Giáo trình An toàn điện (Nghề Điện nước Trung cấp)

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: AN TỒN ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN NƯỚC TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo định số: … /QĐ … ngày … tháng … năm … Hiệu trưởng Quảng Ninh, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nội nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình An Tồn Điện biên soạn theo đề cương môn học Nội dung biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu, kiến thức chương trình có mối liên hệ chặt chẽ Khi biên soạn giáo trình tác giả cố gắng cập nhật kiến thức mới, phù hợp với đối tượng học sinh cố gắng, gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế thường gặp sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn Giáo trình thiết kế theo mơn học thuộc hệ thống môn học mô đun sở chương trình đào tạo nghề Điện-Nước, Điện cơng nghiệp, Điện dân dụng, Kỹ thuật Viễn thông, Kỹ thuật Thông tin, Tự động hố, Trang thiết bị điện, Tín hiệu Giao thơng… trình độ Trung cấp dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo Ngồi giáo trình sử dụng làm tài liệu tham khảo để đào tạo ngắn hạn cho công nhân kỹ thuật nhà quản lý người sử dụng nhân lực Mơn học An tồn điện mơn học chun mơn mang tính đặc trưng cao thuộc nghề Điện nước Môn học trang bị cho người học kiến thức kỹ an tồn phịng chống cháy nổ, điện giật thi công lắp đặt, vận hành sửa chữa hệ thống điện trang thiết bị điện ngành điện nước Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo biên soạn lần đầu, sai sót khó tránh Tác giả mong nhận nhận xét, đóng góp ý kiến thầy, giáo bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hoàn thiện Quảng Ninh, ngày … tháng … năm 2022 Chủ biên Phạm Thúy An MỤC LỤC TT Tên Chương 1: Các biện pháp phòng hộ lao động 2.1 Phòng chống nhiễm độc Trang 2.2 Phòng chống bụi 2.3 Phịng chống cháy nổ 2.4 Thơng gió cơng nghiệp Chương 2: An tồn điện 2.1 Ảnh hưởng dòng điện thể người 2.2 Tiêu chuẩn an toàn điện 2.3 Nguyên nhân gây tai nạn điện 2.4 Các biện pháp sơ cấp cứu cho nạn nhân bị điện giật 2.5 Các biện pháp bảo vệ an toàn cho người thiết bị sử dụng điện 2.6 Lắp đặt hệ thống bảo vệ an tồn 21 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: An tồn điện Mã mơn học: MH07 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí giảng dạy sau môn học chung học trước tiên môn học, mô đun sở nghề chun mơn nghề - Tính chất: Là mơn học sở nghề - Ý nghĩa vai trò môn học: Đây môn học sở ngành ngành Điện nước, cung cấp cho học viên kiến thức an toàn điện, làm tản cho việc giải kiến thức, kỹ cần thiết nghề Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày phương pháp phòng cháy chống cháy, nổ, bụi nhiễm độc hóa chất; nguyên tắc tiêu chuẩn để đảm bảo an toàn điện cho người thiết bị; biện pháp sơ, cấp cứu người bị điện giật - Về kỹ năng: + Thực công tác bảo hộ lao động Cơng tác phịng chống cháy, nổ, bụi nhiễm độc hoá chất + Thực nguyên tắc tiêu chuẩn để đảm bảo an toàn điện cho người thiết bị + Thực biện pháp sơ, cấp cứu người bị điện giật + Lắp đặt hệ thống bảo vệ an toàn - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Tích cực, chủ động cơng việc giao + Có tinh thần hợp tác tích cực q trình thực cơng việc, trách nhiệm cao việc bảo vệ thiết bị máy móc Nội dung mơn học: CHƯƠNG I: CÁC BIỆN PHÁP PHỊNG HỘ LAO ĐỘNG Mục tiêu: - Kiến thức: + Trình bày tác dụng việc thơng gió tổ chức thơng gió + Trình bày ngun nhân gây cháy, nổ + Trình bày tác động bụi lên thể người tác động việc nhiễm hóa chất lên thể người - Kỹ năng: + Nhận biết tác dụng việc thơng gió nơi làm việc Tổ chức thơng gió nơi làm việc đạt yêu cầu + Giải thích nguyên nhân gây cháy, nổ Thực biện pháp phịng chống cháy nổ + Giải thích tác động bụi lên thể người Thực biện pháp phịng chống bụi + Giải