TCVN 7447-5-54 : 2005 IEC 60364-5-54 : 2002 HỆ THỐNG LẮP ĐẶT ĐIỆN CỦA CÁC TÒA NHÀ – PHẦN 5-54: LỰA CHỌN VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐIỆN – BỐ TRÍ NỐI ĐẤT, DÂY BẢO VỆ VÀ DÂY LIÊN KẾT BẢO VỆ


Tiêu chuẩn có ích? Vui lòng chia sẻ cho cộng đồng:

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 7447-5-54 : 2005

IEC 60364-5-54 : 2002

HỆ THỐNG LẮP ĐẶT ĐIỆN CỦA CÁC TÒA NHÀ – PHẦN 5-54: LỰA CHỌN VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐIỆN – BỐ TRÍ NỐI ĐẤT, DÂY BẢO VỆ VÀ DÂY LIÊN KẾT BẢO VỆ

Electrical installations of buildings – Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment – Earthing arrangements, protective conductors and protective bonding conductors

Lời nói đầu

TCVN 7447-5-54 : 2005 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn IEC 60364-5-54 : 2002.

TCVN 7447-5-54 : 2005 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

Lời giới thiệu

Bộ tiêu chuẩn TCVN 7447 gồm nhiều phần, cách đánh số các điều trong từng phần được tiến hành như sau: bắt đầu là số thứ tự của phần (ví dụ ở tiêu chuẩn này là 54), tiếp đó là số thứ tự các điều. Việc đánh số các hình vẽ và bảng cũng được tiến hành tương tự.

HỆ THỐNG LẮP ĐẶT ĐIỆN CỦA CÁC TÒA NHÀ – PHẦN 5-54: LỰA CHỌN VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐIỆN – BỐ TRÍ NỐI ĐẤT, DÂY BẢO VỆ VÀ DÂY LIÊN KẾT BẢO VỆ

Electrical installations of buildings – Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment – Earthing arrangements, protective conductors and protective bonding conductors

  1. Qui định chung

541.1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định các bố trí nối đất, dây bảo vệ và dây liên kết bảo vệ để thỏa mãn yêu cầu về an toàn của hệ thống lắp đặt điện.

541.2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm ban hành thì áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm ban hành thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi. Tuy nhiên, các bên có thỏa thuận dựa trên tiêu chuẩn này cần nghiên cứu khả năng áp dụng phiên bản mới nhất của các tài liệu liệt kê dưới đây.

IEC 60050 (195), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Part 195: Earthing and protection against electric shock (Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế (IEV) – Phần 195: Nối đất và bảo vệ chống điện giật).

IEC 60287-1-1, Electric cables – Calculation of the current rating – Part 1-1: Current rating equations (100% load factor) and calculation of losses – General (Cáp điện lực – Tính thông số dòng điện – Phần 1-1: Công thức tính thông số dòng điện (hệ số tải 100%) và tính tổn hao – Qui định chung).

TCVN 7447-4-41 (IEC 60364-4-41), Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà – Phần 4-41: Bảo vệ an toàn – Bảo vệ chống điện giật.

TCVN 7447-4-43 (IEC 60364-4-43), Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà – Phần 4-43: Bảo vệ an toàn – Bảo vệ chống quá dòng.

TCVN 7447-4-44 (IEC 60364-4-44), Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà – Phần 4-44: Bảo vệ an toàn – Bảo vệ chống nhiễu điện áp và nhiễu điện từ.

IEC 60364-5-52, Electrical installations of buildings – Part 5-52: Selection and erection of electrical equipment – Wiring systems (Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà – Phần 5-52: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện – Hệ thống đi dây).

IEC 60724, Short-circuit temperature limits of electric cables with rated voltages of 1 kV (Um = 1,2 kV) and 3 kV (Um = 3,6 kV) (Giới hạn nhiệt độ khi ngắn mạch của cáp điện lực có điện áp danh định 1 kV (Um = 1,2 kV) và 3 kV (Um = 3,6 kV))

IEC 60853-2, Calculation of the cyclic and emergency current rating of cables – Part 2: Cyclic rating of cables greater than 18/30 (36) kV and emergency ratings for cables of all voltages (Tính thông số dòng điện chu kỳ và dòng điện khẩn cấp của cáp – Phần 2: Thông số chu kỳ của cáp lớn hơn 18/30 (36) kV và thông số khẩn cấp đối với cáp ở mọi điện áp).

