Phương Pháp Tính Số Lượng Cọc Tiếp Địa

Posted on 13/08/202513/08/2025 by admin

Để đảm bảo hệ thống tiếp địa đạt điện trở mong muốn, cần tính toán chính xác số lượng cọc tiếp địa và sơ đồ bố trí. Quá trình bao gồm xác định điện trở suất đất, điện trở đơn của cọc, hệ số tương hỗ giữa các cọc, rồi suy ra số cọc cần dùng.

1. Xác định yêu cầu điện trở tiếp địa

Trước hết, chủ đầu tư hoặc tư vấn thiết kế xác định điện trở tiếp địa tối đa cho phép (Rₜ) theo tiêu chuẩn:

Tòa nhà dân dụng, thương mại: Rₜ ≤ 4 Ω
Trạm biến áp, khu công nghiệp: Rₜ ≤ 1–2 Ω

Ví dụ: Đặt mục tiêu Rₜ = 2 Ω.

2. Xác định điện trở suất đất (ρ)

Khảo sát thực địa lấy mẫu đo điện trở suất đất (đơn vị Ω·m). Ví dụ: ρ = 100 Ω·m.

3. Tính điện trở của một cọc đơn lẻ (R₁)

Với cọc tròn, độ dài L và bán kính r, điện trở R₁ tính theo công thức hợp lý hóa của mẫu mép:

$R_{1} = 2 π L ρ [ln (r 4 L) - 1]$

ρ: điện trở suất đất (Ω·m)
L: chiều dài cọc (m)
r: bán kính cọc (m)

Ví dụ với cọc đồng Ø16 mm (r = 0.008 m), L = 2.4 m:

$R_{1} = 2 π \times 2.4100 [ln (0.008 4 \times 2.4) - 1] \approx 8.3 Ω$

4. Xác định hệ số tương hỗ giữa các cọc (α)

Khi đặt nhiều cọc song song, dòng điện sẽ phân phối giữa các cọc và đất chung, làm hiệu điện trở tổng giảm nhưng chưa thuần túy bằng R₁/n. Hệ số tương hỗ α phụ thuộc vào khoảng cách giữa các cọc (s) và chiều dài L:

Khoảng cách khuyến nghị: s ≥ L để giảm tương hỗ tối đa.
Với s ≈ L, α ≈ 0.8–0.9.

Giả sử α = 0.85.

5. Tính số lượng cọc tối thiểu (n)

Điện trở tổng Rₜ của m cọc đặt song song xếp hàng thẳng hoặc lưới có thể xấp xỉ:

$R_{t} \approx α \times n R ^{1} ⟹ n \approx α \times R ^{t} R ^{1}$

Với R₁ ≈ 8.3 Ω, α = 0.85, Rₜ = 2 Ω:

$n \approx 0.85 \times 28.3 \approx 4.88$

Làm tròn lên: n = 5 cọc.

6. Bố trí và kiểm chứng

– Bố trí 5 cọc thẳng hàng hoặc lưới (2×3), khoảng cách giữa các cọc ≥ L = 2.4 m.
– Sau thi công, đo điện trở tiếp địa thực tế; nếu Rₜ đo được > yêu cầu, có thể bổ sung thêm cọc hoặc kéo dài độ dài cọc.