thích tác động nhiễm độc hoá chất lên thể người Thực biện pháp phòng chống nhiễm độc hoá chất - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Nghiêm túc học tập ghi chép đầy đủ Nội dung chính: 2.1 Phịng chống nhiễm độc 2.1.1 Đặc tính chung hố chất độc - Do phản ứng lý hóa chất độc với hệ thống quan tương ứng mà có phân bố đặc biệt cho chất: + Hóa chất có tính điện ly chì, bary, tập trung môi trường xung quanh, bạc vàng da lắng đọng gan, thận dạng phức chất + Các chất không điện ly loại dung môi hữu tan mỡ tập trung tổ chức giầu mỡ hệ thần kinh + Các chất khơng điện ly khơng hịa tan chất béo khả thấm vào tổ chức thể phụ thuộc vào kích thước phân tử nồng độ chất độc, thơng thường khơi hóa chất vào thể tham gia phản ứng sinh hóa q trình biến đổi sinh học: ơxy hóa, khử ơxy, thủy phân, liên hợp Q trình xảy nhiều phận mơ, gan có vai trị đặc biệt quan trọng Quá trình thường hiểu trình phá vỡ cấu trúc hóa học giải độc, song tạo sản phẩm phụ hay chất có hại chất ban đầu - Tùy thuộc vào tính chất lý, hóa, sinh mà số hóa chất nguy hiểm đào thải ngồi: + Qua ruột: chủ yếu kim loại nặng + Qua mật: Một số chất độc chuyển hóa liên hợp sunfo glucuronic đào thải qua mật + Qua thở đào thải số lớn chất độc dạng khí + Chất độc đào thải qua da, sữa mẹ - Đường đào thải chất độc có giá trị việc chẩn đoán điều trị nhiễm độc nghề nghiệp - Một số hơi, khí độc có mùi, làm cho ta phát thấy có chúng nồng độ nằm mức cho phép tiêu chuẩn vệ sinh Nhưng sau thời gian ngắn, số mùi khiến ta không cảm nhận dễ dàng bị nhiễm độc (ví dụ H2S) Một số hơi, khí độc khơng có mùi lại khơng gây tác động kích thích với đường hơ hấp Đây loại nguy hiểm, lẽ ta phát trực giác chúng vượt tiêu chuẩn vệ sinh cho phép 2.1.2 Tác hại hóa chất độc a) Đường xâm nhập hóa chất vào thể người - Đường hơ hấp: Hít thở hóa chất dạng khí, hay bụi - Hấp thụ qua da: Khói hóa chất dây dính vào da - Đường tiêu hóa: Do ăn, uống phải thức ăn sử dụng dụng cụ ăn bị nhiễm hóa chất b) Các yếu tố làm tăng nguy người lao động bị nhiễm độc - Do khí hậu - Lao động thể lực q sức làm tăng tuần hồn, hơ hấp tăng mức độ nhiễm độc - Chế độ dinh dưỡng không đủ không cân đối làm giảm sức đề kháng thể c) Kích thích: - Kích thích da: Khói hóa chất tiếp xúc với da, chúng làm biến đổi lớp bảo vệ cho da bị khơ, xù xì xót Tình trạng gọi viêm da Có nhiều hóa chất gây viêm da - Kích thích mắt: Hóa chất nhiễm vào mắt gây tác động từ khó chịu nhẹ, tạm thời, tới thương tật lâu dài Mức độ thương tật phụ thuộc vào lượng, độc tính hóa chất biện pháp cấp cứu Các chất gây kích thích mắt thường là: axít, kiềm dung mơi d) Gây ngạt: Sự ngạt thở biểu việc không đủ ôxy vào tổ chức thể Có hai dạng: Ngạt thở đơn ngạt thở hóa học e) Gây tác hại tới hệ thống quan thể - Một chức gan làm chất độc có máu cách biến đổi chúng thành chất không độc chất hịa tan nước trước tiết Tuy nhiên, số hóa chất lại gây tổn thương cho gan Tùy thuộc vào loại hóa chất, liều lượng thời gian tiếp xúc mà dẫn tới hủy hoại mơ gan, để lại hậu xơ gan giảm chức gan Các dung môi: alcol, cacbon tetraclorua, tricloetylen, clorofom gây tổn thương gan, dẫn đến viêm gan với triệu chứng vàng da, vàng mắt - Thận phần hệ tiết niệu, chức hệ tiết niệu tiết (đào thải) chất cặn thể sinh ra, trì cân nước muối, kiểm sốt trì nồng độ axít máu Các hóa chất cản trở thận đào thải chất độ gồm etylen glycol, cacbon đisunphua, cacbon tetraclorua, cacbon đisulphua Các hợp chất khác như, chì, nhựa thông, etanol, toluen, axylen làm hỏng dần chức thận - Hệ thần kinh bị tổn thương tác động hóa chất nguy hiểm, ví dụ như: - Tiếp xúc lâu dài với dung môi dẫn tới triệu chứng mệt mỏi, khó ngủ, đau đầu buồn nơn; nặng rối loạn vận động, liệt suy tri giác - Tiếp xúc với hecxan, mangan chì làm tổn thương hệ thần kinh ngoại vi, để lại hậu liệt rủ cổ tay - Tiếp xúc với hợp chất