Giáo trình An toàn điện (Nghề Điện công nghiệp Trình độ Trung cấp nghề)

ỦY BAN NHÂN DÂN HUYỆN CỦ CHI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ CỦ CHI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: AN TỒN ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 88/QĐ-TCNCC ngày 14 tháng 08 năm 2019 Hiệu trưởng trường Trung Cấp Nghề Củ Chi Tp Hồ Chí Minh, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình 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 Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp trình độ TCN, giáo trình Mơ đun An tồn điện giáo trình mơ đun đào tạo sở biên soạn theo nội dung chương trình khung Sở Lao động - Thương binh Xã hội TPHCM Trường trung cấp nghề Củ Chi ban hành dành cho hệ Trung Cấp Nghề Điện công nghiệp Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ Năng chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 30 gồm có: Trong q trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, Tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô giáo, bạn đọc để người biên soạn hiệu chỉnh hoàn thiện Tp HCM, ngày tháng năm 2019 Giáo viên biên soạn MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU Lỗi! Thẻ đánh dấu không xác định CHƯƠNG : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ AN TOÀN ĐIỆN 1.1 Khái quát chung môn học an toàn điện: 1.2 Các phương pháp phòng tránh tai nạn điên .7 1.2.1 Trang bị bảo hộ dụng cụ cá nhân 1.2.2 Trang bị thiết bị bảo vệ CHƯƠNG : CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG HỘ LAO ĐỘNG 10 2.1 Phòng chống nhiễm độc .10 2.1.1 Đặc tính chung hố chất độc .10 2.1.2 Tác hại hóa chất độc 10 2.1.3 Cách phòng tránh nhiễm độc .12 2.2 Phòng chống bụi 13 2.2.1 Định nghĩa phân loại bụi: .13 2.2.2 Tác hại bụi thể 14 2.2.3 Cách phòng, chống bụi 14 2.3 Phòng chống cháy nổ 15 2.3.1 Khái niệm cháy nổ 15 2.3.2 Nguyên nhân gây cháy nổ biện pháp phòng chống 16 2.4 Thơng gió cơng nghiệp 19 2.4.1 Mục đích thơng gió cơng nghiệp: .19 2.4.2 Các biện pháp thơng gió 20 2.4.3 Lọc khí thải cơng nghiệp 21 CHƯƠNG : AN TOÀN ĐIỆN 23 3.1 Một số khái niệm an toàn điện 23 3.1.1 Tác dụng dòng điện thể người 23 3.1.2 Các dạng tai nạn điện 27 3.2 Tiêu chuẩn Việt Nam an toàn điện 28 3.2.1 Điều Đặt rào chắn tạo vùng làm việc cho đơn vị công tác 28 3.2.2 Điều 65 Cắt điện để làm việc 29 3.2.3 Điều 66 Làm việc với máy phát, trạm biến áp 29 3.2.4 Điều 68 Làm việc với động điện 29 3.2.5 Điều 69 Làm việc với thiết bị đóng cắt 29 3.2.6 Điều 73 Máy biến áp đo lường 30 3.2.7 Điều 74 Làm việc với hệ thống Ắc quy 30 3.2.8 Điều 88 Các biện pháp với cơng việc có điện áp từ 1000V trở lên 30 3.2.9 Điều 94 Làm việc gần đường dây có điện áp từ 1000V trở lên .30 3.2.10 Điều 98 Sử dụng dây cáp thép 31 3.2.11 Điều 99 Làm việc đường dây cắt điện chung cột với đường dây mang điện 31 3.2.12 Điều 105 Khoảng cách tối thiểu .31 3.2.13 Điều 115 Rào chắn, khoảng cách an toàn nối đất 31 3.3 Nguyên nhân gây tai nạn điện 32 3.3.1 Do bất cẩn 32 3.3.2 Do thiếu hiểu biết người lao động 33 3.3.3 Do sử dụng thiết bị điện khơng an tồn 33 3.3.4 Do trình tổ chức thi công thiết kế 33 3.3.5 Do môi trường làm việc không an toàn .33 3.3.6 Do bất cập tiêu chuẩn hành 33 3.3.7 Những nguy hiểm dẫn đến tai nạn tiếp xúc dòng điện gây 34 3.3.8 Điện giật: 34 3.3.9 Đốt cháy điện: 35 3.3.10 Hoả hoạn nổ 35 3.4 Các biện pháp sơ cấp cứu cho nạn nhân bị điện giật .35 3.4.1 Tách nạn nhân khỏi nguồn điện 36 3.4.2 Hô hấp nhân tạo 38 3.3.4 Xoa bóp tim ngồi lồng ngực 40 3.5 Các biện pháp bảo vệ an toàn cho người thiết bị sử dụng điện 41 3.5.1 Các quy tắc chung để đảm bảo an toàn điện .41 3.5.2 Các biện pháp tổ chức 42 3.5.3 Các biện pháp kỹ thuật an toàn điện 42 3.6 Lắp đặt hệ thống bảo vệ an toàn .48 3.6.1 Lắp đặt nối đất bảo vệ .48 3.6.2 Lắp đặt nối dây trung tính bảo vệ 51 3.6.3 Lắp đặt hệ thống chống sét 53 3.7 Phạm vi áp dụng giáo trình tài liệu tham khảo 56 3.7.1 Phạm vi áp dụng giáo trình: 56 3.7.2 Hướng dẫn số điểm phương pháp giảng dạy môn học: .56 3.7.3 Những trọng tâm chương trình cần ý: 56 Tài liệu cần tham khảo: .57 CHƯƠNG : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ AN TOÀN ĐIỆN MỤC TIÊU: Sau học xong chương người học có khả năng: - Khái quát tầm quan trọng mơn an tồn điện - Nêu phương pháp phòng tránh tai nạn điện - Tập trung cao độ việc tiếp thu mới, tích cực học hỏi nghiên cứu, tư sáng tạo 1.1 Khái qt chung mơn học an tồn điện: - An toàn điện vấn đề quan trọng đặt công tác bảo hộ lao động Những nguyên nhân gây tai nạn điện: + Thiếu hiểu biết an toàn điện + Khơng tn theo quy tắc an tồn điện - Người bị điện giật tiếp xúc với mạch điện có điện áp hay nói cách khác có dịng điện chạy thể người Dòng điện chạy qua thể người gây tác dụng sau đây: - Tác dụng nhiệt: làm cháy bỏng thân thể, thần kinh, tim não quan nội tạng khác gây rối loạn nghiêm trọng chức - Tác dụng điện phân: biểu việc phân ly máu chất lỏng hữu dẫn đến phá huỷ thành phần hoá lý máu tế bào - Tác dụng sinh lý: gây hưng phấn kích thích tổ chức sống dẫn đến co rút bắp thịt có tim phổi Kết đưa đến phá hoại, chí làm ngừng hẳn hoạt động hơ hấp tuần hồn * Các ngun nhân chủ yếu gây chết người dòng điện thường tác động đến quan tim phổi ngừng làm việc sốc điện: - Tim ngừng đập trường hợp nguy hiểm thường cứu sống nạn nhân ngừng thở sốc điện Tác dụng dịng điện đến tim gây cho tim ngừng đập rung tim Rung tim tượng co rút nhanh lộn xộn sợi tim làm cho mạch máu thể bị ngừng hoạt động dẫn đến tim ngừng đập hoàn toàn - Ngừng thở thường xảy nhiều so với tim ngừng đập, người ta thấy bắt đầu khó thở co rút có dịng điện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua thể Nếu dòng điện tác dụng lâu co rút lồng ngực mạnh thêm, dẫn đến ngạt thở, nạn nhân ý thức, cảm giác ngạt thở cuối tim ngừng đập chết lâm sàng - Sốc điện phản ứng phản xạ thần kinh đặc biệt thể hưng phấn mạnh tác dụng dòng điện dẫn đến rối loạn nghiêm trọng tuần hồn, hơ hấp q trình trao đổi chất Tình trạng sốc điện kéo dài độ vài chục phút ngày đêm, nạn nhân cứu chữa kịp thời bình phục - Hiện nhiều ý kiến khác việc xác định nguyên nhân quan trọng dẫn đến chết người ý kiến thứ cho tim ngừng đập song loại ý kiến thứ hai lại cho phổi ngừng thở theo họ nhiều trường hợp tai nạn điện giật nạn nhân cứu sống đơn biện pháp hô hấp nhân tạo Loại ý kiến thứ ba cho có dịng điện qua người phá hoại hệ thống hơ hấp sau làm ngừng trệ hoạt động tuần hồn - Do có nhiều quan điểm khác nên việc cứu chữa nạn nhân bị điện giật người ta khuyên nên áp dụng tất biện pháp để vừa phục hồi hệ thống hô hấp (thực hô hấp nhân tạo) vừa phục hồi hệ thống tuần hồn (xoa bóp tim ) Bảng thống kê số trường hợp bị điện giật Các yếu tố liên quan Tỉ lệ bị điện giật (%) * Theo cấp điện áp: U ≤ 1000V U > 1000V * Theo trình độ điện: 76,4 23,6 - Nan nhân thuộc nghề điện - Nan nhân khơng có chun mơn điện * Các dạng bị điện giật: 42,2 57,8 Chạm trực tiếp vào điện - Do vơ tình, khơng phải cơng việc yêu cầu tiếp xúc - Do công việc yêu cầu tiếp xúc với dây dẫn - Đóng điện nhầm lúc tiến hành sửa chữa, kiểm tra Chạm gián tiếp vào phận kim loại thiết bị bị chạm vỏ - Lúc thiết bị không nối đất - Lúc thiết bị có nối đất Chạm vào vật khơng phải kim loại có mang điện áp tường, vật cách điện, nhà, … Bị chấn thương hồ quang sinh lúc thao tác thiết bị đóng cắt 55,9 6,7 25,6 23,6 22,8 22,2 0,6 20,1 1,2 1.2 Các phương pháp phòng tránh tai nạn điên 1.2.1 Trang bị bảo hộ dụng cụ cá nhân 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 Đối với nhân viên lắp đặt, sữa chữa điện, trang bị bảo hộ lao động thơng thường, cịn trang bị thiết bị bảo hộ đặc chủng khác găng tay cách điện, giày/ủng cách điện, vòng đeo ngắn mạch, làm việc với điện trung cao Dụng cụ, đồ nghề dành cho ngành điện có đặc điểm riêng như: cán, tay cầm phải bọc cách điện (hoặc làm vật liệu cách điện) khơng thấm nước, khơng trơn trượt VD: tua-nơ-vít, búa, kìm (kềm): cán bọc cao su, có gai cao su có miếng chặn, gờ chặn chống trượt chạy vào phận kim loại đầu 1.2.2 Trang bị thiết bị bảo vệ (a) (b) Hình 1.1: a Hình dáng bên ngồi RCD b Sơ đồ cấu tạo RCD Các biện pháp ngăn chặn chạm điện trực tiếp chưa đảm bảo độ an tồn nên xảy tai nạn chạm điện sai sót, nhầm lẫn hư hỏng cách điện, thao tác đấu nối nhầm lẫn, … Nên người ta phải trang bị thêm thiết bị bảo vệ cụ thể tùy theo mức độ an tồn quy chuẩn dân dụng hay cơng nghiệp RCD – (Residual Current Device): Thiết bị bảo vệ dòng rị RCD thiết bị bảo vệ có độ nhạy cao, tác động theo dòng rò với dòng tác động cắt (I_cắt) ≥ vài mA (5, 10, 20, 30 mA, …) - Trang bị hệ thống nối đất Tiêu chuẩn quốc tế IEC 60364 quy định hệ thống nối đất (nối mát), sau: - Mạng TN: Trong mạng TN, nguồn nối đất, vỏ thiết bị nối đất thơng qua dây nối đất Có loại mạng nối đất TN sau: - Mạng TN-S: (S - separate, riêng biệt) – pha dây, dây trung tính (N) dây nối đất thiết bị (PE – Protective Earth) tách biệt Vỏ thiết bị nối đất an tồn thơng qua dây PE - Mạng TN-C (C – Common, chung) –3 pha dây, dây PE dây trung tính (N) một, gọi tắt dây (PEN) Nối mát bảo vệ thiết bị nối vào dây PEN - Phương pháp nối đất: điểm nối sao-trung tính cuộn sơ sấp MBA phân phối hay máy phát nối trực tiếp với đất Các phận nối đất vật dẫn tự nhiên nối chung đến cực nối đất riêng biệt lưới Điện cực độc lâp có liên hệ điện với điện cực nguồn, hai vùng ảnh hưởng hai điện cực bao trùm lẫn mà không liên quan đến tác động thiết bị bảo vệ - Bố trí dây PE : dây PE bố trí riêng biệt với dây trung tính xác định theo dịng cố lớn xảy - Bố trí bảo vệ chống chạm điện gián tiếp: dòng điện sinh tượng chạm đất/ chạm vỏ thiết bị khơng đủ lớn để thiết bị bảo vệ dòng tác động Do đó, để bảo vệ an tồn, nta dùng RCD để bảo vệ có tượng chạm vỏ, dòng rò CHƯƠNG : CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG HỘ LAO ĐỘNG MỤC TIÊU: Sau học xong chương người học có khả năng: - Trình bày ảnh hưởng hóa chất sức khỏe người biện pháp phịng ngừa nhiễm độc - Phân tích ảnh hưởng hóa chất tới quan, thể người từ dùng biện pháp phịng ngừa có hiệu qua lao động sản xuất - Tập trung cao độ việc tiếp thu mới, tích cực học hỏi nghiên cứu, tư sáng tạo 2.1.Phịng chống nhiễm độc 2.1.1 Đặc tính chung hoá 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 mơi 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 không 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 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 Q trình thường hiểu q 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 ngoài: + Qua ruột : chủ yếu kim loại nặng + Qua mật: Một số chất độc chuyển hóa liên hợp sunfo glucuronic đào thơi 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 c khơi 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 10 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] VD: với mạng điện áp 220[V] điện trở cách điện phải là: 43 Giáo Trình An Tồn Điện * 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 Khoảng cách thẳng đứng tối thiểu vị trí tới dây cuối Bảng 5: Hành lang bảo vệ đường dây điện cao áp không Điện áp, [KV] Khoảng cách, [m] đến 20[KV] Dây bọc Dây trần 0,6 35 - 66 [KV] 110 [KV] 220/230 [KV] 500 [KV] Bảng Khoảng cách thẳng đứng tối thiểu vị trí tới dây cuối Điện áp, [KV] Khoảng cách tối thiểu, [m] - 20 35 - 66, 110 220/230 500 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 không bảo vệ (hay gọi dây trung tính), nối đất an tồn 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, trang bị bảo hộ lao động thơng thường, cịn 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) Giáo Trình An Tồn Điện Trường hợp nề cố hư hỏng cách điện đầu vào thiết bị, dòng điện qua người tương ứng tiếp xúc trực tiếp Đối với lưới điện có trung tính nối đất, điện áp tiếp xúc điện áp pha lưới điện (hình 3-2a, b, c), cịn dịng điện qua người là: Utx Uf Rng Rng Ing Điện áp tiếp xúc điện áp pha lưới điện, dòng điện qua người là: Utx Ud Rng Rng Ing * 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: Dòng điện cố khép mạch qua điện trở cách điện Rcd điện dung C đất qua pha khác lưới điện (hình vẽ 45 Giáo Trình An Tồn 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) Isc Rsc Isc Uf Rsc Uf Rng Id Rng Id Rd Ing Utx Rs Ing Rd Hình 3-9: Đường dòng 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: Isc Uf Uf R td R d.R ng Uf (R d R sc.R d R sc 46 R ng ) R sc.R ng R d.R ng Giáo Trình An Tồn Điện Rd R ng Khi người tiếp xúc với vỏ thiết bị điện, điện áp tiếp xúc mà người phải chịu là: R d.R ng Utx Uf R d.R ng (3-1) Isc Rd R ng R sc.R d R sc.R ng R d.R ng Điện trở hệ thống nối đất nhỏ nhiều so với điện trở người bỏ qua Rng, ta có: U f R d (3-2) U tx R R sc d Dòng điện qua hệ thống nối đất: U tx Uf Id R d R sc R d Nếu điện trở cố 0, dòng điện qua hệ thống nối đất: Uf (3-3) Id R Dòng điện d qua người là: U tx I U f R d ng R ng (R sc R d ).R ng Nếu người cách điện với đất Rs dịng điện qua người là: U f R d (3-4) I ng (R sc R d ).(R ng R s) * 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 dòng 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 47 Giáo Trình An Tồn Điện 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 3.6 Lắp đặt hệ thống bảo vệ an toàn 3.6.1 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, cịn có người chạm phải vỏ máy, dòng điện qua người nhỏ không gây nguy hiểm cho người Xong dòng điện chập lớn, nên dòng điện qua người trường hợp gây nguy hiểm Vì người ta 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 tồn 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 trịn, 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: 48 Giáo Trình An Tồn Điện 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 Trong nhà Thiết bị đặt Trong đất ngòai trời Dây dẫn trịn, đường kính, mm Thanh dẫn hình chữ nhật Tiết diện, mm2 Bề dày, mm2 24 48 Thép góc, bề dày cạnh, mm 2,5 Thép ống, bề dày ống, mm 2,5 2,5 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 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 tơng 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 49 Giáo Trình An Tồn Điện 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 thị 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 50 Giáo Trình An Tồn Điện a) b) Hình 3.12: Nối đất mạng TT, mạng IT (a), nối đất dây trung hòa cho cần cẩu tháp 3.6.2 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 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 51 Giáo Trình An Tồn Điện 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 ~3 pha A B C O CC R0 Rđ 52 Giáo Trình An Tồn Điện 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 Up (1) Iđ R0 Rđ 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) Ví dụ: Mạng 380/220 V có trung tính trực tiếp nối đất với R0 = Rđ = 4Ω Up 220 = Iđ R0 Rđ 27,5A 4 Dịng điện 27,5A làm cho cầu chì có dịng định mức dây chảy có trị số khoảng 10A tác động Thực tế dịng định mức dây chảy lớn trị số 10A nhiều (trị số phụ thuộc chủ yếu vào công suất, chế độ làm việc thiết bị điện) Lúc thiết bị bảo vệ không tác động, vỏ thiết có điện áp nguy hiểm là: Uđ = Iđ.Rđ = 27,5 = 110 V Điện áp tồn lâu dài Ở Rđ = R0 nên: Uđ = Up / Nếu Rđ > R0 Uđ lớn * Để giảm Uđ: - Giảm Rđ so với R0 không kinh tế - Trong trường hợp cách tăng dịng chạm vỏ Iđ đến giá trị đủ lớn, để thiết bị bảo vệ cắt nhanh chổ bị cố chạm vỏ bảo vệ an toàn cho người Biện pháp đơn giản dùng dây dẫn để nối vỏ thiết bị với dây trung tính Như ý nghĩa bảo vệ nối dây trung tính biến chạm vỏ thiết bị thành ngắn mạch pha để thiết bị bảo vệ cắt nhanh chắn phần bị chạm vỏ bảo đảm an toàn cho người Cần lưu ý bảo vệ nối dây trung tính tác động tốt có chạm vỏ thiết bị cịn có chạm đất bảo vệ nối dây trung tính khơng tác dụng bảo vệ lúc dịng chạm đất bé nên thiết bị bảo vệ khơng tác động cố chạm đất tồn lâu dài nguy hiểm (trong mạng trung tính trực tiếp nối đất điện áp nhỏ 1000 V cần phân biệt hai khái niệm chạm đất chạm vỏ 3.6.3 Lắp đặt hệ thống chống sét a Khái niệm chống sét: 53 Giáo Trình An Tồn Điện 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 dịng 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 dịng tiên đạo với tốc độ lớn (6.104 ÷ 105 km/s) chạy lên trung hịa điện tích âm dịng tiền đạo Sự phóng điện chủ yếu đặc trưng dòng điện lớn qua chỗ sét đánh gọi dịng 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 (cịn 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 khơng Nhờ cảm ứng tĩnh điện đỉnh cột thu lơi nạp điện tích dương Do đỉnh cột thu lôi 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 khơng gian gần cột thu lôi 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 không 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 cơng đột ngột, trực tiếp sét Vai trị phận đón bắt sét nằm khơng trung quan trọng trở 54 Giáo Trình An Tồn Điện 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 Nối đất cho dây ăng ten Thanh thu sét Điểm thu sét Máng nước Khoảngcách chống phóng tia lửa điện Ống th oát nước mưa Thiết bị nối đất Điểm tách Dây dẫn sét xuống đất Thiết bị nối đất sét vào đất c Một số cách lắp dây chống sét: Dây thu sét Hình 3.15: Sử dụng thiết bị chống sét 55 Dây dẫn sét xuống đất Giáo Trình An Tồn Điện Dây thu sét Kích thước mạng max.10mx20m Điểm tách Dây dẫn sét xuống đất Điểm tách Hình 3.16: Sử dụng dây thu sét mạng a) b) Hình 3.17: Thiết bị chống sét (a) điểm tách (b) Câu hỏi Ý nghĩa việc nối đất Có cách nối đất Trong mạng điện có điện áp nhỏ 1000V điện trở nối đất có giá trị bao nhiêu? 3.7 Phạm vi áp dụng giáo trình tài liệu tham khảo 3.7.1 Phạm vi áp dụng giáo trình: Chương trình mơn học sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp, Cao đẳng nghề 3.7.2 Hướng dẫn số điểm phương pháp giảng dạy môn học: - Trước giảng dạy, giáo viên cần vào nội dung học để chuẩn bị đầy đủ điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy - Nên áp dụng phương pháp đàm thoại để học sinh ghi nhớ kỹ 3.7.3 Những trọng tâm chương trình cần ý: - Phịng chống cháy, nổ thơng gió cơng nghiệp 56 Giáo Trình An Tồn Điện - Tác hại dòng điện thể người - Các nguyên nhân gây tai nạn điện - Các phương pháp bảo vệ an toàn cho người thiết bị 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 tồn điện, NXB Giáo dục 2002 57 ... học an tồn điện: - An toàn điện vấn đề quan trọng đặt công tác bảo hộ lao động Những nguyên nhân gây tai nạn điện: + Thiếu hiểu biết an toàn điện + Khơng tn theo quy tắc an tồn điện - Người bị điện. .. thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp trình độ TCN, giáo trình Mơ đun An tồn điện giáo trình mơ đun đào tạo sở biên soạn theo nội dung chương trình khung Sở Lao động - Thương... [kΩ/V] VD: với mạng điện áp 220[V] điện trở cách điện phải là: 43 Giáo Trình An Tồn Điện * 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