markdown:
75 trang
Lượt xem: 13117
Download: 4170
# Giáo trình an toàn điện - ĐH Bách Khoa Đà Nẵng
Chia sẻ:
[anhvu](http://tailieu.vn/user/anhvu)
Ngừng thở thường xảy ra nhiều hơn so với ngừng tim, người ta thấy bắt đầu khó thở do sự co rút do có dòng điện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua cơ thể. Nếu dòng điện tác dụng lâu thì sự co rút các cơ lồng ngực mạnh thêm dẫn đến ngạt thở, dần dần nạn nhân mất ý thức, mất cảm giác rồi ngạt thở cuối cùng tim ngừng đập và chết lâm sàng.
![](images/graphics/blank.gif)
![](images/graphics/blank.gif)
## Thể loại:
[Kỹ Thuật - Công Nghệ](http://tailieu.vn/ky-thuat-cong-nghe/)» [Điện - Điện tử](http://tailieu.vn/ky-thuat-cong-nghe/dien-dien-tu/)
## Chủ đề liên quan:
**Nội dung Text: Giáo trình an toàn điện - ĐH Bách Khoa Đà Nẵng**
CHƯƠNG MỘT
NHẬP MÔN VỀ KHOA HỌC BẢO HỘ LAO
ĐỘNG VÀ VỆ SINH LAO ĐỘNG
1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KHOA HỌC KỸ THUẬT BẢO HỘ LAO ĐỘNG
1.1.1. Mục đích, ý nghĩa, tính chất của công tác bảo hộ lao động (BHLĐ)
a. Mục đích, ý nghĩa của công tác BHLĐ
Mục đích của BHLĐ là thông qua các biện pháp về khoa học kỹ thuật, tổ chức,
kinh tế, xã hội để loại trừ các yếu tố nguy hiểm và có hại phát sinh trong quá trình sản
xuất; tạo nên một điều kiện lao động thuận lợi và ngày càng được cải thiện để ngăn
ngừa tai nạn lao độngvà bệnh nghề nghiệp, hạn chế ốm đau, giảm sút sức khoẻ cũng
như những thiệt hại khác đối với người lao động, nhằm bảo đảm an toàn, bảo vệ sức
khoẻ và tính mạng người lao động trực tiếp góp phần bảo vệ và phát triển lực lượng
sản xuất, tăng năng suất lao động.
Bảo hộ lao động trước hết là phạm trù sản xuất, do yêu cầu của sản xuất và gắn
liền với quá trình sản xuất nhằm bảo vệ yếu tố năng động, quan trọng nhất của lực
lượng sản xuất là người lao động. Mặt khác, việc chăm lo sức khoẻ của người lao
động mang lại niềm vui, hạnh phúc cho mọi người.mà công tác BHLĐ mang lại còn
có ý nghĩa nhân đạo.
b. Tính chất của công tác bảo hộ lao động
BHLĐ Có 3 tính chất chủ yếu là: Pháp lý, Khoa học kỹ thuật và tính quần
chúng.
- BHLĐ mang tính chất pháp lý
Những quy định và nội dung về BHLĐ được thể chế hoá chúng thành những luật
lệ, chế độ chính sách, tiêu chuẩn và được hướng dẫn cho mọi cấp mọi ngành mọi tổ
chức và cá nhân nghiêm chỉnh thực hiện. Những chính sách, chế độ, quy phạm, tiêu
chuẩn, được ban hành trong công tác bảo hộ lao động là luật pháp của Nhà nước.
- BHLĐ mang tính KHKT
Mọi hoạt động của BHLĐ nhằm loại trừ các yếu tố nguy hiểm, có hại, phòng và
chống tai nạn, các bệnh nghề nghiệp... đều xuất phát từ những cơ sở của KHKT. Các
hoạt động điều tra khảo sát phân tích điều kiện lao động, đánh giá ảnh hưởng của các
yếu tố độc hại đến con người để đề ra các giải pháp chống ô nhiễm, giải pháp đảm
bảo an toàn đều dựa trên các cơ sở khoa học kỹ thuật.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 2
- BHLĐ mang tính quần chúng
BHLĐ là hoạt động hướng về cơ sở sản xuất và con người và trước hết là người
trực tiếp lao động. Nó liên quan với quần chúng lao động, bảo vệ quyền lợi và hạnh
phúc cho mọi người, mọi nhà, cho toàn xã hội. Vì thế BHLĐ luôn mang tính quần
chúng
Tóm lại: Ba tính chất trên đây của công tác bảo hộ lao động: tính pháp lý, tính
khoa học kỹ thuật và tính quần chúng có liên quan mật thiết với nhau và hỗ trợ lẫn
nhau.
1.1.2. Điều kiện lao động và các yếu tố liên quan
a. Điều kiện lao động.
Điều kiện lao động là tập hợp tổng thể các yếu tố tự nhiên, kỹ thuật, kinh tế xã
hội được biểu hiện thông qua các công cụ và phương tiện lao động, đối tượng lao
động, trình công nghệ, môi trường lao động, và sự sắp xếp bố trí cũng như các tác
động qua lại của chúng trong mối quan hệ với con người tạo nên những điều kiện
nhất định cho con người trong quá trình lao động. Điều kiện lao động có ảnh hưởng
đến sức khoẻ và tính mạng con người.
Những công cụ và phương tiện lao động có tiện nghi, thuận lợi hay gây khó
khăn nguy hiểm cho người lao động, đối tượng lao động cũng ảnh hưởng đến người
lao động rất đa dạng như dòng điện, chất nổ, phóng xạ, ... Những ảnh hưởng đó còn
phụ thuộc quy trình công nghệ, trình độ sản xuất (thô sơ hay hiện đại, lạc hậu hay tiên
tiến), môi trường lao động rất đa dạng, có nhiều yếu tố tiện nghi, thuận lợi hay ngược
lại rất khắc nghiệt, độc hại, đều tác động lớn đến sức khoẻ của người lao động.
b. Các yếu tố nguy hiểm và có hại
Trong một điều kiện lao động cụ thể, bao giờ cũng xuất hiện các yếu tố vật
chất có ảnh hưởng xấu, nguy hiểm, có nguy cơ gây tai nạn hoặc bệnh nghề nghiệp
cho người lao động, ta gọi đó là các yếu tố nguy hiểm và có hại. Cụ thể là:
• Các yếu tố vật lý như nhiệt độ, độ ẩm, tiếng ồn, rung động, các bức xạ có
hại, bụi.
• Các yếu tố hoá học như hoá chất độc, các loại hơi, khí, bụi độc, các chất
phóng xạ.
• Các yếu tố sinh vật, vi sinh vật như các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn, ký
sinh trùng, côn trùng, rắn.
• Các yếu tố bất lợi về tư thế lao động, không tiện nghi do không gian chỗ
làm việc, nhà xưởng chật hẹp, mất vệ sinh.
• Các yếu tố tâm lý không thuật lợi... đều là những yếu tố nguy hiểm và có
hại.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 3
c. Tai nạn lao động
Tai nạn lao động là tai nạn không may xảy ra trong quá trình lao động, gắn
liền với việc thực hiện công việc hoặc nhiệm vụ lao động làm tổn thương cho bất kỳ
bộ phận, chức năng nào của người lao động, hoặc gây tử vong. Nhiễm độc đột ngột
cũng là tai nạn lao động.
Những tiêu chuẩn đặc trưng cho tai nạn lao động là:
• Sự cố gây tổn thương và tác động từ bên ngoài.
• Sự cố đột ngột.
• Sự cố không bình thường.
• Hoạt động an toàn
d. Bệnh nghề nghiệp:
Bệnh phát sinh do tác động của điều kiện lao động có hại đối với người lao
động được goil là bệnh nghề nghiệp. Bệnh nghề nghiệp làm suy yếu sức khoẻ một
cách dần dần và lâu dài.
1.1.3. Những nội dung chủ yếu của khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động
a) . Nội dung khoa học kỹ thuật.
Nội dung khoa học kỹ thuật chiếm một vị trí rất quan trọng, là phần cốt lõi để
loại trừ các yếu tố nguy hiểm và có hại, cải thiện điều kiện lao động.
Khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động là lĩnh vực khoa học rất tổng hợp và liên
ngành, được hình thành và phát triển trên cơ sở kết hợp và sử dụng thành tựu của
nhiều ngành khoa học khác nhau, từ khoa học tự nhiên (như toán, vật lý, hoá học,
sinh học ...) đến khoa học kỹ thuật chuyên ngành và còn liên quan đến các ngành kinh
tế, xã hội, tâm lý học ...Những nội dung nghiên cứu chính của Khoa học bảo hộ lao
động bao gồm những vấn đề:
- Khoa học vệ sinh lao động (VSLĐ).
VSLĐ là môn khoa học nghiên cứu ảnh hưởng của những yếu tố có hại trong sản
xuất đối với sức khoẻ người lao động, tìm các biện pháp cải thiện điều kiện lao động,
phòng ngừa các bệnh nghề nghiệp và nâng cao khả năng lao động cho người lao
động.
Nội dung của khoa học VSLĐ chủ yếu bao gồm :
- Phát hiện, đo, đánh giá các điều kiện lao động xung quanh.
- Nghiên cứu, đánh giá các tác động chủ yếu của các yếu tố môi
trường lao động đến con người.
- Đề xuất các biện pháp bảo vệ cho người lao động.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 4
Để phòng bệnh nghề nghiệp cũng như tạo ra điều kiện tối ưu cho sức khoẻ và
tình trạng lành mạnh cho người lao động chính là mục đích của vệ sinh lao động.
. Cơ sở kỹ thuật an toàn
Kỹ thuật an toàn là hệ thống các biện pháp, phương tiện, tổ chức và kỹ thuật
nhằm phòng ngừa sự tác động của các yếu tố nguy hiểm gây chấn thương sản xuất
đối với người lao động.
. Khoa học về các phương tiện bảo vệ người lao động
Ngành khoa học này có nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo những phương
tiện bảo vệ tập thể hay cá nhân người lao động để sử dụng trong sản xuất nhằm chống
lại những ảnh hưởng của các yếu tố nguy hiểm và có hại, khi các biện pháp về mặt kỹ
thuật an toàn không thể loại trừ được chúng. Ngày nay các phương tiện bảo vệ cá
nhân như mặt nạ phòng độc, kính màu chống bức xạ, quần áo chống nóng, quần áo
kháng áp, các loại bao tay, giày, ủng cách điện... là những phương tiện thiết yếu trong
lao động.
. Ecgônômi với an toàn sức khoẻ lao động
Ecgônômi là môn khoa học liên ngành nghiên cứu tổng hợp sự thích ứng giữa
các phương tiện kỹ thuật và môi trường lao động với khả năng của con người về giải
phẩu, tâm lý, sinh lý nhằm đảm bảo cho lao động có hiệu quả nhất, đồng thời bảo vệ
sức khoẻ, an toàn cho con người.
Ecgônômi tập trung vào sự thích ứng của máy móc, công cụ với người điều
khiển nhờ vào việc thiết kế, tuyển chọn và huấn luyện. Ecgônômi tập trung vào việc
tối ưu hoá môi trường xung quanh thích hợp với con người và sự thích nghi của con
người với điều kiện môi trường. Ecgônômi coi cả hai yếu tố bảo vệ sức khoẻ ngưòi
lao động và năng suất lao động quan trọng như nhau.
Trong Ecgônômi người ta thường nhấn mạnh tới khái niệm nhân trắc học
Ecgônômi tức là quan tâm tới sự khác biệt về chủng tộc và nhân chủng học khi nhập
khẩu hay chuyển giao công nghệ của nước ngoài.
b) Nội dung xây dựng và thực hiện pháp luật về bảo hộ lao động.
1.1.4. Sự phát triển bền vững
Phát triển bền vững là cách phát triển “thoả mãn nhu cầu của thế hệ hiện tại
mà không ảnh hưởng đến khả năng thoả mãn nhu cầu của thế hệ mai sau”
Phát triển bền vững có thể được xem là một tiến trình đòi hỏi sự tiến triển
đồng thời 4 lĩnh vực: kinh tế, nhân văn, môi trường và kỹ thuật.
1.2. Luật pháp,chế độ chính sách bảo hộ lao động
1.2.1. Hệ thống luật pháp chế độ chính sách BHLĐ của Việt nam
Đảng và nhà nước Việt Nam ta nhất là trong công cuộc đổi mới luôn luôn
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 5
quan tâm đến người lao động nói chung và công tác BHLĐ nói riêng. Đến nay chúng
ta đã có một hệ thống văn bản pháp luật chế độ chính sách BHLĐ tương đối đầy đủ.
Hệ thống pháp luật BHLĐ gồm 3 phần:
Phần I: Bộ luật lao động và các luật khác có liên quan đến ATVSLĐ.
Phần II: Nghị định 06/CP và các nghị định khác liên quan đến ATVSLĐ.
Phần III: Các thông tư, Chỉ thị, Tiêu chuẩn qui phạm ATVSLĐ.
a. Bộ luật lao động và các luật pháp có liên quan đến ATVSLĐ
- Một số điều của Bộ luật lao động có liên quan đến ATVSLĐ
Ngoài chương IX về “an toàn lao động, vệ sinh lao động” còn một số điều liên
quan đến ATVSLĐ với nội dung cơ bản sau:
Điều 29. Chương IV qui định hợp đồng lao động ngoài nội dung khác phải có
nội dung điều kiện về an toàn lao động, vệ sinh lao động.
Điều 23. Chương IV qui định một trong nhiều trường hợp về chấp dứt hợp đồng
là: người sử dụng lao động không được đơn phương chấm dứt hợp đồng lao động khi
người lao động bị ốm đau hay bị tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp đang điều trị,
điều dưỡng theo quyết định của thầy thuốc.
Điều 46. Chương V qui định một trong những nội dung chủ yếu của thoả ước
tập thể là ATLĐ, vệ sinh lao động.
Điều 68 Chương IIV qui định việc rút ngắn thời gian làm việc đối với những
người làm công việc đặc biệt nặng nhọc, độc hại, nguy hiểm.
Điều 69 quy định số giờ làm thêm không được vượt quá trong một ngày, một
năm.
Điều 284 Chương VIII qui định các hình thức xử lý người vi phạm kỷ luật lao
động trong đó có vi phạm nội dung ATVSLĐ.
b. Tai nạn lao động, bệnh nghề nghiệp
Nội dung này được quy định trong bộ luật lao động và được củ thể hoá trong
các điều 9, 10, 11, 12 chương III Nghị định 06/CP như sau:
• Trách nhiệm người sử dụng lao động đối với người bị tai nạn lao động:
Sơ cứu cấp cứu kịp thời; tai nạn lao động nặng, chết người phải giữ
nguyên hiện trường và báo ngay cho cơ quan Lao động, Y tế, Công đoàn
cấp tỉnh và công an gần nhất.
• Trách nhiệm của người sử dụng lao động đối với người mắc bệnh nghề
nghiệp là phải điều trị theo chuyên khoa, khám sức khoẻ định kỳ và lập
hồ sơ sức khoẻ riêng biệt.
• Trách nhiệm người sử dụng lao động bồi thường cho người bị tai nạn lao
động hoặc bệnh nghề nghiệp.
• Trách nhiệm người sử dụng lao động tổ chức điều tra các vụ tai nạn lao
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 6
động có sự tham gia của các đại diện BCH Công đoàn, lập biên bản theo
đúng quy định.
1.3. Kỹ thuật vệ sinh lao động (VSLĐ).
1.3.1. Đối tượng và nhiệm vụ và nội dung của VSLĐ
Vệ sinh lao động là môn khoa học dự phòng, nghiên cứu điều kiện thiên nhiên,
điều kiện sản xuất, sức khoẻ con người, ngưỡng sinh lý cho phép và những ảnh
hưởng của điều kiện lao động, quá trình lao động, gây nên tai nạn lao động và bệnh
nghề nghiệp. Trong đó vệ sinh lao động (VSLĐ) chủ yếu đi sâu nghiên cứu các tác
hại nghề nghiệp, từ đó mà có biện pháp phòng ngừa các tác nhân có hại một cách có
hiệu quả.
Nội dung của VSLĐ bao gồm :
- Nghiên cứu đặc điểm vệ sinh của các quá trình sản xuất.
- Nghiên cứu các biến đổI sinh lý, sinh hoá của cơ thể người.
- Nghiên cứu việc tổ chức lao động và nghỉ ngơi hợp lý.
- Nghiên cứu các biện pháp đề phòng tình trạng mệt mỏI trong lao động,
hạn chế ảnh hưởng của các yếu tố tác hạI nghề nghiệp trong sản xuất, đánh
giá hiệu quả các biện pháp đó.
- Qui định các chế độ bảo hộ lao động, các tiêu chuẩn vệ sinh, chế độ vệ sinh
xí nghiệp và cá nhân.
- Tổ chức khám tuyển và sắp xếp hợp lý công nhân vào làm việc ở các bộ
phận sản xuất khác nhau trong xí nghiệp.
- Quản lý, theo dõi tình hình sức khoẻ công nhân, tổ chức khám sức khoẻ
định kỳ, phát hiện sớm bệnh nghề nghiệp.Giám định khả năng lao động cho
công nhân bị tai nạn lao động, mắc bệnh nghề nghiệp và các bệnh mãn tính
khác.
- Đôn đốc, kiểm tra việc thực hiện các biện pháp vệ sinh an toàn lao động
trong sản xuất.
1.3.2. Các tác hại nghề nghiệp .
Các tác hại nghề nghiệp đối với người lao động có thể do các yếu tố vi khí hậu;
tiếng ồn và rung động; bụi; phóng xạ; điện từ trường; chiếu sáng gây ra.
Các tác hại nghề nghiệp có thể phân ra các loại sau:
- Tác hại liên quan đến quá trình sản xuất như các yếu tố vật lý, hoá học,sinh
vật xuất hiện trong quá trình sản xuất.
- Tác hại liên quan đến tổ chức lao động như chế độ làm việc, nghỉ ngơi không
hợp lý,cường độ làm việc quá cao, thời gian làm việc quá dài…
- Tác hại liên quan đến điều kiện vệ sinh an toàn như thiếu các thiết bị thông
gió, chống bụi, chống nóng, chống tiếng ồn, thiếu trang bị phòng hộ lao
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 7
động, không thực hiện đúng và triệt để các qui tắc vệ sinh và an toàn lao
động…
a. Vi khí hậu.
Vi khí hậu là trạng thái lý học của không khí trong khoảng không gian thu hẹp
gồm các yếu tố nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối của không khí, vận tốc chuyển
động không khí và bức xạ nhiệt. Điều kiện vi khí hậu trong sản xuất phụ thuộc vào
tính chất của quá trình công nghệ và khí hậu địa phương.
Về mặt vệ sinh, vi khí hậu có ảnh hưởng đến sức khoẻ, bệnh tật của công nhân.
Làm việc lâu trong điều kiện vi khí hậu lạnh và ẩm có thể mắc bệnh thấp khớp, viêm
đường hô hấp trên, viêm phổi và làm cho bệnh lao nặng thêm. Vi khí hậu lạnh và khô
làm cho rối loạn vận mạch thêm trầm trọng, gây khô niêm mạc, nứt nẻ da. Vi khí hậu
nóng ẩm làm giảm khả năng bay hơi mồ hôi, gây ra rối loạn thăng bằng nhiệt, làm
cho mệt mọi xuất hiện sớm, nó còn tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, gây các
bệnh ngoài da.
b. Tiếng ồn và rung động.
