Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem CHƯƠNG III PHẦN MỀM GEM 1. Giới thiệu phần mềm GEM: Ngày nay, điện năng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lónh vực trong đời sống và thường xuyên có người làm việc với các thiết bò điện. Vì vậy, thường xảy ra những tai nạn thương tâm về điện do người vận hành không tuân thủ theo những nguyên tắc an toàn về điện, do cách điện của các thiết bò bò chọc thủng hoặc có thể là do sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp…. Để đảm bảo an toàn cho người và tránh hư hỏng các thiết bò điện, cần áp dụng biện pháp an toàn, hiệu quả và tương đối đơn giản là thực hiện nối đất cho thiết bò điện và đặt các thiết bò chống sét. Khi thiết kế hệ thống nối đất, phải đảm bảo rằng dòng điện rò hoặc sét tản vào đất theo con đường cực tiểu hóa điện áp tiếp xúc và điện áp bước. Như vậy, tổng trở nối đất phải đủ nhỏ. Muốn giảm điện trở đất phải giảm điện trở suất mà điện trở suất của đất giảm khi độ ẩm của đất càng tăng. Do đó, cần phải giữ độ ẩm đất tại nơi đặt hệ thống nối đất. Điều này khó thực hiện vì độ ẩm của đất thay đổi theo mùa.Vì thế, tập đoàn quốc tế Erico đã cung cấp một loại hóa chất làm giảm điện trở đất (GEM) được sử dụng nhiều trong các hệ thống nối đất. Ngoài ra, có thể tính toán giá trò điện trở nối đất của hệ thống nối đất và số lượng hóa chất cần sử dụng với phần mềm GEM. 41 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem LƯU ĐỒ LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM GEM BƯỚC 1: KHỞI ĐỘNG. 42 Có 4 bước: đào lỗ, đặt cọc nối đất, lắp hóa chất xung quanh c dầm đất và lắp đầy rãnh. ọc, a. Chọn đơn vò BƯỚC 2: CHỌN NGÔN NGỮ Có 4 loại ngôn ngữ: Anh , Pháp, Đức, Tây Ban Nha. BƯỚC 3: MÀN HÌNH CHÍNH. 1. Cách lắp đặt: có 2 cách. b. Lắp đặt theo chiều dọc: 3. Thu hồi Gem + Tính điện trở dây nối đất đơn theo chiều ngang . a. Lắp đặt nằm ngang. 2. Tính toán với Gem b.Chọn cách tính toán + Tính điện trở cọc nối đất đơn theo chiều dọc. 5. Đặc tính của Gem: giảm điện trở đất, được sử dụng ở mọi môi trường đầm lầy, không phân hủy theo thời gian…. 4. Các thông tin về Gem: tính hiệu quả, tính ổn đònh, tính thân thiện, dễ sử dụng. 6. Giới thiệu về phần mềm Gem: chức năng, hạn chế, cách sử dụng, phương pháp tính toán Có thể gởi trả lại hóa chất không dùng hết khi hoàn thành xong hệ thống nối đất. 7.Giới thiệu về Gem: giới thiệu sự ra đời và các tính năn g của Gem + Tính điện trở nối đất nhiều cọc theo chiều dọc. 8.Giới thiệu về công ty Erico: một số thông tin về công ty Có 6 bước: đào rãnh, trãi hóa chất, đặt dây nối đất, trãi hóa chất, lắp đất, dầm đất và lắp đầy rãnh. Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem 2. Nội dung phần mềm GEM 2.1. Khởi động GEM: Từ Desktop nhấp chuột chọn Start/ All program/ Gem Caculator hoặc nhấp chuột vào biểu tượng của nó trên màn hình Window. Sau đó xuất hiện một hộp thoại GEM TM như sau: Chọn Continue 2.2. Chọn ngôn ngữ: Sau khi khởi động xong, phần mềm sẽ xuất hiện một hộp thoại để chọn ngôn ngữ, phần mềm này được phiên dòch ra làm 4 ngôn ngữ: Anh, Pháp, Đức, Tây Ban Nha. Để dễ dàng thực hiện: chọn English (ngôn ngữ tiếng Anh). 43 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem Xuất hiện màn hình làm việc như sau: 2.3. Cách lắp đặt 2.3.1. Hệ thống nối đất với dây nối đất nằm ngang: 44 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem Bước một: Đào một cái rãnh có chiều rộng là 4 inches, chiều sâu là 30 inches hoặc ở dưới băng thì chiều rộng và chiều sâu sẽ rộng và sâu hơn. Bước hai: Trãi một lớp hóa chất GEM với một lượng vừa đủ khoảng 1 inches ở dưới đáy của cái rãnh. Bước ba: Đặt dây đẫn nối đất lên trên bề mặt hóa chất GEM. Dùng đất để giữ cố đònh sợi dây nối đất ở yên vò trí. Bước 4: Trãi thêm một lớp GEM nữa bao phủ hoàn toàn lên trên bề mặt của sợi dây nối đất khoảng 1 inches. Bước 5: Cẩn thận lắp đất lên trên hóa chất GEM khoảng 4 inches và kiểm tra chắc chắn rằng dây nối đất không bò lộ ra. Bước 6: Đầm đất cho đất được lắp ở bước 5 dẻ lại và sau đó lắp đất đầy rãnh. Đối với trường hợp nhiều rãnh thì chiều rộng và bề dày của lớp hóa chất GEM sẽ được phần mềm tính toán. 2.3.2. Hệ thống nối đất với cọc nối đất thẳng đứng: 45 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem Bước một: Khoan một cái lỗ có đường kính khoảng 3 inches và chiều sâu ít hơn khoảng 6 inches so với chiều sâu của cách đặt dây nối đất nằm ngang. Bước hai: Đặt cọc nối đất xuống lỗ đã khoan (nếu có thể thì đóng một phần của cọc vào đáy của lỗ khoảng 12 inches và đầu của cọc nối đất cách mặt đất khoảng 6 inches, kết nối dây dẫn với cọc nối đất bằng phương pháp hàn hóa nhiệt CADWELD được sử dụng để kết nối các bộ phận nối đất với chất lượng cao. CADWELD có khả năng tạo ra mối nối giữa các phân tử đồng/đồng, đồng/thép, mà không cần năng lượng ngoài hay nguồn nhiệt. Bước ba: Rải một lượng hóa chất GEM xung quanh cọc. Đầm lớp hóa chất ấy cho dẻ lại để chắc chắn rằng GEM lắp đầy xung quanh cọc. Có thể trộn hóa chất GEM với nước tạo thành hồ như xi măng. Bước 4: Lắp đất phủ kín lên phần còn lại ở trên miệng lỗ. Trong trường hợp rẽ nhánh cọc nối đất thì đường kính của lỗ khoan và chiều sâu của lỗ sẽ do phần mềm tính toán. Các mối nối CADWELD có đặc điểm sau: ¾ Không hư hỏng hay giảm chất lượng với thời gian, tải dòng điện hiệu quả hơn dây dẫn. Mối hàn CADWELD là mối nối phân tử nên không bò lỏng hay ăn mòn. ¾ Phẩm chất có thể nhận thấy dễ dàng bằng cách quan sát. ¾ Thiết bò nhẹ, không đòi hỏi nguồn ngoài và không đắt tiền. 2.4. Cách tính toán với phần mềm gem: Phần mềm GEM sẽ tính toán nhanh chóng giá trò điên trở nối đất của hệ thống và số lượng hóa chất GEM cần dùng. Bằng các thao tác đơn giản là nhập các thông số về chiều dài băng đồng hay cáp, điện trở suất của đất, số lượng cọc, chiều dài cọc, cấu trúc hệ thống (độ chôn sâu, nối nằm ngang hay nối thẳng đứng…) 46 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem Để tính toán với GEM , chọn nút GEM Caculation Hộp thoại yêu cầu lựa chọn đơn vò tính toán sẽ hiện ra: chọn tính toán theo đơn vò Metric Sau đó một hợp thoại để lựa chọn các phương thức nối đất sẽ hiện ra 1.Single Horizontal Ground Electrde: dây nối đất đơn đặt theo chiều ngang. 2. Single vertical Gound Electrode: cọc nối đất đơn đặt theo chiều dọc. 3. Multiple Vertical Ground Rods: nhiều cọc nối đất đặt theo chiều dọc. 2.4.1. Tính điện trở dây nối đất nằm ngang: Chỉ cần nhập thông số sau vào hộp thoại.  Length(m): Chiều dài cáp đồng  Resistivity(ohm-cm): Điện trở suất của đất  Thickness (cm): bề dầy lớp hoá chất GEM  Depth and width (cm): Chiều sâu và chiều rộng của rãnh Sau đó nhấn nút Calculate thì lập tức giá trò điện trở nối đất và số lượng GEM cần thiết sử dụng sẽ được tính toán. Tương tự với cách nối đất với cọc thẳng đứng và nhiều cọc nối đất 47 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem 2.4.2. Tính điện trở cọc nối đất thẳng đứng: Nhập các thông số sau:  Length(m): Chiều dài cọc  Resistivity(ohm-cm): Điện trở suất của đất  Auger Dia (cm): Đường kính của lỗ khoang Nhấn nút caculation phần mềm sẽ tự tính toán các giá trò còn lại. 2.4.3. Đối với cọc phân nhánh theo chiều dọc: Nhập các thông số sau:  Length(m): Chiều dài cọc  Resistivity(ohm-cm): Điện trở suất của đất.  Auger Dia(cm): Đường kính lỗ khoang.  No.of Electrodes: Số cọc nối đất  Spacing(m): Khoảng cách giữa các cọc. Hiện nay, sử dụng phổ biến nhất là cọc thép bọc đồng đường kính là13mm vì nó có độ dẫn điện tốt, độ chống ăn mòn cao do tác động của khí quyển hay đất bao bọc xung quanh, bền vững trong kết nối và lắp đặt. Cọc thép không gỉ với hàm lượng Crôm tinh chất là 17% và phủ một lớp Austenitic được khuyến cáo sử dụng ở những nơi như vùng đất thủy triều, đầm muối, đất phủ tro, vùng đất phủ than cám và các môi trường ăn mòn khác. 2.5. Chính sách thu hồi Có thể gởi bán lại cho công ty nhưng phải đảm bảo các điều kiện sau:  Hóa chất vẫn còn tốt _ còn sử dụng được.  Người sử dụng phải trả tiền chuyên chở hóa chất đến công ty FOB ở Salon, Ohio.  Phải được sự chấp thuận của công ty mua hóa chất đồng ý cho trả lại số hóa chất. 48 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem  Trả lại số hóa chất dư trong vòng 60 ngày kể từ ngày bán ra. 2.6. Hóa chất GEM: Hóa chất GEM được sử dụng vào năm 1992, là vật liệu có tính dẫn điện tốt kể cả những vùng đất cứng nhất. Nó là một vật liệu được sử dụng làm tăng khả năng dẫn điện cho những vùng đất có độ dẫn điện kém như đất đá, đất trên đỉnh núi, đất cát…. Hóa chất GEM có những ưu điểm sau đây: 2.6.1. Tính hiệu quả:  Giảm điện trở nối đất.  Vẫn giữ giá trò của điện trở nối đất ở hằng số khi nó được thiết lập.  GEM sử dụng trong mọi nơi bất chấp điều kiện của đất thậm chí ở nơi khô khan. 2.6.2. Tính ổn đònh:  GEM không bò hòa tan và phân hủy theo thời gian.  GEM không cần bảo trì và thay thế (không bò ăn mòn do phản ứng với muối hay hóa chất).  Điện trở suất của Gem giảm 10% khi độ lạnh môi trường tăng.  Không phụ thuộc vào điều kiện của nước để giữ vững tính dẫn điện của nó. 2.6.3. Tính thân thiện:  Không gây độc hại đối với đất và nước của khu vực xung quanh. 