IEC 60909-0, Short-circuit currents in three-phase a.c. systems – Part 0: Calculation of currents (Dòng điện ngắn mạch trogn hệ thống điện ba pha xoay chiều – Phần 0: Tính toán dòng điện).

IEC 60949, Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account non-adiabatic heating effects (Tính toán dòng điện ngắn mạch cho phép về nhiệt, có tính đến các hiệu ứng gia nhiệt phi đoạn nhiệt).

IEC 61024-1, Protection of structures against lightning – Part 1: General principles (Bảo vệ chống sét cho công trình xây dựng – Phần 1: Nguyên tắc chung).

IEC 61140, Protection against electric shock – Common aspects for installation and equipment (Bảo vệ chống điện giật – Các khía cạnh chung đối với hệ thống lắp đặt và thiết bị).

IEC Guide 104, The preparation of safety publications and the use of basic safety publications and group safety publications (Soạn thảo các tài liệu về an toàn và sử dụng các tài liệu an toàn cơ bản và tài liệu an toàn nhóm).

541.3 Định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các định nghĩa của IEC 61140 cùng với các định nghĩa lấy từ IEC 60050 (195) dưới đây.

Các định nghĩa dùng cho bố trí nối đất, dây bảo vệ và dây liên kết bảo vệ được minh họa trong phụ lục B và liệt kê dưới đây:

541.3.1

bộ phận dẫn để trần

bộ phận dẫn có thể chạm vào của thiết bị và bình thường thì không mang điện nhưng có thể trở thành mang điện khi hỏng cách điện chính.

[IEV 195-06-10]

541.3.2

đầu nối đất chính

(thanh cái nối đất chính)

đầu nối hoặc thanh cái là một phần của bố trí nối đất của hệ thống lắp đặt cho phép đấu nối điện một số dây dẫn cho mục đích nối đất.

[IEV 195-02-33]

541.3.3

điện cực đất

bộ phận dẫn có thể được đặt trong môi trường dẫn đặc biệt, ví dụ như bê tông hoặc than cốc, có tiếp xúc điện với đất.

[IEV 195-02-01]

541.3.4

dây bảo vệ

dây dẫn được trang bị nhằm mục đích an toàn, ví dụ như bảo vệ chống điện giật.

[IEV 195-02-09]

541.3.5

dây liên kết bảo vệ

dây bảo vệ được trang bị cho liên kết đẳng thế bảo vệ.

[IEV 195-02-10]

541.3.6

dây nối đất

dây dẫn tạo đường dẫn, hoặc một phần của đường dẫn, nối một điểm xác định trong hệ thống điện hoặc trong hệ thống lắp đặt hoặc trong thiết bị với điện cực đất.

[IEV 195-02-03]

CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, dây nối đất là dây dẫn nối điện cực đất với một điểm trong hệ thống liên kết đẳng thế, thường là đầu nối đất chính.

541.3.7

bộ phận dẫn không thuộc hệ thống lắp đặt

bộ phận dẫn không phải là một phần của hệ thống lắp đặt điện nhưng có khả năng đưa vào hệ thống một điện thế, thường là điện thế của đất cục bộ.

[IEV 195-06-11]

  1. Bố trí nối đất

542.1 Yêu cầu chung

542.1.1 Bố trí nối đất có thể được sử dụng chung hoặc riêng cho mục đích bảo vệ và mục đích chức năng theo yêu cầu của hệ thống lắp đặt điện. Phải luôn ưu tiên các yêu cầu đối với mục đích bảo vệ.

542.1.2 Điện cực đất trong hệ thống lắp đặt, nếu được cung cấp, phải được nối đến đầu nối đất chính bằng dây nối đất.

542.1.3 Phải xem xét các bố trí nối đất được dùng trong các hệ thống cao áp và hạ áp (xem TCVN 7447-4-44 (IEC 60364-4-44), Điều 442).

542.1.4 Yêu cầu đối với bố trí nối đất là để cung cấp mối nối đất:

– tin cậy và thích hợp với các yêu cầu bảo vệ của hệ thống lắp đặt;

– có thể mang dòng điện sự cố với đất và dòng điện của dây bảo vệ xuống đất mà không có nguy hiểm do ứng suất nhiệt, cơ nhiệt và cơ điện cũng như nguy hiểm điện giật phát sinh từ các dòng điện này;

– nếu liên quan, cũng thích hợp với các yêu cầu chức năng.

542.2 Điện cực đất

542.2.1 Vật liệu và kích thước của điện cực đất phải được chọn để chịu được ăn mòn và có đủ độ bền cơ.

Đối với các vật liệu thông thường, kích thước chung nhỏ nhất về phía cạnh ăn mòn và độ bền cơ của điện cực đất khi đặt trong đất được cho trong bảng 54.1.