Tiếng ồn là những âm thanh gây khó chịu , quấy rối sự làm việc và nghỉ ngơi
của con người.
Rung động là dao động cơ học của vật thể đàn hồi sinh ra khi trọng tâm hoặc
trục đối xứng của chúng xê xích (dịch) trong không gian hoặc do sự thay đổi có tính
chu kỳ hình dạng mà chúng có ở trạng thái tĩnh.
Tiếng ồn tác động trước hết đến hệ thần kinh trung ương,sau đó đến hệ thống tim
mạch và nhiều cơ quan khác. Tác hại của tiếng ồn chủ yếu phụ thuộc vào mức ồn.
Tuy nhiên tần số lặp lại của tiếng ồn, đặc điểm của nó cũng ảnh hưởng lớn đến
người.Tiếng ồn liên tục gây tác dụng khó chịu ít hơn tiếng ồn gián đoạn. Tiếng ồn có
các thành phần tần số cao khó chịu hơn tiếng ồn có tần số thấp.Khó chịu nhất là tiếng
ồn thay đổi cả về tần số và cường độ. Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với cơ thể còn phụ
thuộc vào hướng của năng lượng âm thanh tới, thời gian tác dụng, vào độ nhạy riêng
của từng người cũng như vào lứa tuổi, giới tính và trạng thái cơ thể của ngưòi công
nhân.
c. Bụi
Bụi là tập hợp nhiều hạt có kích thước lớn nhỏ khác nhau tồn tại lâu trong không
khí dưới dạng bụi bay bay hay bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha như hơi, khói,
mù . Bụi phát sinh tự nhiên do gió bão, động đất, núi lửa nhưng quan trọng hơn là
trong sinh hoạt và sản xuất của con người như từ các quá trình gia công, chế biến, vận
chuyển các nguyên vật liệu rắn.
Bụi gây nhiều tác hại cho con người mà trước hết là các bệnh về đường hô hấp,
bệnh ngoài da, bệnh tiêu hoá…như các bệnh về phổi, bệnh viêm mũi, họng, phế quản,
bệnh mụn nhọt, lở loét…
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 8
d. Chiếu sáng.
Chiếu sáng hợp lý không những góp phần làm tăng năng suất lao động mà còn
hạn chế các tai nạn lao động, giảm các bệnh về mắt.
e. Phóng xạ.
Nguyên tố phóng xạ là những nguyên tố có hạt nhân nguyên tử phát ra các tia có
khả năng ion hoá vật chất, các tia đó gọi là tia phóng xạ. Hiện tại người ta đã biết
được khoảng 50 nguyên tố phóng xạ và 1000 đồng vị phóng xạ nhân tạo. Hạt nhân
nguyên tử của các nguyên tố phóng xạ có thể phát ra những tia phóng xạ như tia α,β,γ
tia Rơnghen, tia nơtơron…,những tia này mắt thường không nhìn thấy được, phát ra
do sự biến đổi bên trong hạt nhân nguyên tử .
Làm việc với các chất phóng xạ có thể bị nhiễm xạ. Nhiễm xạ cấp tính thường
xảy ra sau vài giờ hoặc vài ngày khi toàn than nhiễm xạ 1 liều lượng nhất định (trên
200Rem).Khi bị nhiễm xạ cấp tính thường có những triệu chứng như :
- Da bị bỏng, tấy đỏ ở chổ tia phóng xạ chiếu vào.
- Chức năng thần kinh trung ương bị rối loạn.
- Gầy, sút cân, chết dần chết mòn trong tình trạng suy nhược…
Trường hợp nhiễm xạ cấp tính thường ít gặp trong sản xuất và nghiên cứu mà
chủ yếu xảy ra trong các vụ nổ vũ khí hạt nhân và tai nạn ở các lò phản ứng nguyên
tử.
Nhiễm xạ mãn tính xảy ra khi liều lượng ít hơn (nhỏ hơn 200 Rem) nhưng trong
một thời gian dài và thường có các triệu chứng sau :
- Thần kinh bị suy nhược.
- Rối loạn các chức năng tạo máu.
- Có hiện tượng đục nhân mắt, ung thư da, ung thư xương.
- Cần lưu ý là các cơ quan cảm giác của người không thể phát hiện được các
tác động của phóng xạ lên cơ thể, chỉ khi nào có hậu quả mới biết được.
1.4 Các yếu tố nguy hiểm gây chấn thương và biện pháp phòng ngừa.
1.4.1 Các yếu tố nguy hiểm gây chấn thương sản xuất.
Các yếu tố nguy hiểm gây chấn thương sản xuất chủ yếu do cơ cấu, đặc
trưng quá trình công nghệ của các dây chuyền sản xuất gây ra như :
+ Có các cơ cấu chuyển động, khớp nối truyền động.
+ Chi tiết, vật liệu gia công văng bắn ra (cắt, màiđập, nghiền…)…
+ Điện giật.
+Yếu tố về nhiệt : Kim loại nóng chảy,vật liệu nung nóng,nước nóng ( luyện
kim,sản xuất vật liệu xây dựng…)….
+ Chất độc công nghiệp , các chất lỏng hoạt tính (a xít, kiềm..)
+ Bụi (sản xuất xi măng…)
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 9
+ Nguy hiểm về nổ, cháy, áp suất cao (sản xuất pháo hoa, vũ khí,lò hơi …)
+ Làm việc trên cao, vật rơi từ trên cao xuống (xây dựng).
1.4.2 Nguyên nhân gây chấn thương .
a) Nhóm các nguyên nhân kỹ thuật.
- Quá trình công nghệ chứa đựng các yếu tố nguy hiểm, có hại: có các bộ phận
chuyển động,bụi, tiếng ồn…
- Thiết kế, kết cấu không đảm bảo, không thích hợp với đặc điểm sinh lý của
người sử dụng; độ bền kém; thiếu các tín hiệu, cơ cấu báo hiệu, ngăn ngừa quá tải
như van an toàn, phanh hãm, chiếu sáng không thích hợp; ồn, rung vượt quá mức
cho phép , …
- Không thực cơ khí hoá, tự động hoá những khâu lao động nặng nhọc, nguy
hiểm .
- Không thực hiện hoặc thực hiện không đúng các qui tắc kỹ thuật an toàn như
các thiết bị áp lực không được kiểm nghiệm trước khi đưa vào sử dụnh, thiếu hoặc sử
dụng không đúng các phương tiện bảo vệ cá nhân….
b) Nhóm các nguyên nhân về quản lý, tổ chức.
- Tổ chức, sắp xếp chỗ làm việc không hợp lý, tư thế thao tác khó khăn.
- Tổ chức tuyển dụng, phân công, huấn luyện, giáo dục không đúng, không đạt
yêu cầu.
1.4.3 Các biện pháp và phương tiện kỹ thuật an toàn cơ bản.
a) Biện pháp an toàn đối với bản thân người lao động .
- Thực hiện thao tác, tư thế lao động phù hợp, đúng nguyên tắc an toàn,
tránh các tư thế cúi gập người, các tư thế có thể gây chấn thương cột sống,
thoát vị đĩa đệm…
- Bảo đảm không gian vận động, thao tác tối ưu, sự thích nghi giữa người và
máy…
- Đảm bảo các điều kiện lao động thị giác, thính giác, xúc giác….
- Đảm bảo tâm lý phù hợp, tránh quá tải, căng thẳng hay đơn điệu.
b) Thực hiện các biện pháp che chắn an toàn.
Mục đích của thiết bị che chắn an toàn là cách li các vùng nguy hiểm đối với
người lao động như các vùng có điện áp cao, có các chi tiết chuyển động, những nơi
người có thể rơi, ngă .
Yêu cầu đối với thiết bị che chắn là :
- Ngăn ngừa được các tác động xấu, nguy hiểm gây ra trong quá trình sản
xuất.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 10
- Không gây trở ngại, khó chịu cho người lao động.
- Không ảnh hưởng đến năng suất lao động, công suất thiết bị.
Phân loại các thiết bị che chắn :
- Che chắn các bộ phận, cơ cấu chuyển động.
- Che chắn các bộ phận dẫn điện.
- Che chắn các nguồn bức xạ có hại.
- Che chắn hào, hố, các vùng làm việc trên cao..
- Che chắn cố dịnh, che chắn tạm thời.
c) Sử dụng thiết bị và cơ cấu phòng ngừa.
Mục đích sử dụng thiết bị và cơ cấu phòng ngừa là để ngăn chặn các tác động
xấu do sự cố của quá trình sản xuất gây ra, ngăn chặn, hạn chế sự cố lan rộng.Sự cố
gây ra có thể do sự quá tải (về áp suất, nhiệt độ, điện áp…) hoặc do các hư hỏng
ngẫu nhiên của các chi tiết, phần tử của thiết bị.
Nhiệm vụ của thiết bị và cơ cấu phòng ngừa là phải tự động loại trừ nguy cơ
sự cố hoặc tai nạn khi đối tượng phòng ngừa vượt quá giới hạn qui định.
Thiết bị phòng ngừa chỉ làm việc tốt khi đã tính toán đúng ở khâu thiết kế, chế
tạo và nhất là khi sử dụng phải tuân thủ các qui định về kỹ thuật an toàn.
Phân loại thiết bị và cơ cấu phòng ngừa :
- Hệ thống có thể tự phục hồi lại khả năng làm việc khi đối tượng phòng
ngừa đã trở lại dướI giới hạn qui định như van an toàn kiểu tải trọng, rơ le
nhiệt…
- Hệ thống phục hồi lại khả năng làm việc bằng cách thay thế cái mới như
cầu chì, chốt cắm…
d) Sử dụng các tín hiệu, dấu hiệu an toàn.
Tín hiệu an toàn nhằm mục đích:
- Báo trước cho ngườI lao động những nguy hiểm có thể xảy ra.
- Hướng dẫn các thao tác cần thiết .
- Nhận biết qui định về kỹ thuật và an toàn qua các dấu hiệu qui ước về màu
sắc, hình vẽ (biển báo chỉ đường…).
Tín hiệu an toàn có thể dung :
- Ánh sáng, màu sắc.
- Âm thanh : còi chuông…
- Màu sơn, hình vẽ, chữ.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 11
- Đồng hồ, dụng cụ đo lường.
Yêu cầu đối với tín hiệu an toàn :
- Dễ nhận biết.
- Độ tin cậy cao, ít nhầm lẫn.
- Dễ thực hiện, phù hợp với tập quán, cơ sở khoa học kỹ thuật và yêu cầu
của tiêu chuẩn hoá.
e) Đảm bảo khoảng cách và kích thước an toàn.
Khoảng cách an toàn là là khoảng không gian tối thiểu giữa người lao động và
các phương tiện, thiết bị, hoặc khoảng cách nhỏ nhất giữa chúng với nhau để không
bị tác động xấu của các yếu tố sản xuất như khoảng cách giữa đường dây dẫn điện
đến người, khoảng cách an toàn khi nổ mìn, khoảng cách giữa các máy móc, khoảng
cách trong chặt cây, kéo gỗ, khoảng cách an toàn về phóng xạ…
Tuỳ thuộc vào quá trình công nghệ, đặc điểm của từng loại thiết bị mà qui
định các khoảng cách an toàn khác nhau..
f) Thực hiện cơ khí hoá, tự động hoá và điều khiển từ xa..
Đó là biện pháp nhằm giải phóng người lao động khỏi khu vực nguy hiểm ,
độc hại. Các trang thiết bị cơ khí hoá, tự động hoá và điều khiển từ xa thay thế con
người thực hiện các thao tác từ xa, trong điều kiện khó khăn, nguy hiểm , đồng thời
nâng cao được năng suất lao động.
g) Trang bị các phương tiện bảo vệ cá nhân.
Trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân là biện pháp bảo vệ bổ sung, hỗ trợ
nhưng có vai trò rất quan trọng khi các biện pháp bảo vệ khác vẫn không đảm bảo an
toàn cho người lao động, nhất là trong điều kiện thiết bị, công nghệ lạc hậu.
Các trang bị , phương tiện bảo vệ cá nhân có thể bao gồm :
- Trang bị bảo vệ mắt :các loại kính bảo vệ khác nhau.
- Trang bị bảo vệ cơ quan hô hấp :mặt nạ, khẩu trang, bình thở…
- Trang bị bảo vệ cơ quan thính giác nhằm ngăn ngừa tiếng ồn.như
nút bịt tai, bao úp tai..
- Trang bị bảo vệ đầu, chân tay : các loại mũ, giày, bao tay..
- Quần áo bảo hộ lao động : bảo vệ người lao động khỏi các tác động
về nhiệt, về hoá chất, về phóng xạ, áp suất…
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 12
Trang bị phương tiện cá nhân phải được sản xuất theo tiêu chuẩn chất lượng
nhà nước, việc cấp phát, sử dụng phải theo qui định của pháp luật. Người sử dụng lao
động phải tiến hành kiểm tra chất lượng phương tiện bảo vệ cá nhân trước khi cấp
phát và kiểm tra định kỳ theo tiêu chuẩn khi đưa vào sử dụng.
h) Thực hiện kiểm nghiệm dự phòng thiết bị.
Kiểm nghiệm độ bền, độ tin cậy của máy móc, thiết bị, công trình, các bộ phận
của chúng là biện pháp an toàn nhất thiết trước khi đưa chúng vào sử dụng.Mục đích
của kiểm nghiệm dự phòng là đánh giá chất lượng của thiết bị về các mặt tính năng ,
độ bền, độ tin cậy để quyết định có đưa thiết bị vào sử dụng hay không. Kiểm nghiệm
dự phòng được tiến hành định kỳ, hoặc sau những kỳ sữa chữa, bão dưỡng.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 13
Trang
CHƯƠNG 2
CÁC KHÁI NIỆM VỀ AN TOÀN ĐIỆN
2.1. TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ THỂ CON NGƯỜI
Người bị điện giật là do tiếp xúc với mạch điện có điện áp hay nói một cách
khác là do có dòng điện chạy qua cơ thể người. Dòng điện chạy qua cơ thể người sẽ
gây ra các tác dụng sau đây:
- Tác dụng nhiệt: làm cháy bỏng thân thể, thần kinh, tim não và các cơ quan
nội tạng khác gây ra các rối loạn nghiêm trọng về chức năng.
- Tác dụng điện phân: biểu hiện ở việc phân ly máu và các chất lỏng hữu cơ
dẫn đến phá huỷ thành phần hoá lý của máu và các tế bào.
- Tác dụng sinh lý: gây ra sự hưng phấn và kích thích các tổ chức sống dẫn đến
co rút các bắp thịt trong đó có tim và phổi. Kết quả có thể đưa đến phá hoại, thậm chí
làm ngừng hẳn hoạt động hô hấp và tuần hoàn.
Các nguyên nhân chủ yếu gây chết người bởi dòng điện thường là tim phổi
ngừng làm việc và sốc điện:
Tim ngừng đập là trường hợp nguy hiểm nhất và thường cứu sống nạn nhân
hơn là ngừng thở và sốc điện. Tác dụng dòng điện đến cơ tim có thể gây ra ngừng tim
hoặc rung tim. Rung tim là hiện tượng co rút nhanh và lộn xộn các sợi cơ tim làm cho
các mạch máu trong cơ thể bị ngừng hoạt động dẫn đến tim ngừng đập hoàn toàn.
Ngừng thở thường xảy ra nhiều hơn so với ngừng tim, người ta thấy bắt đầu
khó thở do sự co rút do có dòng điện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua cơ thể. Nếu
dòng điện tác dụng lâu thì sự co rút các cơ lồng ngực mạnh thêm dẫn đến ngạt thở,
dần dần nạn nhân mất ý thức, mất cảm giác rồi ngạt thở cuối cùng tim ngừng đập và
chết lâm sàng.
Sốc điện là phản ứng phản xạ thần kinh đặc biệt của cơ thể do sự hưng phấn
mạnh bởi tác dụng của dòng điện dẫn đến rối loạn nghiêm trọng tuần hoàn, hô hấp và
quá trình trao đổi chất. Tình trạng sốc điện kéo dài độ vài chục phút cho đến một
ngày đêm, nếu nạn nhân được cứu chữa kịp thời thì có thể bình phục.
Hiện nay còn nhiều ý kiến khác nhau trong việc xác định nguyên nhân đầu tiên
và quan trọng nhất dẫn đến chết người. ý kiến thứ nhất cho rằng đó là do tim ngừng
đập song loại ý kiến thứ hai lại cho rằng đó là do phổi ngừng thở vì theo họ trong
nhiều trường hợp tai nạn điện giật thì nạn nhân đã được cứu sống chỉ đơn thuần bằng
biện pháp hô hấp nhân tạo thôi. Loại ý kiến thứ ba cho rằng khi có dòng điện qua
người thì đầu tiên nó phá hoại hệ thống hô hấp sau đó nó làm ngừng trệ hoạt động
tuần hoàn.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 14
Trang
Do có nhiều quan điểm khác nhau như vậy nên hiện nay trong việc cứu chữa
nạn nhân bị điện giật người ta khuyên nên áp dụng tất cả các biện pháp để vừa phục
hồi hệ thống hô hấp (thực hiện hô hấp nhân tạo) vừa phục hồi hệ thống tuần hoàn
(xoa bóp tim )
2.2. ĐIỆN TRỞ CƠ THỂ NGƯỜI:
Thân thể người ta gồm có da thịt xương máu...tạo thành và có một tổng trở nào
đó đối với dòng điện chạy qua người. Lớp da có điện trở lớn nhất mà điện trở của da
là do điện trở của lớp sừng trên da quyết định. Điện trở của người là một đại lượng rất
không ổn định và không chỉ phụ thuộc vào trạng thái sức khoẻ của cơ thể người từng
lúc mà còn phụ thuộc vào môi trường xung quanh, điều kiện tổn thương...
Qua nghiên cứu rút ra một số kết luận cơ bản về giá trị điện trở cơ thể người
như sau:
Điện trở cơ thể người là một đại lượng không thuần nhất. Thí nghiệm cho
thấy dòng điện đi qua người và điện áp đặt vào có sự lệch pha. Sơ đồ thay của điện
trở người có thể biểu diển bằng hình vẽ sau:
C1 C2
Ing
R1 R2
Trong đó:
R1: điện trở tác dụng của da
R2: điện trở của tổng các bộ phận bên trong cơ thể người
C: điện dung của da và lớp thịt dưới da
Vì thành phần điện dung rất bé nên trong tính toán thường bỏ qua.
Điện trở của người luôn luôn thay đổi trong một phạm vi rất lớn từ vài chục
ngàn Ω đến 600Ω. Trong tính toán thường lấy Rng(1011Ω)
giá trị trung bình là 1000Ω. Khi da bị ẩm hoặc 14
khi tiếp xúc với nước hoặc do mồ hôi đều làm 12
cho điện trở người giảm xuống.