có phốt phát hữu parathơion gây suy giảm hệ thần kinh; cịn với cacbon đisunphua dẫn đến rối loạn tâm thần - Một số hóa chất nguy hiểm tác động tới hệ sinh dục, làm khả sinh đẻ đàn ông sẩy thai phụ nữ mang thai Các chất như: etylen đibromua, khí gây mê, cacbon đisunphua, clopren, benzen, chì, dung mơi hữu làm giảm khả sinh sản nam giới Tiếp xúc với thuốc gây mê thể khí, glutaranđehơit, clopren, chì, dung mơi hữu cơ, cacbon đisunphua vinyl clorua sẩy thai f) Ung thư: - Khi tiếp xúc lâu dài với số hóa chất tạo phát triển tự tế bào, dẫn đến mắc khối u ung thư Những khối u xuất sau nhiều năm tiếp xúc với hóa chất Các chất asen, amiăng, crom, niken, bis-clometyl ete gây ung thư phổi Bụi gỗ bụi da, niken crom, dầu isopropyl gây ung thư mũi xoang Ung thư bàng quang tiếp xúc với benziđin, 2-naphtylamin bụi da Ung thư da tiếp xúc với asen, sản phẩm dầu mỏ nhựa than Ung thư gan tiếp xúc vinylclorua đơn thể, ung thư tủy xương benzen g) Hư thai (quái thai) - Dị tật bẩm sinh hậu việc tiếp xúc với hóa chất gây cản trở q trình phát triển bình thường bào thai h) Ảnh hưởng đến hệ tương lai - Một số hóa chất tác động đến thể người gây đột biến gen tạo biến đổi không mong muốn hệ tương lai, theo kết nghiên cứu phịng thí nghiệm cho thấy 80 - 85% chất gây ung thư tác động đến gen i) Những nguy cháy nổ Đa số hóa chất tiềm ẩn nguy gây cháy nổ Việc xếp, bảo quản, vận chuyển, sử dụng hóa chất khơng cách dẫn đến tai nạn từ đám cháy nhỏ tới thm họa thiệt hại lớn người tài sản j) Cháy - Để có cháy cần yếu tố: nhiên liệu (chất cháy), ôxy nguồn nhiệt Những yếu tố phải tỷ lệ, hồn cảnh thích hợp trước khơi bắt lửa gây cháy Bình thường để bắt lửa bốc cháy mơi trường khơng khí cần có nồng độ ôxy từ 15 - 21% - Nổ: Hỗn hợp nhiên liệu với ôxy nổ giới hạn định nồng độ Lượng nhiên liệu q mức với lượng ơxy khơng đủ (có nghĩa hóa chất nhiều), hay ngược lại nồng độ ôxy cao lượng nhiên liệu không đủ (có nghĩa chất q ít) khơng thể nổ 2.1.3 Cách phòng tránh nhiễm độc a) Những nguyên tắc việc phòng ngừa - Thay thế: Loại bỏ chất trình độc hại, nguy hiểm thay chúng thứ khác nguy hiểm khơng cịn nguy hiểm - Quy định khoảng cách che chắn người lao động hóa chất nhằm ngăn cách nguy liên quan tới hóa chất người lao động - Thơng gió: Sử dụng hệ thống thơng gió thích hợp để di chuyển làm giảm nồng độ độc hại khơng khí chẳng hạn khói, khí, bụi, mù - Trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân cho người lao động nhằm ngăn ngừa việc tiếp xúc trực tiếp với hóa chất Hình 2.1: Phương tiện bảo vệ cá nhân ngăn ngừa tiếp xúc trực tiếp với hóa chất - Biện pháp tốt việc ngăn chặn rủi ro phát sinh từ việc sử dụng hóa chất nguy hiểm loại trừ khỏi mơi trường làm việc hóa chất Tuy nhiên, điều thực Vì vậy, điều quan trọng cách ly nguồn phát sinh hóa chất nguy hiểm, tăng thêm thiết bị thơng gió dùng phương tiện bảo vệ cá nhân Đầu tiên, cần xác định hóa chất nguy hiểm đánh giá mức độ độc hại, nguy hiểm chúng, kiểm soát chặt chẽ việc thống kê, trình vận chuyển, chuyển rót cất giữ hóa chất, hóa chất thực tế sử dụng chất thải chúng Với loại hóa chất nguy hiểm, ta phi quan tâm đến nguyên tắc với nội dung cụ thể sau: Ghi nhớ : Phương tiện bảo vệ cá nhân phải tương xứng với hóa chất nguy hiểm phi giữ gìn bảo quản cẩn thận phi phù hợp người lao động b) Kiểm soát hệ thống Kiểm soát hệ thống phận chương trình kiểm sốt tiếp xúc với hóa chất để xem xét, đánh giá hiệu qủa biện pháp kiểm soát khác sở tập trung vào biện pháp quy trình quản lý - Ngực nạn nhân phồng lên, người cấp cứu ngẩng đầu lên hít thứ hai, sức đàn hồi lồng ngực nạn nhân tự thở - Tiếp tục với nhịp độ 14 lần/phút, liên tục nạn nhân tỉnh thở trở lại có ý kiến y, bác sỹ thơi 2.3.4 Xoa bóp tim lồng ngực Khi nạn nhân bị ngưng tim (áp tai vào lồng ngực không nghe tim đập sờ mạch không thấy mạch đập), phải