CHÚ THÍCH: Nếu có hệ thống bảo vệ chống sét (LPS) thì áp dụng IEC 61024-1.

Bảng 54.1 – Kích thước chung nhỏ nhất đối với điện cực đất làm từ vật liệu thông thường về khía cạnh ăn mòn và độ bền cơ khi đặt trong đất

Vật liệuBề mặtHình dạngKích thước nhỏ nhất
Đường kính
mm
Mặt cắt
mm2
Chiều dày
mm
Chiều dày lớp phủ/lớp bọc
Giá trị riêng
m
Giá trị trung bình
m
ThépMạ kẽm nhúng nóng a hoặc
Không gỉ a,b
Dẹt c9036370
Thép góc9036370
Thanh tròn dùng cho điện cực chôn dưới đất166370
Dây tròn dùng cho điện cực đặt trên mặt đất g1050 e
Ống2524755
Bọc đồngThanh tròn dùng cho điện cực chôn dưới đất152 000
Có lớp phủ đồng bằng phương pháp mạ điện lắng đọngThanh tròn dùng cho điện cực chôn dưới đất1490100
ĐồngĐể trần aDẹt502
Dây tròn dùng cho điện cực đặt trên mặt đất g25 f
Cáp1,8 đối với từng dây bện25
Ống202
Phủ thiếcCáp1,8 đối với từng dây bện2515
Phủ kẽmDẹt d5022040
a Cũng có thể dùng cho điện cực đặt trong bê tông.

b Không có lớp phủ.

c Là thép dẹt dạng cuộn hoặc xẻ rãnh lượn tròn ở mép.

d Dẹt có lượn tròn ở mép.

e Trong trường hợp mạ nhúng liên tục, hiện tại về kỹ thuật chỉ đạt được chiều dày 50 m.

f Nếu kinh nghiệm cho thấy nguy cơ ăn mòn và hỏng về cơ là cực thấp thì có thể sử dụng mặt cắt 16 mm2.

g Một điện cực đất được coi là điện cực đặt trên mặt đất khi lắp đặt ở độ sâu không vượt quá 0,5 m.

542.2.2 Hiệu quả của điện cực đất bất kỳ phụ thuộc vào điều kiện đất đai tại chỗ. Phải chọn một hoặc nhiều điện cực đất thích hợp với điều kiện đất đai và giá trị điện trở đất yêu cầu.

542.2.3 Có thể sử dụng các ví dụ về điện cực đất dưới đây:

– mạng kết cấu ngầm đặt trong móng (móng nối đất);

– tấm kim loại;

– phần cốt thép của bê tông (trừ bê tông đúc sẵn) đặt trong đất;

– thanh hoặc ống;

– dạng dẹt hoặc dây;

– vỏ bọc bằng kim loại và lớp phủ kim loại khác của cáp theo điều kiện hoặc yêu cầu cục bộ;

– lưới kim loại chôn ngầm thích hợp khác theo điều kiện hoặc yêu cầu cục bộ.

CHÚ THÍCH 1: Ở Ôxtrâylia, Bỉ, Phần Lan, Pháp, Đức, Thụy Điển, Thụy Sỹ và Anh, không cho phép sử dụng ống nước làm điện cực đất.

CHÚ THÍCH 2: Ở Ý cho phép sử dụng hệ thống ống nước nhưng phải có sự đồng ý của nhà phân phối nước.

542.2.4 Khi chọn loại điện cực đất và độ sâu chôn điện cực đất, phải xem xét các điều kiện cục bộ và qui định kỹ thuật sao cho dù đất khô và đóng băng cũng không có khả năng làm tăng điện trở tiếp đất của điện cực đất đến giá trị có thể làm ảnh hưởng xấu đến các biện pháp bảo vệ chống điện giật (xem TCVN 7447-4-41 (IEC 60364-4-41)).

CHÚ THÍCH: Ở Đức, mọi công trình xây dựng mới bắt buộc phải lắp đặt một điện cực đất ở móng theo tiêu chuẩn quốc gia DIN 18014.

542.2.5 Phải xem xét sự ăn mòn điện phân khi sử dụng các vật liệu khác nhau trong một bố trí nối đất.

542.2.6 Không được sử dụng ống kim loại dẫn chất lỏng hoặc chất khí dễ cháy làm điện cực đất.

CHÚ THÍCH: Yêu cầu này không có nghĩa là liên kết bảo vệ của các ống kim loại này không phù  hợp với TCVN 7447-4-41 (IEC 60364-4-41).