10
Điện trở của người phụ thuộc vào áp 8
lực và diện tích tiếp xúc. Áp lực và diện tích 6
kG/cm
tiếp xúc càng tăng thì điện trở người càng 1 2
giảm. Sự thay đổi này rất dễ nhìn thấy trong Hình 2.1: Sự phụ thuộc của điện trở
vùng áp lực nhỏ hơn 1kG/cm2 (hình 2.1). người vào áp lực tiếp xúc
Điện trở người giảm đi khi có dòng điện đi qua người, giảm tỉ lệ với thời
gian tác dụng của dòng điện. Điều này có thể giải thích vì da bị đốt nóng và có sự
thay đổi về điện phân
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 15
Trang
Điện trở người phụ thuộc điện áp đặt 1.103Ω
vào vì ngoài hiện tượng điện phân còn có hiện 0,015s
35
tượng chọc thủng. Khi điện áp đặt vào 250V lúc 0,015s
30
này lớp da ngoài cùng mất hết tác dụng nên điện
trở người giảm xuống rất thấp. 25
20
Hình 2.2: Sự phụ thuộc điện trở người 3s
15
vào điện áp ứng với các thời gian tiếp xúc khác 3s
nhau (0,015s và 3s). 10
Đường đi của dòng điện tay – tay 5
0
Đường đi của dòng điện tay - chân 0 100 200 300 400 500 600 V
2.3. ẢNH HƯỞNG CỦA TRỊ SỐ DÒNG ĐIỆN GIẬT ĐẾN TAI NẠN ĐIỆN
Dòng điện là nhân tố vật lý trực tiếp gây tổn thương khi bị điện giật. Cho tới
nay vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau về giá trị dòng điện có thể gây nguy hiểm chết
người.Trường hợp chung thì dòng điện 100mA xoay chiều gây nguy hiểm chết người.
Tuy vậy cũng có trường hợp dòng điện chỉ khoảng 5- 10mA đã làm chết người bởi vì
còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như điều kiện nơi xảy ra tai nạn, sức khoẻ
trạng thái thần kinh của từng nạn nhân, đường đi của dòng điện ..
Trong tính toán thường lấy trị số dòng điện an toàn là 10mA đối với dòng điện
xoay chiều và 50mA với dòng điện một chiều. Bảng 2.1 cho phép đánh giá tác dụng
của dòng điện đối với cơ thể người:
Bảng 2-1
Trị số dòng Tác dụng của dòng điện xoay chiều Tác dụng của dòng điện
điện (mA) một chiều
0.6-1.5 Bắt đầu thấy ngón tay tê Không có cảm giác gì
2-3 Ngón tay tê rất mạnh Không có cảm giác gì
3-7 Bắp thịt co lại và rung Đau như kim châm cảm thấy
nóng
Tay đã khó rời khỏi vật có điện nhưng vẫn rời
8 - 10 được. Nóng tăng lên
Ngón tay, khớp tay, lòng bàn tay cảm thấy đau
20 - 25 Tay không rời khỏi vật có điện, đau khó thở Nóng càng tăng lên thịt co
quắp lại nhưng chưa mạnh
50 - 80 Cơ quan hô hấp bị tê liệt. Tim bắt đầu đập Cảm giác nóng mạnh. Bắp
mạnh thịt ở tay co rút, khó thở.
90 - 100 Cơ quan hô hấp bị tê liệt. Kéo dài 3 giây hoặc Cơ quan hô hấp bị tê liệt
dài hơn tim bị tê liệt đến ngừng đập
Qua bảng 2-1 ta thấy dòng điện xoay chiều nguy hiểm hơn dòng một chiều vì:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 16
Trang
- Qua nghiên cứu người ta thấy rằng trị số dòng điện tác dụng lên người không
phải là trị số hiệu dụng mà là trị số biên độ của nó.
- Đối với dòng xoay chiều trên cơ thể người tồn tại nhiều vùng nhạy nguy
hiểm.
2.4. ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG ĐIỆN GIẬT ĐẾN TAI NẠN ĐIỆN GIẬT
Về đường đi của dòng điện qua người có thể có rất nhiều trường hợp khác
nhau, tuy vậy có những đường đi cơ bản thường gặp là: dòng qua tay - chân, tay - tay,
chân - chân. Một vấn đề còn tranh cải là đường đi nào là nguy hiểm nhất.
Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng đường đi nguy hiểm nhất phụ thuộc vào số
phần trăm dòng điện tổng qua tim và phổi. Theo quan điểm này thì dòng điện đi từ
tay phải qua chân, đầu qua chân, đầu qua tay là những đường đi nguy hiểm nhất vì:
Dòng đi từ tay qua tay có 3.3% dòng điện tổng qua tim
Dòng đi từ tay trái qua chân có 3.7% dòng điện tổng qua tim
Dòng đi từ tay phải qua chân có 6.7% dòng điện tổng qua tim
Dòng đi từ chân qua chân có 0.4% dòng điện tổng qua tim
Dòng đi từ đầu qua tay có 7% dòng điện tổng qua tim
Dòng đi từ đầu qua chân có 6.8% dòng điện tổng qua tim.
2.5. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN DÒNG ĐIỆN QUA NGƯỜI ĐẾN TAI
NẠN ĐIỆN GIẬT
Yếu tố thời gian tác động của dòng điện vào cơ thể người rất quan trọng và
biểu hiện dưới nhiều hình thái khác nhau. Đầu tiên chúng ta thấy thời gian tác dụng
của dòng điện ảnh hưởng đến điện trở của người. Thời gian tác dụng càng lâu, điện
trở của người càng bị giảm xuống vì lớp da bị nóng dần và lớp sừng trên da bị chọc
thủng càng nhiều. Thứ hai là thời gian tác dụng của dòng điên càng lâu thì xác suất
trùng hợp với thời điểm chạy qua tim với pha T (là pha dể thương tổn nhất của
chu trình tim) tăng lên. Hay nói một cách khác
R R
trong mỗi chu kỳ của tim kéo dài độ một giây có
T
0,4s tim nghỉ làm việc (giữa trạng thái co và giãn) P
ở thời điểm này tim rất nhạy cảm với dòng điện đi 0,2s
qua nó.
0,95-1s
Hình 2.3: Sự nguy hiểm khi thời điểm dòng
điện chạy qua tim trùng với pha T của chu trình tim. a.
100
a. Điện tâm đồ của người khoẻ
60
b. Đặc tính phụ thuộc giữa xác suất xảy ra
tai nạn và thời điểm dòng điện chạy qua 20 t(s)
tim b.
2.6. ẢNH HƯỞNG CỦA TẦN SỐ DÒNG ĐIỆN GIẬT ĐẾN TAI NẠN ĐIỆN
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 17
Trang
GIẬT:
Ta xét xem khi tần số thay đổi thì tai nạn xảy ra nặng hay nhẹ
Theo lý luận thông thường thì khi tần số f tăng lên thì tổng trở cơ thể người
giảm xuống vì điện kháng của da người do điện dung tạo ra: ... dẫn đến dòng điện
tăng càng nguy hiểm. Tuy nhiên qua thực tế và nghiên cứu người ta thấy rằng tần số
nguy hiểm nhất là từ (50 - 60)Hz. Nếu tần số lớn hơn tần số này thì mức độ nguy
hiểm giảm còn nếu tần số bé hơn thì mức độ nguy hiểm cũng giảm.
Có thể giải thích như sau: Lúc đặt dòng điện một chiều vào tế bào, các phần tử
trong tế bào bị phân thành những ion khác dấu và bị hút ra màng tế bào. Như vậy
phân tử bị phân cực hoá, các chức năng sinh vật hoá học của tế bào bị phá hoại đến
mức độ nhất định. Bây giờ nếu đặt nguồn điện xoay chiều vào thì ion cũng chạy theo
hai chiều khác nhau ra phía ngoài của màng tế bào. Nhưng khi dòng điện đổi chiều
thì chuyển động của ion cũng ngược lại. Với tần số nào đó của dòng điện, tốc độ của
ion đủ lớn để trong một chu kỳ chạy được hai lần bề rộng của tế bào thì trường hợp
này mức độ kích thích lớn nhất, chức năng sinh vật - hoá học của tế bào bị phá hoại
nhiều nhất. Nếu dòng điện có tần số cao thì khi dòng điện đổi chiều thì ion chưa kịp
đập vào màng tế bào.
Khi nghiên cứu tác hại của dòng điện một chiều đối với người thấy rằng ở
trường hợp một chiều điện trở của người lớn hơn xoay chiều. Điều này có thể giải
thích là ở một chiều có điện dung và sự phân cực tăng lên. Nghiên cứu thấy rằng khi
dòng điện một chiều lớn hơn 80mA mới ảnh hưởng đến tim và cơ quan hô hấp của
con người.
2.7. HIỆN TƯỢNG DÒNG ĐIỆN ĐI TRONG ĐẤT
Khi cách điện của thiết bị điện bị chọc thủng sẽ có dòng điện chạm đất, dòng
điện này đi vào đất trực tiếp hay qua một cấu trúc nào đó.
Về phương diện an toàn mà nói thì dòng điện chạm đất thay đổi cơ bản trạng
thái của mạng điện (điện áp giữa dây dẫn và đất thay đổi xuất hiện các thế hiệu khác
nhau giữa các điểm trên mặt đất gần chổ chạm đất). Dòng điện đi vào đất sẽ tạo nên ở
điểm chạm đất một vùng dòng điện rò trong đất và điện áp trong vùng này phân bố
theo một quy luật nhất định. Để đơn giản nghiên cứu hiện tượng này ta giải thích
dòng điện chạm đất đi vào đất qua một cực kim loại hình bán cầu. Đất thì thuần nhất
và có điện trở suất là ρ (tính bằng Ohm.cm). Như thế có thể xem như dòng điện đi từ
tâm hình bán kính cầu tỏa ra theo đường bán kính.
Trên cơ sở lý thuyết tượng tự ta có thể xem trường của dòng điện đi trong đất
giống dạng trường trong tĩnh điện, nghĩa là tập hợp của những đường sức và đường
đẳng thế của chúng giống nhau.
Đại lượng cơ bản trong điện trường của môi trường dẫn điện là mật độ dòng
điện J. Vectơ này hướng theo hướng của vecto cường độ điện trường.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 18
Trang
Phương trình để khảo sát điện trường trong đất là phương trình theo định luật
Ohm dưới dạng vi phân :
E= J. ρ
Trong đó : ρ là điện trở suất.
E là điện áp trên đơn vị chiều dài dọc theo đường đi của dòng điện .
Mật độ dòng điện tại điểm cách tâm bán cầu 1 khoảng X bằng :
Id
J=
2π .X 2
ở đây Iđ là dòng điện chạm đất.
Điện áp trên một đoạn vô cùng bé dX (Xem hình 2.4) dọc trên đường đi của
Id
dòng điện là : dU = E.dX = J.ρ .dX = ρ .dX
2π X 2
Điện áp tại một điểm A nào đấy cũng tức là hiệu số điện thế giữa điểm A và
điểm vô cùng xa ( thế của điểm vô cùng xa có thể xem như bằng 0) bằng :
∞
I d ρ ∞ dx Id ρ
U A = ∫ dU = ∫ 2 = 2π X A
XA
2π xA x
Nếu dịch chuyển điểm A đến gần mặt của vât nối đất ta có điện áp cao nhất
đối với đất Uđ :
U
I d .ρ Ud = Umax
Ud =
2π .X d
Trong đó Xđ là bán kính của Id
∆U≈ 68%Ud
vật nối đất hình bán cầu.
Ở đây ta xem bản thân vật
x dx
nối đất có bán kính Xđ như vật mà
các điểm của nó có điện áp như r0
x
nhau. Giả thiết này dựa trên cơ sở
vật nối đất có điện dẫn rất lớn (Ví
dụ : điện dẫn của thép gần như
bằng 109 lần điện dẫn của đất)
Ta có thể viết : Hình 2.4: Dòng chạm đất đi vào
UA Xd đất qua bản cực bán cầu
=
Ud XA
Xd
Hay : UA = Ud .
XA
Thay tích Uđ . Xđ= K (là một hằng số ứng với những điều kiện nhất định) ta có
K
phương trình hyperbol sau : UA =
XA
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 19
Trang
+ Như vậy, sự phân bố điện áp trong vùng dòng điện rò trong đất đối với điểm
vô cực ngoài vùng dòng điện rò có dạng hyperbol.
+ Tại điểm chạm đất trên mặt của vật nối đất ta có điện áp đối với đất là cực đại.
+ Không riêng gì vật nối đất có dạng hình bán cầu mà ngay đối với các dạng
khác của vật nối đất như hình ống, thanh, chữ nhật... cũng đều có sự phân bố điện áp
gần giống hình hyperbol.
Dùng cách đo trực tiếp điện áp 100%
từng điểm trên mặt đất quanh chỗ chạm
đất ta cũng vẽ được đường cong phân bố
điện áp đối với đất trong vùng dòng điện 1
rò trong đất có dạng hyperbol. 32 U = K.
x
+ Khi x = r0
Idρ 8
Ta được U r = = U d : gọi là
0
2π .r0 1 10 20
điện thế đất (điện thế tại bề mặt điện cực) Hình 2.5: Đường cong chỉ sự phân bố
điện áp của các điểm trên mặt đất lúc
ρ
Đặt R d = : gọi là điện trở có chạm đất.
2π .r0
nối đất của điện cực kim loại bán cầu. Rđ chỉ phụ thuộc vào điện trở suất ρ của đất
không phụ thuộc vào điện trở kim loại. Rđ còn gọi là điện trở tản.
Trong thực tế điện trở suất của kim loại rất nhỏ so với điện trở suất của đất vì
thế có thể xem điện cực là đẳng thế. Lúc này điện thế trên bề mặt kim loại là:
Umax = Uđ = Iđ. Rđ
+ Khi x > 20m thì có thể xem như ngoài vùng dòng điện rò hay còn được gọi
là những điểm có điện áp bằng không
+ Trong vùng gần 1m cách vật nối đất chiếm 68% điện áp rơi
Những nhận xét trên đây cũng đúng với các loại điện cực khác, chỉ có hàm
phân bố điện thế là khác (công thức khác)
2.8. ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC VÀ ĐIỆN ÁP BƯỚC
2.8.1. Điện áp tiếp xúc
Trong quá trình tiếp xúc với thiết bị điện, nếu có mạch điện khép kín qua
người thì điện áp giáng lên người lớn hay nhỏ là tuỳ thuộc vào điện trở khác mắc nối
tiếp với người.
Điện áp đặt vào người (tay-chân) khi người chạm phải vật có mang điện áp gọi
là điện áp tiếp xúc. Hay nói cách khác điện áp giữa tay người khi chạm vào vật có
mang điện áp và đất nơi người đứng gọi là điện áp tiếp xúc.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 20
Trang
Vì chúng ta nghiên cứu an toàn trong điều kiện chạm vào một pha là chủ yếu
cho nên có thể xem điện áp tiếp xúc là thế giữa hai điểm trên đường dòng điện đi mà
người có thể chạm phải.
Utx1
Uđ=Iđ .Rđ Utx2=Uđ
1 2
Rđ
Hình 2.6:
Trên hình 2.6 vẽ hai thiết bị điện ( động cơ, máy sản xuất...) có vẽ máy được nối
với vật nối đất có điện trở đất là Rđ. Giả sử cách điện của một pha của thiết bị 1 bị
chọc thủng và có dòng điên chạm đất đi từ vỏ thiết bị vào đất qua vật nối đất. Lúc
này, vật nối đất cũng như vỏ các thiết bị có nối đất đều mang điện áp đối với đất là :
Uđ = Iđ.Rđ
Trong đó , Iđ là dòng điện chạm đất.
Tay người chạm vào thiết bị nào cũng đều có điện áp là Uđ trong lúc đó điện
áp của chân người Uch lại phụ thuộc người đứng tức là phụ thuộc vào khoảng cách từ
chỗ đứng đến vật nối đất. Kết quả là người bị tác động của hiệu số điện áp đặt vào tay
và chân, đó là điện áp tiếp xúc :
Utx=Uđ –Uch
Như vậy, điện áp tiếp xúc phụ thuộc vào khoảng cách từ vỏ thiết bị được nối
đất.
Trường hợp chung có thể biểu diễn điện áp tiếp xúc theo biểu thức :
Utx= α. Uđ trong đó α là hệ số tiếp xúc (α ≤1)
Trong thực tế điện áp tiếp xúc thường bé hơn điện áp giáng trên vật nối đất.
2.8.2. Điện áp bước
Trên hình 1.7 vẽ sự phân bố thế của các điểm trên mặt đất lúc có pha chạm đất
Uđ=Iđ .Rđ
(do dây dẫn 1 pha rớt chạm đất hay cách điện một pha củaUthiết bị điện bị chọc
b
thủng...)
Ta biết điện áp đối với đất ở chổ trực tiếp chạm đất là : Ub= 0
+ Điện áp của các điểm trên mặt đất đối với đất ở cách xa chổ chạm đất từ
20m trở lên có thể xem bằng không.
+ Những vòng tròn đồng tâm (hay chính xác hơn là các mặt phẳng mà tâm
điểm là chỗ chạm đất chính là các vòng tròn cân) đẳng thế.
+ Khi người
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Hình 2.7: Phân bố thế của các điểm trên mặt đất
Giáo trình An Toàn Điện 21
Trang
đứng trên mặt đất gần
chổ chạm đất thì hai
chân người thường ở hai
vị trí khác nhau cho nên
người sẽ bị một điện áp
nào đó tác dụng lên đó
là điện áp bước. Điện áp
bước là điện áp giữa hai
chân
người đứng trong vùng
có dòng
chạm đất. Gọi Ub là
điện áp bước
ta có :
Ub =Uch1 - Uch2
Trong đó : Uch1, Uch2 là điện áp đặt vào hai chân người.
Hay nếu chân thứ nhất đứng ở vị trí cách điểm chạm đất là x còn chân thứ hai
ở vị trí (x+a) thì :
x+ a
I .ρ dx I d .ρ 1 1 I d .ρ .a
Ub=Uch1 –Uch2 =Ux+Ux+a = d ∫ = − =
2π x x2 2π x x + a 2π x ( x + a )
Trong đó: a là độ dài khoảng bước của chân người, thường lấy a = 0,8 m.
Từ công thức trên ta thấy càng xa chỗ chạm đất thì điện áp bước càng bé (khác
với điện áp tiếp xúc). Ở khoảng cách xa chỗ chạm đất 20m trở lên có thể xem điện áp
bước bằng không.
Ví Dụ : Nếu có sự chạm đất với dòng chạm đất Iđ =100A ở nơi có điện trở
suất của đất là ρ=104Ohm.cm thì điện áp bước đặt vào người khi người đứng cách
chỗ chạm đất 2,2m (220cm) là :
100.80.10 4
Ub = = 193V ở đây ta lấy a = 80cm.
2π .220.300
+ Điện áp bước có thể bằng 0 mặc dầu người đứng gần chỗ chạm đất, đó là
trường hợp khi hai chân người đều đặt trên cùng một vòng tròn đẳng thế.
+ Điện áp bước có thể đạt đến trị số lớn vì vậy mặc dù không tiêu chuẩn hoá
điện áp bước nhưng để bảo đảm an toàn tuyệt đối cho người, quy định là khi có xảy
ra chạm đất phải cấm người đến gần chổ bị chạm khoảng cách sau :
- Từ 4÷5 m đối với thiết bị trong nhà.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 22
Trang
- Từ 8÷10 m đối với thiết bị ngoài trời.
