Bài giảng hệ thống cung cấp điện chương 10 bạch quốc khánh

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Hệ Thống Cung Cấp Điện EE-3425 Chương 10 An toàn điện HTCCĐ PGS.TS Bạch Quốc Khánh Bộ môn Hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Nội dung Chương 10 An toàn điện Hiện tượng điện giật Các khái niệm Tiếp xúc trực tiếp Tiếp xúc gián tiếp Các biện pháp bảo vệ Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Chương 10 An tồn điện  Tác động sinh lý dịng điện chạy qua thể người tiếp xúc trực tiếp tiếp xúc gián tiếp  Sự nguy hiểm điện giật phụ thuộc yếu tố sau:  Trị số dòng điện qua người  Thời gian tác dụng dòng điện  Đường dòng điện qua người Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Hiện tượng điện giật  Tần số dịng điện  Tình trạng sức khoẻ thể trạng lúc bị điện giật Hiện tượng điện giật  Chương 10 An toàn điện Tác dụng dòng điện thể người Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Co  Ngừng thở  Rung tim  Bỏng U 30mA Vùng Giới hạn Tác động sinh lý AC-1 0-0,5mA (Đường A) Khơng có cảm giác AC-2 Từ 0,5mA đến đường B Có cảm giác, khơng gây phản ứng co AC-3 Từ đường B đến đường C1 Có phản ứng co cơ, rối loại nhịp tim, chưa gây nguy hiểm thời gian 2s AC-4 Bên phải Vùng AC-4.3 Có khả gây nguy hiểm, ngừng tim, ngừng thở, bỏng AC-4.1 Giữa đường C1 C2 Xác suất rung tim đến 5% AC-4.2 Giữa đường C2 C3 Xác suất rung tim đến 50% AC-4.3 Dọc theo bên phải đường C3 Xác suất rung tim 50% Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Hiện tượng điện giật  Chương 10 An toàn điện Ảnh hưởng thời gian tác dụng dòng điện giật: Dòng điện, mA Thời gian điện giật, s  10 30 60 10-30 90 110 160 250 0,4 350 0.2 600 0,1 Tỷ lệ tai nạn xảy theo đường dòng điện: Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Giá trị giới hạn tạo nên rung tim người khoẻ mạnh Hiện tượng điện giật Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện Điện trở thể người Ing Điện trở thể người () Điện áp tiếp xúc (V) Da khô Da ẩm Da ướt Da ngâm 10 6500 3200 1200 500 25 5000 2500 1000 400 50 4000 2000 875 300 100 2200 1500 730 260 250 1000 1000 650 200 Điện trở điện dung da phía dịng điện vào C1 R1 Điện trở điện dung bên C3 thể người R3 Điện trở điện dung da phía dịng điện R2 C2 Trong kỹ thuật an tồn để tính mức độ an toàn trang bị bảo hộ lao động, điện trở thể người lấy giá trị thấp 1000 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Các khái niệm  Hiện tượng dòng điện đất ρ dr ρ = 2πr 2πr = Uđ − U rch = U = = α Uđ I ρ dR = 2πr dR = Ur = f(r) Utx Điện áp tiếp xúc/bước U U Uđ I ρ Uđ = I R đ = 2πr Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Rđ =  Chương 10 An toàn điện r 1− r Uch Ub r Thiết bị hư hỏng cách điện I r0 r dr b I ρ 1 − 2π 𝑟 𝑟 + b Các khái niệm Tiêu chuẩn an toàn điện áp thời gian tiếp xúc cho phép Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Các khái niệm  Chương 10 An toàn điện Các tiêu chuẩn IEC liên quan: EE3425 - Hệ thống cung cấp điện IEC 60479-1: Effects of current on human beings and livestock IEC 60364-4-41 Electrical installations of buildings - Protection for safety Protection against electric shock IEC 60364-4-42 Electrical installations of buildings - Protection for safety Protection against thermal effects IEC 60364-4-43 Electrical installations of buildings - Protection for safety Protection against overcurrent Bạch quốc Khánh IEC 60364-4-44 Electrical installations of buildings - Protection for safety Protection against electromagnetic and voltage disrurbance Tiếp xúc trực tiếp 3.1 Mạng điện pha Các trường hợp tiếp xúc trực tiếp nguy hiểm:  Mạng điện cách điện với đất Mạng điện hai dây cách điện với nối đất  Mạng điện có cực hay pha nối đất Mạng điện dây  Mạng điện cách điện với đất có điện dung lớn Điện dung tàn dư sau cắt điện đường dây Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện Mạng điện hai dây có dây nối đất Điện dung mạng điện chiều vận hành Điện dung mạng điện xoay chiều vận hành 10 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc trực tiếp 3.1 Mạng 1P - Mạng điện cách điện với đất  Chương 10 An toàn điện Mạng điện hai dây cách điện với đất EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Dòng điện qua người I = R U r r + r + r r U: Điện áp cực 1&2  Nếu r1 = r2 = Rcđ U = 2R + R Bạch quốc Khánh I Sơ đồ thay Chạm vào cực mạng điện hai dây đ Ví dụ 10.1 Ngưỡng an tồn: Ing  10mA  R đ = 100 U − 2R Rng = 1000 U = 220V  Rcđ  20 k 11 Tiếp xúc trực tiếp 3.1 Mạng 1P - Mạng điện cách điện với đất  Chương 10 An toàn điện Mạng điện hai dây cách điện với đất Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Nếu r2 = I = U R  Nếu có xét rn I = Sơ đồ thay U r R +𝑟 r +r Với r2 =  I = R + r r U +𝑟 Nếu Ing = 10mA rn > 50 k  U  500V 10 12 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc trực tiếp 3.1 Mạng 1P - Mạng điện có cực đất  Chương 10 An tồn điện Mạng điện dây EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Dòng điện qua người I = U r R +𝑟 r +r + r r ro: Điện trở nối đất làm việc r1: Điện trở cách điện dây điện rn: Điện trở cách điện nền, đế Bạch quốc Khánh Trường hợp ro nhỏ: I = R Sơ đồ thay Chạm vào cực mạng điện dây U +𝑟 Nếu rn = (Nền ướt, ray…)  I = U R 11 13 Tiếp xúc trực tiếp 3.1 Mạng 1P - Mạng điện có cực đất Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An tồn điện Mạng điện hai dây có dây nối đất  Nếu chạm vào dây dẫn có nối đất khơng nguy hiểm U =U = I 𝑟 Ilv: Dòng điện làm việc mạng điện rab: Điện trở đoạn dây dẫn ab  Nếu chạm vào dây dẫn có nối đất có ngắn mạch U = 1 ∆U = U 2 12 14 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc trực tiếp 3.1 Mạng 1P - Mạng điện cách đất có điện dung lớn  Chương 10 An toàn điện Nguy hiểm điện tích tàn dư:  Điện tích tàn dư: Trên điện dung dây dẫn với đất sau cắt điện EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Dòng điện phóng qua người I : = U e R =I e Hằng số thời gian,  = Rng.C12 C12: Điện dung dây dẫn đường dây bị cắt Bạch quốc Khánh Imax: Trị số dịng điện phóng q người lớn I = 𝑈 R Điện dung lớn, trị số điện tích dư Q = C.Uo cao làm dịng điện trì lâu 13 15 Tiếp xúc trực tiếp 3.1 Mạng 1P - Mạng điện cách đất có C lớn  Chương 10 An toàn điện Điện dung mạng điện chiều vận hành Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Trường hợp bỏ qua điện dẫn cách điện: Bình thường: Q11 = Q22 = Q  C11.U1 = C22.U2 Nếu C11 = C22  U1 = U2 = 0,5U Khi người chạm vào dây có phân bố lại điện áp ⇒I = U R e ( C11 phóng qua người, U1 giảm từ 0,5U 0 C22 nạp qua người, U2 tăng từ 0,5U  U ) = U R e 14 16 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Trường hơp có xét điện dẫn cách điện (cáp khoảng cách lớn)  Dịng điện qua người điện dung phóng, nạp có phân bố lại điện áp Bình thường: U1 = Iro.r1 ; U2 = Iro.r2 ; U = U1 + U2 Khi người chạm vào dây 1, Rng //r1  r = R r I R +r Bạch quốc Khánh Phân bố điện áp thay đổi lại: U = I r ∆U = U − U U = I r =U −U I  =  Dòng điện qua điện trở cách điện dây: I =  Dòng điện qua người: Ing = Ing.C + Ing.r I ∆U e R = (tăng) U −U e R U r r + r + r r R 15 17 Tiếp xúc trực tiếp Chương 10 An toàn điện 3.1 Mạng 1P - Mạng điện cách đất có C lớn Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Điện dung mạng điện xoay chiều vận hành Z = jωC Z = R Z R +Z Z = jωC Z = Z′ + Z U̇ = U̇ I = I = U̇ R ! Nếu r1 r2 không lớn, phải xét thêm R Z Z = U̇ Z R Z + R Z + Z Z = U Z R Z + R Z + Z Z ⇒ İ UωC 4ω C R Nếu Z = Z = = 2R U̇ U̇ jωC = +Z 2jωCR + +1 16 18 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc trực tiếp Chương 10 An toàn điện 3.2 Mạng điện ba pha EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Vấn đề nối đất trung tính mạng điện: a) Trung tính nối đất trực tiếp Bạch quốc Khánh b) Trung tính nối đất qua tổng trở c) Trung tính cách điện với đất d) Trung tính nối đất qua cuôn dập hồ quang 17 19 Tiếp xúc trực tiếp Chương 10 An toàn điện 3.2 Mạng điện ba pha Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Vấn đề nối đất trung tính mạng điện: TT nối đất qua tổng trở Loại nối đất TT nối đất trực tiếp Z nhỏ Z lớn ( ) Rất lớn 200-1200A ~10A Uph 1,1-1,2Uph 1,5Uph 𝐼 𝑈 Ưu điểm Nhược điểm TT cách điện với đất TT nối đất qua cuộn Petersen < 20A ~0A 3.Uph 3.Uph • Dễ phát • Dễ phát N(1) N(1) • Khơng QĐA • Ít QĐA • Hạn chế HQ • HQ nhỏ • HQ nhỏ • Tiếp tục CCĐ • Gián đoạn CCĐ • Ub; Utx lớn • Dễ cháy • Khó phát N(1) • Tăng QĐA • R T/hao • X  DĐĐA • Khó phát N(1) • QĐA lớn • Gián đoạn CCĐ • Giảm Ub, Utx • Tương tự TT cách đất • Loại trừ HQ • Chi phí cuộn dập HQ 18 20 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 10 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc trực tiếp 3.2 Mạng điện ba pha – Trung tính cách đất Mạng 1kV, coi rA = rB = rC =  gA = gB = gC = Nếu C = C = C = C ⇒ I 3U = 9R  + ω C Điện áp đặt lên người chạm vào pha không bị cố điện áp dây Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện 23 25 Tiếp xúc trực tiếp 3.2 Mạng điện ba pha – Trung tính nối đất  Chương 10 An toàn điện Phân bố điện áp EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Bạch quốc Khánh U = Iđ r  U = 𝑈̇ U = = U̇ − U̇ U + U + U U Dòng điện chạm đất (Pha A) U Iđ = r +r Lưới hạ áp, Iđ nhỏ, bảo vệ khó tác động  Ngắn mạch kéo dài Dịng qua người chạm Pha B: I = R U +r +r 24 26 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 13 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc gián tiếp 4.1 Giới thiệu chung  Chương 10 An toàn điện Tiếp xúc gián tiếp: Người chạm vào vỏ (có tính dẫn điện)  Các biện pháp bảo vệ:  Bảo vệ nối đất: Bằng cách nối vỏ thiết bị điện đến hệ thống nối đất  Bảo vệ nối dây trung tính: Bằng cách nối vỏ thiết bị điện vào dây trung tính ( biến chạm vỏ cách điện bị hư hỏng thành ngắn mạch chạm đất pha)  Các sơ đồ bảo vệ: Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện thiết bị điện mà bình thường khơng mang điện 25 27 Tiếp xúc gián tiếp Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện 4.1 Giới thiệu chung Chương 10 An toàn điện Chữ thứ nhất: Nối đất trung tính nguồn T (Terre tiếng Pháp đất) trung tính nối đất I (Isolated) trung tính cách ly Sơ đồ TT Sơ đồ IT Chữ thứ hai: Nối đất dây bảo vệ PE Chữ thứ ba: Cách nối dây bảo vệ PE với dây trung tính N C: Nối chung S: Tách biệt Sơ đồ TN-C Sơ đồ TN-C-S TN-S 26 28 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 14 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc gián tiếp 4.2 Phân tích sơ đồ an tồn - Sơ đồ TT Dịng điện ngắn mạch U I = r đ +R + R R đ R +R đ Uph: Điện áp pha nguồn rcđ: Điện trở cách điện thiết bị Ro: Điện trở nối đất trung tính nguồn Rnđ: Điện trở nối đất vỏ thiết bị  Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An tồn điện Dịng điện qua hệ thống nối đất Rnđ I đ R R +R =I đ  Trong thực tế Rnđ Ro nên Utx1  Uph: Nguy hiểm 28 30 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 15 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc gián tiếp 4.2 Phân tích sơ đồ an tồn - Sơ đồ TN Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện Sơ đồ TN khơng có nối đất lặp lại dây trung tính  Dòng điện ngắn mạch: U I = (R + R ) +x Rtt Rph: Điện trở dây trung tính dây pha x: Điện kháng đường dây  Dòng điện ngắn mạch lớn 29 31  Điện áp tiếp xúc: Utx = IN.Ztt Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Ztt: Tổng trở dây trung tính từ trạm biến áp đến thiết bị cần bảo vệ Muốn Utx  Utxcp chọn thiết diện dây trung tính sau Z Z = F F = U −U U U ⟹F =F −U U F =F 110 − 40 ≈ 1,7F 40 (Lưới 220/127 V) F =F 220 − 40 ≈ 4,5F 40 (Lưới 380/220 V) Nếu Utxcp = 40 V   Điều kiện U ≤U khó thực 30 32 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 16 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc gián tiếp Chương 10 An tồn điện 4.2 Phân tích sơ đồ an toàn - Sơ đồ TN EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Sơ đồ TN có nối đất lặp lại dây trung tính (nối đất tập trung) Bạch quốc Khánh  Giảm điện áp tiếp xúc so với khơng có nối đất lặp lại I đ = I Z I Z ≈ ⇒U R +R R +R Utx giảm  điều kiện U ≤U = I đ R = I Z R R +R dễ thực 31 33 Tiếp xúc gián tiếp 4.2 Phân tích sơ đồ an toàn - Sơ đồ TN Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An tồn điện Sơ đồ TN có nối đất lặp lại dây trung tính (nối đất tập trung)  Giảm nhẹ chế độ cố đứt dây trung tính Xét việc tiếp xúc vỏ thiết bị M2: – Nếu khơng có nối đất lặp lại: Utx = Uph – Nếu có nối đất lặp lại (R1): U =U R ≤U R +R (tương tự sơ đồ TT) 32 34 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 17 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc gián tiếp Chương 10 An tồn điện 4.2 Phân tích sơ đồ an toàn - Sơ đồ TN  Sơ đồ TN có nhiều mạch nối đất lặp lại dây trung tính EE3425 - Hệ thống cung cấp điện U =I Z R R đ+R Bạch quốc Khánh Ro.tđ = Ro//R2//R3 < Ro  Utx tăng  Tăng nối đất lặp lại dọc theo tia nối đất mạch vòng 33 35 Tiếp xúc gián tiếp Chương 10 An toàn điện 