Bài giảng an toàn điện chương 2 ts võ viết cường

Chương PHÂN TÍCH DỊNG ĐIỆN QUA NGƯỜI Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng môn An tồn điện Chương 2: PHÂN TÍCH DỊNG ĐIỆN QUA NGƯỜI MỤC TIÊU Sau học xong chương sinh viên có khả năng:  So sánh độ lớn dòng điện chạy qua người nhiều loại mạng điện khác  Đề xuất biện pháp bảo vệ Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện Chương 2: PHÂN TÍCH DỊNG ĐIỆN QUA NGƯỜI NỘI DUNG 2.1 Mạng điện cách điện với đất (IT) 2.2 Mạng điện nối đất (TT, TN) 2.3 Các biện pháp bảo vệ Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện pha a Người chạm vào cực mạng điện L1 U  TH nàyUnguy hiểm Ing = = vìR dù+2R ngườiRng có ng d đứng ghế cách Ing : dịng qua người điện khơng có tác Rdụng trở người giảm dịng qua ng: điện Rngười : điện trở dây(có thể bỏ d qua) Rn : điện trở U : điện áp cực mạng điện Rd U L2 Ing Rng Rn Người chạm vào cực mạng pha Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện pha b Người chạm vào cực mạng điện L1 C Rn Rng R2 Rd L1 I C U U R1 C Ing L2 Sơ đồ thay R1 Ing L2 C R2 Rn Người chạm vào 1cực mạng pha Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện pha b Người chạm vào cực mạng điện L1 R2 C I= I (Rng R1)+R2 = Rn Rng C U U R1 R2(Rng+R1)+RngR1 U IR1 = Ing = Rng+R1 2Rng+Rc Ing L2 Sơ đồ thay U(Rng+R1) Với R1=R2=RC: điện trở cách điện dây dẫn với đất Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện pha b Người chạm vào cực mạng điện  Khi kể đến điện trở nền: U Ing = 2(Rng+Rn)+Rc  TH người ủng chạm dây, dây lại chạm đất: U Ing = Rng+Rn  Khi xét đến điện dung dây dẫn đất C: IngC = U..C 1+4R2ng.2.C2  tần số góc Dịng điện tổng qua người: Ing = I2ng + I2ngC Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện pha b Người chạm vào cực mạng điện Bài tập ví dụ 1: Xác định Rc để đảm bảo an toàn cho người chạm vào cực mạng điện pha 240V, cách điện so với đất Biết Ingcp = 10mA, Rng =1kΩ ? RC = U Ingcp Giải - 2Rng = 22000(Ω) = 22 (kΩ) Để đảm bảo an toàn cho người, R cách điện dây dẫn: RC > RC Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện ba pha L3 L2  TH người chạm cực mạng pha L1 Ing Rng Rn R1 R1 R2 R3 Rng C1 C2 Sơ đồ thay C3 R2 R3 C1 C2 C3 Rn Người chạm vào 1cực mạng pha Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện ba pha  Bỏ qua C điện trở Rn: Ing =  TH R1≠ R2 ≠ R3 Ing = U Rng + Rc UR1 R22 +R2R3+R23 Rng(R1R2+R2R3+R3R1)+R1R2R3  TH kể đến C U ( Ing = Rng 1+ ) Rc(Rc+6Rng) 9(1+R2c2C)R2ng Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 10 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Mạng điện ba pha Bài tập ví dụ 1: Xác định Rc để đảm bảo an toàn cho người chạm vào cực mạng điện pha 400V, cách điện so với đất Biết Ingcp = 10mA, Rng =1kΩ ? Bài tập ví dụ 2: Xác định Ing người chạm vào cực mạng điện pha 400V, cách điện so với đất Biết Ingcp = 10mA, Rng =1kΩ, Rc = 66.3MΩ, C = 10µF ? KQ: Rc >Rcmin= 66.3k Ω, dòng qua người giới hạn mức an toàn KQ: Ing=43.7mA đạt đến mức gây nguy hiểm cho người Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 11 2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT(IT) Kết luận  Mạng điện cách điện với đất có ưu điểm so với mạng trung tính nối đất Ing nhỏ Rc lớn  Tuy nhiên, thực tế mạng người bị điện giật vì: - Khi nhóm thiết bị kết nối vào mạng, Rc giảm - Mạng điện có C lớn (đường cáp dài) → Ing lớn nhiều so với TH xét đến Rc - Khơng thể đảm bảo khơng