Người ta không tiêu chuẩn hoá điện áp bước nhưng không nên cho rằng điện
áp bước không nguy hiểm đến tính mạng con người. Dòng điện qua hai chân người
thường ít nguy hiểm nhưng với trị số lớn ( trên 100V) thì các bắp cơ của người có thể
bị co rút làm người ngã xuống và lúc đó sơ đồ nối điện sẽ thay đổi nguy hiểm hơn.
2.9. ĐIỆN ÁP CHO PHÉP:
Trị số dòng điện qua người là yếu tố quan trọng nhất gây ra tai nạn chết người
nhưng dự đoán trị số dòng điện qua người trong nhiều trường hợp không thể làm
được bởi vì ta biết rằng trị số đó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khó xác định được.
Vì vậy, xác định giới hạn an toàn cho người không đưa ra khái niệm “dòng điện an
toàn”, mà theo khái niệm “điện áp cho phép”. Dùng “điện áp cho phép” rất thuận lợi
vì với mỗi mạng điện thường có một điện áp tương đối ổn định đã biết. Cũng cần
nhấn mạnh rằng “điện áp cho phép” ở đây cũng có tính chất tương đối, đừng nghĩ
rằng “điện áp cho phép “ là an toàn tuyệt đối với người vì thực tế đã xảy ra nhiều tai
nạn điện nghiêm trọng ở các cấp điện áp rất thấp.
Tuỳ theo mỗi bước mà điện áp cho phép qui định khác nhau :
- Ba Lan, Thụy Sĩ, Tiệp Khắc điện áp cho phép là 50V
- Hà Lan, Thụy Điển điện áp cho phép là 24V
- Ở Pháp qui định là 24 V
- Ở Liên Xô tuỳ theo môi trường làm việc mà trị số điện áp cho phép có thể là
12V, 36V, 65 V.
2.10. PHÂN LOẠI XÍ NGHIỆP THEO QUAN ĐIỂM AN TOÀN ĐIỆN:
Môi trường xung quanh như bụi, độ ẩm , nhiệt độ, …ảnh hưởng rất lớn đến tại
nạn điện giật vì vậy theo quy định an toàn điện các xí nghiệp (hay nơi đặt thiết bị
điện) được chia ra :
a. Nơi (Xí nghiệp) nguy hiểm: Đó là nơi có một trong các yếu tố sau :
- Ẩm (độ ẩm tương đốI của không khí vượt quá 75% trong thờI gian dài.
- Có bụI dẫn điện (bụI dẫn điện bám vào dây dẫn , hay lọt vào trong thiết bị
điện)
- Có nền,sàn nhà dẫn điện (sàn bằng kim loại, đất, bê tong cốt thép hoặc
gạch)
- Có nhiệt độ cao (nhiệt độ vượt quá 35 OC trong thờI gian dài hơn 1 ngày
đêm.
- Những nơi mà người đồng thời tiếp xúc với 1 bên là các kết cấu kim loại
của nhà cữa, máy móc, thiết bị…đã được nối đất và 1 bên là vỏ kim loạI
của các thiết bị điện.
b.Những nơi (Xí nghiệp) đặc biệt nguy hiểm là nơi có 1 trong các yếu tố sau:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 23
Trang
- Rất ẩm: độ ẩm tương đối của không khí xấp xỉ 100% (Trần, tường, sàn nhà
và đồ vật trong nhà có đọng sương)
- Môi trường có hoạt tính hoá học: Thường xuyên hay trong thờI gian
dàichứa hơi, khí,chất lỏng có thể dẫn đến phá huỷ cách điện và các bộ phận
mang điện của thiết bị điện.
- Đồng thời có từ hai hay nhiều hơn các yếu tố của nơi nguy hiểm đã kể ở
trên, ví dụ như vừa ẩm vừa có sàn nhà dẫn điện .
c. Nơi it nguy hiểm: Là nơi không thuộc 2 loại trên.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 24
CHƯƠNG 3
PHÂN TÍCH AN TOÀN CÁC MẠNG ĐIỆN
3.1. KHÁI NIỆM:
Phân tích an toàn trong mạng điện là tính toán, xác định giá trị dòng điện qua
người trong các điều kiện khác nhau mà người có thể tiếp xúc với mạng điện trong
quá trình vận hành lưới điện và thiết bị điện. Quá trình phân tích an toàn mạng điện
cũng cần phải đánh giá được các yếu tố khác, cũng như các thông số của mạng điện
ảnh hưởng đến tai nạn điện giật.
Tai nạn điện giật có thể xảy ra khi ta tiếp xúc hai pha hoặc một pha nhưng ở
đây ta chỉ xét một pha. Tiếp xúc một pha có thể được xem là chạm đất không an toàn
và lúc này dòng điện qua người phụ thuộc vào chế độ trung tính của mạng điện.
Dòng điện qua người khi người tiếp xúc với vật nối đất có dòng chạm đất đi
qua phụ thuộc vào dòng điện chạm đất.
Dòng điện chạm đất là dòng điện đi qua chỗ chạm đất vào đất phụ thuộc vào
các thông số mạng điện và trung tính của lưới.
Trung tính máy biến áp và máy phát có thể được nối đất trực tiếp hoặc cách
điện đối với đất.
Nếu trung tính máy biến áp, máy phát không nối với các thiết bị nối đất hoặc
nối qua thiết bị để bù dòng điện dung trong mạng, qua máy biến điện áp ...hay qua
khí cụ có điện trở lớn, được gọi là trung tính cách điện đối với đất. Ngược lại, nếu
trung tính nối trực tiếp với thiết bị nối đất hoặc qua một điện trở bé (máy biến dòng)
được gọi là trung tính trực tiếp nối đất.
Theo “Quy trình thiết bị điện” người ta có thể chia ra:
1. Thiết bị có điện áp dưới 1000V (hạ áp)
2. Thiết bị có điện áp trên 1000V (cao áp)
a. Thiết bị có dòng chạm đất lớn (Iđ>500A, trong đó Iđ là dòng
chạm đất 1 pha), thường là nằm trong mạng có trung tính trực tiếp nối đất.
b. Thiết bị có dòng chạm đất bé (Iđ1000V lẫn thiết
bị có điện áp 1000V thì bảo vệ nối đất phải được áp
dụng trong mọi trường hợp, không phụ thuộc vào chế độ làm việc của trung tính và
loại nhà cửa.
Đối với các thiết bị có điện áp < 1000V thì việc có áp dụng bảo vệ nối đất
hay không là phụ thuộc vào chế độ làm việc của trung tính. Khi trung tính cách điện
đối với đất thì phải áp dụng bảo vệ nối đất còn nếu trung tính nối đất thì thay bảo vệ
nối đất bằng biện pháp bảo vệ nối dây trung tính.
Trong mạng có trung tính cách điện đối với đất điện áp < 1000V thì tùy theo
điện áp áp mà chia ra các trường hợp sau:
* Với mạng có trung tính cách điện và điện áp >150V (như các mạng điện
220, 380, 500...) đều phải được thực hiện nối đất trong tất cả các nhà sản xuất và các
thiết bị điện đặt ngoài trời không phụ thuộc vào điều kiện môi trường.
* Khi mạng điện có trung tính cách điện đối với đất từ 150V đến 65V (như
mạng 110V) thì cho phép chỉ cần thực hiện nối đất:
- Cho các nhà nguy hiểm đặc biệt, nhà có khả năng dể cháy nổ.
- Cho các thiết bị điện ngoài trời.
- Cho các bộ phận kim loại mà con người có thể tiếp xúc đến như: tay cầm,
cần điều khiển, thiết bị điện.
* Khi điện áp 1000C nước bị bốc hơi và ρ của nước tăng lên.
. Độ nén của đất:
Tức là đất có được nén chặt hay không, đất được nén chặt tức là mật độ lớn
nên ρ của đất giảm.
Điện trở suất của đất không phải là một trị số nhất định trong năm mà thay đổi
theo mùa do ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ của đất. Do đó làm cho ρ của hệ thống
nối đất cũng thay đổi. Vì vậy trong tính toán nối đất người ta phải dùng khái niệm
điện trở suất tính toán của đất, đó là trị số lớn nhất trong năm.
ρtt = Km.ρ
Trong đó:
ρ : Trị số điện trở suất đo trực tiếp được.
Km : Hệ số tăng cao hay hệ số mùa có thể tham khảo ở bảng 4.1 sau:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 41
Bảng 4-1
HÌNH THỨC NỐI ĐẤT K1 K2 K3
- Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,5m 6,5 5 4,5
- Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,8 m 3,0 2,0 1,6
- Cọc thép, ống thép, thép góc đóng sâu cách mặt đất 0,5-0,8m 2,0 1,5 1,4
(Chú thích: K1; K2; K3 là do khi đất ẩm, khi đất ẩm trung bình, khi đất khô)
4.6. CÁC QUY ĐỊNH VỀ ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT TIÊU CHUẨN:
Điện trở nối đất an toàn của hệ thống không được lớn hơn các trị số nối đất
tiêu chuẩn đã được quy định trong các quy phạm cụ thể:
. Đối với các thiết bị điện áp > 1000V có dòng chạm đất lớn (>500A) như các
thiết bị điện ở mạng điện có điện áp từ 110kV trở lên thì điện trở nối đất tiêu chuẩn:
Rđ ≤ 0,5Ω
Với các mạng có dòng chạm đất lớn này, khi có sự chạm đất (chạm vỏ) thì điện
áp trên vỏ thiết bị so với đất (đã thoả mãn điều kiện Rđ ≤ 0,5Ω) vẫn có thể đạt trị số
lớn (hàng trăm thậm chí hàng ngàn vôn) nhưng khi có cân bằng thì điện áp tiếp xúc
không vượt quá 250-300V. Rõ ràng điện áp này vẫn nguy hiểm cho người nhưng với
cấp điện áp này thì khi có sự chạm đất, chạm vỏ thì rơle bảo vệ sẽ tác động cắt nhanh
phần sự cố. Mặt khác, với cấp điện áp này không cho phép con người tiếp xúc trực tiếp
(khi không có thiết bị bảo vệ) với thiết bị khi chưa cắt điện nên xác suất người bị điện
giật rất bé.
Trong mạng điện có dòng chạm đất lớn, bắt buộc phải có nối đất nhân tạo trong
mọi trường hợp không phụ thuộc vào điện trở nối đất tự nhiên. Ngay cả khi điện trở
nối đất tự nhiên thoả mãn yêu cầu (Rđ ≤ 0,5Ω) vẫn phải thực hiện nối đất nhân tạo trị
số điện trở nhân tạo không được lớn hơn 1Ω (Rnt≤ 1Ω ).
. Đối với các thiết bị điện có điện áp >1000V có dòng chạm đất bé (1000V:
250V
Rd ≤ ( nhưng phải thoả mãn :Rđ ≤ 10Ω )
Id
* Khi hệ thống nối đất dùng cho cả thiết bị có điện áp
1000V) và 125V (khi điện áp 1000V có dòng chạm đất bé và các thiết bị có
điện áp < 1000V có trung tính cách điện nên sử dụng nối đất tự nhiên có sẵn. Nếu trị
số của điện trở nối đất tự nhiên nhỏ hơn trị số của điện trở nối đất tiêu chuẩn mà qui
phạm đã qui định thì cho phép không cần phải thực hiên nối đất nhân tạo.
Chú ý trong các trường hợp có nhiều thiết bị điện có điện áp khác nhau nên
thực hiện nối đất chung. Trị số điện trở nối đất chung cần phải thỏa mãn yêu cầu của
hệ thống nối đất nào đòi hỏi điện trở nối đất có giá trị nhỏ nhất.
Đối với đường dây tải điện trên không:
Với các đường dây tải điện trên không ta phân biệt các trường hợp sau:
* Khi điện áp của mạng điện U≥ 110KV. Trong trường hợp này thì nối đất ở
các cột điện chỉ để chống sét và qui phạm không yêu cầu nối đất bảo vệ các cột điện
ở các mạng có dòng chạm đất lớn này vì:
- Trong các mạng điện này (có U≥110KV) khi có sự chạm đất thì rơle bảo vệ
tác động cắt nhanh sự cố với thời gian từ 0.12-0,8 sec nên xác suất người bị điện giật
do điện áp tiếp xúc là rất bé.
- Vì dòng điện chạm đất trong mạng này rất lớn nên điện áp xuất hiện trên hệ
thống cột nối đất cũng rất lớn, do vậy việc thực hiện nối đất cho các cột điện rất phức
tạp và tốn kém
Ví dụ: Với dòng điện chạm đất từ 1,5-2KA và giả sử điện trở nối đất an toàn
của cột là 10 Ω thì điện áp trên hệ thống nối đất của cột sẽ có trị số là:
U = Iđ .Rđ = 15-20KV.
* Với các mạng điện có dòng chạm đất bé (mạng 3-35KV có trung tính cách điện).
Trong mạng này vì dòng chạm đất có trị số bé (thường từ 10-30A) nên điện áp
trên hệ thống nối đất cột sẽ có trị số bé do đó có thể bảo đảm an toàn cho người bằng
cách nối đất các cột điện (ví dụ: nếu điện trở nối đất của cột điện là 10 Ω. thì điện áp
xuất hiện trên hệ thống nối đất là khoảng 100-300V ).
Như vậy nối đất cột điện ở mạng có dòng chạm đất bé có thể vừa chống sét,
vừa bảo vệ an toàn và qui định như sau:
Phải thực hiện nối đất các cột của đường dây 35KV. Với các đường dây từ
3-22KV cho phép chỉ nối đất các cột trong vùng có dân cư và nối đất các cột các
thiết bị chống sét hay thiết bị thao tác đo lường.
Điện trở nối đất của các cột điện qui định ở bảng 4-2
* Trong các mạng điện, điện áp < 1000V có trung tính cách điện, các cột thép
và bê tông cốt thép phải có điện trở nối đất không quá 50 Ω..
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 43
Bảng 4-2. Điện trở nối đất của cột đường dây cao áp.
Điện trở suất của đất Ω .cm Trị số cực đại của điện trở nối đất
Dưới 104 10
Từ 104 - 5.104 15
Từ 5.104-10.104 20
Trên 10.104 30
4.7. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT:
4.7.1. Cách thực hiện nối đất:
Trước hết cần phải phân biệt nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo.
Nối đất tự nhiên là sử dụng các ống dẫn nước, các cọc sắt, các sàn sắt có sẵn
trong đất. Hay sử dụng các kết cấu nhà cửa, các công trình có nối đất, các vỏ cáp
trong đất ... làm điện cực nối đất.
Khi xây dựng vật nối đất cần phải sử dụng, tận dụng các vật nối đất tự nhiên
có sẵn. Điện trở nối đất của các vật nối đất tự nhiên được xác định bằng cách đo tại
chổ hay có thể lấy theo các sách tham khảo.
Nối đất nhân tạo thường được thực hiện bằng các cọc thép tròn, thép góc, thép
ống, thép dẹt ... dài 2 -5m chôn sâu xuống đất sao cho đầu trên cùng của chúng cách
mặt đất 0,5 - 0,8m.
Kinh nghiệm cũng như tính toán cho thấy rằng điện trở nối đất giảm xuống khi
tăng độ dài chôn sâu của vật nối đất (vì giảm ảnh hưởng của thời tiết) nhưng lúc
chiều dài các cọc vượt quá 5m thì điện trở nối đất giảm xuống không rõ rệt. Đường
kính hay bề dày của vật nối đất ảnh hưởng rất ít đến trị số điện trở của vật nối đất. Vì
vậy các ống thép đặt trong đất phải có bề dày không được nhỏ hơn 3,5mm, các thanh
thép dẹt không được nhỏ hơn 4mm và tiết diện nhỏ nhất không được bé hơn 48mm 2
để đảm bảo độ bền cơ học. Các cọc thép chôn thẳng đứng được nối với nhau bằng
thanh thép nằm ngang (thường bằng thép dẹt).
Dây nối đất (hay nối đất trung tính) phải có tiết diện thỏa mãn độ bền cơ khí và
ổn định nhiệt, chịu được dòng điện cho phép lâu dài.
Khi thực hiện bảo vệ nối đất thì tất cả các phần kim loại của các thiết bị điện,
của các kết cấu kim loại (vỏ thiết bị, khung, bệ của các thiết bị phân phối điện ... ) mà
có thể xuất hiện điện áp khi cách điện bị hư hỏng phải được nối một cách chắc chắn
với hệ thống nối đất. Các mối nối của hệ thống nối đất tốt nhất nên thực hiện bằng
cách hàn (có thể cho phép nối bằng bulông), mối thiết bị điện phải có một dây nối đất
riêng, không cho phép dùng một dây nối đất chung cho nhiều thiết bị.
Khi thực hiện nối đất mà có sử dụng nối đất tự nhiên nếu trị số điện trở nối đất
tự nhiên (Rtn) lớn hơn trị số điện trở nối đất tiêu chuẩn (R đ ) thì trị số điện trở nối đất
nhân tạo là:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 44
R d .R tn
R nt =
R tn − R d
Mặt khác điện trở nối đất nhân tạo là gồm hệ thống các điện cực (cọc) chôn
thẳng đứng có điện trở là RC và thanh nối ngang nối giữa các cọc có điện trở Rn
R c .R n
R nt =
Rc + R n
Trong thực tế người ta sử dụng nhiều loại vật nối đất có hình dáng và cách lắp
đặt khác nhau với những công thức nối đất tính điện trở khác nhau. Sau đây ta xét
một số trường hợp thường dùng nhất.
Vật nối đất là thép tròn, thép ống chôn sát mặt đất như hình 4-5 thì điện trở
nối đất của một cột là:
ρ 4l d
R1c = tt . ln l
2.l.π d
Trong đó: l>>d
ρtt = ρ (Ω.m) là điện trở suất tính toán của đất Hình 4.5
d: là đường kính ngoài của cọc nối đất, nếu dùng thép góc thì đường kính đẳng
trị là: d = 0,95.b (b: là chiều rộng của thép góc )
Vật nối đất cũng là thép tròn, thép ống nhưng được đóng sâu xuống sao cho
đầu trên cùng của chúng cách mặt đất 1 khoảng nào đó (Hình 4.6).
Lúc này điện trở nối đất của cọc là:
t
ρ tt 2l 1 4t + 1
R1C = ln + ⋅ ln
2π ⋅ l d 2 4t − 1 d
l
Trong đó:
t: khoảng cách từ mặt đất đến điểm giữa của cọc. Hình 4.6
Vật nối đất là thép dẹt, thép tròn chôn nằm ngang trong đất (hình 4.7) thì
ρ tt 2l 2
điện trở nối đất là: R tt = ⋅ ln t
2π ⋅ l b⋅ t
Trong đó :
l
b: là chiều rộng của thanh thép, nếu dùng thép tròn thì thay b=2d
Hình 4.7
d: là đường kính
Một điều cần chú ý khi xác định điện trở nối đất cần phải xét đến ảnh hưởng
của nhau giữa các điện cực khi tản dòng điện vào đất. Quá trình tản dòng điện trong
đất ở điện cực nào đó sẽ bị hạn chế bởi quá trình tản dòng điện cực từ các điện cực
lân cận, do đó làm tăng chỉ số điện trở nối đất ảnh hưởng này được tính bằng việc đưa
vào công thức xác định điện trở nối đất một hệ số gọi là hệ số sử dụng.