tiến hành cấp cứu nạn nhân chỗ cách bóp tim ngồi lồng ngực Hình 3.8: Cấp cứu người bị điện giật xoa bóp tim lồng ngực Cách xoa bóp tim ngồi lồng ngực: để nạn nhân nằm mặt phẳng cứng, người tiến hành ép tim quỳ gối bên trái nạn nhân, hai bàn tay chồng lên để trước tim, tương ứng với điểm hai núm vú khoang liên sườn 4-5 bên ngực trái, từ từ ấn sâu xuống khoảng 1/3 nửa bề dày lồng ngực, sau nới lỏng tay Người lớn trẻ em tuổi, số lần ép tim phút khoảng 100 lần Trẻ tuổi, phút ép tim 100 lần Trẻ sơ sinh phải ép tim đến 120 lần/phút Khi nạn nhân vừa ngưng tim vừa ngưng thở: phải kết hợp ép tim với thổi ngạt, 15 lần ép tim lại thổi ngạt hai lần, với trẻ sơ sinh ba lần ép tim thổi ngạt lần * Kết luận - Cứu người bị tai nạn điện công việc khẩn cấp - Làm nhanh tốt - Tuỳ theo hoàn cảnh mà áp dụng phương pháp cứu chữa cho thích hợp - Phải bình tĩnh kiên trì để xử lý - Chỉ phép coi người bị nạn chết có chứng rõ ràng vỡ sọ, cháy tồn thân, hay có định y, bác sỹ, khơng phải kiên trì cứu chữa 2.5 Các biện pháp bảo vệ an toàn cho người thiết bị sử dụng điện 2.5.1 Các quy tắc chung để đảm bảo an toàn điện Thứ tự khơng đóng/ngắt mạch điện nguyên nhân cố nghiêm trọng tai nạn nghiêm trọng cho người vận hành Vì cần vận hành thiết bị điện theo quy trình với sơ đồ nối dây dẫn điện đường dây bao gồm tình trạng thực tế thiết bị điện điểm có nối đất Các thao tác phải tiến hành theo mệnh lệnh, trừ trường hợp xảy tai nạn có quyền tự động thao tác báo cáo sau Để đảm bảo an toàn điện cần phải thực quy định sau: Nhân viên phục vụ điện phải hiểu biết kỹ thuật an toàn điện, hiểu rõ thiết bị, sơ đồ phận gây nguy hiểm, biết có khả ứng dụng quy phạm kỹ thuật an toàn điện, biết cấp cứu người bị điện giật Khi tiếp xúc với mạng điện, cần trèo cao, phịng kín phải có người, người thực cơng việc người theo dõi kiểm tra người lãnh đạo huy tồn cơng việc Phải che chắn thiết bị phận mạng điện để tránh nguy hiểm tiếp xúc bất ngờ vào vật dẫn điện Phải chọn điện áp sử dụng thực nối đất nối dây trung tính thiết bị điện thắp sáng theo quy chuẩn Nghiêm chỉnh sử dụng thiết bị, dụng cụ an toàn bảo vệ làm việc Tổ chức kiểm tra vận hành theo quy tắc an toàn Phải thường xuyên kiểm tra dự phòng cách điện thiết bị hệ thống điện 2.5.2 Các biện pháp tổ chức Yêu cầu nhân viên làm việc trực tiếp với thiết bị điện: - Tuổi: ≥ 18 tuổi - Sức khỏe: Phải qua kiểm tra đủ sức khỏe, khơng bị tim, mắt nhìn rõ, nhân viên, quản lý mạng cao áp cần phải chịu độ cao - Chun mơn: Phải có kiến thức, hiểu biết chuyên môn điện, hiểu rõ sơ đồ điện có khả ứng dụng quy phạm kỹ thuật an toàn điện, biết cấp cứu người bị điện giật * Tổ chức làm việc a) Phiếu giao việc/phiếu cơng tác: Phải có phiếu giao nhiệm vụ, giao việc ghi rõ: Nội dung công việc + Địa điểm + Thời gian + Yêu cầu bậc thợ + Số người làm việc + Môi trường làm việc (nắng/mưa; nhà/ngoài trời; cao áp/ thấp áp; bờ/ngoài biển…) + Trang bị bảo hộ/dụng cụ tối thiểu bắt buộc (ủng, găng tay, sào cách điện, nối đất) Tùy theo mức độ nguy hiểm công việc mà có phiếu giao việc khác với nội dung yêu cầu khác Tất phải có ký giao - nhận Phiếu giao việc/phiếu cơng tác phải có bản: - Một để phòng quản lý giao việc (VD: phòng giám sát/xưởng trưởng) - Một giao cho nhân viên thi hành Các phiếu công tác phải nhân viên chuyên môn kiểm tra Khi tiến hành công tác, có người huy có quyền lệnh làm việc Trước làm việc, người huy phải hướng dẫn trực tiếp chỗ nơi làm việc, nội dung cơng việc, chỗ có điện nguy hiểm, quy định an toàn, chỗ cần nối đất, cần che chắn,… b) Kiểm tra thời gian giao việc Tất công việc cần tiếp xúc với mạng điện, cần trèo cao, làm việc phịng kín phải có người Người lãnh đạo thợ bậc cao huy, theo dõi kiểm tra công việc Tuy nhiên, công việc phức tạp, cần thợ bậc cao tiến hành nhân viên/ kỹ sư giám sát phải theo dõi Trong thời gian