2.6.4. Dễ sử dụng:  Chỉ cần một người lắp đặt.  GEM thích hợp lắp đặt ở nơi đất bùn hoặc khô.  Cũng dễ dàng được trộn chung với xi măng.  Yêu cầu không được trộn khi dùng khô, chỉ cần mở ra và tưới lên đất vì GEM sẽ nhanh chống hấp thu sự ẩm ướt xung quanh và biến chúng về dạng khô.  Có thể dùng GEM để giảm kích thước của hệ thống nối đất nếu không đạt yêu cầu. 2.7. Thông tin phần mềm GEM: 2.7.1. Chức năng:  Phần mềm này có thể tính toán điện trở nối đất kết hợp với việc dùng hóa chất GEM.  Phần mềm cũng tính toán số lượng GEM cần thiết sử dụng và giới thiệu cách nối đất với điện cực nằm ngang hay thẳng đứng. 2.7.2. Giới hạn: Công ty Erico không đảm bảo và chòu trách nhiệm bất kỳ vấn đề nào khi sử dụng phần mềm này để tính toán. Cách tính toán đơn giản, chỉ cần nhập vào các tham số về điện trở suất của đất, số lượng cọc và chọn cách nối đất cho từng thiết bò …Phần mềm sẽ tự tính toán giá trò điện trở nối đất nhưng chỉ một cách gần đúng. 2.7.3. Về cách sử dụng hóa chất GEM: 49 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem Phần mềm tính toán số lượng Gem thì rất là cẩn thận. Kết quả tính toán được làm tròn đến gần nhất1 bao hoá chất, do đó trong trường hợp dùng không hết lượng hóa chất có thể gởi bán lại cho công ty nhưng phải đảm bảo các điều kiện sau :  Hóa chất vẫn còn tốt _ còn sử dụng được  Người sử dụng phải trả tiền chuyên chở hóa chất đến công ty FOB ở Salon, Ohio.  Phải được sự chấp thuận của công ty mà mua hóa chất đồng ý cho trả lại số hóa chất.  Trả lại số hóa chất dư trong vòng 60 ngày kể từ ngày bán ra. 2.7.4. Về tính toán : có 2 cách  Tính toán điện trở nối đất theo dây nối đất nằm ngang  Tính toán điện trở nối đất theo cọc nối đất đóng thẳng đứng và có thể sử dụng nhiều cọc nối đất. Khi tính toán theo cọc nối đất thẳng đứng thì phải giả sử cọc nối đấùt nằm cách mặt đất một khoảng cách h nào đó. Và khi sử dụng nhiều cọc nối đất phải tính toán các thanh dẫn nối đất trên một đường thẳng và khoảng cách các thanh dẫn này phải bằng hoặc lớn hơn chiều dài của cọc nối đất. Còn đối với trường hợp tính toán điện trở nối đất cho cọc nối đất nằm ngang thì cho các điện cực là một đường thẳng. Cả hai cách tính toán trên dùng trong điện một chiều và tần số thấp. Thông số ngõ vào, đường kính cáp, số lượng GEM cần dùng trong cả hai cách tính toán trên giống nhau, điện trở suất thì không cao lắm và không quan tâm về điện trở tiếp xúc giữa đất và dây dẫn khi tính toán điện trở nối đất. 50 . Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem CHƯƠNG III PHẦN MỀM GEM 1. Giới thiệu phần mềm GEM: Ngày nay, điện năng được sử dụng. đầy rãnh. Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem 2. Nội dung phần mềm GEM 2.1. Khởi động GEM: Từ Desktop nhấp chuột chọn Start/ All program/ Gem Caculator hoặc. gần đúng. 2.7.3. Về cách sử dụng hóa chất GEM: 49 Phần Mềm Ứng Dụng Trong Cung Cấp Điện Chương III: Phần Mềm Gem Phần mềm tính toán số lượng Gem thì rất là cẩn thận. Kết quả tính toán được