Vì vậy điện trở nối đất của n cọc (đóng thẳng đứng) có xét đến hệ số sử dụng:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 45
R 1c
Rc =
n⋅ µ c
Trong đó:
R1c : là trị số điện trở nối đất của một cọc.
µc : là hệ số sử dụng của các cọc.
Hệ số µc này phụ thuộc vào số cọc n và tỉ số a/l.
Trong đó:
a : là khoảng cách giữa các cọc chôn thẳng đứng
l: là chiều dài giữa các cọc.
Thông thường a/l =1,2,3
Tương tự điện trở nối đất của các thanh ngang khi có tính đến hệ số sử dụng:
,
Rn
Rn =
µn
Trong đó :
R’n : là điện trở nối đất của các thanh ngang khi chưa tính đến hệ số sử dụng
của các thanh ngang µn
µn cũng phụ thuộc vào n và a/l.
Hệ số µn cũng như µc thường cho trong các sổ tay. Rõ ràng µn hay µc luôn luôn
nhỏ hơn 1.
4.7.2. Các bước tính toán nối đất:
Mục đích tính toán nối đất là xác định hình thức nối đất thích hợp (nối đất tập
trung hay mạch vòng), xác định các thông số chủ yếu của hệ thống nối đất (như số
lượng, hình dáng cọc, các thanh) xuất phát từ trị số điện trở nối đất tiêu chuẩn và các
điều kiện cụ thể nơi cần lắp đặt.
Trong các điều kiện cho phép cần thực hiện nối đất theo nối đất mạch vòng.
Tuy vậy trong các mạng có dòng chạm đất bé nếu điều kiện lắp đặt mặt bằng bị hạn
chế thì có thể cho phép nối đất tập trung. Với các mạng có dòng chạm đất lớn bắt
buộc phải thực hiện nối đất mạch vòng. Ngoài ra phải thực hiện cân bằng thế (để
giảm điện áp tiếp xúc và điện áp bước)
trong các mạng điện có dòng chạm đất
l
lớn này người ta thường đặt thêm các a
thanh nối ngang ở ngay phía dưới các
thiết bị có độ sâu từ 0,5-0,7m dưới dạng
mặt lưới (hình 4.8)
Sau khi đã được các số liệu cần
thiết ban đầu (như mặt bằng, hình dạng,
kích thước vật nối đất, chế độ làm việc của điểm trung tính, điện trở nối đất tự nhiên,
Hình 4.8
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 46
điện trở suất của đất... )
Các bước tính toán hệ thống nối đất được tính như sau:
Xác định điện trở nối đất yêu cầu Rđ.
Xác định điện trở nối đất nhân tạo. Nếu có sử dụng điện trở nối đất tự nhiên
với trị số là Rtn thì điện trở nối đất nhân tạo cần thiết là:
R ⋅R
R nt = d tn
R tn − R d
Xác định điện trở suất tính toán của đất:
Ở đây cần chú ý là vì các cọc chôn thẳng đứng và các thanh nối ngang có độ
chôn sâu khác nhau nên chúng có điện trở suất tính khác nhau.
Cụ thể:
+ Với các cọc ρttc = Kmc.ρ
+ Với các thanh nối ngang: ρttn = Kmn.ρ
Trong đó:
- Kmc: là hệ số mùa của các cọc.
- Kmn: là hệ số mùa các thanh ngang.
Theo địa hình thực tế mà bố trí hệ thống nối đất mà từ đó xác định gần đúng
số lượng cọc ban đầu và chiều dài tổng của các thanh nối ngang (nbđ và ln). Ở đây cần
a
lưu ý là khoảng cách giữa các cọc không được bé hơn chiều dài các cọc ( ≥ 1 ).
l
Cũng theo điều kiện và yêu cầu thực tế mà chọn cách lắp đặt, kích thước, hình dạng
của vật nối đất... rồi từ đó xác định được điện trở nối đất của một cọc (R 1c) theo công
thức đã biết.
Xác định số lượng cọc cần dùng:
R 1c
n sb =
R nt ⋅ µ c
Trong đó:
µc: là hệ số sử dụng của các cọc phụ thuộc vào số lượng cọc ban đầu (nbđ) và tỉ
số a/l.
Rnt: là điện trở suất nhân tạo yêu cầu khi đã tính đến điện trở nối đất tự nhiên
(nếu có).
Nếu không có sử dụng nối đất tự nhiên thì Rnt bằng trị số nối đất tiêu chuẩn
yêu cầu: Rnt = Rđ .
Xác định điện trở nối đất của các thanh ngang nối đất giữa các cọc theo
công thức đã biết có tính đến hệ số sử dụng của các thanh ngang:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 47
ρ ttn 2 ⋅ ln2
R nt = ⋅
2π ⋅ µ n ⋅ l n b ⋅ t
Trong đó:
µn: là hệ số sử dụng của các thanh ngang phụ thuộc vào nbđ và a/l.
ln: tổng chiều dài của các thanh ngang nối giữa các cọc ở đây ta coi đó là một
thanh ngang duy nhất.
Xác định trị số điện trở nối đất yêu cầu của cọc khi có xét đến điện trở nối
đất của các thanh ngang:
R n ⋅ R nt
Rc = Chú ý có bất đẳng thức: R d ≤ R nt < R c
R n − R nt
Xác định chính xác số cọc cần dùng:
R1c
nc =
R c ⋅ µ c,
Trong đó: µc: hệ số sử dụng của các cọc khi đã biết số cọc sơ bộ nsb.
Lưu ý là số cọc dùng trong nối đất không được nhỏ hơn 2.
Phương pháp tính toán hệ thống nối đất ở trên là phương pháp tính toán dựa
theo điện trở nối đất tiêu chuẩn (Rđ) với giả thiết là đất thuần nhất có điện trở suất
không đổi là ρ nên có sai số nhất định vì trong thực tế điện trở suất của đất thay đổi
theo sự thay đổi độ sâu. Vì vậy ngoài phương pháp coi điện trở suất của đất là một số
không đổi còn có những phương pháp tính toán nối đất chính xác hơn, trong đó có
tính đến sự thay đổi điện trở suất của đất phụ thuộc vào độ sâu của đất.
Mặt khác, nhằm mục đích tiết kiệm và giảm bớt phức tạp tốn kém khi xây
dựng hệ thống nối đất cho các thiết bị có dòng chạm đất lớn. Hiện nay, trong một số
trường hợp người ta có thể tính toán hệ thống nối đất theo trị số điện áp tiếp xúc cho
phép mà không phải theo trị số điện trở nối đất tiêu chuẩn như đã trình bày ở trên.
Ví dụ tính toán hệ thống nối đất:
Hãy tính toán hệ thống nối đất của trạm biến áp 35/6KV. Lưới 35 và 6KV có
trung tính cách điện đối với đất. Phía 35KV có dòng chạm đất 1 pha là: I đ = 8A, phía
6KV là: Iđ = 25A tự dùng của trạm được cung cấp bằng máy biến áp 6/0,4KV có
trung tính nối đất trực tiếp ở phía hạ áp. Điện trở suất của đất đo được là 86Ω.m .
Thiết bị của trạm chiếm diện tích (18 x 8)m2. Biết không có sử dụng điện trở nối đất
tự nhiên và cho hệ số mùa của các cọc Kmc = 2, của các thanh ngang Kmn = 3.
Giải:
Ta tính theo các bước sau:
1.Xác định điện trở nối đất tiêu chuẩn theo yêu cầu của hệ thống nối đất:
Giả sử ở đây ta dùng hệ thống nối đất chung cho các thiết bị cao áp và thiết bị
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 48
hạ áp.
- Điện trở nối đất cần thiết của các thiết bị cao áp 35KV là:
250 250
R d1 ≤ = = 31,4Ω
Id 8
- Điện trở nối đất cần thiết phía 6KV là:
250 250
R d2 ≤ = = 10Ω
Id 25
- Khi dùng cho cả thiết bị cao áp và hạ áp :
250 125
R d3 ≤ = = 5Ω
Id 25
Điện trở nối đất của trung tính máy biến áp tự dùng 6/0,4KV qui định là ≤ 4Ω.
Như vậy điện trở nối đất chung cho toàn trạm lấy theo trị số bé nhất là 4 Ω.
Rđiện = 4 Ω
2. Xác định điện trở nối đất nhân tạo:
Ở đây vì không có sử dụng nối đất tự nhiên nên ta có điện trở nối đất nhân tạo
bằng trị số điện trở nối đất tiêu chuẩn0:
Rnt = Rđ = 4Ω
3.Xác định điện trở suất tính toán của đất:
Với các cọc : ρttc = Kmc.ρ = 2.86 = 172 Ω.m
Với các thanh ngang: ρttn = Kmn.ρ = 3.86 = 258 Ω.m
4. Dự định:
Hệ thống nối đất, trạm dùng
cho các cọc thép tròn đường kính 3
12mm, dài 5m đóng cách nhau 5m và
các thanh nối ngang nối các cọc đặt ở 1
độ sâu 0,7m.
Dự kiến mạch vòng nối đất là: 2
2.(20+10) = 60m
Như vậy chiều dài của thanh
Hình 4.9: Mặt bằng hệ thống nối đất
nối ngang là: 1. Diện tích đặt thiết bị (18x8m2)
Ln = 60m, tỉ số a/l = 1 và số 2. mạch vòng nối đất
lượng cọc ban đầu là: nbđ = 60/5 = 12. 3. Hàng rào
Điện trở nối đất của 1 cọc nối đất thẳng đứng theo cách lắp đặt trên là:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 49
ρ ttc 2 l 1 4t + l
R 1c = ln + ⋅ ln
2π ⋅ l d 2 4t − l
ρ ttc = 172 Ω ⋅ m
5
t = 0,7 + = 3,2 m
2
172 2⋅ 5 1 4 ⋅ 3,2 + 5
R 1c = ln −3
+ ln = 38,8 Ω
2 π ⋅ 5 12 ⋅ 10 2 4 ⋅ 3,2 − 5
5. Xác định số lượng cọc:
R 1c
n sb =
R nt ⋅ µ c
Trong đó: Rnt = Rđ = 4 Ω ; µc tra bảng theo nsb = 12 và a/l = 1.
38,8
n bd = = 17,1 cọc
4 ⋅ 0,57
6. Xác định điện trở nối đất của các thanh ngang:
ρ ttn ln2 ⋅ 2
Rn = ⋅ .
2π ⋅ µ n ⋅ l n b ⋅ t
Ta có: n = 60m; b = 40.10-3m; trung tính = 0,7m.
µn = 0,326 tra bảng theo n = 17 và a/l = 1.
258 2 ⋅ 60 2
Rn = ⋅ ln = 25,8Ω
2π ⋅ 60 ⋅ 0,326 40 ⋅ 10 − 3 ⋅ 0,7
7. Xác định điện trở nối đất yêu cầu của các cọc sau khi xét tới điện trở
nối đất của các thanh nối ngang:
Rn ⋅ Rt 26,8 ⋅ 4
Rc = = = 4,7Ω
R n − R t 26,8 − 4
Dễ dàng ta thấy: Rđ = Rtn = 4< Rc = 4,7 Ω
8. Xác định số lượng cọc cần thiết:
R1c
nc =
,
Rc ⋅ µ c
Ở đây µc = 0,52 tra bảng theo n = 17 và a/l = 1.
38,8
Vậy nc = = 15,8
4,7 ⋅ 0,52
Kết quả ta lấy n = 16 cọc.
Như vậy so với dự kiến ban đầu ta phải đóng thêm 4 cọc nữa.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 50
Trang
CHƯƠNG 5
BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG:
Trong mạng điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000V có trung tính trực tiếp
nối đất người ta không áp dụng hình thức bảo vệ nối đất mà thay nó bằng hình thức
bảo vệ nối dây trung tính. Trong bảo vệ nối dây trung tính người ta nối các phần kim
loại của thiết bị điện hoặc các kết cấu kim loại mà những bộ phận đó có thể xuất hiện
điện áp khi cách điện bị hư hỏng với dây trung tính.
5.2. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH:
5.2.1. Mục đích:
Bảo vệ nối dây trung tính nhằm bảo đảm an toàn cho người khi có sự chạm vỏ
của 1 pha nào đó bằng cách nhanh chóng cắt phần điện có sự chạm vỏ .
5.2.2. Ý nghĩa:
Bảo vệ nối dây trung tính dùng để thay thế cho bảo vệ nối đất trong các mạng
điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000 V có trung tính trực tiếp nối đất như ở mạng
điện 380/ 220 V, 220/ 127 V...
Ý nghĩa của việc thay thế này xuất phát từ thực tế là trong mạng điện 3 pha 4
dây trung tính trực tiếp nối đất mà vẫn áp dụng hình thức bảo vệ nối đất thì không thể
bảo đảm an toàn cho người. Điều này có thể giải thích bằng ví dụ sau:
* Giả sử ta có mạng điện 3 pha 4 dây trung tính trực tiếp nối đất, điện áp nhỏ
hơn 1000 V như hình 4-1 và giả thiết ta vẫn bảo vệ an toàn cho người là bảo vệ nối
đất tức là nối vỏ thiết bị với hệ thống nối đất có điện trở nối đất là Rđ.
Khi có sự chạm vỏ của 1 pha 3
do cách điện bị hư hỏng (pha ở 2
trong h 5-1) sẽ có dòng điện qua vỏ 1
0
thiết bị đi vào đất với trị số:
Uf
Iđ =
R0 + Rd
I
Trong đó : đ
- Uf là điện áp pha của mạng điện. R0 Rđ
- R0 ,Rđ là điện trở nối đất của trung
tính và của thiết bị cần bảo vệ.
Trị số dòng điện Iđ này lúc Hình 5.1: Thiết bị bị chạm vỏ trong mạng điện có
điện áp nhỏ hơn 1000 V không phải trung tính nối đất có điện áp dưới 1000V
lúc nào cũng đủ lớn để làm cho các thiết bị bảo vệ (như cầu chì, áp tô mát ...) tác
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 51
Trang
động 1 cách chắc chắn và nhanh để cắt phần bị chạm vỏ ra, vì vậy trên vỏ thiết bị sẽ
có một điện áp nguy hiểm tồn tại lâu dài là:
U đ = Iđ . Rđ
Ví dụ: Mạng 380/220 V có trung tính trực tiếp nối đất với R0 = R đ = 4Ω thì.
220
Iđ = = 27,5 A
4+ 4
Dòng điện 27,5 A chỉ có thể làm cho cầu chì có dòng định mức của dây chảy
có trị số khoảng 10A tác động.Thực tế dòng định mức của dây chảy có thể lớn hơn trị
số 10 A trên nhiều ( trị số đó phụ thuộc chủ yếu vào công suất và chế độ làm việc của
các thiết bị điện). Lúc này các thiết bị bảo sẽ không tác động, và trên vỏ thiết sẽ có
điện áp nguy hiểm là:
Uđ = Iđ.Rđ = 27,5 . 4 = 110 V
Điện áp này có thể tồn tại lâu dài. Ở đây Rđ = R0 nên:Uđ = Uf / 2.
Nếu Rđ > R0 thì Uđ sẽ lớn hơn.
* Để có thể giảm Uđ:
- Giảm Rđ so với R0 nhưng như vậy sẽ không kinh tế.
- Trong trường hợp trên nếu chúng ta bằng cách nào đó có thể tăng dòng chạm
vỏ Iđ đến một giá trị đủ lớn nào đó để các thiết bị bảo vệ có thể cắt nhanh chổ bị sự cố
chạm vỏ thì mới có thể bảo vệ an toàn được cho người. Biện pháp đơn giản nhất là
dùng dây dẫn để nối vỏ thiết bị với dây trung tính .
Như vậy ý nghĩa của bảo vệ nối dây trung tính là biến sự chạm vỏ của thiết bị
thành ngắn mạch một pha để các thiết bị bảo vệ cắt nhanh và chắc chắn phần bị chạm
vỏ bảo đảm an toàn cho người.
Cần lưu ý rằng bảo vệ nối dây trung tính chỉ tác động tốt khi có sự chạm vỏ
thiết bị còn khi có sự chạm đất thì bảo vệ nối dây trung tính sẽ không tác dụng bảo vệ
vì lúc đó dòng chạm đất bé nên có thể các thiết bị bảo vệ không tác động vì vậy sự cố
chạm đất này sẽ tồn tại lâu dài nguy hiểm (trong mạng trung tính trực tiếp nối đất
điện áp nhỏ hơn 1000 V cần phân biệt hai khái niệm chạm đất và chạm vỏ.
5.3. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH :
Nói chung, không phụ thuộc vào môi trường xung quanh trong các cơ sở sản
xuất với các mạng điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000 V có trung tính trực tiếp
nối đất phải luôn luôn thực hiện biện pháp bảo vệ nối dây trung tính. Tuy vậy cần lưu
ý một số điểm sau:
.Với các mạng điện 3 pha 4 dây trung tính trực tiếp nối đất, điện áp 220/127 V
cho phép chỉ thực hiện bảo vệ nối dây trung tính trong các trường hợp sau:
a. Xưởng đặc biệt nguy hiểm về mặt an toàn .
b. Các thiết bị đặt ngoài trời.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 52
Trang
c. Các bộ phận bằng kim loại của các thiết bị điện mà người thường tiếp xúc
như tay cầm, cần điều khiển...
. Với các phòng làm việc, nhà ở có nền cao ráo thì với điện áp 380/220 V và
220/127 V (trong mạng có trung tính nối đất) cho phép không cần bảo vệ nối dây
trung tính.
. Trên các đường dây 3 pha 4 dây điện áp 380/ 220 V có trung tính trực tiếp nối
đất các cột thép, xà thép phải được nối với dây trung tính.
5.4. NỐI ĐẤT LÀM VIỆC VÀ NỐI ĐÂT LẶP LẠI TRONG BẢO VỆ NỐI DÂY
TRUNG TÍNH:
Khi thực hiện bảo vệ nối dây trung tính, dây trung tính sẽ được nối đất ở đầu
nguồn (gọi là nối đất làm việc) và có thể được nối đất lặp lại trong từng đoạn của
mạng điện gọi là nối đất lặp lại dây trung tính.
Nhiệm vụ của nối đất làm việc là tạo ra các điều kiện làm việc bình thường
cho các thiết bị điện , ví dụ của nối đất làm việc là nối đất trung tính MBA, máy
phát, cuộn dập hồ quang.
Quy phạm quy định điện trở nối đất làm việc đầu nguồn của mạng điện có
trung tính trực tiếp nối đất không được quá 4 và 8 Ω tương ứng với mạng 380/220 V
và 220/127 V (chỉ với các nguồn công suất bé 100 KVA ở mạng 380/220 V thì cho
phép đến 10Ω).
Sở dĩ có sự quy định như trên là để hạn chế điện áp của dây trung tính đối với
đất lúc có sự xâm nhập điện áp cao sang phía điện áp thấp cũng như lúc xảy ra chạm
đất của 1 pha nào đó ở phía hạ áp.
