Bài giảng An toàn điện - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về an toàn điện

CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN • Hiện tượng điện giật (electric shock): • Là tình trạng xuất dịng điện chạy qua thể người , gây nên hậu sinh học làm ảnh hưởng tới chức thần kinh, tuần hồn, hơ hấp gây cho người bị tai nạn Khi dòng điện đủ lớn ( 10 mA ) không cắt kịp thời , người bị nguy hiểm đến tính mạng Vật dẫn điện : vật liệu cho phép Electron dịch chuyển qua chịu tác dụng trường tĩnh điện Ví dụ nước , đồng , sắt , nhôm Cơ thể người vật dẫn điện Vật cách điện ( chất điện môi ) : vật liệu không cho phép Electron dịch chuyển qua Ví dụ nhựa ,sứ , gỗ , khơng khí , chân khơng Một mạng điện làm việc bình thường , dây pha thiết bị điện cách điện với vỏ đất , người vận hành, người sử dụng không tiếp xúc với nguồn điện Khi cách điện bị hư hỏng ( bị chọc thủng ), bất cẩn , thao tác sai, người chạm vào nguồn điện Điều kiện xảy tượng điện giật : Tiếp xúc vào nguồn áp Hình thành mạch khép kín nguồn áp qua thể người Dịng điện qua người có giá trị đủ lớn & tồn đủ lâu Các dạng chạm điện • Chạm trực tiếp • xảy người chạm vào dây dẫn trần mang điện trạng thái làm việc bình thường • Chạm gián tiếp • xảy người chạm vào vật xuất điện áp bất ngờ hư hỏng cách điện Tiếp xúc trực tiếp = tiếp xúc với dây dẫn điện (vd : dây pha) Thường xảy thiết bị phân phối cuối đường Đèn: —Khi thay bóng đèn Ổ cắm: —Các ổ cắm bị hỏng —Dây PE bị đứt khơng có —Cách điện dây dẫn khơng tốt Tiếp xúc gián tiếp: -Do hư hỏng cách điện ruột vỏ thiết bị ( rò điện ) -Thường xảy thiết bị điện có vỏ bọc kim loại Các số liệu thống kê tai nạn điện • • • • • Các yếu tố liên quan Tỉ lệ bị điện giật Theo cấp điện áp: U 1000 V 23,6% Theo trình độ điện: -Nạn nhân thuộc nghề điện: 42,2% -Nạn nhân khơng có chun môn điện: 57,8% Các dạng bị điện giật trực tiếp vào điện: 55.9% • - Do vơ tình, không công việc yêu cầu tiếp xúc 6,7% - Do công việc yêu cầu tiếp xúc với dây dẫn 25.6% - Đóng điện nhầm lúc tiến hành sửa chữa, • kiểm tra 23.6% •2- Chạm gián tiếp vào phận kim loại •của thiết bị bị chạm vỏ: Lúc thiết bị không nối đất 22,2% Lúc thiết bị có nối đất 0.6% •3-Chạm vào vật khơng phải kim loại có mang •điện áp tường, vật cách điện, nhà 20,1% •4-Bị chấn thương hồ quang sinh lúc thao tác • thiết bị (đóng mở cầu dao, FCO ) 1.2% 1-Chạm Nhận xét • Phần lớn trường hợp bị điện giật chạm phải vật dẫn điện vật có điện áp xuất bất ngờ thường xảy người khơng có chun mơn điện • Nguyên nhân xảy tai nạn điện: • Do trình độ tổ chức, quản lý cơng tác lắp đặt, xây dựng, sửa chữa cơng trình điện chưa tốt • Do vi phạm qui trình kỹ thuật an tồn, đóng điện có người sửa chữa (qn đóng dao tiếp đất an tồn), thao tác vận hành thiết bị điện khơng qui trình 10 • •Igiới hạn nguy hiểm AC  10 mA •Igiới hạn nguy hiểm DC  50 mA 15 Các yếu tố liên quan đến tác hại dòng điện qua người • Biên độ dòng điện qua người (Ingười): • Ingười lớn, nạn nhân bị nguy hiểm, khả bị tổn thương nặng tử vong cao.Có thể viết biểu thức tính I người sau: Ungười Ingười Zngười 16 Tổng trở người (Z người ): • Zng tạo thành từ thể người gồm lớp da tiếp xúc bên thành phần thể thịt, máu, mỡ, xương, dịch v v • Sơ đồ thay Zngười sau: XC1 X’C3 XC2 Ing Ing vào R’3 R3 R1 R3 Z da Z phần thể Z da 17 • R1 , R2: điện trở lớp da có giá trị lớn so với R3 điện trở phần bên thể lớp da có phần lớp sừng bên ngồi • Khi da bỡnh thng : ã Rng =1 K ữ vài chục K • Mất lớp da: • Rng =600  ÷ 750 18 Rng đại lượng không ổn định Rng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tình trạng sức khỏe người, mơi trường chung quanh, độ ẩm lớp da chỗ tiếp xúc với điện, điều kiện tổn thương, điện áp tiếp xúc, thời gian tồn dòng điện qua người v v 19  Khi Utiếp xúc lớn, dòng điện qua người tăng cao, thể người xảy tượng điện phân mồ tốt làm Rng giảm • Nếu Utx đủ lớn xảy tượng chọc thủng chỗ tiếp xúc làm R1, R2  0, Rng giảm nhiều • Khi Utx  1000V Rng =600  ÷ 750 20 Sự phụ thuộc Rng vào U tiếp xúc theo báo cáo IEC 479 Utx (V) R người() da mỏng & ẩm da ẩm bình thường da khơ 25 1750 3250 6100 50 1450 2625 4375 75 1250 2200 3500 100 1200 1875 3200 125 1125 1625 2875 220 1000 1350 2125 700 750 1100 1550 1000 V 700 1050 1500 Các giá trị khác 650 750 850 5% dân số 50% dân số 45% dân số 21  ttiếp xúc lâu, Rng bị giảm thấp trình phá hủy lớp da tượng điện phân phát triển  Aùp suất tiếp xúc tăng, Rngười giảm  Diện tích tiếp xúc Stx tăng, Rng giảm đường dịng Ing có kích thước lớn 22  Trạng thái người yếu tố quan trọng làm thay đổi Rng Thí dụ: Người làm việc mệt nhiều mồ hôi, tim đập mạnh người say rượu, bị bệnh thần kinh, bị ướt v v có Rng thấp so với người bình thường dễ bị tử vong có tai nạn điện 23 Ảnh hưởng đường dòng điện qua người: • Đây yếu tố có mức độ ảnh hưởng đến nguy hiểm nạn nhân nhiều định lượïng dịng điện qua tim hay quan tuần hoàn nạn nhân • Đường Ingười % Ingười qua tim • Tay – thân – tay 3,3% • Tay phải – thân – chân 3,7% • Tay trái – thân – chân 6,7% • Chân – thân – chân 0,4% 24  Ảnh hưởng đường dòng điện qua người Dịng điện từ tay trái sang chân có phân lượng qua tim nhiều phần lớn dịng điện qua tim theo trục dọc mà trục nằm từ tay trái đến chân Do đó, bị điện giật, nguy hiểm chạm vào tay trái dịng điện qua chân lượïng dịng Ingười qua tim lớn làm rối loạn nhịp tim làm ngưng nhịp tim gây tử vong 25 Ảnh hưởng tần số I giohannguyhiem (mA) DO THI Igioihannguyhiem = f(F) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 80 50 50 20 20 12 10 10 50 60 100 500 1000 Tan so F (Hz) • Ở tần số điện cơng nghiệp (50-60 (Hz)) mức độ phá hủy tế bào, đặc biệt tế bào có liên quan đến tim hơ hấp lớn, trị số dịng nguy hiểm giới hạn bé • Igiới hạn  10 mA 26 Các thơng số liên quan đến an tồn điện Điện áp tiếp xúc UTX : Là giá trị điện áp lớn đặt lên thể người _ phụ thuộc tình trạng tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp nhiều yếu tố khác_ người tiếp xúc vào vật có điện áp Utx=Utay –Uvịtríchânngườiđứng Utx=Utay –Utay  Ichạm Upha=220V ~  Utxúc=Ichạm.Rnốiđấtthiếtbị RnđHT Rnđthietbị 27 Các thơng số liên quan đến an tồn điện Điện áp cho phép Ucp (ULimit) Ucp mức điện áp giới hạn mà tiếp xúc , người khơng bị nguy hiểm đến tính mạng Đại lượng điện áp cho phép _Ucp_ sử dụng tính toán thiết kế nhằm đảm bảo giới hạn mức độ an toàn Ucp (ULimit) phụ thuộc tiêu chuẩn quốc gia , điều kiện khách quan môi trường tần số nguồn điện 28 Bảng số liệu Theo tiêu chuẩn Theo tần số Nơi khô Nơi ẩm ướt Ba Lan, Thụy Sĩ, Tiệp, Đức, IEC Hòa lan, Thụy Điển Liên Xô AC DC AC DC AC DC AC DC Ucp = 50 V Ucp = 120 V Ucp= 24 V Ucp =50 V Ucp =50 V Ucp = 80 V Ucp = 50 V Ucp = 120 V Ucp = 25 V Ucp = 60 V Ucp =12 V Ucp = 25V Ucp =25 V Ucp = 50 V Ucp = 25 V Ucp = 60 V Việt Nam Ở nơi đặc biệt nguy hiểm hầm mỏ, phịng đơng lạnh, bể bơi, nhà tắm, phòng nha sĩ, phòng mổ v v Ucp = (V) 12 (V) 29