542.3 Dây nối đất

542.3.1 Dây nối đất phải phù hợp với 543.1 và nếu được chôn trong đất thì mặt cắt của dây phải phù hợp với bảng 54.2.

Trong hệ thống TN, nếu không có dòng điện sự cố đáng kể chạy trong điện cực đất thì dây nối đất có thể có kích thước theo 544.1.1.

Bảng 54.2 – Mặt cắt tối thiểu của dây nối đất chôn trong đất

Có bảo vệ về cơKhông có bảo vệ về cơ
Có bảo vệ chống ăn mòn2,5 mm2 đối với dây dẫn bằng đồng
10 mm2 đối với dây dẫn bằng sắt
16 mm2 đối với dây dẫn bằng đồng
16 mm2 đối với dây dẫn bằng sắt
Không có bảo vệ chống ăn mòn25 mm2 đối với dây dẫn bằng đồng
50 mm2 đối với dây dẫn bằng sắt

542.3.2 Nối một dây nối đất với một điện cực đất phải chắc chắn và tiếp xúc tốt về điện. Việc nối phải bằng mối hàn hồ quang tỏa nhiệt, bộ nối áp lực, kẹp hoặc bộ nối cơ khí khác. Bộ nối cơ khí phải được lắp đặt theo hướng dẫn của nhà chế tạo. Nếu sử dụng kẹp thì kẹp không được làm hỏng điện cực hoặc dây nối đất.

CHÚ THÍCH: Cơ cấu nối hoặc phụ kiện nối chỉ dựa vào thiếc hàn là không đủ tin cậy về độ bền cơ.

542.4 Đầu nối đất chính

542.4.1 Trong mọi hệ thống lắp đặt, nếu sử dụng liên kết bảo vệ thì phải có đầu nối đất chính và phải được nối với:

– dây liên kết bảo vệ;

– dây nối đất;

– dây bảo vệ;

– dây nối đất chức năng, nếu liên quan.

CHÚ THÍCH 1: Không nên nối trực tiếp từng dây bảo vệ với đầu nối đất chính khi dây bảo vệ đã được nối đến đầu nối này bằng các dây bảo vệ khác.

CHÚ THÍCH 2: Thông thường, có thể sử dụng đầu nối đất chính của tòa nhà cho mục đích nối đất chức năng. Đối với mục đích công nghệ thông tin thì đầu nối đất chính được coi như điểm đấu nối với mạng điện cực đất.

542.4.2 Phải có khả năng ngắt từng dây dẫn riêng rẽ đã nối vào đầu nối đất chính. Mối nối này phải chắc chắn và chỉ có thể ngắt bằng dụng cụ.

CHÚ THÍCH: Phương tiện ngắt có thể được kết hợp với đầu nối đất chính để cho phép đo điện trở của bố trí nối đất.

  1. Dây bảo vệ

543.1 Mặt cắt tối thiểu

543.1.1 Mặt cắt của từng dây bảo vệ phải thỏa mãn các điều kiện để ngắt nguồn tự động qui định trong 413.1 của TCVN 7447-4-41 (IEC 60364-4-41) và phải có khả năng chịu được dòng điện sự cố kỳ vọng.

Mặt cắt của dây bảo vệ phải được tính theo 543.1.2 hoặc được chọn theo bảng 54.3. Trong cả hai trường hợp, phải tính đến các yêu cầu của 543.1.3.

Các đầu nối dùng cho dây bảo vệ phải có khả năng tiếp nhận dây dẫn có kích thước yêu cầu trong điều này.

Bảng 54.3 – Mặt cắt tối thiểu của dây bảo vệ

Mặt cắt của dây pha, S

mm2

Mặt cắt tối thiểu của dây bảo vệ tương ứng

mm2

Nếu dây bảo vệ cùng vật liệu với dây phaNếu dây bảo vệ không cùng vật liệu với dây pha
S  16S x S
16 < S  3516 a x 16
S > 35 x
trong đó

k1 là giá trị của k dùng cho dây pha, chọn từ bảng A.54.1 hoặc từ bảng của TCVN 7447-4-43 (IEC 60364-4-43), theo vật liệu làm dây dẫn và cách điện.

k2 là giá trị của k dùng cho dây bảo vệ, chọn từ bảng A.54.2 đến A.54.6, khi áp dụng được.

a Đối với dây PEN, chỉ cho phép giảm mặt cắt theo các nguyên tắc dùng cho kích thước dây trung tính (xem IEC 60364-5-52).