Nhiệm vụ của nối đất lặp lại dây trung tính là giảm điện áp trên vỏ thiết bị so
với đất khi có sự chạm vỏ, nhất là trong trường hợp dây trung tính bị đứt. Ta hãy
phân tích nhiệm vụ đó khi so sánh với trường hợp khi không có nối đất lặp lại.
A. Trường hợp không có nối đất lặp lại :
1. Khi dây trung tính không bị đứt (hình 5.2a):
3
Khi chạm vỏ thì trên vỏ thiết bị có
2
điện áp: 1
U1 = I R . Z K < Uf 0
IN: Dòng ngắn mạch 1 pha (dòng
chạm vỏ).
ZK: Tổng trở ngắn mạch của dây
R Hình 5.2a
trung tính tính từ nguồn đến điểm ngắn 3
mạch. 2
1
2. Khi đứt dây trung tính mà lại có sự chạm vỏ sau chổ bị đứt (hình 5.2b): 0
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
1 2 3
R Hình 5.2b
Giáo trình An Toàn Điện 53
Trang
Điện áp trên vỏ thiết
bị trước chổ đứt:
U1 = 0
Điện áp trên vỏ thiết
bị sau chổ bị đứt:
U2 = U 3 = U f
B. Trường hợp có nối đất lặp lại dây trung tính:
1. Khi dây trung tính không bị đứt (hình 5.3a):
3
Khi có sự chạm vỏ thì trên thiết bị 2
sẽ có điện áp: 1
0
I N .Z K
U2 = Iđ . R 2 = .R 2
R0 + R
U2 < U1
U1 : Điện áp trên vỏ thiết bị khi
R0 Rl
không nối đất lặp lại
R0 : Điện trở nối đất trung tính.
R2 : Điện trở nối đất lặp lại. Hình 5.3a
2. Khi đứt dây trung tính mà có sự chạm vỏ sau chổ bị đứt (hình 5.3b):
3
Điện áp trên vỏ thiết bị 2
trước chổ bị đứt: 1
0
Uf
U4 = Iđ.R0 = R 0 < Uf
R0 + R2
1 2 3
Điện áp trên vỏ thiết bị
sau chổ bị đứt:
R0 Rl
Uf
U5 = Iđ.R2 = R 2 < Uf
R0 + R2
Hình 5.3b
U4 + U5 = Uf ; Uf - Điện áp pha.
Ta thấy khi có nối đất lặp lại dây trung tính thì sự phân bố điện áp trước và sau
chổ bị đứt được đều hơn ( nếu R0 = R2 thì điện áp sẽ bằng Uf / 2).
Qua phân tích so sánh trên, rõ ràng ta thấy nối đất lặp lại dây trung tính sẽ
giảm rất nhiều mức độ nguy hiểm cho người nhất là khi dây trung tính bị đứt.
Quy phạm quy định điện trở nối đất lặp lại dây trung tính trong mạng 380/220 V
không được vượt quá 10 Ω
Cũng cần lưu ý rằng nối đất lặp lại dây trung tính chỉ có tác dụng làm giảm
mức độ nguy hiểm cho người nhất là khi dây trung tính bị đứt mà có sự chạm vỏ phía
sau chổ bị đứt (vì lúc đó sự cố đó có thể tồn tại lâu dài) nó không thể đảm bảo an toàn
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 54
Trang
tuyệt đối cho người được vì vậy trong mọi trường hợp cần tránh xa dây đứt trung tính
vì bất cứ lý do nào.
Các quy định liên quan đến việc nối đất lặp lại dây trung tính :
. Không có nối đất lặp lại: Quy phạm cho phép không dùng nối đất lặp lại
cho các mạng điện dùng dây cáp. Với các mạng cáp này thường dùng một lõi riêng
(cáp 4 lõi) hay dùng ngay vỏ kim loại của cáp để làm dây trung tính vì vậy xác suất
đứt rất nhỏ.
. Nối đất lặp lại bố trí tập trung: Quy định dùng cho các mạng đường dây
trên không để đề phòng trường hợp dây trung tính bị đứt. Quy phạm quy định phải
nối đất lặp lại dây trung tính tại đầu cuối của đường dây trên không có chiều dài lớn
hơn 200m và cả tại điểm giữa của của đường dây có chiều dài khoảng 500 m.
. Nối đất lặp lại bố trí theo chu vi mạch vòng: Không phụ thuộc vào kết cấu
của mạng điện (đường dây trên không hay dây cáp) đối với các thiết bị cố định (trong
các phân xưởng, nhà máy sản xuất cố định...) phải dùng nối đất lặp lại dây trung tính
bố trí theo chu vi mạch vòng.
5.5. CÁCH THỰC HIỆN BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH:
Khi thực hiện bảo vệ nối dây trung tính thì tất cả các phần kim loại của các
thiết bị điện, của các kết cấu kim loại (như vỏ thiết bị, khung bệ của thiết bị phân phối
điện, vỏ kim loại của cáp...) mà có thể xuất hiện điện áp khi có sự cố chạm vỏ đều
phải được nối một cách chắc chắn với dây trung tính. Trên hình 4.4 cho ta một cách
thực hiện bảo vệ nối dây trung tính:
1 1 2
2 •
1 1
5
3 1
6
4
Hình 5-4: Ví dụ về nối dây trung tính các thiết bị
1 - Điểm nối vỏ thiết bị với dây trung tính.
2 - Thiết bị đóng cắt bảo vệ (cầu dao, áp tô mát...)
3 - Đèn chiếu sáng. 4 - Thiết bị 2 pha. 3
5 - Thiết bị 3 pha. 6 - Nối đất lặp lại dây trung 2
1
* Khi thực hiện tính. vệ nối dây trung tính cần lưu ý một số điểm sau:
bảo 0
. Để tránh làm hở mạch dây trung
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Hình 5-5: Sự nguy hiểm khi hở mạch
dây trung tính
Giáo trình An Toàn Điện 55
Trang
tính người ta quy định rằng dây trung tính
không được đặt cầu chì, cầu dao hoặc các
thiết bị đóng cắt khác (trừ trường hợp đặc
biệt khi cắt đồng thời các dây pha và dây
trung tính). Ví dụ như ở hình 5.5 nếu đặt
cầu dao K ở mạch dây trung tính, thì lúc hở
mạch (cầu dao K hở) mà người chạm vào
vỏ thiết bị có nối dây trung tính sẽ có dòng
điện nguy hiểm qua người ngay cả khi cách điện tốt.
. Quy định rằng dây nối trung tính bảo vệ phải dùng một dây riêng, dây này
không được đồng thời dùng làm dây dẫn điện, như hình 5.6:
.Trong mạng có trung tính trực tiếp nối đất, nếu vì một nguyên nhân nào đó
mà bị mất trung tính, người ta không cho phép dùng đất như một dây dẫn (hình 5.7).
1 3
0 2
1
Nối đúng Nối sai
Hình 5.6
Chỗ dễ bị đứt gây
nguy hiểm cho người
Hình 5.7
. Khi xây dựng đường dây
0
hạ áp phải chú ý bố trí dây trung 3
tính nằm dưới dây pha, vì nếu bố 2
trí trên dây pha có thể gây nguy 1
hiểm. Hình 5.8:
. Các dây nối bảo vệ (nối từ
dây trung tính đến vỏ thiết bị)
theo độ bền cơ học và chống ăn
mòn phải có kích thước tối thiểu Hình 5.8:
Bảng 5.1
2
Tiết diện tối thiểu (mm ) của dây nối bảo vệ bằng đồng và nhôm trong các thiết bị có điện
áp nhỏ hơn 1000 V.
Loại dây nối bảo vệ Đồng Nhôm
1. Dây trần khi đặt hở 4 6
2. Dây bọc cách điện 1,5 2,5
3. Lõi cáp hoặc dây dẫn nhiều sợi trong 1 1,5
cùng một vỏ chung
. Trong việc sử dụng vỏ kim loại của cáp vào mục đích bảo vệ nối đất và bảo
vệ nối dây trung tính cần chú ý:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 56
Trang
Qua tính toán người ta nhận thấy rằng vỏ nhôm của cáp có thể sử dụng làm
dây trung tính và dây nối bảo vệ vì nó có đủ độ dẫn điện cần thiết còn vỏ chì của cáp
thường có độ dẫn điện kém hơn nên không được sử dụng làm dây trung tính hoặc dây
nối bảo vệ. Ngược lại vỏ nhôm của cáp lại không được sử dụng như một điện cực nối
đất (khi nó đặt trong đất) vì bên ngoài vỏ nhôm của cáp thường có lớp phủ cách điện
bên ngoài (để bảo vệ nhôm chống sự ăn mòn) còn vỏ chì của cáp lại có thể sử dụng
được như một điện cực nối đất khi có cáp đặt trong đất không nhỏ hơn 2.
5.6. TÍNH TOÁN BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH:
Trong bảo vệ nối dây trung tính, để các thiết bị bảo vệ (như cầu chì, áp tô
mát..) có thể cắt nhanh và chắc chắn phần bị chạm vỏ nguy hiểm cho người thì trị số
dòng ngắn mạch (dòng chạm vỏ) phải đủ lớn, cũng như dòng điện định mức của các
thiết bị bảo vệ phải chọn thích hợp. Nếu do dòng chạm vỏ bé hay dòng định mức của
các thiết bị bảo vệ chọn không đúng (quá lớn) thì các thiết bị bảo vệ có thể không tác
động hoặc tác động chậm gây nguy hiểm cho người vì lúc đó trên vỏ thiết bị sẽ có
điện áp :
U = IN.ZK
IN : Dòng điện chạm vỏ (ngắn mạch) .
ZK: Tổng trở của dây trung tính từ nguồn đến điểm ngắn mạch.
Muốn tăng dòng điện chạm vỏ IN lên đến một giá trị đủ lớn để các thiết bị bảo
vệ cắt nhanh và chắc chắn thì phải tìm cách giảm hợp lý tổng trở của mạch ngắn
mạch pha- trung tính. Tổng trở của mạch pha trung tính này bao gồm tổng trở của dây
pha, dây trung tính, và cả tổng trở của máy biến áp nguồn. Trong đó, tổng trở của
máy biến áp đối với dòng ngắn mạch 1 pha này là gồm cả tổng trở mạch từ của nó
chứ không phải chỉ là tổng trở của cuộn dây.
Tổng trở của máy biến áp đối với dòng ngắn mạch 1 pha có ảnh hưởng lớn đến
trị số của dòng ngắn mạch, mà tổng trở của máy biến áp lại phụ thuộc vào tổ nối dây
của máy biến áp. Nhận thấy rằng tổng trở của máy biến áp 3 pha đối với dòng ngắn
mạch 1 pha sẽ lớn nhất khi các cuộn dây của nó nối Y/∆, còn sẽ nhỏ hơn nhiều khi
nối ∆/Y vì vậy muốn tăng dòng IN thì nên dùng sơ đồ ∆/Y0.
Ví dụ máy biến áp Liên Xô có công suất định mức 400 KVA nên nối Y/Y 0 thì
tổng trở đối với dòng ngắn mạch một pha là: ZB = 0,065 Ω, còn cũng với máy biến áp
đó nếu nối ∆/Y thì ZB chỉ bằng 0,022 Ω
Ngoài ra cũng có thể tăng dòng ngắn mạch bằng cách tăng hợp lý độ dẫn điện
của dây trung tính (tức là giảm điện trở của dây trung tính) vì vậy người ta quy định
rằng : trong bảo vệ nối dây trung tính thì độ dẫn điện của dây trung tính không được
nhỏ hơn 50% độ dẫn điện của dây pha.
Xác định dòng điện ngắn mạch 1 pha: Trong mạng điện 3 pha 4 dây có trung
tính trực tiếp nối đất có điện áp nhỏ hơn 1000 V thì dòng điện ngắn mạch 1 pha có
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 57
Trang
thể xác định gần đúng như sau:
Uf
IN =
ZB
Zd +
3
Trong đó: Uf : Là điện áp pha ( V ).
ZB : Là tổng trở của máy biến áp đối với dòng ngắn mạch 1 pha.
Zd : Là tổng trở của mạch pha trung tính. Đối với các máy biến áp có
công suất lớn hơn 630 KVA có thể lấy ZB = 0.
Tổng trở Zd của mạng có thể xác định như sau:
Zd = R 2d + X 2d
Rd: Điện trở tác dụng của mạch pha - trung tính (gồm dây pha và dây trung tính).
Rd = Rf + Rtt
Rf : Điện trở dây pha.
Rtt: Điện trở dây trung tính.
Xd: Cảm kháng của mạch pha - trung tính.
Trong nhiều sổ tay về điện người ta thường cho chung một trị số Z d ứng với
từng loại mạng cụ thể.
Để các thiết bị bảo vệ cắt nhanh và chắc chắn khi có sự chạm vỏ bảo đảm an
toàn cho người thì dòng ngắn mạch 1 pha phải thỏa mãn bất đẳng thức sau:
IN ≥ KBV . Iđm
KBV: Hệ số bảo vệ, là tỉ số yêu cầu giữa dòng ngắn mạch so với dòng định
mức của thiết bị bảo vệ .
Iđm: Dòng định mức của thiết bị bảo vệ ( cầu chì, áp tô mát ) cụ thể đó là :
a. Dòng điện định mức của dây chảy cầu chì nếu bảo vệ bằng cầu chì.
b. Dòng điện định mức của bộ phận cắt của bảo vệ bằng áp tô mát có bộ phận
cắt hổn hợp (quá tải và ngắn mạch) hay áp tô mát chỉ có bộ phận cắt quá tải (cắt
nhiệt).
c. Dòng điện tác động tức thời của áp tô mát chỉ có bộ phận cắt điện từ (cắt
ngắn mạch).
Quy định:
- KBV ≥ 3 nếu bảo vệ bằng cầu chì hoặc áp tô mát có bộ phận cắt quá tải.
- KBV = 1,4 nếu bảo vệ bằng áp tô mát có bộ phận cắt điện từ khi dòng điện
định mức của áptômát ≤ 100A và KBV =1.25 khi dòng định mức của áp tô mát >100A.
Trong các xưởng có nguy cơ cháy nổ thì :
- KBV ≥ 4 nếu bảo vệ bằng cầu chì .
- KBV ≥ 6 nếu bảo vệ bằng áp tô mát có bộ phận cắt quá tải.
Các trường hợp còn lại không thay đổi.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 58
Trang
Ví dụ: Một đường dây cáp nhôm 4 ruột đặt trong ống thép nhận điện từ tủ phân
phối điện áp 380/220 V, với máy biến áp công suất 1000 KVA có trung tính trực tiếp
nối đất. Hãy kiểm tra lại sự làm việc của các thiết bị bảo vệ khi có ngắn mạch một
pha (có chạm vỏ) tại điểm xa nhất của mạng điểm C nếu:
1. Mạng được bảo vệ bằng cầu chì với dòng điện định mức của dây chảy bằng
100 A : Iđo = 100 A.
2. Mạng điện được bảo vệ bằng áp tô mát có bộ phận cắt hổn hợp với dòng
định mức của bộ phận cắt bằng 80 A.
3. Mạng được bảo vệ bằng áp tô mát chỉ có bộ phận cắt điện từ ( ngắn mạch )
với dòng điện tác động tức thời bằng 200 A.
Cho biết các loại áp tô mát trên đều có dòng định mức lớn hơn 100 A.
Sơ đồ mạng:
A 3 x 95 + 1 x 35 B 3 x 70 + 1 x 35 C
0,08 Km 0,38 Km
GIẢI:
Ta có điều kiện để kiểm tra là :
IN ≥ KBV.Iđm
Trước hết ta xác định dòng ngắn mạch IN khi có ngắn mạch tại điểm xa nhất,
điểm C là:
Với cáp : 3 x 95 + 1 x 35 có Zđo1 = 1,45 Ω/Km.
Với cáp : 3 x 70 + 1 x 35 có Zđo2 = 1,59 Ω/Km.
Vì ở đây công suất định mức của máy biến áp Sđm = 1000 KVA nên một cách
gần đúng ta có thể lấy ZB = 0.
Tổng trở của mạch pha - trung tính tính từ nguồn ( máy biến áp) đến điểm xa
nhất C là:
Zd = 1,45 . 0,08 + 1,59 . 0,38 = 0,72 Ω
Uf 229
Vậy: IN = = = 306 A.
Z d + Z B / 3 0,72
Bây giờ ta tiến hành kiểm tra sự làm việc của các thiết bị bảo vệ trong 3 trường
hợp đã cho.
* Trường hợp 1:
Khi dùng cầu chì bảo vệ ta có : KBV = 3; Iđm = Iđo = 100 A.
Iđm . KBV = 3.100 = 300 A < IN = 306 A.
Vậy nếu dùng cầu chì để bảo vệ với Iđo = 100 A thì bảo đảm cắt chắc chắn khi có
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 59
Trang
sự ngắn mạch (chạm vỏ) bảo vệ an toàn cho người .
* Trường hợp 2:
Khi dùng áp tô mát có bộ phận cắt hỗn hợp ( có bộ phận cắt nhiệt ) ta có :
KBV = 3 , Iđm = I0 = 80 A.
Vậy: KBV . Iđm = 3 . 80 = 240 A < IN = 306 A .
Do đó bảo vệ cũng sẽ tác động tốt.
* Trường hợp 3:
Khi dùng áp tô mát chỉ có bộ phận cắt điện từ, ta có:
Iđm = 200 A , KBV = 1,25
Vậy : Iđm .KBV = 200 . 1,25 = 250 A < IN = 306 A.
Do đó bảo vệ cũng sẽ tác động tốt.
Tóm lại: Dùng 1 trong 3 phương án trên để bảo vệ sẽ bảo đảm tác động tốt khi
xảy ra ngắn mạch (chạm vỏ) một pha, vì vậy bảo vệ an toàn cho người
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 60
Trang
CHƯƠNG 6
BẢO VỆ CHỐNG SỰ XÂM NHẬP ĐIỆN ÁP CAO
SANG ĐIỆN ÁP THẤP
6.1. Sự nguy hiểm khi có sự xâm nhập từ điện áp cao sang điện áp thấp
Khi cách điện của máy biến áp bị hư hỏng thì không những có thể xảy ra hiện
tượng chạm vỏ mà còn có thể có sự xâm nhập từ điện áp phía cao (sơ cấp) sang phía
thấp (thứ cấp). Lúc này phía thứ cấp có điện áp cao rất nguy hiểm không những cho
người mà còn cho các thiết bị. Ta lần lượt xét các trường hợp sau:
6.1.1. Mạng điện phía sơ cấp và thứ cấp đều có trung tính cách điện:
a Uasc Ua
b
c Uo U Ub
c
Ubsc
Uasc
Ucsc
Cc Cb Ca Yc
UA
UC
UB
UO
Ucsc Ubsc
TB2
a. R
đ
Hình 6.1: Xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp
a. Sơ đồ nguyên lý b. đồ thị vec tơ
b.
