Khoan Giếng Tiếp Địa Chống Sét Cho Trạm Biến Áp – Giải Pháp An Toàn Và Hiệu Quả

5/5 - (1 bình chọn)

1. Mở Đầu: Tầm Quan Trọng Của Hệ Thống Tiếp Địa Cho Trạm Biến Áp

Trong ngành điện lực, trạm biến áp là mắt xích thiết yếu trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng. Đây cũng là nơi tập trung thiết bị điện có điện áp rất cao và luôn tiềm ẩn nguy cơ về sự cố điện, đặc biệt là sét đánh trực tiếp hoặc cảm ứng từ lưới điện.

Một trong những yếu tố đảm bảo an toàn tuyệt đối cho trạm biến áp là hệ thống tiếp địa. Trong đó, khoan giếng tiếp địa – hay còn gọi là tiếp địa sâu – là giải pháp đặc biệt hiệu quả cho các trạm biến áp đặt tại khu vực có điện trở suất đất cao hoặc yêu cầu cao về an toàn chống sét và nối đất.

Khoan tiếp địa kiểu giếng — Dịch vụ khoan tiếp địa kiểu giếng đường dây 220kV 500kV

2. Hệ Thống Tiếp Địa Trong Trạm Biến Áp Là Gì?

2.1. Mục đích của tiếp địa trạm biến áp

Tản dòng điện sự cố, dòng sét xuống đất một cách an toàn
Ổn định điện áp hệ thống trong điều kiện làm việc bình thường và sự cố
Bảo vệ thiết bị và con người khỏi hiện tượng điện áp chạm vỏ, điện áp lan truyền
Đảm bảo phối hợp bảo vệ và hoạt động của rơle chính xác

2.2. Khi nào cần sử dụng khoan giếng tiếp địa?

Trong điều kiện lý tưởng, trạm biến áp có thể sử dụng lưới tiếp địa mặt nông (chôn ở độ sâu khoảng 0,5 – 1m). Tuy nhiên, tại các vùng có đặc điểm:

Đất đá, đất cát khô, đất đỏ bazan
Điện trở suất cao (>100 Ω.m)
Không gian lắp đặt hạn chế
Yêu cầu điện trở nối đất < 1 – 5Ω theo tiêu chuẩn

… thì phương pháp tiếp địa nông không thể đáp ứng, và khoan giếng tiếp địa là giải pháp tối ưu.

3. Khoan Giếng Tiếp Địa Là Gì?

Khoan giếng tiếp địa là kỹ thuật khoan sâu từ 30m đến 100m hoặc hơn xuống lòng đất để đặt các cọc tiếp địa (đồng, thép mạ đồng, thép mạ kẽm) tại tầng đất có độ ẩm cao, điện trở thấp.

Phương pháp này cho phép hạ thấp điện trở tiếp đất tổng thể, đặc biệt tại các vị trí không thể mở rộng diện tích lưới tiếp địa truyền thống.

4. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Của Hệ Thống Khoan Giếng Tiếp Địa

4.1. Cấu tạo

Một giếng tiếp địa bao gồm các thành phần chính:

Lỗ khoan: đường kính 90–150 mm, chiều sâu 30–100m
Cọc tiếp địa: thường dùng thanh thép mạ đồng hoặc đồng đặc, có khả năng dẫn điện tốt và chống ăn mòn
Hóa chất giảm điện trở: như bentonite, GEM hoặc đất sét dẫn điện – giúp giữ ẩm và ổn định điện trở
Ống bảo vệ PVC (nếu cần)
Hộp kiểm tra tiếp địa (test box) ở mặt đất để phục vụ kiểm tra định kỳ

4.2. Nguyên lý hoạt động

Dòng điện sự cố hoặc dòng điện sét sẽ được dẫn từ thiết bị → dây tiếp địa → xuống cọc tiếp địa → lan truyền đều trong lòng đất sâu, nơi có khả năng phân tán điện tốt hơn.

Điện trở tổng của hệ thống tiếp địa được xác định bởi:

Số lượng giếng
Độ sâu khoan
Loại đất và độ ẩm
Vật liệu cọc
Loại và khối lượng hóa chất lấp giếng

5. Lợi Ích Khi Sử Dụng Khoan Giếng Tiếp Địa Cho Trạm Biến Áp

Lợi ích	Mô tả
Giảm điện trở tiếp địa rõ rệt	Ngay cả tại đất có điện trở suất cao
Tiết kiệm diện tích	Phù hợp các trạm trong đô thị, khu công nghiệp chật hẹp
Tăng hiệu quả chống sét	Phân tán nhanh dòng sét, hạn chế lan truyền điện áp nguy hiểm
Tăng tuổi thọ hệ thống	Nhờ vật liệu chống ăn mòn và độ ổn định cao
Dễ thi công mở rộng	Có thể bổ sung thêm giếng nếu điện trở chưa đạt yêu cầu

6. Các Bước Thi Công Khoan Giếng Tiếp Địa

Bước 1: Khảo sát hiện trường

Đo điện trở suất đất theo chiều sâu bằng phương pháp Wenner hoặc Schlumberger
Phân tích địa chất để xác định độ sâu khoan tối ưu

Bước 2: Thiết kế sơ đồ tiếp địa

Xác định số lượng giếng, vị trí khoan, cách nối vào lưới tiếp địa trạm
Tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 9358:2012, IEC 61936-1, IEEE 80

Bước 3: Khoan lỗ giếng

Sử dụng máy khoan cọc nhồi, khoan xoay hoặc khoan rửa
Đảm bảo lỗ khoan thẳng, không bị sập thành

Bước 4: Thả cọc tiếp địa và lấp hóa chất

Thả thanh tiếp địa thẳng đứng
Đổ bentonite hoặc vật liệu dẫn điện xung quanh cọc
Đảm bảo không có bọt khí, rỗng trong hố

Bước 5: Đấu nối và đo hoàn công

Nối giếng vào hệ thống tiếp địa tổng
Đo điện trở tiếp địa tổng bằng máy đo chuyên dụng như Fluke 1625 hoặc Kyoritsu 4105A

7. Tiêu Chuẩn Và Chỉ Tiêu Kỹ Thuật Cần Đáp Ứng

7.1. Các tiêu chuẩn áp dụng

TCVN 9358:2012 – Lắp đặt hệ thống nối đất cho công trình công nghiệp
IEC 61936-1 – Power installations exceeding 1kV AC
IEEE 80 – Guide for Safety in AC Substation Grounding

7.2. Chỉ tiêu điện trở tiếp địa cần đạt

< 1Ω với trạm biến áp 220kV, 500kV
< 5Ω với trạm 110kV hoặc các trạm phân phối

8. Một Số Lưu Ý Kỹ Thuật Khi Khoan Giếng Tiếp Địa

Không dùng hóa chất ăn mòn như muối hoặc axit gây ảnh hưởng môi trường và vật liệu
Bảo vệ đầu giếng tránh nước mặt chảy tràn vào làm hỏng cấu trúc
Định kỳ đo lại điện trở tiếp địa mỗi 6–12 tháng
Sử dụng vật liệu chất lượng cao, có chứng nhận, chống ăn mòn lâu dài
Đào tạo đội ngũ thi công hiểu rõ kỹ thuật và tiêu chuẩn quốc tế

9. Ứng Dụng Thực Tế

9.1. Trạm 500kV Tây Ninh

Do khu vực khô cằn, đá cứng, giải pháp lưới tiếp địa không đáp ứng. Chủ đầu tư EVNNPT đã cho thi công 10 giếng tiếp địa sâu 60m, đạt điện trở 0,65Ω – an toàn tuyệt đối.

9.2. Trạm 220kV Long An

Diện tích trạm hạn chế trong khu công nghiệp, nên toàn bộ hệ thống tiếp địa được thực hiện bằng 6 giếng khoan sâu 40m, giúp tiết kiệm diện tích và chi phí.

10. Kết Luận

Khoan giếng tiếp địa là giải pháp hiện đại và hiệu quả cho các trạm biến áp – đặc biệt là trong những điều kiện:

Địa chất có điện trở cao
Không gian thi công hẹp
Yêu cầu chống sét và an toàn điện cao

VUI LÒNG GỌI HOTLINE ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN DỊCH VỤ KHOAN GIẾNG

0984.227.208