543.1.2 Mặt cắt của dây bảo vệ không được nhỏ hơn giá trị xác định:

– theo IEC 60949;

– hoặc bằng công thức dưới đây, chỉ áp dụng cho thời gian ngắt không quá 5 s:

S =

trong đó

S là mặt cắt, tính bằng mm2;

I là giá trị (hiệu dụng), tính bằng ampe, của dòng điện sự cố kỳ vọng đối với sự cố có trở kháng không đáng kể có thể chạy qua thiết bị bảo vệ (xem IEC 60909-0);

t là thời gian tác động của thiết bị bảo vệ để ngắt tự động, tính bằng giây;

CHÚ THÍCH 1: Cần tính đến tác dụng giới hạn dòng điện của trở kháng mạch điện và giới hạn I2t của thiết bị bảo vệ.

k là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dây bảo vệ, cách điện và các bộ phận khác cũng như nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối (để tính k, xem phụ lục A).

Nếu việc áp dụng công thức này tạo ra kích thước phi tiêu chuẩn thì phải sử dụng dây dẫn có mặt cắt tiêu chuẩn lớn hơn.

CHÚ THÍCH 2: Để giới hạn nhiệt độ cho hệ thống lắp đặt trong môi trường có chứa chất dễ nổ, xem IEC 60079-0.

CHÚ THÍCH 3: Vì vỏ kim loại của cáp được cách điện bằng chất vô cơ theo IEC 60702-1 có khả năng sự cố chạm đất cao hơn của dây pha nên không cần tính mặt cắt của vỏ kim loại khi sử dụng như một dây bảo vệ.

543.1.3 Dây bảo vệ không tạo thành một bộ phận của cáp  hoặc không nằm trong vỏ bọc chung với dây pha thì mặt cắt không được nhỏ hơn.

– 2,5 mm2 đối với dây dẫn bằng đồng/16 mm2 đối với dây dẫn bằng nhôm nếu có bảo vệ chống hỏng về cơ;

– 4 mm2 đối với dây dẫn bằng đồng/16 mm2 đối với dây dẫn bằng nhôm nếu không có bảo vệ chống hỏng về cơ.

543.1.4 Nếu dây bảo vệ dùng chung cho hai hoặc nhiều mạch điện thì mặt cắt của dây phải có kích thước như sau:

– tính theo 543.1.1 đối với dòng điện sự cố kỳ vọng cao nhất và thời gian làm việc có thể có trong các mạch này; hoặc

– chọn theo bảng 54.3 sao cho tương ứng với mặt cắt của dây pha lớn nhất của mạch điện.

543.2 Loại dây bảo vệ

543.2.1 Dây bảo vệ có thể gồm một hoặc nhiều loại sau:

– dây dẫn trong cáp nhiều lõi;

– dây dẫn cách điện hoặc để trần nằm trong cùng một vỏ bọc với dây dẫn mang điện;

– dây dẫn trần lắp cố định hoặc dây có cách điện;

– vỏ cáp bằng kim loại, lưới bọc cáp, vỏ thép của cáp, dây thép bện, dây dẫn đồng tâm, ống kim loại phải chịu các điều kiện nêu trong 543.2.2 a) và b).

CHÚ THÍCH 1: Ở Trung Quốc, Ý, Anh và Mỹ, cho phép sử dụng máng cáp và thang cáp làm dây bảo vệ theo tiêu chuẩn hoặc qui định của quốc gia hoặc địa phương.

CHÚ THÍCH 2: Về cách bố trí, xem 543.6.

543.2.2 Nếu trong thiết bị của hệ thống lắp đặt có vỏ bằng kim loại như cụm đóng cắt và điều khiển hạ áp hoặc hệ thống thanh cái, thì vỏ hoặc khung kim loại có thể làm dây bảo vệ nếu đồng thời thỏa mãn ba yêu cầu dười đây:

  1. a) tính liên tục về điện phải được đảm bảo bằng kết cấu hoặc đầu nối thích hợp sao cho đảm bảo việc bảo vệ chống hỏng về cơ, hóa hoặc điện hóa;
  2. b) phù hợp với yêu cầu của 543.1;
  3. c) cho phép đấu nối các dây bảo vệ khác ở mọi điểm nối dây xác định trước.
    Tiêu chuẩn có ích? Vui lòng chia sẻ cho cộng đồng: