Điện trở đất là một thông số quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn và hiệu quả hoạt động của nhiều hệ thống điện. Hiểu rõ về điện trở đất, các ứng dụng và biện pháp đảm bảo an toàn là điều cần thiết để bảo vệ con người, thiết bị và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống. Trong bài viết này, HIOKIJP.VN sẽ cùng bạn khám phá chi tiết về điện trở đất, từ khái niệm cơ bản đến các ứng dụng thực tế và phương pháp đo lường hiệu quả.

I. Điện trở đất là gì ?

Điện trở đất, còn được gọi là điện trở nối đất, là một đại lượng đo lường khả năng của đất để cho dòng điện đi qua. Nói cách khác, nó cho biết đất “cản trở” dòng điện như thế nào.

1.Tại sao điện trở đất lại quan trọng?

• An toàn điện: Điện trở đất thấp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn điện. Khi có sự cố rò rỉ điện, điện trở đất thấp giúp dòng điện rò rỉ nhanh chóng đi xuống đất, ngăn ngừa điện giật cho người và thiết bị.
• Hệ thống chống sét: Điện trở đất thấp cũng cần thiết cho hệ thống chống sét hoạt động hiệu quả. Nó giúp dòng điện sét được dẫn xuống đất một cách an toàn, bảo vệ công trình và thiết bị khỏi bị hư hại.
• Truyền thông: Trong một số hệ thống truyền thông, đất được sử dụng như một phần của mạch điện. Điện trở đất thấp giúp đảm bảo tín hiệu truyền đi rõ ràng và không bị nhiễu.

2.Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở đất:

• Thành phần đất: Các loại đất khác nhau có điện trở suất khác nhau. Đất sét thường có điện trở suất thấp hơn đất cát.
• Độ ẩm: Độ ẩm của đất ảnh hưởng đáng kể đến điện trở đất. Đất càng ẩm, điện trở càng thấp.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ đất cũng ảnh hưởng đến điện trở đất, nhưng không đáng kể bằng độ ẩm.
• Muối khoáng: Hàm lượng muối khoáng trong đất cũng ảnh hưởng đến điện trở đất. Đất có nhiều muối khoáng thường có điện trở thấp hơn.

Cách đo điện trở đất:

Điện trở đất được đo bằng một thiết bị chuyên dụng gọi là máy đo điện trở đất. Có nhiều phương pháp đo điện trở đất khác nhau, nhưng phổ biến nhất là phương pháp 4 cực.

II. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo điện trở đất

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo điện trở đất (máy đo điện trở đất) dựa trên phương pháp đo điện trở 4 cực (Wenner method) hoặc phương pháp đo điện trở 3 cực (Fall-of-Potential method).

1. Phương pháp đo điện trở 4 cực (Wenner method):

• Cắm điện cực: Máy đo điện trở đất sử dụng 4 điện cực (C, P, C1, P1) được cắm xuống đất theo một đường thẳng, với khoảng cách đều nhau. Điện cực C và C1 dùng để cấp dòng điện, còn điện cực P và P1 dùng để đo điện áp.
• Cấp dòng điện: Một dòng điện xoay chiều (AC) được cấp vào điện cực C và C1. Dòng điện này sẽ lan truyền trong đất và tạo ra một điện trường.
• Đo điện áp: Điện áp giữa hai điện cực P và P1 được đo. Điện áp này tỷ lệ thuận với điện trở suất của đất và khoảng cách giữa các điện cực.
• Tính toán điện trở đất: Từ giá trị dòng điện và điện áp đo được, máy đo điện trở đất sẽ tính toán và hiển thị giá trị điện trở đất.

2. Phương pháp đo điện trở 3 cực (Fall-of-Potential method):

• Cắm điện cực: Phương pháp này sử dụng 3 điện cực (E, H, S) được cắm xuống đất. Điện cực E là điện cực đất, điện cực H là điện cực dòng, và điện cực S là điện cực đo.
• Cấp dòng điện: Một dòng điện xoay chiều (AC) được cấp vào điện cực E và H.
• Đo điện áp: Điện áp giữa điện cực E và S được đo. Điện áp này sẽ giảm dần khi khoảng cách giữa điện cực E và S tăng lên (hiện tượng rơi điện thế).
• Tính toán điện trở đất: Máy đo điện trở đất sẽ phân tích sự thay đổi của điện áp theo khoảng cách và tính toán giá trị điện trở đất.

Lưu ý:

• Cả hai phương pháp trên đều yêu cầu khoảng cách giữa các điện cực phải đủ lớn để đảm bảo tính chính xác của phép đo.
• Trước khi đo điện trở đất, cần phải làm sạch bề mặt đất tại vị trí cắm điện cực để đảm bảo tiếp xúc tốt.
• Kết quả đo điện trở đất có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ, và thành phần của đất.

III. Điện trở đất cao hay thấp sẽ nguy hiểm ?

Điện trở đất cao sẽ nguy hiểm hơn.

Lý do:

• Điện trở đất cao cản trở dòng điện rò rỉ: Khi có sự cố rò rỉ điện (ví dụ: chạm vỏ thiết bị), điện trở đất cao sẽ cản trở dòng điện rò rỉ đi xuống đất. Điều này khiến điện áp trên thiết bị tăng cao, gây nguy hiểm điện giật cho người chạm vào.
• Điện trở đất cao làm giảm hiệu quả của hệ thống chống sét: Khi sét đánh, hệ thống chống sét có nhiệm vụ dẫn dòng điện sét xuống đất một cách an toàn. Nếu điện trở đất cao, dòng điện sét sẽ không được dẫn xuống đất hiệu quả, có thể gây cháy nổ hoặc hư hỏng thiết bị.

Ngược lại, điện trở đất thấp có lợi ích:

• Điện trở đất thấp giúp dòng điện rò rỉ nhanh chóng đi xuống đất: Điều này giảm thiểu nguy cơ điện giật cho người và thiết bị.
• Điện trở đất thấp đảm bảo hệ thống chống sét hoạt động hiệu quả: Dòng điện sét được dẫn xuống đất an toàn, bảo vệ công trình và thiết bị.

Do đó, việc đảm bảo điện trở đất thấp là rất quan trọng để đảm bảo an toàn điện và phòng chống sét đánh hiệu quả.

Các biện pháp giảm điện trở đất:

• Tăng tiết diện tiếp xúc của hệ thống tiếp địa: Sử dụng nhiều cọc tiếp địa hơn, tăng chiều dài cọc tiếp địa, hoặc sử dụng cọc tiếp địa có tiết diện lớn hơn.
• Cải thiện chất lượng đất: Bổ sung các chất dẫn điện vào đất như muối than, bentonite, hoặc các hóa chất chuyên dụng.
• Duy trì độ ẩm của đất: Tưới nước thường xuyên cho khu vực tiếp địa, đặc biệt là trong mùa khô.

IV. Những khu vực nào thường có điện trở đất cao ?

Những khu vực sau thường có điện trở đất cao:

• Khu vực đất đá: Đất đá có thành phần chủ yếu là đá, sỏi, ít đất hữu cơ nên khả năng dẫn điện kém, dẫn đến điện trở đất cao.
• Khu vực đất cát: Đất cát có thành phần hạt lớn, rời rạc, không giữ được độ ẩm tốt nên cũng có điện trở đất cao.
• Khu vực đồi núi: Đất ở khu vực đồi núi thường khô, ít độ ẩm, lại thêm yếu tố địa hình dốc nên khó duy trì độ ẩm cần thiết để giảm điện trở đất.
• Khu vực có khí hậu khô hạn: Nơi có lượng mưa ít, độ ẩm không khí thấp, đất đai thường khô cằn sẽ khiến điện trở đất tăng cao.

Ngoài ra, điện trở đất còn có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác như:

• Mùa khô: Vào mùa khô, độ ẩm đất giảm mạnh, dẫn đến điện trở đất tăng lên so với mùa mưa.
• Nhiệt độ cao: Nhiệt độ cao làm bốc hơi nước trong đất, khiến đất khô hơn và điện trở đất tăng lên.
• Tầng đất sâu: Các tầng đất sâu thường có điện trở suất cao hơn các tầng đất mặt do ít chịu ảnh hưởng của độ ẩm và các yếu tố môi trường khác.

Lưu ý:

Việc xác định chính xác điện trở đất của một khu vực cần phải được thực hiện bằng các phương pháp đo lường chuyên dụng. Các thông tin trên chỉ mang tính chất tham khảo, giúp bạn có cái nhìn tổng quan về những khu vực thường có điện trở đất cao.

V. Ứng dụng của việc đo điện trở đất trong thực tế

Việc đo điện trở đất có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế, đặc biệt trong lĩnh vực điện và xây dựng:

1. Đảm bảo an toàn điện:

• Bảo vệ con người: Điện trở đất thấp giúp đảm bảo an toàn cho con người khi có sự cố rò rỉ điện. Dòng điện sẽ được dẫn xuống đất nhanh chóng, giảm thiểu nguy cơ điện giật.
• Bảo vệ thiết bị: Điện trở đất thấp giúp bảo vệ thiết bị điện khỏi bị hư hỏng do quá áp hoặc dòng điện quá mức trong trường hợp sự cố.

2. Thiết kế và thi công hệ thống tiếp địa:

• Xác định vị trí và số lượng cọc tiếp địa: Đo điện trở đất giúp xác định vị trí đặt cọc tiếp địa sao cho hiệu quả nhất và tính toán số lượng cọc cần thiết để đạt được điện trở đất mong muốn.
• Đánh giá hiệu quả hệ thống tiếp địa: Đo điện trở đất định kỳ giúp đánh giá hiệu quả của hệ thống tiếp địa, phát hiện sớm các vấn đề và thực hiện bảo trì kịp thời.

3. Thiết kế và thi công hệ thống chống sét:

• Tính toán điện trở đất của hệ thống chống sét: Điện trở đất thấp là yếu tố quan trọng để hệ thống chống sét hoạt động hiệu quả, dẫn dòng điện sét xuống đất an toàn.
• Kiểm tra hiệu quả hệ thống chống sét: Đo điện trở đất giúp kiểm tra xem hệ thống chống sét đã đạt yêu cầu kỹ thuật hay chưa.

4. Các ứng dụng khác:

• Ngành viễn thông: Đo điện trở đất được sử dụng để thiết kế và lắp đặt các trạm thu phát sóng, đảm bảo chất lượng tín hiệu tốt nhất.
• Ngành dầu khí: Đo điện trở đất được sử dụng để khảo sát địa chất, tìm kiếm nguồn dầu mỏ và khí đốt.
• Ngành nông nghiệp: Đo điện trở đất giúp đánh giá độ phì nhiêu của đất, từ đó đưa ra các biện pháp cải tạo đất phù hợp.

VI. Giá trị điện trở đất bao nhiêu là đảm bảo an toàn ?

Giá trị điện trở đất an toàn phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể và các tiêu chuẩn quy định. Dưới đây là một số giá trị tham khảo cho các ứng dụng phổ biến:

1. Hệ thống điện dân dụng và công nghiệp:

• Điện trở đất bảo vệ: ≤ 4 ohm (để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong trường hợp sự cố rò rỉ điện).
• Điện trở đất hệ thống: ≤ 10 ohm (đối với hệ thống nối đất độc lập).

2. Hệ thống chống sét:

• Điện trở đất của hệ thống chống sét: ≤ 10 ohm (để đảm bảo dòng điện sét được dẫn xuống đất hiệu quả).
• Điện trở đất của cọc tiếp địa chống sét: Thường yêu cầu ≤ 5 ohm, nhưng có thể thấp hơn (≤ 2 ohm) tùy theo cấp độ bảo vệ và dòng sét dự kiến.