tiến hành công việc, người theo dõi làm cơng việc mà chun trách ngun tắc kỹ thuật an toàn cho tổ Trang bị bảo hộ cá nhân để bảo vệ cho người vận hành, sử dụng thiết bị điện đặc biệt người lắp đặt, sữa chữa điện trực tiếp 2.5.3 Các biện pháp kỹ thuật an toàn điện Trước sử dụng thiết bị điện cần kiểm tra: Cách điện pha với nhau, pha vỏ Trị số điện trở cách điện cho phép: phụ thuộc vào điện áp mạng điện: * Đối với mạng điện 1000[V] điện trở cách điện phải lớn 1000 [Ôm/V], tức [kΩ/V] * Đối với thiết bị điện có điện áp tới 500[V]: Quy phạm an toàn điện quy định điện trở cách điện 0,5 [Mega ơm/Vơn] để đảm bảo an tồn Ở nơi có điện nguy hiểm, để đề phịng người vơ tình tiếp xúc, cần sử dụng tín hiệu, khố liên động phải có hàng rào lưới, có biển báo nguy hiểm Sử dụng điện áp thấp, máy biến áp cách ly Sử dụng máy cắt điện an toàn Hành lang bảo vệ đường dây điện cao áp không: giới hạn hai mặt đứng song song với đường dây, có khoảng cách đến dây ngồi cùng, khơng có gió Bảng 5: Hành lang bảo vệ đường dây điện cao áp không, thẳng đứng tối thiểu vị trí tới dây cuối Trong tất thiết bị đóng cắt điện cầu dao, công tắc, biến trở máy công cụ phải che kín phận dẫn điện Các bảng phân phối điện cầu dao điện phải đặt hộp tủ kín, kim loại, có dây tiếp đất phải có khố then cài chắn Phải ghi rõ điện áp sử dụng cửa tủ chứa phân phối điện Khi đóng cắt cầu dao bảng phân phối điện phải ủng cách điện Các cần gạt cầu dao phải làm vật liệu cách điện khô Chỗ đứng công nhân thao tác cơng cụ phải có bục gỗ thống chắn Đề phòng điện rò phận khác để tản dòng điện vào đất, giữ mức điện thấp vật ta thực nối dây khơng bảo vệ (hay gọi dây trung tính), nối đất an toàn cân Nối đất nhằm bảo vệ cho người chạm phải vỏ thiết bị điện trường hợp cách điện thiết bị hư Đối với nhân viên lắp đặt, sữa chữa điện, ngồi trang bị bảo hộ lao động thơng thường, trang bị thiết bị bảo hộ đặc chủng khác găng tay cách điện, giày/ủng cách điện, vòng đeo ngắn mạch * Bảo vệ cách nối vỏ thiết bị điện đến hệ thống nối đất - Khi có cố hư hỏng cách điện thiết bị điện, phần kim loại vỏ thiết bị điện, rào chắn, dẫn… xuất điện áp Tuỳ theo dạng cố hư hỏng, điện áp vỏ thiết bị nhỏ điện áp pha tương ứng với cố hư hỏng cách điện đầu vào thiết bị - Khi công nhân làm việc phải thường xuyên tiếp xúc với thiết bị điện Nếu vỏ thiết bị có điện áp, người chịu điện áp vỏ thiết bị gọi điện áp tiếp xúc Utx - Khả xuất điện áp tiếp xúc công nhân làm việc (hình 3-1) Trường hợp nề cố hư hỏng cách điện đầu vào thiết bị, dòng điện qua người tương ứng tiếp xúc trực tiếp * Nguyên tắc thực hiện: Nếu khơng có biện pháp bảo hộ tốt, dịng điện qua thể người tiếp xúc gián tiếp có giá trị tiếp xúc trực tiếp Để giảm dòng điện qua người nghĩa giảm điện áp tiếp xúc, thực cách nối vỏ thiết bị đến hệ thống nối đất Khi có nối đất vỏ thiết bị có dịng cố khép mạch qua: - Lưới điện trung tính nối đất: Dịng điện cố khép mạch qua hệ thống nối đất vận hành nguồn cung cấp điện (hình 3-2a) - Lưới có trung tính cách điện đất: Dịng điện cố khép mạch qua điện trở cách điện Rcd điện dung C đất qua pha khác lưới điện Hình 3-8: Dịng điện cố thiết bị nối đất a) Lưới điện có trung tính nối đất b) Lưới điện có trung tính cách điện Khi có cố hư hỏng cách điện, người tiếp xúc với vỏ thiết bị nối đất dịng điện cố chạy vào đất qua người thiết bị nối đất (hình 3-9) Hình 3-9: Đường dịng điện cố thiết bị chạm vỏ Trong đó: - Điện trở cách điện cố Rsc - Điện trở hệ thống bảo vệ nối đất Rd - Điện trở người Rng - Uf điện áp pha xảy cố đất Điện trở hệ thống nối đất điện trở người nối song song với Nếu người tiếp xúc với vỏ thiết bị điện bị hư hỏng cách điện người phải chịu điện áp hệ thống trang bị nối đất Ud Dòng điện cố là: * Nhận xét: Từ phân tích ta thấy: - Điện áp tiếp xúc xác định điện áp pha mạng điện điện trở hệ thống nối đất, Rd