4.2 Phân tích sơ đồ an tồn - Sơ đồ IT Khi cố hư hỏng cách điện thiết bị Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Điện trở tương đương mạch: r đ = r đ + R đ R R đ+R Trường hợp bị hư hỏng cách điện rcđ.M = Rng >> Rnđ nên rtđ  Rnđ 34 36 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 18 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc gián tiếp Chương 10 An tồn điện 4.2 Phân tích sơ đồ an toàn - Sơ đồ IT Khi cố hư hỏng cách điện thiết bị  EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Dòng điện cố chạm đất Icđ I đ U 2r đ = g +g + 3ω (C − C ) + g − g g + ω C + 3ω (C + C ) Trường hợp mạng điện có cách điện đối xứng điện dung bé I đ = 3R U đ+r ⇒ bé đ Bạch quốc Khánh  Điện áp vật nối đất U =U đ = I đ r đ = U R đ 3R đ + r ⇒I đ = U R =I đ R R đ ⇒ bé 35 37 Tiếp xúc gián tiếp 4.2 Phân tích sơ đồ an tồn - Sơ đồ IT Khi cố hư hỏng cách điện đồng thời hai thiết bị (sự cố kép) Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An tồn điện  Dịng điện cố I = r đ +r đ U: Điện áp dây rcđ.M1 rcđ.M2: Điện trở cách điện U R (R đ + R đ ) pha bị hư hỏng thiết bị + R + R đ + R đ Rlk: Điện trở dây dẫn liên kết hai vỏ thiết bị 36 38 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 19 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc gián tiếp Chương 10 An toàn điện 4.2 Phân tích sơ đồ an tồn - Sơ đồ IT  Khi cố hư hỏng cách điện đồng thời hai thiết bị (sự cố kép) EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Trường hợp hai cố chạm đất trực tiếp rcđ.M1 = rcđ.M2 = I =U R +R đ +R đ R (R đ + R đ ) U =I đ R đ =I R ×R đ R đ +R đ U =I đ R đ =I R ×R đ R đ +R đ Điện áp tiếp xúc cực đại thiết Khi khơng có dây liên kết hai vỏ thiết bị M1 M2 tức Rlk = : Bạch quốc Khánh I đ =I đ =I = R đ 𝑈 +R đ  Giảm U = I R đ Điện áp tiếp xúc cực đại thiết bị U = I R đ  Thường vượt Utxcp U +U =U â 37 39 Các biện pháp bảo vệ Tổng quan biện pháp bảo vệ an toàn chống tiếp xúc trực tiếp gián tiếp   Chống tiếp xúc trực tiếp Bao bọc cách điện Rào chắn chắn  Sử dụng vật cản  Đặt vùng tay với Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện Chống tiếp xúc gián tiếp Nối đất vỏ kim loại thiết bị Chống tiếp xúc trực tiếp gián tiếp  Điện áp siêu thấp (ELV)  Nối liên kết đẳng   Dùng cách điện cấp II cách điện tương đương  Mạch điện tách biệt  Bảo vệ tự động cắt mạch điện có cố  Bảo vệ bổ sung RCD với dịng điện dư tác động khơng 30mA 38 40 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 20 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Các biện pháp bảo vệ Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện 5.1 Bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp Bản 2021 Chương 10 An toàn điện  Bao bọc hoàn toàn phận mang điện vật liệu cách điện đạt tiêu chuẩn cho tháo gỡ cách phá hủy chẳng hạn vỏ cáp, vỏ thiết bị đóng cắt , hộp cách điện chứa vật mang điện với khóa  Đặt vật cản, rào chắn, hộp có khóa dụng cụ chuyên dụng để mở nhằm ngăn cách người tiếp xúc với phận mang điện  Đặt vật mang điện tầm với người  Sử dụng cảnh báo: biển báo, đèn 39 41 Các biện pháp bảo vệ 5.2 Bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện   Chương 10 An toàn điện Nối đất vỏ thiết bị Liên kết đẳng Nối điện tất phần