Giả sử máy biến áp có cấp biến đổi điện áp là 6000/380V và phía sơ và thứ
cấp đều trung tính cách điện đối với đất. Cũng giả thiết rằng điện trở cách điện và
điện dung của các pha trong mạng điện là như nhau thì:
6000
UA = UB = UC = = 3460V
3
Khi có sự xâm nhập điện áp cao từ phía sơ cấp sang phía thứ cấp thì trung tính
phía điện áp 380 sẽ nối điện với phía điện áp cao do đó nó cũng có điện áp bằng
3460V. Nếu tổ nối dây của máy biến áp là Y/Y0 thi trung tính hạ áp sẽ có điện áp
trùng với điện áp pha A của phía cao áp
Do vậy từ đồ thị vectơ ta có:
Điện áp pha a phía sơ cấp so với đất:
Uasc = 3460 + 220 = 3680 V
Điện áp pha b,c so với đất:
2
Ubsc = Ucsc = 3460 + a .220 = 3460 + a.220 = 3350V
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 61
Trang
Như vậy khi có sự xâm nhập điện áp từ phía cao sang phía thấp thì điện áp các
pha ở phía thứ cấp sẽ tăng lên rất cao. Vì cách điện của thiết bị điện và lưới điện phía
hạ áp không được tính toán với giá trị điện áp cao (khi có sự xâm nhập điện áp) nên
sự xâm nhập điện áp này rất nguy hiểm vì nó sẽ phá hỏng cách điện của các thiết bị
điện hạ áp, kết quả là sẽ xuất hiện dòng chạm đất từ mạng hạ áp qua điện trở nốI đất
của các thiết bị hạ áp (thường có trị số không quá 4Ω ) về nguồn cao áp, đây chính là
dòng chạm đất trong mạng có trung tính cách điện có trị số không lớn (5÷30A). Lúc
này điện áp trên vỏ thiết bị hạ áp sẽ là U=Iđ.Rđ vẫn có thể gây nguy hiểm cho người.
(ví dụ nếu Iđ= 20A, Rđ=10 thì U=20.10=200V- nguy hiểm).
Tóm lạI khi có sự xâm nhập điện áp cao từ mạng sơ cấp (có trung tính cách
điện) sang mạng thứ cấp (hạ áp- cũng có trung tính cách điện) thì sẽ nguy hiểm
không những cho người mà cả cho các thiết bị điện hạ áp.
6.1.2. Mạng điện sơ cấp có trung tính cách điện còn phia hạ áp có trung tính
trực tiếp nối đất:
Lúc này nếu có sự xâm
a Uasc Ua
nhập điện áp cao sang điện áp b
thấp thì sẽ có sự chạm đất c
Uc
0 Ub
một pha của mạng cao áp và Uo
dòng điện này (dòng điện TBD Ucsc Ubsc
dung) có thể xác định theo
công thức: R0
U.(35.l c + l d )
Id = (A) Hình 6.2
350
Trong đó: U: điện áp dây của mạng cao áp.
lc, ld: chiều dài của các mạng điện cáp và mạng đường dây trên không
có sự liên hệ về điện với nhau (km).
Từ đồ thị vectơ ta có điện áp các dây pha so với đất sẽ bằng:
Pha a: Uasc = Id.Ro + 220 = U0 + 220
R0: điện trở nối đất của trung tính nguồn.
Giả sử R0 = 4Ω và Id = 30A:
Pha a: Uasc = 4.30 + 220 =340V
2
Pha b,c: Ubsc = Ucsc = 120 + a.220 = 120 + a .220 = 190V
Trong trường hợp này điện áp lớn nhất trên dây trung tính (cũng chính là điện
áp trên vỏ các thiết bị điện hạ áp) cũng có thể có giá trị tương đối cao và bằng :
Uo = Id.Ro
Với trị số dòng chạm đất trong mạng này (cao áp có trung tính cách điện) thường
không lớn (khoảng 5-30A) thì nếu Ro lớn thì Uo có thể sẽ nguy hiểm cho người. Trị
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 62
Trang
số điện áp này phụ thuộc vào điện trở nối đất của trung tính R0, nếu R0 lớn thì điện áp
sẽ lớn và ngược lại. Tuy nhiên với các thiết bị hạ áp, khi có xâm nhập điện áp cao
sang thấp thì điện áp của các pha so với vỏ thiết bị (đã được nối với dây trung tính)
vẫn không thay đổi và bằng điện áp pha nên không nguy hiểm cho thiết bị hạ áp.
6.2. Các biện pháp bảo vệ chống xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp:
6.2.1. Mạng điện có trung tính cách điện phía sơ cấp (cao áp) và có trung tính
trực tiếp nối đất phía hạ áp:
Các biện pháp bảo vệ chính là:
- Chế tạo, sử dụng các MBA có chất lượng tốt, lúc cần thiết có thể phải sử
dụng loại MBA có thêm màn che giữa cuộn sơ và thứ cấp.
- Chọn giá trị nối đất cuộn hạ áp của MBA R 0 thích hợp.Qua phân tích trên ta
thấy trong trường hợp này khi có sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp ta có thể
giảm điện áp của các pha phía hạ áp so với đất bằng cách chọn giá trị điện trở nối đất
trung tính R0 một cách thích hợp.
Quy phạm quy trình chọn R0 ≤ 4 Ω (vớI mạng 380/220 V) là thoã mãn
- Thực hiện nối đất lặp lại dây trung tính nhiều lần.
R0 .Rl
Vì lúc này : U = I d .Rtd = I d . < I d .R0
R0 + Rl
Trong đó: - Rtđ: điện trở tương đương của các điện trở nối đất lặp lại .
6.2.2. Mạng điện có trung tính cách điện phía sơ cấp (cao áp) và có trung
tính cách điện phía hạ áp:
Trong trường hợp này, ngoài các biện pháp bảo vệ như ở mạng có trung tính
cách điện ở phía cao áp (mục 5.2.1 ở trên), thì cần phải tính toán, chỉnh định bảo vệ
rơ le để có thể cắt nhanh lưới cao áp (phía sơ cấp MBA) khi có xâm nhập điện áp cao
sang thấp.
6.2.3. Bảo vệ chống sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp khi điện áp
cuộn sơ cấp bé hơn 1000V.
220/24V 220/24V
a. b.
Hình 6.3. Cách nối máy biến áp có điện áp phía sơ cấp nhỏ hơn 1000V
a. Mạng điện có trung tính cách điện Trong
b. Mạng điện có trung tính nối đất
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 63
Trang
các trường hợp khi điện áp cuộn sơ cấp bé hơn 1000V, để chống sự xâm nhập điện áp
từ phía cuộn sơ cấp sang phía thứ cấp người ta phải nối đầu dây của cuộn thứ cấp với
đất (trong mạng có trung tính cách điện) hoặc với dây trung tính (trong mạng có trung
tính nối đất).
Ngoài các biện pháp nối đất và nối dây trung tính như đã xét còn có thêm biện
pháp nối đất phụ hoặc nối đất trung tính phụ tức là đặt thêm một cuộn chắn giữa cuộn
sơ và cuộn thứ cấp của máy biến áp và cuộn phụ này lại được nối đất hoặc nối dây
trung tính (phụ thuộc vào chế độ trung tính của mạng).
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 64
Trang
CHƯƠNG 7
ẢNH HƯỞNG CỦA TRƯỜNG ĐIỆN TỪ VÀ
ĐỀ PHÒNG TĨNH ĐIỆN
7.1. TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TẦN SỐ CAO VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CON NGƯỜI
Hiện nay trong nhiều ngành kinh tế, quốc phòng , trong các phòng nghiên cứu
chúng ta sử dụng nhiều thiết bị máy móc liên quan đến điện trường tần số cao như
rađa trong quốc phòng và các sân bay....
Ở nhiều ngành công nghiệp năng lượng của dòng điện tần số cao được dùng để
đốt nóng kim loại như khi đúc, rèn nhiệt luyện, tán nối và còn dùng để sấy, dán thiêu
kết các chất phi kim loại.
Trường điện từ tần số cao thường là trường điện từ của các thiết bị công
nghiệp có tần số trong khoảng từ 3.104 đến 3.106 Hz.
Ta nhận thấy rằng xung quanh dòng điện xuất hiện đồng thời điện trường và từ
trường. Khi dòng điện là dòng xoay chiều thì điện trường và từ trường liên hệ với
nhau coi chung thành một trường điện từ thống nhất.
Trường điện từ tần số cao có khả năng lan truyền trong không gian với vân tốc
gần bằng vận tốc ánh sáng, và khi lan truyền nó mang theo năng lượng
Trường điện từ có tác dụng bất lợi đến cơ thể con người và đáng ngại là cơ thể
con người không có cảm giác gì khi có tác dụng của trường điện từ.
Tác hại của trường điện từ đến cơ thể con người:
Gần nguồn cao tần hình thành hai vùng cảm ứng và bức xạ
Cách nguồn với khoảng cách bằng 1/6 bước sóng là vùng cảm ứng chiếm ưu
thế. Ngoài vùng này là vùng bức xạ. Nếu ở trong vùng cảm ứng con người sẽ chịu tác
dụng của trường từ và trường điện theo chu kỳ, còn ở vùng bức xạ thì con người chịu
tác dụng một điện từ trường với các thành phần điện, từ bằng nhau đồng thời thay đổi.
Cường độ điện từ trường nơi làm việc có thể thay đổi phụ thuộc vào công suất
máy phát sóng, khoảng cách tới nguồn và sự phản xạ các bề mặt bao quanh.
Mức độ tác dụng của điện từ trường lên cơ thể con người phụ thuộc vào độ dài
bước sóng, chế độ làm việc của nguồn (xung hay liên tục), cường độ bức xạ, thời gian
tác dụng, khoảng cách từ nguồn đến cơ thể và sự cảm thụ riêng của từng người.
Tần số càng cao (nghĩa là bước sóng càng ngắn), năng lượng điện từ mà cơ thể
hấp thụ càng tăng:
- Tần số cao 20%
- Tần số siêu cao 25%
- Tần số cực cao 50%
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 65
Trang
Song tác hại của sóng điện từ không chỉ phụ thuộc vào năng lượng bức xạ bị
hấp thụ, mà còn phụ thuộc vào độ thấm sâu của sóng bức xạ vào cơ thể. Độ thấm sâu
càng cao thì tác hại càng nhiều. Độ thấm sâu cho trong bảng dưới đây và năng lượng
hấp thụ nêu trên có thể làm rõ các đặc tính sau đây của sóng điện từ: sóng đêcimet
gây biến đổi lớn nhất đối với cơ thể so với sóng centimet và sóng met. Sóng milimet
gây tác dụng bệnh lý rất ít so với sóng centimet và đêcimet.
Bước sóng Độ thấm sâu
Loại milimet Bề mặt lớp da
Loại centimet Da và các tổ chức dưới da
Loại đêcimet Vào sâu trong các tổ chức khoảng 10-15cm
Loại met Vào sâu hơn 15cm
Dưới tác dụng của trường điện từ tần số cao, các ion của các tổ chức cơ thể sẽ
chuyển động, trong các tổ chức này sẽ xuất hiện một dòng điện cao tần do đó một
phần năng lượng của trường bị thấm hút.
Trị số độ truyền dẫn của tổ chức cơ thể tỉ lệ với thành phần chất lỏng có trong
tổ chức. Độ truyền dẫn mạnh nhất là ở máu và ở các bắp thịt, còn yếu nhất là trong
các mô mỡ. Chiều dày lớp mỡ ở nơi bị bức xạ có ảnh hưởng đến mức độ phản xạ
sóng bức xạ ra ngoài cơ thể. Đại não, tuỷ xương sống có lớp mô mỏng, còn mắt thì
hoàn toàn không có nên các bộ phận này chịu tác dụng nhiều hơn cả.
Chịu tác dụng của trường điện từ có tần số khác nhau và cường độ lớn hơn
cường độ giới hạn cho phép một cách có hệ thống và kéo dài sẽ dẫn đến sự thay đổi
một số chức năng của cơ thể, trước hết là hệ thống thần kinh trung ương, mà chủ yếu
là làm rối loạn hệ thần kinh thực vật và rối loạn hệ thống tim mạch. Sự thay đổi đó có
thể làm nhức đầu, dễ mệt mỏi, khó ngủ hoặc buồn ngủ nhiều, suy yếu toàn thân, sinh
ra nóng nảy và hàng loạt triệu chứng khác. Ngoài ra nó có thể làm chậm mạch, giảm
áp lực máu, đau tim, khó thở, làm biến đổi gan và lá lách.
Tác dụng của năng lượng điện từ trường tần số siêu cao có thể làm biến đổi
máu, giảm sự thính mũi, biến đổi nhân mắt.
Sóng vô tuyến còn có thể gây rối loạn kinh nguyệt của phụ nữ. Nói chung phụ
nữ chịu tác hại của sóng điện từ nhiều hơn nam giới.
Căn cứ để đánh giá tác hại của trường điện từ có thể là cường độ tác dụng của
trường biểu thị bằng vôn/met. Trị số giới hạn cho phép ở chỗ làm việc là 5V/m còn
đối với các lò cảm ứng để tôi, đúc kim loại cho phép đến 10V/m do điều kiện không
bao che được thiết bị.
Ngoài ra người ta còn dùng mật độ dòng công suất được xác định bằng năng
lượng truyền qua diện tích 1cm2 vuông góc với phương truyền sóng trong một giây.
Đơn vị tính là µW/cm2, mW/cm2, W/cm2.
Trị số cường độ bức xạ giới hạn cho phép của trường điện từ tần số cao tại chỗ
làm việc được xác định như sau: Khi chịu tác dụng cả ngày làm việc thì cường độ bức
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 66
Trang
xạ không lớn hơn 10µW/cm2, khi chịu tác dụng không quá 2h trong một ngày thì
không lớn hơn 100µW/cm2, khi chịu tác dụng không quá 15-20phút trong một ngày
thì không lớn hơn 1mW/cm2 và khi đó nhất thiết phải đeo kính để bảo vệ mắt.
7.2. Các biện pháp phòng chống
Các cuộn cảm ứng là nguồn điện từ trường cao (cao tần). Trường bên trong
ống nguy hiểm hơn trường bên ngoài ống dây cảm ứng. Đối với tụ điện tạo nguồn cao
tần, để nung nóng các chất cách điện thì trường giữa hai tấm của tụ điện lớn hơn
trường phía ngoài. Nguồn trường còn có thể là các phần tử riêng của máy phát các
cuộn dây, tụ điện các dây dẫn.... tuỳ điều kiện công nghệ có thể đặt trong gian nhà
sản xuất chung nhưng cần che phủ kín luồng công nghệ của nó; tốt nhất là đặt chúng
trong các phòng riêng biệt.
Trong khi sử dụng các thiết bị cao tần cần chú ý đề phòng điện giật, tuân thủ
các quy tắc an toàn. Phần kim loại của thiết bị phải được nối đất. Các dây nối đất phải
ngắn và không cuộn tròn thành nguồn cảm ứng.
Các thiết bị cao tần cần được rào chắn, bao bọc để tránh tiếp xúc phải những
phần có điện thế, cần có các panen và các bảng điều khiển, khi cần phải điều khiển từ
xa.
Nước làm nguội thiết bị cũng có điện áp cần phải tìm cách nối đất.
Để bao vây vùng có điện từ trường, người ta dùng các màn chắn bằng những
kim loại có độ dẫn điện cao, vỏ máy cũng cần nối đất.
Diện tích làm việc cho mỗi công nhân làm việc phải đủ rộng.
Trong phòng đặt các thiết bị cao tần không nên có những dụng cụ bằng kim
loại nếu không cần thiết, vì sẽ tạo ra nguồn bức xạ điện từ thứ cấp.
Vấn đề thông gió cần được đặt ra theo yêu cầu về thông gió, chú ý là chụp hút
đặt trên miệng lò không được làm bằng kim loại vì sẽ bị cảm ứng.
7.3. Ảnh hưởng trường điện từ tần số công nghiệp
Điện trường của đường dây và trạm điện cao thế (tần số 50Hz) đặc biệt là các
đường dây và trạm 220kV đến 500kV thường có trị số khá cao. Khi làm việc, sống ở
rất gần các đường dây, thiết bị của trạm thì cường độ điện trường rất lớn và gây nguy
hiểm cho người
Khi thiết kế, xây lắp người ta đã tính đến mức độ an toàn cho dân cư nhưng
nếu vi phạm quy định về khoảng cách an toàn thì sẽ bị ảnh hưởng nguy hiểm. Tiêu
chuẩn hiện hành của ngành điện lực quy định:
- Khu dân cư, khu vực có người làm việc thường xuyên cường độ điện trường
phải dưới 5kV/m (dưới 5kV/m là giới hạn an toàn).
- Cấm người đi vào trong vùng điện trường có cường độ trên 20kV/m
- Khi công nhân làm việc trong vùng có cường độ điện trường lớn hơn 5kV/m
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 67
Trang
thì phải có biện pháp bảo vệ hay phải giảm thời gian làm việc trong trường.
Để hạn chế tác hại của điện trường người ta phải áp dụng các biện pháp: mặc
quần áo chắn đặc biệt, dùng các lưới chắn, lồng chắn ...để giảm cường độ điện trường
tác dụng lên người. Ngoài ra các công trình khác ở gần các đường dây cao thế
220kV-500kV thì các bộ phận kim loại của công trình cần được nối đất.
7.4. Đề phòng tĩnh điện
7.4.1. Hiện tượng tĩnh điện
Trong quá trình sản xuất, ở một số dây chuyền công nghệ chúng ta thường gặp
hiện tượng tích và phóng điện tĩnh điện như: dệt vải, len, cuộn sợi vải, giấy, sợi PVC,
cán cao su, phủ sơn trên vải hay giấy, rót và vận chuyển dầu...Đó là hiện tượng tích
điện ở một số loại nguyên vật liệu có tính cách điện, một số chất lỏng khi chúng
chuyển động và cọ xát.
Khi đã tích điện đến điện thế cao, điện tích lớn thì sẽ xảy ra hiện tượng phóng
điện. Điện thế tĩnh điện có trị số thay đổi phụ thuộc vào loại vật liệu, điều kiện môi
trường, độ ma sát, vận tốc chuyển động và có thể từ vài KV đến vài chục KV hoặc
cao hơn. Khi người công nhân chạm vào sợi, vào băng cao su, giấy, vải đang cuộn
thường bị điện giật, có thể nguy hiểm cho người hoặc gây cảm giác khó chịu. Trong
một số môi trường nó còn gây nên cháy nổ (khi có xăng dầu, khí dễ cháy, vật liệu nổ).
7.4.2. Các biện pháp phòng tránh ảnh hưởng của tĩnh điện
Để phòng tránh nguy hiểm của phóng điện do tĩnh điện người ta áp dụng nhiều
biện pháp khác nhau hoặc không để xuất hiện sự tích điện, hoặc trung hoà điện tích,
hoặc dẫn điện tích xuống đất. Có thể dẫn ra các biện pháp cơ bản sau:
- Làm tăng độ ẩm của nguyên vật liệu và môi trường (thường thì nếu độ ẩm
nguyên vật liệu cao tức là độ ẩm trên 85% thì khả năng tích điện sẽ giảm cơ bản)
- Làm tăng điện dẫn của nguyên vật liệu (phải phun hay bôi một số chất để
tăng độ dẫn điện của nguyên vật liệu)
- Dẫn điện tích xuống đất: như dùng lược hay bàn chải bằng kim loại được nối
đất (răng lược, bàn chải chạm vào sợi vải, len, băng cao su)
Nối đất
Vải
Tấm đỡ
a. b.