nhỏ Utx nhỏ dẫn đến dịng điện qua người nhỏ Vậy điện áp tiếp xúc giảm đến giá trị an toàn vỏ thiết bị điện đất với giá trị nhỏ để dòng điện cố chạy qua cách dễ dàng, dòng điện qua người nhỏ - Bảo vệ cách nối vỏ thiết bị điện đến hệ thống nối đất biện pháp bảo vệ tốt dùng để tránh nguy hiểm điện giật tiếp xúc gián tiếp Biện pháp bảo vệ dùng phổ biến đơn giản rẻ tiền - Dịng điện qua hệ thống nối đất tương ứng với dòng điện qua người tiếp xúc trực tiếp, thay Rng Rd 2.6 Lắp đặt hệ thống bảo vệ an toàn 2.6.1 Lắp đặt nối đất bảo vệ a) Khái niệm nối đất: - Nối đất nối dây trung tính thực chức bảo vệ cho người khỏi bị điện giật, nghĩa bảo đảm cho thiết bị điện hay dụng cụ điện làm việc bình thường - Nối đất nối dây trung tính biện pháp bảo vệ an toàn điện Ngoài hai phương pháp kể người ta cịn có số cách khác: cân điện tích, dùng điện áp thấp, cách điện thường xuyên kiểm tra cách điện, cắt điện tự động, biến áp phân chia, rào chắn bảo vệ, biện pháp khác - Nối đất nối dây trung tính biện pháp bảo vệ chủ yếu Nối đất tạo nên vỏ máy cần bảo vệ với đất mạch điện an toàn với điện trở đủ nhỏ để điện rò cách điện hỏng, dòng điện qua vỏ máy xuống đất, có người chạm phải vỏ máy, dịng điện qua người nhỏ không gây nguy hiểm cho người Xong đơi dịng điện chập lớn, nên dịng điện qua người trường hợp gây nguy hiểm Vì người ta cịn áp dụng biện pháp đặc biệt khác để tránh khỏi nguy hiểm đó, thí dụ dùng biện pháp cân điện vùng dòng điện chập qua - Nối đất, nối dây trung tính tạo nên mạch điện an toàn tất vỏ máy hay kết cấu kim lọai với dây trung tính nối đất máy biến áp qua dây dẫn bảo vệ đặc biệt gọi dây trung tính, dây trung tính cịn nối đất lặp lại Chính nhờ biện pháp tất dòng điện mát vỏ máy trở thành dòng ngắn mạch, chúng chuyển qua dây bảo vệ, dây trung tính làm cắt cầu chì hay mcắt tự động đọan cố bảo vệ Thực nối đất thường có hai lọai: Nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo b) Nối đất tự nhiên bao gồm: Các đường ống nước, đường ống kim loại trừ đường ống dẫn khí đốt hóa lỏng đường dẫn khí đốt khí dễ cháy dễ nổ Các ống chôn sâu đất giếng khoan Kết cấu kim loại bê tông cốt thép nằm đất nhà cơng trình xây dựng Các đường ống kim lọai cơng trình thủy lợi Vỏ chì đường cáp chôn đất Khi xây dựng trang bị nối đất cần phải tận dụng vật liệu tự nhiên sẵn có Điện trở nối đất xác định cách đo thực tế chỗ hay dựa theo tài liệu để tính c) Nối đất nhân tạo: Thường sử dụng cọc thép tròn, thép dẹp hình chữ nhật hay hình thép góc dài từ 2÷ 3m đóng sâu vào đất, cho đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5 ÷ 0,7m * Các loại nối đất nhân tạo: Các cọc thép trịn thép góc, thép ống đóng thẳng đứng xuống đất Các thép dẹt, thép tròn đặt nằm ngang đất Kích thước tối thiểu điện cực nối đất (các cọc, ống, thanh) cho bảng 3.3 Kích thước nhỏ cọc thép nối đất dây nối đất Tên gọi cực nối đất Dây dẫn trịn, đường kính, mm Thanh dẫn hình chữ nhật Tiết diện, mm2 Bề dày, mm2 Thép góc, bề dày cạnh, mm Thép ống, bề dày ống, mm Trong nhà Thiết bị đặt trời 24 2,5 48 2,5 2,5 Trong đất 3,5 Đối với mạng điện áp 1000V, điện trở nối đất thời điểm năm không vượt 4Ω Riêng thiết bị nhỏ, công suất tổng máy phát điện máy biến áp khơng q 100kVA cho phép đến 10Ω Nối đất lặp lại dây trung tính mạng 380/220V phải có điện trở khơng q 10Ω Nối đất lặp lại dây trung tính mạng 380/220V phải có điện trở khơng q 10Ω Đối với thiết bị điện áp cao 1000V có dịng điện chạm đất bé thiết bị có điện áp đến 100V nên sử dụng nối đất tự nhiên sẵn có Đối với đường dây tải điện không, cần nối đất cột bê tông cốt thép cốt sắt tất đường dây tải điện 35kV, đường dây 3-20kV cần nối đất khu vực có dân cư Trên đường dây ba pha bốn dây 380/220V có điểm trung tính trực tiếp nối đất, cột sắt, xà sắt cột bê tông cốt thép cần phải bố trí nối với dây trung tính Trong mạng điện