dẫn điện để trần bình thường khơng mang điện  tránh gây điện áp tiếp xúc  Sử dụng cách điện cấp II hay gọi cách điện kép  Mạch điện tách biệt Mạch điện tạo nên hai dây dẫn từ thứ cấp máy biến áp cách ly pha không nối đất 40 42 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 21 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Các biện pháp bảo vệ 5.2 Bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp  Bản 2021 Chương 10 An toàn điện Sử dụng nguồn điện áp siêu thấp Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Giới hạn điện áp siêu thấp (IEC 60364-4)   50V xoay chiều   120V chiều 41 43 Các biện pháp bảo vệ 5.3 Bảo vệ tự động cắt mạch có cố Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện Thiết bị bảo vệ theo dòng điện dư (Residual current device - RCD)  Nguyên lý làm việc Phía nguồn Bình thường: İ∆ = İ + İ =  Khơng có từ thơng mạch từ Khi có cố chạm vỏ (đất) phía mạch bảo vệ, dây N khơng có dịng İ∆ = İ + İ ≠  Có từ thơng mạch từ, W2 có dịng đến cuộn cắt  Cắt nguồn Mạch bảo vệ 42 44 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 22 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Các yếu tố ảnh hưởng đến RCD – Dòng điện rò điện dung cách điện dây dẫn với đất chế độ làm việc bình thường (1,5mA/m) mạch tụ lọc thiết bị điện tử (cỡ 1-2mA/thiết bị) – Sóng hài, độ xung kích dao động gần vị trí RCD chạy qua mạch lọc, điện dung đường dây  làm cho RCD làm việc nhầm Bạch quốc Khánh  Phân loại RCD theo IEC 60755: – Loại AC tác động với dịng điện xoay chiều hình SIN – Loại A tác động với dịng xoay chiều hình SIN xung dòng chiều – Loại B tác động loại A chiều trì 43 45 Các biện pháp bảo vệ Chương 10 An toàn điện 5.3 Bảo vệ tự động cắt mạch có cố Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Trong sơ đồ TT  Do dòng ngắn mạch không lớn  bảo vệ nên sử dụng RCD  Dòng khởi động RCD chọn theo điều kiện an tồn (IEC 60364) I đ.∆ Vì U ≤ 50 50 = R R +R = I đ R đ ≈ đ 50 R đ R đ R +R =U lớn  Thời gian cắt RCD phải nhỏ đ Thời gian cắt RCD mạch cuối có Iđm  32A (IEC 60364-4-41) Đ/áp pha Uo (V) Thời gian (s) 50 < Uo  120 120 < Uo  230 230 < Uo  400 Uo > 400 0,3 0,2 0,07 0,04 Thời gian cắt RCD không giây mạch khác 44 46 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 23 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Các biện pháp bảo vệ Chương 10 An toàn điện 5.3 Bảo vệ tự động cắt mạch có cố Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Trong sơ đồ TN  Dòng điện ngắn mạch lớn nên bảo vệ dùng bảo vệ dòng hoặc RCD Rph Rv IN  Sử dụng bảo vệ dòng điên: I đ U R ≤I = = U R +R Rph: Điện trở dây pha Rv: Điện trở dây trở Rv = Rtt: Dây trung tính với sơ đồ TN-C Rv = RPE: Dây bảo vệ PE với sơ đồ TN-S 45 47  Điều kiện an toàn (IEC60364) U = I R = U R R +R lớn  Thời gian tác động bảo vệ phải nhỏ Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Thời gian cắt bảo vệ tBV.max mạch cuối có Iđm  32A (IEC 60364-4-41) Đ/áp pha Uo (V) 50 < Uo  120 120 < Uo  230 230 < Uo  400 Uo > 400 0,8 0,4 0,2 0,1 Thời gian (s) Thời gian cắt bảo vệ tBV.max = giây mạch khác  Với BVQD thời gian độc lập, chọ tBV < tBV.max Sau kiểm tra điều kiện I đ ≤ U R +R  Với BVQD thời gian phụ thuộc, từ Uo(Uph) chọn