Điện cực nối đất: Chức năng và mục đích

Thuật ngữ điện cực nối đất, theo định nghĩa tại Điều 100, dùng để chỉ các vật dẫn điện. Định nghĩa này cũng mô tả chức năng chính của điện cực nối đất.

Tính năng của điện cực nối đất rất quan trọng nếu các dịch vụ và hệ thống điện được cấp điện (Ảnh st)

Thuật ngữ điện cực nối đất, theo định nghĩa tại Điều 100, dùng để chỉ các vật dẫn điện. Định nghĩa này cũng mô tả chức năng chính của điện cực nối đất. Một đặc điểm quan trọng là điện cực này tiếp xúc trực tiếp với đất, tạo ra một kết nối. Điều này có nghĩa là điện cực này có thể chấp nhận được và hoạt động như một điện cực nối đất mà không cần kết nối với dây dẫn. 

Định nghĩa này cho thấy rõ ràng rằng điện cực nối đất tạo ra và duy trì kết nối với đất. Một thanh nối đất không phải là điện cực nối đất cho đến khi nó được đóng xuống đất để hoàn tất kết nối. Đường ống nước bằng kim loại không phải là điện cực nối đất trừ khi ít nhất 3 mét đường ống tiếp xúc trực tiếp với đất. 

Lưu ý rằng đường ống nước không yêu cầu độ sâu, nhưng trước đây, các điện cực đường ống nước được chôn sâu ít nhất 60cm do quy định lắp đặt của công ty cấp nước địa phương. Quy chuẩn Điện Quốc gia không phân biệt đường ống nước ngầm nằm bên ngoài hay bên trong chu vi tòa nhà. Khái niệm kết nối trực tiếp với đất cũng được áp dụng cho tất cả các điện cực nối đất thuộc phạm vi điều chỉnh của 250.52(A).

Mục đích là gì?

Mục đích của điện cực nối đất là hoạt động như một kết nối giữa các hệ thống điện và thiết bị nối đất với đất. Tiêu chuẩn Điện Quốc gia (NEC) không cung cấp chi tiết về hiệu quả hoặc điện trở của một điện cực nối đất hoặc hệ thống điện cực nối đất, ngoại trừ điện cực dạng thanh, ống hoặc tấm. NEC cũng không đề cập đến tuổi thọ dài hạn hoặc kỳ vọng cuối vòng đời của điện cực nối đất.

Theo quan điểm của NEC, tính năng của điện cực nối đất là rất quan trọng nếu các dịch vụ và hệ thống điện được cấp điện. Đất là một vật dẫn điện, nhưng độ dẫn điện của nó thay đổi và bị ảnh hưởng bởi tự nhiên. Kết nối với đất thường tốt hơn khi đất ẩm hoặc ướt và có xu hướng kém hiệu quả hơn trong đất khô hoặc đất đồi núi. Điện trở giữa đất và điện cực nối đất thay đổi tùy thuộc vào vị trí địa lý, điều kiện theo mùa, hàm lượng khoáng chất trong đất và nhiệt độ đất. 

Nếu lắp đặt và sử dụng nhiều hơn một điện cực nối đất, NEC sẽ coi đó là một hệ thống điện cực nối đất. Nhiều điện cực nối đất tạo thành một hệ thống hưởng lợi từ nhiều đặc tính và vị trí kết nối đất khác nhau cho cùng một tòa nhà hoặc công trình. Có thể kết luận một cách hợp lý rằng một hệ thống nhiều điện cực nối đất sẽ hoạt động tốt hơn một điện cực nối đất duy nhất do có nhiều kết nối đất. Đây là lý do tại sao các điện cực nối đất tại mỗi tòa nhà hoặc kết cấu được dịch vụ phải kết nối với nhau để hoạt động như một hệ thống các điện cực trong suốt vòng đời của tòa nhà hoặc kết cấu. 

Mục đích của điện cực nối đất là hoạt động như một kết nối giữa các hệ thống điện nối đất và thiết bị và đất.

Duy trì kết nối

Hãy nhớ rằng điện cực nối đất thiết lập và duy trì kết nối với đất. Nó hầu như không có tác dụng gì trong việc hỗ trợ hoạt động của thiết bị bảo vệ quá dòng. Đất không bao giờ phù hợp để làm đường dẫn dòng điện chạm đất hiệu quả. Nhiều người đã sai lầm khi khẳng định rằng đất là thiết yếu trong hệ thống an toàn để khiến các thiết bị bảo vệ quá dòng tác động cắt trong điều kiện chạm đất, nhưng không được sử dụng nối đất làm đường dẫn dòng điện bình thường hoặc làm đường dẫn dòng điện chạm đất hiệu quả để dẫn bất kỳ mức dòng điện chạm đất nào cần thiết để tác động cắt máy cắt hoặc cầu chảy.

NEC quy định tại Phần III của Điều 250, chỉ rõ yêu cầu sử dụng những loại điện cực nào cho hệ thống điện cực nối đất. Đây không phải là tùy chọn. Câu đầu tiên của Điều 250.50 nêu rõ yêu cầu chung rằng tất cả các điện cực có trong một tòa nhà hoặc kết cấu phải dùng để tạo thành một hệ thống điện cực nối đất. Mục này đề cập đến từng tòa nhà hoặc cấu trúc được cấp điện. Nếu một tòa nhà hoặc cấu trúc không có hệ thống điện, NEC không yêu cầu điện cực nối đất. Một mạng lưới các điện cực nối đất cho một hệ thống chống sét có thể lắp đặt trên một cấu trúc không mang điện, chẳng hạn như nhà kho hoặc nhà xưởng.

Các điện cực nối đất đề cập trong mục 250.52(A) bao gồm các điện cực vốn có trong kết cấu xây dựng và các điện cực phải lắp đặt. Ví dụ về các điện cực nối đất lắp đặt bao gồm thanh nối đất, tấm nối đất, vòng nối đất và các điện cực tăng cường hóa học. 

Mặt khác, móng và nền bê tông, kết cấu đỡ kim loại ngầm, đường ống nước ngầm bằng kim loại và hệ thống hoặc kết cấu dẫn điện ngầm cục bộ là những ví dụ về điện cực nối đất vốn có trong nhiều loại công trình xây dựng. NEC quy định rõ ràng rằng nếu có điện cực nối đất, tất cả chúng phải sử dụng (liên kết với nhau) để tạo thành hệ thống điện cực nối đất và được kết nối với nguồn điện hoặc dịch vụ cung cấp cho tòa nhà hoặc cấu trúc đó.

Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường

Theo “ecmag”, tháng 6/2025