có hư hỏng cách điện Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 12 2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT (TT, TN) Mạng điện pha a Người chạm vào dây trung tính mạng điện  TH bình U thường = U1= Ung = U2 = R12.Umax / R13 = L12 Umax / L13 I Isc Isc M L N Ing với Umax= 2.5%U Umax=U3=R13.I Ung = U2 = R12.Umax/R13  TH ngắn mạch = L12 Umax/L13 Rng Ung = U3 = Isc.R13 ≈ U/2 Rđ Có thể gây nguy hiểm Người chạm 1điểm dây nối đất Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng môn An toàn điện 13 2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT (TT, TN) Mạng điện pha a Người chạm vào dây trung tính mạng điện Bài tập ví dụ: Mạng điện pha 220V, cấp cho tải dây có L=100m,r0=0,1mΩ/m, x0=0.08mΩ/m I=40A, CB có Im=400A, tc =30ms Người có nguy hiểm khơng chạm vào trung tính đầu cực tải lúc bt lúc NM Biết UTcp=50V, Rng= 1,1KΩ ?  TH bình thường Giải Ung< UTcp TH không nguy hiểm cho người Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 14 2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT (TT, TN) Mạng điện pha a Người chạm vào dây trung tính mạng điện Bài tập ví dụ: Người bị  TH ngắn mạch: nguy hiểm IN>Im nên CB tác động Không gây tác hại sinh lý Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 15 2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT (TT, TN) Mạng điện pha b Người chạm vào dây không nối đất mạng điện I L Rd U U I Ing = Rng+Rn+Rd+Rđ N Ing  Thường Rd, Rđ có giá trị nhỏ so với Rn, Rng nên bỏ qua: U Ing = Rng+Rn Rng Rng Rđ Rn Người chạm 1điểm dây không nối đất 16 Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT (TT, TN) Mạng điện pha b Người chạm vào dây khơng nối đất mạng điện Bài tập ví dụ: Xác định điện áp tiếp xúc người đứng khơng đứng thảm cách điện có Rn=10kΩ chạm dây nóng mạng240V.Với Rng=1kΩ,Rd=0? Giải  TH đứng thảm cách điện  TH không đứng thảm cách điện Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 17 2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT (TT, TN) Mạng điện ba pha a Mạng điện áp thấp U ≤ 1000V U Ing = (Rng+Rn+Rđ) L3 L2 L1  Nếu Rđ≈0,Rn≈0 chạm dây pha dây TT: Ing ≈ U Ing 3.Rng TH nguy hiểm chạm dây pha: Ing = U/Rng R1 R2 R3 N Rng Rn Rđ Người chạm 1điểm dây pha 18 Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT (TT, TN) Mạng điện ba pha b Mạng điện áp cao U > 1000V  Đ/với lưới điện U >110kV, trung tính nối đất trực tiếp có lợi chạm đất pha - Ưu: mạch bảo vệ cắt cố → giảm thời gian tồn điện áp giáng chỗ chạm - Khuyết: dòng ngắn mạch lớn  Đ/với mạng điện U < 35kV, trung tính nối đất trực tiếp mà thông qua cuộn dập hồ quang → giảm dòng điện qua chỗ chạm đất nên giảm U quanh chỗ chạm đất Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 19 2.3 CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ  Các biện pháp chống chạm trực tiếp: - Cách điện phần tử mang điện VL cách điện - Che chắn hay bao bọc phần tử mang điện - Rào chắn phần tử mang điện - Đặt khỏi tầm với phần mang điện Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 20 2.3 CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ  Các biện pháp chống chạm gián tiếp: - Nối đất vỏ thiết bị - Sử dụng phương pháp tự động ngắt nguồn - Sử dụng cách điện bổ sung hay cưỡng - Cách ly: sử dụng MBA cách ly Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 21 Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM _ Bài giảng mơn An tồn điện 22