có điện áp 1000V, có điểm trung tính cách điện, cột sắt bê tơng cốt thép cần có điện trở nối đất không 50Ω d) Lắp đặt điện cực nối đất: Thiết bị nối đất thẳng đứng Thiết bị tiếp đất làm thép với kích thước sau: - Hình trịn, đường kính 10mm, cực trịn tráng kẽm giảm xuống cịn cm; Hình chữ nhật tiết diện 48mm2, dầy 4mm - Thép góc thành dầy mm - Théo dạng ống, thành ống dầy 3,5 mm hình 5.1 Tất dẫn dài 2÷3 m Hình 3.10: Cấu tạo thiết bị tiếp đất Trước đóng điện cực xuống đất, tất điện cực phải cạo sơn, gỉ, dầu mỡ…Nếu mơi trường đóng có tính xâm thực cao, tiết diện điện cực tăng lên hay bề mặt tráng kẽm Để đóng thiết bị tiếp đất, trước hết người ta đào đường rãnh sâu 500÷700mm đóng ép hay đóng xoắn điện cực xuống đáy rãnh Để làm việc người ta thường dùng búa tạ, máy ép rung, máy ép thủy lực hay máy khoan chuyên dùng Đầu điện cực thò lên rãnh đào khỏang 100÷200mm Các điện cực ngang đặt trực tiếp đáy rãnh, điện cực thép dẹt người ta đặt theo chiều dẹt áp với thành rãnh Hình 3.11: Nối thiết bị tiếp đất nằm nngang đóng điện cực tiếp đất thẳng đứng Dây nối đất chung đấu với thiết bị tiếp đất hai điểm Việc nối thiết bị nối đất, đường dây tiếp đất mạng nối đất bên thường thực cách hàn điện phải bảo đảm tiếp xúc điện tốt Chất lượng mối hàn phải kiểm tra kỹ trước lấp đất độ bền chúng dùng búa nặng gần kg gõ nhẹ vào mối hàn Cho phép dùng mối nối bu lông, không làm giảm tiếp xúc điện Một số ví dụ nối đất Hình 3.12: Nối đất mạng TT, mạng IT (a), nối đất dây trung hòa cho cần cẩu tháp 2.6.2 Lắp đặt nối dây trung tính bảo vệ a) Mục đích bảo vệ nối dây trung tính - Trong mạng điện pha dây điện áp nhỏ 1000V có trung tính trực tiếp nối đất người ta khơng áp dụng hình thức bảo vệ nối đất mà thay hình thức bảo vệ nối dây trung tính - Trong bảo vệ nối dây trung tính người ta nối phần kim loại thiết bị điện kết cấu kim loại mà phận xuất điện áp cách điện bị hư hỏng dẫn tới rò điện tạo ngắn mạch với dây trung tính Lúc thiết bị bảo vệ tác động cắt mạch điện - Sơ đồ bảo vệ nối dây trung tính Hình 3.13 : Thiết bị bị điện chạm vỏ mạng điện áp 1000V, có trung tính nối đất bảo vệ Tóm lại: Vậy mục đích bảo vệ nối dây trung tính nhằm bảo đảm an tồn cho người có chạm vỏ pha cách nhanh chóng cắt phần điện có chạm vỏ (hình 3-4) b) Ý nghĩa bảo vệ nối dây trung tính - Bảo vệ nối dây trung tính dùng để thay cho bảo vệ nối đất mạng điện pha dây điện áp nhỏ 1000 V có trung tính trực tiếp nối đất mạng điện 380/ 220 V, 220/ 127 V - Ý nghĩa việc thay xuất phát từ thực tế mạng điện pha dây trung tính trực tiếp nối đất mà áp dụng hình thức bảo vệ nối đất khơng thể bảo đảm an tồn cho người Điều giải thích ví dụ sau: * Giả sử ta có mạng điện pha dây trung tính trực tiếp nối đất, điện áp nhỏ 1000V (hình vẽ) giả thiết ta bảo vệ an toàn cho người bảo vệ nối đất tức nối vỏ thiết bị với hệ thống nối đất có điện trở nối đất Rđ Như (Hình vẽ) - Sơ đồ bảo vệ thực nối đất Hình3.14: Thiết bị bị chạm vỏ mạng điện có trung tính nối đất có điện áp 1000V nối đất bảo vệ Khi có chạm vỏ pha bị hư hỏng cách điện (hình 1-2) có dịng điện qua vỏ thiết bị vào đất với tri số Trong đó: Up điện áp pha mạng điện R0, Rđ điện trở nối đất trung tính thiết bị cần bảo vệ Trị số dòng điện Iđ lúc điện áp nhỏ 1000 V lúc đủ lớn để làm cho thiết bị bảo vệ (như cầu chì, áp tơ mát ) tác động cách chắn nhanh để cắt phần bị chạm vỏ ra, vỏ thiết bị có điện áp nguy hiểm tồn lâu dài là: Uđ = Iđ Rđ (2) 2.6.3 Lắp đặt hệ thống chống sét a Khái niệm chống sét: Sét phóng điện khí đám mây đất, hay đám mây mang điện khác dấu Trước có phóng điện sét có phân chia tích lũy mạnh điện tích đám mây giơng tác dụng luồng khơng khí nóng bốc lên nước ngưng tụ đám mây Các đám mây mang điện kết phân tích điện tích trái dấu tập trung chúng phần tử khác đám mây - Phần đám mây giơng thường tích điện tích âm Các