tBV.max theo IEC60364 tính IN =Uo/RN Chọn bảo vệ có đặc tính: IBV(tBV.max) < IN 46 48 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 24 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Các biện pháp bảo vệ 5.3 Bảo vệ tự động cắt mạch có cố Bản 2021 Chương 10 An toàn điện EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Sử dụng RCD sơ đồ TN-S TN-C-S – Khơng thể xác định xác điện trở mạch với RN – Trị số IN bé khiến BVQD không dùng Bạch quốc Khánh  Với sơ đồ TN-C-S, phải đưa dây PE tách từ dây PEN ngồi vịng xuyến RCD mạch bảo vệ cuối 47 49 Các biện pháp bảo vệ 5.3 Bảo vệ tự động cắt mạch có cố Trong sơ đồ IT  Khi chạm đất điểm thứ nhất, Icđ Ung bé (Mục 2.2.b)  Không nguy hiểm  Khi chạm đất điểm thứ hai: – Nếu vỏ thiết bị có nối đất bảo vệ riêng  Bảo vệ thực tương tự sơ đồ TT Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An tồn điện 48 50 Bạch Quốc Khánh/Bộ mơn Hệ thống điện/BKHN 25 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Các biện pháp bảo vệ 5.3 Bảo vệ tự động cắt mạch có cố Bản 2021 Chương 10 An toàn điện  Khi chạm đất điểm thứ hai: EE3425 - Hệ thống cung cấp điện – Nếu vỏ thiết bị có liên kết chung với hệ thống nối đất bảo vệ  Dòng điện ngắn mạch lớn,  Bảo vệ thực tương tự sơ đồ TN Bạch quốc Khánh – Điện áp kiểm tra điều kiện tượng tự với sơ đồ TN + Với điểm chạm đất thứ hai dây pha: Uo = Udây + Với điểm chạm đất thứ hai dây trung tính: Uo = Uph 49 51 Các biện pháp bảo vệ 5.3 Bảo vệ tự động cắt mạch có cố Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện Sử dụng RCD có độ nhậy cao  RCD có độ nhậy cao: có Ikđ.I  30mA  Bên cạnh biện pháp bảo vệ đây, RCD có độ nhạy cao cịn dùng làm biện pháp bảo vệ bổ sung cho trường hợp có nguy tiếp xúc cao sau – Các mạch ổ cắm nơi ẩm ướt, – Các mạch ổ cắm sử dụng tạm thời – Các mạch cấp nguồn cho phịng xơng hơi, bể bơi – Các mạch cấp nguồn trường công tác, xe lưu động, thuyền, kiện trời… 50 52 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 26 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Tài liệu tham khảo Bản 2021 Chương 10 An toàn điện [2] Electric Installation Guide according to IEC international standards, Schneider Electric, Edition 2016 [3] Electrical installation handbook, Protection, control and electrical devices, Technical guide – ABB SACE, 6th edition 2010 [4] IEC 60364 Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện [1] Nguyễn Đình Thắng, Giáo trình an toàn điện, NXB Giáo dục Việt Nam, 2013 54 Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện 53 54 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 27 ... phép Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An tồn điện Bạch Quốc Khánh/ Bộ mơn Hệ thống điện/ BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Các khái niệm  Chương. .. tự sơ đồ TT Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương 10 An toàn điện 48 50 Bạch Quốc Khánh/ Bộ môn Hệ thống điện/ BKHN 25 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Các biện... 18 Bạch Quốc Khánh/ Bộ môn Hệ thống điện/ BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 10 Bản 2021 Tiếp xúc trực tiếp Chương 10 An toàn điện 3.2 Mạng điện ba pha EE3425 - Hệ thống cung cấp điện