Hình 7.1: Khử tĩnh điện bằng chổi (a), lược (b)
- Trung hoà điện tích dùng thiết bị phát ra các ion trung hoà điện tích trên
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện 68
Trang
nguyên vật liệu (dùng tia cực tím, tia rơghen, phóng xạ, điện trường)
- Nối đất các rulô, trục kim loại trên dây chuyền hay các thùng, bể xitéc, đồ
đựng, rót xăng dầu.
Hình 7.2: Sơ đồ thiết bị trung hoà loại ion hoá cao tần
1. Dây dẫn; 2. Nắp; 3. Biến áp; 4. Đầu phóng điện.
5. Tấm đồng; 6. Tấm cách điện.; 7. Nắp
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 69
CHƯƠNG 8
DỤNG CỤ, PHƯƠNG TIỆN CẦN THIẾT CHO AN
TOÀN ĐIỆN. CẤP CỨU NGƯỜI KHI BỊ ĐIỆN GIẬT
8.1. CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ AN TOÀN CHO NGƯỜI TRÁNH BỊ ĐIỆN GIẬT
8.1.1. Các quy tắc chung để đảm bảo an toàn điện
Để đảm bảo an toàn điện cần phải thực hiện đúng các quy định:
. Phải che chắn các thiết bị và bộ phận của mạng điện để tránh nguy hiểm
khi tiếp xúc bất ngờ vào vật dẫn điện.
. Phải chịu đúng điện áp sử dụng và thực hiện nối đất hoặc nối dây trung
tính các thiết bị điện cũng như thắp sáng theo đúng tiêu chuẩn.
. Nghiêm chỉnh sử dụng các thiết bị, dụng cụ an toàn và bảo vệ khi làm việc.
. Tổ chức kiểm tra, vận hành theo đúng các quy tắc an toàn.
. Phải thường xuyên kiểm tra cách điện của các thiết bị cũng như của hệ
thống điện.
Qua thực tế cho thấy, hầu hết các trường hợp để xảy ra tai nạn điện giật thì
nguyên nhân chính không phải là do thiết bị không hoàn chỉnh, cũng không phải là do
thiết bị không hoàn chỉnh, cũng không phải do phương tiện bảo vệ an toàn chưa đảm
bảo mà chính là do vận hành không đúng quy cách, trình độ vận hành kém, sức khoẻ
không đảm bảo. Để vận hành an toàn cần phải thường xuyên kiểm tra sửa chữa thiết
bị, chọn cán bộ kỹ thuật, mở các lớp huấn luyện về chuyên môn...
Cần kiểm tra thiết bị thường xuyên, tu sửa thiết bị theo định kỳ, và theo đúng
quy trình vận hành.
Để tránh tình trạng thao tác nhầm không đúng gây sự cố và nguy hiểm cho
người thì cần phải vận hành thiết bị điện theo đúng quy trình với sơ đồ nối điện của
đường dây bao gồm tình trạng thực tế của thiết bị điện và những điểm có nối đất. Các
thao tác phải được tiến hành theo mệnh lệnh, trừ các trường hợp xảy ra tai nạn mới có
quyền tự động thao tác rồi mới báo cáo sau.
8.1.2. Các biện pháp kỹ thuật an toàn điện
Để phòng ngừa, hạn chế tác hại do tai nạn điện, cần áp dụng các biện pháp kỹ
thuật an toàn điện sau:
* Các biện pháp chủ động đề phòng xuất hiện tình trạng nguy hiểm có thể gây tai
nạn
- Đảm bảo cách điện của thiết bị điện.
- Đảm bảo khoảng cách an toàn, bao che, rào chắn các bộ phận mang điện.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 70
- Sử dụng điện áp thấp, máy biến áp cách ly.
- Sử dụng tín hiệu, biển báo, khoá liên động.
* Các biện pháp để ngăn ngừa, hạn chế tai nạn điện khi xuất hiện tình trạng nguy
hiểm
- Thực hiện nối không bảo vệ.
- Thực hiện nối đất bảo vệ, cân bằng thế.
- Sử dụng máy cắt điện an toàn.
- Sử dụng các phương tiện bảo vệ dụng cụ phòng hộ.
8.2. Phương tiện bảo vệ và dụng cụ kiểm tra điện cho người khi làm việc
Để bảo vệ con người khi làm việc với các thiết bị điện khỏi bị tác dụng của
dòng điện, hồ quang cần phải sử dụng các phương tiện bảo vệ cần thiết.Các phương
tiện bảo vệ chia thành nhóm:
. Phương tiện cách điện, tránh điện áp (bước, tiếp xúc, làm việc) gồm: sào
cách điện, kìm cách điện, dụng cụ có tay cầm cách điện, găng tay cao su, giày cao su,
ủng cao su, đệm cách điện cao su.
. Thiết bị thử điện di động, kìm đo dòng điện.
. Bảo vệ nối đất di chuyển tạm thời, hàng rào, bảng báo hiệu.
. Phương tiện bảo vệ tránh tác dụng của hồ quang, mảnh kim loại bi nung
nóng, các hư hỏng cơ học: kính bảo vệ, găng tay bằng vải bạt, dụng cụ chống khí độc.
8.2.1. Cấu tạo một số phương tiện bảo vệ cách điện:
Hình 8.1: Phương tiện bảo vệ và dụng cụ
a. Sào cách điện; b. Kìm cách điện; c. Găng tay điện môi
d. Giày ống; đ. Ủng điện môi; e. đệm và thảm cao su; g. bệ cách điện
h. Những dụng cụ sửa chữa có tay cầm cách điện; k. Cái chỉ điện áp di động
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 71
Phương tiện bảo vệ cách điện chia làm hai loại chính và phụ. Phương tiện bảo
vệ chính có cách điện đảm bảo không bị điện áp của thiết bị chọc thủng, có thể dùng
chúng để sờ trực tiếp những phần mạng điện. Phương tiện bảo vệ phụ chỉ làm
phương tiện phụ vào phương tiện chính bản thân chúng không thể bảo vệ.
Loại bảo vệ Điện áp cao hơn 1000V Điện áp thấp hơn 1000V
Chính Sào, kìm Sào, kìm, găng tay cách điện, dụng
cụ của thợ điện có cán cách điện
(10cm)
Phụ Găng tay cách điện, đệm, bề, Giày, đệm, bệ cách điện
giày ống ngắn và dài
a. Sào cách điện
Sào cách điện dùng trực tiếp để điều khiển dao cách li, đặt nối đất di động, thí
nghiệm cao áp. Gồm 3 phần: phần cách điện, phần làm việc và phần cầm tay. Độ dài
của sào phụ thuộc vào điện áp. Khi dùng sào cần đứng trên bệ cách điện, tay đeo
găng cao su, chân mang giày cao su.
Điện thế định mức của Độ dài của phần cách điện Độ dài tay cầm (m)
thiết bị (KV) (m)
Dưới 1kV Không có tiêu chuẩn Tuỳ theo sự liên hệ
Trên 1kV dưới 10kV 1,0 0,5
Trên 10kV dưới 35kV 1,5 0,7
Trên 35kV dưới 110kV 1,8 0,9
Trên 110kV dưới 220kV 3,0 1,0
b. Kìm cách điện
Kìm cách điện dùng để đặt và lấy cầu chì, đẩy các nắp cách điện bằng cao su.
Kìm là phương tiện chính dùng với điện áp dưới 35kV. Gồm 3 phần: phần làm việc
phần cách điện, phần cầm tay.
Điện thế định mức của Độ dài của phần cách điện Độ dài tay cầm (m)
thiết bị (KV) (m)
10 0,45 0,15
35 0,75 0,2
c. Găng tay điện môi, giày ống, đệm lót
Dùng với thiết bị điện, các dụng cụ này được sản xuất riêng với cấu tạo phù
hợp với quy trình.
d. Bệ cách điện:
Bệ cách điện có kích thước khoảng 75 x 75 nhưng không quá 150 x 150cm,
làm bằng gỗ tấm ghép. Khoảng cách giữa các tấm gỗ không quá 2,5cm. Chiều cao bệ
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 72
từ sàn gỗ đến nền nhà không nhỏ hơn 10cm.
8.2.2. Thiết bị thử điện di động
Thiết bị thử điện di động dùng để kiểm tra có điện áp hay không và để định
pha. Dụng cụ có bóng đèn neon, đèn sáng khi có dòng điện dung đi qua. Kích thước
thiết bị phụ thuộc vào điện áp, kích thước tối thiểu như sau:
Điện thế định mức Độ dài giá đỡ Độ dài tay cầm Độ dài chung
của thiết bị (kV) (mm) (mm) (mm)
10 320 110 680
10 ÷ 35 510 120 1060
Khi dùng thiết bị thử điện chỉ đưa vào thiết bị thử đến mức cần thiết để có thể
thấy sáng. Chạm vào thiết bị chỉ cần khi vật được thử không có điện áp.
8.2.3. Thiết bị bảo vệ nối đất tạm thời di động
Bảo vệ nối đất tạm thời di động là phương tiện bảo vệ khi làm việc ở những
chỗ đã ngắt mạch điện những dễ có khả năng đưa điện áp nhầm vào hoặc dễ bị xuất
hiện điện áp bất ngờ trên chúng.
Cấu tạo gồm những dây dẫn để ngắn mạch pha, cần nối đất với các chốt để nối
vào phần mang điện. Chốt phải chịu được lực điện động khi có dòng ngắn mạch. Các
dây dẫn làm bằng đồng tiết diện không bé hơn 25mm 2. Chốt phải có chỗ để tháo dây
ngắn mạch bằng đòn.
Nối đất chỉ được thực hiện khi đã kiểm tra, không đóng điện vào bộ phận được
nối đất. Đầu tiên nối đầu cuối của cái nối đất vào đất sau đó thử có điện áp hay không
rồi nối dây vào vật mang điện. Khi tháo nối đất thì làm ngược lại.
8.2.4. Những cái chắn tạm thời di động, nắp đậy bằng cao su
Cái chắn tạm thời di động bảo vệ cho người thợ sửa chữa khỏi bị chạm vào
điện áp. Những vật này làm bình phong để ngăn cách, chiều cao chừng 1,8m.
Vật lót cách điện đặt che vật mang điện phải làm bằng vật mềm, không cháy
(cao su, tectolit, bakelit...). Có thể dùng chúng ở những thiết bị dưới 10 kV trong
trường hợp không tiện dùng bình phong.
Bao đậy bằng cao su để cách điện dao cách ly phải chế tạo sao cho dễ đậy và
tháo dễ dàng bằng kìm.
8.2.5. Bảng báo hiệu
Cần có các bảng báo hiệu để báo trước sự nguy hiểm cho người đến gần vật
mang điện, cấm thao tác những thiết bị gây ra tai nạn chết người, để nhắc nhở...
Các loại bảng báo hiệu sau:
. Bảng báo trước:
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 73
“Điện thế cao - nguy hiểm” “Đứng lại - điện thế cao”
“Không trèo - nguy hiểm chết người” “Không sờ vào - nguy hiểm chết
người”
. Bảng cấm:
“Không đóng điện - có người đang làm việc”
“Không đóng điện - đang làm việc trên đường dây”
. Bảng cho phép:
“Làm việc tại chỗ này”
. Bảng nhắc nhở:
“Nối đất”.
8.3. Cấp cứu người bị điện giật
Nguyên nhân chính làm chết người vì điện giật là do hiện tượng kích thích chứ
không do bị chấn thương.
Khi có người bị tan nạn điện, việc tiến hành sơ cứu nhanh chóng, kịp thời và
đúng phương pháp là các yếu tố quyết định để cứu sống nạn nhân. Các thí nghiệm và
thực tế cho thấy rằng từ lúc bị điện giật đến một phút sau được cứu chữa thì 90%
trường hợp cứu sống, để 6 phút sau mới cứu chỉ có thể cứu sống 10%, nếu để từ 10
phút mới cấp cứu thì rất ít trường hợp cứu sống được. Việc sơ cứu phải thực hiện
đúng phương pháp mới có hiệu quả và tác dụng cao.
Khi sơ cứu người bị tai nạn cần thực hiện hai bước cơ bản sau:
- Tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện.
- Làm hô hấp nhân tạo và xoa bóp tim ngoài lồng ngực.
. Tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện
* Nếu nạn nhân chạm vào điện hạ áp cần:
Nhanh chóng cắt nguồn điện (cầu dao, aptomat, cầu chì...); nếu không thể cắt
nhanh nguồn điện thì phải dùng các vật cách điện khô như sào, gậy tre, gỗ khô để gạt
dây điện ra khỏi nạn nhân, nếu nạn nhân nắm chặt vào dây điện cần phải đứng trên
các vật cách điện khô (bệ gỗ) để kéo nạn nhân ra hoặc đi ủng hay dùng găng tay cách
điện để gỡ nạn nhân ra; cũng có thể dùng dao rìu với cán gỗ khô, kìm cách điện để
chặt hoặc cắt đứt dây điện.
* Nếu nạn nhân bị chạm hoặc bị phóng điện từ thiết bị có điện áp cao
Không thể đến cứu ngay trực tiếp mà cần phải đi ủng, dùng gậy, sào cách điện
để tách nạn nhân ra khỏi phạm vi có điện. Đồng thời báo cho người quản lý đến cắt
điện trên đường dây. Nếu người bị nạn đang làm việc ở đường dây trên cao dùng dây
nối đất làm ngắn mạch đường dây. Khi làm ngắn mạch và nối đất cần phải tiến hành
nối đất trước, sau đó ném dây lên làm ngắn mạch đường dây. Dùng các biện pháp để
đỡ chống rơi, ngã nếu người bị nạn ở trên cao.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 74
. Làm hô hấp nhân tạo
Thực hiện ngay sau khi tách người bị nạn ra khỏi bộ phận mang điện. Đặt nạn
nhân ở chỗ thoáng khí, cởi các phần quần áo bó thân (cúc cổ, thắt lưng ...), lau sạch
máu, nước bọt và các chất bẩn. Thao tác theo trình tự:
- Đặt nạn nhân nằm ngửa, kê gáy bằng vật mềm để đầu ngửa về phía sau.
Kiểm tra khí quản có thông suốt không và lấy các di vật ra. Nếu hàm bị co cứng phải
mở miệng bằnh cách để tay và phía dưới của góc hàm dưới, tỳ ngón tay cái vào mép
hàm để đẩy hàm dưới ra.
- Kéo ngửa mặt nạn nhân về phía sau sao cho cằm và cổ trên một đường thẳng
đảm bảo cho không khí vào dể dàng. Đẩy hàm dưới về phía trước đề phòng lưỡi rơi
xuống đóng thanh quản.
- Mở miệng và bịt mũi nạn nhân.
Người cấp cứu hít hơi và thở mạnh vào
miệng nạn nhân (đặt khẩu trang hoặc
khăn sạch lên miệng nạn nhân). Nếu
không thể thổi vào miệng được thì có thể
bịt kít miệng nạn nhân và thổi vào mũi.
- Lặp lại các thao tác trên nhiều
lần. Việc thổi khí cần làm nhịp nhàng và
liên tục 10-12 lần trong 1 phút với người Hình 7.2: Cấp cứu phương pháp
hà hơi thổi ngạt
lớn, 20 lần trong 1 phút với trẻ em.
. Xoa bóp tim ngoài lồng ngực
Nếu có hai người cấp cứu thì một người thổi ngạt còn một người xoa bóp tim.
Người xoa bóp tim đặt hai tay chồng lên nhau và đặt ở 1/3 phần dưới xương ức của
nạn nhân, ấn khoảng 4-6 lần thì dừng lại 2 giây để người thứ nhất thổi không khí vào
phổi nạn nhân. Khi ép mạnh lồng ngực xuống khoảng 4-6cm, sau đó giữ tay lại
khoảng 1/3s rồi mới rời tay khỏi lồng ngực cho trở về vị trí cũ.
Nếu có một người cấp cứu thì cứ sau hai ba lần thổi ngạt ấn vào lồng ngực nạn
nhân như trên từ 4-6 lần.
Hình 8.3: Cấp cứu theo phương pháp ấn tim vào lồng ngực
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Giáo trình An Toàn Điện Trang 75
Các thao tác phải được làm liên tục cho đến khi nạn nhân xuất hiện dấu hiệu
sống trở lại, hệ hô hấp có thể tự hoạt động ổn định. Để kiểm tra nhip tim nên ngừng
xoa bóp khoảng 2-3s. Sau khi thấy khí sắc mặt trở lại hồng hào, đồng tử co dãn, tim
phổi bắt đầu hoạt động nhẹ... cần tiếp tục cấp cứu khoảng 5-10 phút nữa để tiếp sức
thêm cho nạn nhân. Sau đó kịp thời chuyển nạn nhân đến bệnh viện. Trong quá trình
vận chuyển vẫn phải tiếp tục tiến hành công việc cấp cứu liên tục.
Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
![](images/graphics/blank.gif)
![](images/graphics/blank.gif)
## Top Download Điện - Điện Tử
-
[Bài giảng Cung Cấp Điện - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh](http://tailieu.vn/doc/bai-giang-cung-cap-dien-dh-su-pham-ky-thuat-vinh-403335.html)
12p
1781
1036
-
[Giáo trình tham khảo Linh kiện điện tử - ĐH Cần Thơ](http://tailieu.vn/doc/giao-trinh-tham-khao-linh-kien-dien-tu-dh-can-tho-67840.html)
163p
7424
4189
-
-
[Bài tập cơ sở kỹ thuật điện - SV Nguyễn Văn Hoan](http://tailieu.vn/doc/bai-tap-co-so-ky-thuat-dien-sv-nguyen-van-hoan-133661.html)
16p
3510
985
-
-
[Giáo trình an toàn điện - ĐH Bách Khoa Đà Nẵng](http://tailieu.vn/doc/giao-trinh-an-toan-dien-dh-bach-khoa-da-n-ng-7791.html)
75p
13116
4170
-
[Bài giảng Điện tử công suất tài liệu tham khảo](http://tailieu.vn/doc/bai-giang-dien-tu-cong-suat-tai-lieu-tham-khao-283287.html)
50p
3943
2316
-
107p
2813
1431
-
[Giáo trình Kỹ thuật điện - KS. Nguyễn Tuấn Hùng](http://tailieu.vn/doc/giao-trinh-ky-thuat-dien-ks-nguyen-tuan-hung-6832.html)
0p
4662
1822
-
[Kỹ thuật điện tử - Nguyễn Thành Trung](http://tailieu.vn/doc/ky-thuat-dien-tu-nguyen-thanh-trung-148194.html)
107p
2560
1397
Tài Liệu Điện - Điện tử Mới
[Xem thêm »](http://tailieu.vn/ky-thuat-cong-nghe/dien-dien-tu/)
Tài Liệu mới cập nhật
[Xem thêm »](http://tailieu.vn/tai-lieu/)

WARC-Type: response

Content-Type: application/http; msgtype=response

Server: Apache

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0

Pragma: no-cache

Vary: Accept-Encoding

Content-Encoding: gzip

Content-Type: text/html; charset=UTF-8

Connection: close