đám mây với đất hình thành tụ điện mây đất Ở phần đám mây thường tích lũy điện tích dương Cường độ điện trường tụ điện mây – đất tăng dần lên chỗ cường độ đạt tới trị số giới hạn 25-30 kV/cm khơng khí bị i ôn hóa bắt đầu trở nên dẫn điện Sự phóng điện sét chia làm ba giai đọan: - Phóng điện đám mây đất bắt đầu xuất dòng sáng chuyển xuống đất, chuyển động đợt với tốc độ 100 ÷ 1000 km/s Dịng mang phần lớn điện tích đám mây, tạo nên đầu cực điện cao hàng triệu vôn Giai đọan gọi giai đoạn phóng điện tiền đạo bậc - Khi dòng tiền đạo vừa phát triển đến đất hay vật dẫn điện nối đến đất giai đọan thứ hai bắt đầu, giai đọan phóng điện chủ yếu sét Trong giai đọan này, điện tích dương đất di chuyển có hướng từ đất theo dòng tiên đạo với tốc độ lớn (6.104 ÷ 105 km/s) chạy lên trung hòa điện tích âm dịng tiền đạo - Sự phóng điện chủ yếu đặc trưng dòng điện lớn qua chỗ sét đánh gọi dòng điện sét lóe sáng mãnh liệt dịng điện phóng Khơng khí dịng phóng nung nóng đến nhiệt độ khoảng 10.0000C giãn nở nhanh tạo thành dòng điện âm Ở giai đoạn thứ ba sét kết thúc di chuyển điện tích mây từ bắt đầu phóng điện, lóe sáng biến - Bảo vệ chống sét cho nhiều đối tượng khác khác nhau: Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp trạm biến áp, Bảo vệ chống sét đường dây truyền tải điện, bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm, bảo vệ chống sét cho cơng trình Những ngun tắc bảo vệ thiết bị nhờ cột thu sét gọi cột thu lôi không thay đổi từ năm 1750 B.Franklin kiến nghị thực cột cao có đỉnh nhọn kim loại nối đến hệ thống nối đất Trong trình thực người ta đưa đến kiến thức xác hướng đánh trực tiếp sét, bảo vệ cột thu sét thực hệ thống nối đất (còn gọi hệ thống tiếp đất) - Khi có đám mây tích điện tích âm qua đỉnh cột thu lơi có chiều cao mặt đất có điện đất xem không Nhờ cảm ứng tĩnh điện đỉnh cột thu lơi nạp điện tích dương Do đỉnh cột thu lơi nhọn nên cường độ điện trường vùng lớn Điều dễ tạo nên kênh phóng điện từ đầu cột thu lơi đến đám mây tích điện tích âm, vây có dịng điện phóng từ đám mây xuống đất Khỏang không gian gần cột thu lơi mà vật bảo vệ đặt đó, có khả bị sét đánh gọi vùng hay phạm vi bảo vệ cột thu lôi b Hệ thống bảo vệ chống sét gồm: Một phận thu đón bắt sét đặt khơng trung, nối xuống dây dẫn đưa xuống, đầu dây dẫn lại nối đến mạng lưới nằm đất gọi hệ thống nối đất Hệ thống bảo vệ đặt vị trí nhằm đạt yêu cầu bảo vệ trườc công đột ngột, trực tiếp sét Vai trị phận đón bắt sét nằm không trung quan trọng trở thành điểm đánh thích ứng sét Dây dẫn nối từ phận đón bắt sét hay cịn gọi đầu thu từ đưa xuống có nhiệm vụ đưa dòng sét xuống hệ thống kim lọai nằm đất tỏa nhanh vào lòng đất Như hệ thống lưới dùng để khuếch tán lượng sét vào đất c Một số cách lắp dây chống sét: Hình 3.16: Sử dụng dây thu sét mạng Hình 3.17: Thiết bị chống sét (a) điểm tách (b) Tài liệu cần tham khảo: [1] Trần Quang Khánh, Bảo hộ lao động kỹ thuật an toàn điện, Nxb KHKT 2008 [2] Nguyễn Xuân Phú, Kỹ thuật an toàn cung cấp sử dụng điện, NXB Khoa học Kỹ thuật 1996 [3] Đặng Văn Đào, Kỹ Thuật Điện, NXB Giáo dục 2004 [4] Nguyễn Thế Đạt, Giáo trình an tồn lao động, NXB Giáo dục 2002 [5] Nguyễn Đình Thắng, Giáo trình an toàn điện, NXB Giáo dục 2002 ... trang bị sử dụng trang bị an toàn bảo hộ lao động phù hợp Nhân viên đơn vị công tác phải đảm bảo khoảng cách an toàn đường dây mang điện Khoảng cách an toàn theo cấp điện áp quy định sau: Điện. .. qui phạm an toàn điện thường qui định theo điện áp, lấy điện áp cho phép làm tiêu chuẩn an toàn Vì điện áp dễ xác định Với điện trở người khoảng 1000 Điện áp < 40V xem điện áp an toàn Trường hợp... nạn điện dòng điện chạy qqua người gây nên điện áp Khi phân tích an tồn mạng điện xét đến giá trị dòng điện qua người Tuy nhiên quy định an toàn điện thường lại dựa vào điện áp dùng khái niệm điện