3. Trạm biến áp:

Điện trở đất của hệ thống nối đất: Giá trị cụ thể phụ thuộc vào dòng điện định mức của trạm biến áp và được tính theo công thức: R ≤ 2000/I (ohm), trong đó I là dòng điện định mức (A). Tuy nhiên, thông thường giá trị này không vượt quá 4 ohm.

4. Hệ thống viễn thông:

Điện trở đất của cột thu phát sóng: Thường yêu cầu ≤ 5 ohm để đảm bảo chất lượng tín hiệu tốt nhất.

VII. HIOKI có thiết bị đo điện trở đất nào phù hợp cho các ứng dụng đó ?

FT6041 có phương pháp đo phù hợp với mọi ứng dụng

• Phương pháp 4 cực: Đo điện trở suất của đất khi khảo sát thiết kế nối đất
• Phương pháp 3 cực: Đo chính xác điện trở đất
• Chức năng MEC: Đo điện trở đất mà không cần ngắt kết nối điện cực đất
• Phương pháp 3 cực sử dụng phép đo 4 điểm: Đo giá trị điện trở đất từ vài ohm trở xuống
• Phương pháp 2 kìm: Đo điện trở nối đất tại nhiều điểm nối đất
• Đo điện trở thấp: Kiểm tra tính liên tục sau khi đo điện trở đất

Điểm nổi bật của thiết bị đo điện trở đất HIOKI FT6041

• Đo điện trở đất mà không cần ngắt kết nối điện cực đất nhờ chức năng MEC
• FT6041 được thiết kế với chỉ tiêu chống nước chống bụi đạt chuẩn IP67. Có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng từ – 25ºC đến + 65ºC.
• Dây đo có thể cuộn lại được dễ dàng, chỉ cần cắm 1 lần điện cực do điện trở cho phép tối đa lớn (lên đến 100 kΩ).
• Kìm cảm biến CT9848 với gọng kìm mỏng, rộng. Cho phép kẹp dễ dàng các điện cực nối đất ở những không gian chật hẹp.
• FT6041 tương thích với Wireless Adapter Z3210 (Mua thêm). Cùng với đó là phần mềm miễn phí GENNECT Cross.

Quý khách có thể tham khảo bài viết tại đây.

Kết luận:

Việc đo điện trở đất có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ đảm bảo an toàn điện, thiết kế hệ thống tiếp địa và chống sét, đến các ứng dụng trong viễn thông, dầu khí và nông nghiệp. Việc đo và kiểm soát điện trở đất thường xuyên là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động của các hệ thống liên quan.

 

Có thể bạn quan tâm:

• Đồng hồ đo điện tử là gì?công dụng của chúng ra sao?
• Ampe kìm giá rẻ Hioki đáng mua nhất hiện nay
• Bút dò điện âm tường Hioki và những tính năng nổi trội

Quý khách quan tâm đến các sản phẩm thiết bị kiểm tra điện của hãng HIOKI Nhật Bản vui lòng liên hệ

Hotline:

• Mr. Hùng: 0934 683 566
• Mr. Thành: 0904 936 283
• Mr. Hoàn: 0902 006 658

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thắng Lợi

• Địa chỉ: Số 6 phố Hoà Mã ,P. Phạm Đình Hổ, Q. Hai Bà Trưng, TP. Hà Nội
• Điện thoại: 024 3976 1588
• Email: info@victory.com.vn

VPĐD TP HỒ CHÍ MINH

• Địa chỉ: Số 91 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Quận 1, TP. Hồ Chí Minh
• Điện thoại: 028 3910 4694

VPĐD TP Đà Nẵng

• Địa chỉ: Số 234 Hà Huy Tập, Q. Thanh Khê, TP. Đà Nẵng
• Điện thoại: 0236 3811 646