực xung quanh không có các đường dây điện ngầm, đường ống nước hoặc các vật cản khác có thể ảnh hưởng đến phép đo hoặc gây nguy hiểm.
- Chọn vị trí đặt cọc:
- Cọc đất (E): Kết nối với điện cực đất cần đo (thanh tiếp địa, cọc tiếp địa, lưới tiếp địa). Đảm bảo điểm tiếp xúc sạch sẽ và chắc chắn.
- Cọc áp (P): Đặt thẳng hàng với cọc E và cọc C, cách cọc E một khoảng cách nhất định (thường là 5, 10, 15 mét tùy theo kích thước của hệ thống tiếp địa).
- Cọc dòng (C): Đặt thẳng hàng với cọc E và cọc P, cách cọc P một khoảng cách tương đương hoặc lớn hơn cọc P (thường là 10, 20, 30 mét).
- Đóng cọc phụ trợ: Đóng các cọc P và C thẳng đứng xuống đất, đảm bảo cọc tiếp xúc tốt với đất. Chiều sâu đóng cọc tối thiểu nên là 2/3 chiều dài cọc. Nếu đất khô, có thể làm ẩm đất tại vị trí cọc để cải thiện tiếp xúc.
Bước 3: Kết nối máy đo điện trở đất
- Tắt nguồn điện: Đảm bảo toàn bộ hệ thống điện liên quan đến điện cực đất cần đo đã được ngắt kết nối để tránh nguy hiểm và ảnh hưởng đến kết quả đo.
- Kết nối dây dẫn:
- Nối dây màu xanh lá cây (hoặc ký hiệu E) từ máy đo vào điện cực đất cần đo.
- Nối dây màu vàng (hoặc ký hiệu P) từ máy đo vào cọc áp (P).
- Nối dây màu đỏ (hoặc ký hiệu C) từ máy đo vào cọc dòng (C).
- Kiểm tra các mối nối: Đảm bảo tất cả các kết nối đều chắc chắn và không bị lỏng lẻo.
Bước 4: Thực hiện phép đo
- Bật máy đo: Bật nguồn máy đo điện trở đất.
- Chọn chế độ đo: Chọn chế độ đo điện trở đất (Earth Resistance) trên máy.
- Thực hiện đo: Nhấn nút đo (hoặc Start/Test) trên máy. Máy sẽ tự động đưa dòng điện và đo điện áp, sau đó hiển thị giá trị điện trở đất.
- Ghi lại kết quả: Ghi lại giá trị đo được cùng với các thông tin liên quan như ngày giờ, vị trí đo, điều kiện thời tiết (đất khô/ẩm), và khoảng cách giữa các cọc.
Bước 5: Phân tích và đánh giá kết quả, Đo điện trở đất bao nhiêu là đạt ?
Sau khi có kết quả, bạn cần so sánh với các tiêu chuẩn an toàn điện hiện hành. Tại Việt Nam, tiêu chuẩn phổ biến là TCVN 9385:2012 quy định về lắp đặt hệ thống nối đất cho các công trình công nghiệp.
- Hệ thống tiếp địa chống sét: Dưới 10 Ohm
- Hệ thống tiếp địa an toàn: Dưới 4 Ohm
- Các trạm Biến áp, Nhà máy điện : Dưới 1 Ohm
4. Mẹo Để Giảm Điện Trở Đất
Nếu giá trị đo được cao hơn giới hạn cho phép: Cần có biện pháp cải thiện hệ thống tiếp địa. Các biện pháp có thể bao gồm:
- Đóng thêm cọc tiếp địa.
- Mở rộng lưới tiếp địa.
- Xử lý đất (sử dụng hóa chất giảm điện trở đất, đất sét bentonite…).
- Kiểm tra lại các mối nối, dây dẫn.
5. Lưu Ý Khi Đo Điện Trở Đất
- Độ sâu cọc: Cọc phụ cần được cắm sâu ít nhất 20-30 cm để đảm bảo tiếp xúc tốt với đất.
- Khoảng cách cọc: Khoảng cách giữa các cọc phải đủ xa để tránh ảnh hưởng của vùng điện trở đất quanh cọc chính.
- Điều kiện đất: Đất ẩm sẽ cho kết quả tốt hơn đất khô. Tránh đo trong điều kiện đất quá khô hoặc ngập nước.
- An toàn: Luôn ngắt nguồn điện trước khi đo và đeo găng tay cách điện để đảm bảo an toàn.
6. Các Lỗi Thường Gặp Khi Đo Điện Trở Đất
- Kết nối lỏng lẻo: Dây dẫn không được kết nối chắc chắn với cọc hoặc máy đo, dẫn đến kết quả sai lệch.
- Vị trí cọc phụ trợ không phù hợp: Các cọc phụ trợ ghim gần bãi tiếp địa hoặc ghim trên bãi tiếp địa sẽ gây ra kết quả không chính xác
- Đất quá khô: Độ dẫn điện thấp do đất khô, cần làm ẩm trước khi đo.
7.Bao lâu nên đo điện trở đất một lần?
Tùy theo yêu cầu và tiêu chuẩn của từng ngành, thời gian kiểm tra hệ thống tiếp địa có thể khác nhau. Tuy nhiên, thông thường:
- Hệ thống dân dụng, tòa nhà, công nghiệp: 1 lần/năm
- Hệ thống nguy cơ cháy nổ cao hoặc kỹ thuật cao : 1 lần/ 6 Tháng
- Sau khi có sét đánh hoặc sửa chữa hệ thống: cần đo lại ngay lập tức
8. Tiêu Chuẩn Và Quy Định Về Điện Trở Đất
Tại Việt Nam, các tiêu chuẩn liên quan đến điện trở đất bao gồm:
- TCVN 4756:1989: Quy định về hệ thống tiếp địa trong các công trình điện.
- TCVN 7447-5-54:2015: Hệ thống điện hạ áp, quy định về tiếp địa và nối đất bảo vệ.
- TCVN 9385:2012 : Quy định về chống sét cho công trình xây dựng
- IEC 60364: Tiêu standaard quốc tế về hệ thống điện trong tòa nhà.
Theo các tiêu chuẩn này, giá trị điện trở đất phải được kiểm tra định kỳ, thường 1-2 lần mỗi năm, đặc biệt ở các khu vực có nguy cơ sét cao.
9. Kết luận
Việc hiểu rõ và thực hiện đúng cách đo điện trở đất không chỉ giúp hệ thống hoạt động an toàn, mà còn giúp tiết kiệm chi phí sửa chữa và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật. Hy vọng với hướng dẫn chi tiết về cách đo điện trở đất trong bài viết này, bạn có thể dễ dàng thực hiện công việc một cách chính xác và hiệu quả.
Đừng quên: kiểm tra định kỳ, lựa chọn thiết bị chất lượng và thực hiện đúng quy trình là những yếu tố quyết định đến độ tin cậy của kết quả đo.
