đề tài: an toàn điện

GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG MSSV: 41001755 Phần Nhận Xét, Đánh Giá Của Thầy : TP. Hồ Chí Minh, ngày 8, tháng 12, năm 2013 TIỂU LUẬN MÔN HỌC LINH KIỆN VÀ SỰ LẮP RÁP ĐỀ TÀI: AN TOÀN ĐIỆN GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 2 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………… 3 DANH MỤC HÌNH……………………………………………………………………………………… 4 DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………………… 6 CHƢƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN 7 1.NGUYÊN NHÂN GÂY RA TAI NẠN VỀ ĐIỆN VÀ TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ THỂ NGƢỜI : 7 1.1Nguyên nhân gây tai nạn về điện : 7 1.2Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể ngƣời: 12 3.NHỮNG YẾU TỐ CHÍNH XÁC ĐỊNH TÌNH TRẠNG NGUY HIỂM CỦA ĐIỆN GIẬT: 12 3.1Điện trở của ngƣời: 13 3.2Cƣờng độ dòng điện qua ngƣời : 15 3.3Thời gian điện giật : 17 3.4Đƣờng đi của dòng điện qua ngƣời : 17 3.5Tần số dòng điện: 18 3.6Môi trƣờng xung quanh: 19 CHƢƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ AN TOÀN 20 1.BIỆN PHÁP TỔ CHỨC : 20 1.1YÊU CẦU ĐỐI VỚI NHÂN VIÊC LÀM VIỆC TRỰC TIẾP VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN: 20 1.2TỔ CHỨC LÀM VIỆC: 20 2.BIỆN PHÁP KỸ THUẬT: 20 2.1CHỐNG TIẾP XÚC ĐIỆN TRỰC TIẾP: 21 2.2CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP VÀO ĐIỆN: 23 2.3CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐIỆN TRỰC TIẾP VÀ GIÁN TIẾP KHÔNG CẦN NGẮT MẠCH : 32 MỤC LỤC GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 3 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp Ngày nay nhu cầu sử dụng điện đang trở nên phổ biến. Để đảm bảo vận hành lƣới điện và các thiết bị trong hệ thống điện đƣợc hiệu quả và an toàn thì cần thiết phải đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn điện.” An toàn điện “ là đề tài khá rộng và phổ biến, tuy nhiên ở đây tôi chỉ trình bày những vấn đề cơ bản nhất về an toàn điện và các biện pháp đảm bảo an toàn điện. Trong bài tiểu luận này , tôi trình hai chƣơng chính trong an toàn điện là : Chƣơng 1 : Những khái niệm cơ bản về an toàn điện Chƣơng 2: Các biện pháp bảo vệ an toàn Trong tiểu luận này , tôi đã tham khảo các tiêu chuẩn an toàn của IEC , các tài liệu, giáo trình an toàn điện của Ths. Phan Thị Thu Vân- đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS-TS Nguyễn Hoàng Viêt là ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn và bổ sung nhƣng thiểu sót trong quá trình làm đề tài này. Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn lớp VP10VT đã chia sẽ kinh nghiệm và hổ trợ tinh thần trong suốt quá trình học tập để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài này. LỜI NÓI ĐẦU GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 4 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp 1. Hình 1.1 a : Nguyên nhân gây tại nạn điện do ngƣời tiếp xúc giữa một dây pha và một dây trung tính 2. Hình 1.1 b : Nguyên nhân gây tại nạn điện do ngƣời tiếp xúc giữa hai dây pha 3. Hình 1.2 a: Nguyên nhân gây tại nạn điện do ngƣời chạm giữa vào một dây pha trong mạng điện ba pha trung tính nối đất 4. Hình 1.2 b: Nguyên nhân gây tại nạn điện do ngƣời chạm giữa vào một dây pha trong mạng điện ba pha trung tính cách điện với đất 5. Hình 1.3: Sự phụ thuộc của điện áp bƣớc và điện áp tiếp xúc vào khoảng cách từ chỗ ngƣời đứng đến chỗ dây chạm đát 6. Hình 1.4 : Phân bố điện thế của các điểm trên mặt đất 7. Hình 1.6: Sự phóng điện ở đƣờng dây cao thế 8. Hình 1.7: Hồ quang điện 9. Hình 2.1.1: Sơ đồ thay thế tƣơng đƣơng điện trở ngƣời 10. Hình 2.1.2 : Sự phụ thuộc của điện trở ngƣời vào áp lực tiếp xúc 11. Hình 2.1.3: Sự phụ thuộc điện trở ngƣời vào điện áp ứng với các thời gian tiếp xúc khác nhau (0,015s và 3s). 12. Hình 2.2: Phạm vi ảnh hƣởng sinh học của dòng I ng theo biên độ và thời gian tồn tại 13. Hình 2.3 :Sự nguy hiểm khi thời điểm dòng điện chạy qua tim trùng với pha T của chu trình tim 14. Bảng 2.4 : Đƣờng đi của dòng điện ảnh hƣởng đến tỷ lệ dòng qua tim 15. Hình 2.5 : Đồ thị giới hạn nguy hiểm I=f(f) DANH MỤC HÌNH GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 5 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp 16. Hình 2.1.2: Mô hình nguyên lý RCD 1 pha 17. Hình2.2.1a : Sơ đồ nối đất TN-S 18. Hình 2.2.1b : Sơ đồ nối đất TN-C 19. Hình 2.2.1c : Sơ đồ nối đất TN-C-S 20. Hình 2.2.2 : Sơ đồ nối đất TT 21. Hình 2.2.3a : Sơ đồ nối đất IT 22. Hình 2.2.3b: Sơ đồ kiểm tra chạm mass trong mạng IT 23. Hình 2.2.4: CB 24. Hình 2.2.5: ACB 25. Hình 2.2.6: MCB 26. Hình 2.2.7: MCCB 27. Hình 2.2.8 : RCCB 28. Hình 2.2.9: ELCB 29. Hình 2.3.2b: Điện áp thấp đƣợc lấy từ máy biến áp 30. Hình 2.3.2a :Sơ đồ mạng PELV 31. Hình 2.3.1 : Sơ đồ mạng SELV GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 6 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp 1. Bảng 2.1: Điện trở ngƣời phụ thuộc trạng thái của da 2. Bảng 2.2: Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể ngƣời DANH MỤC BẢNG GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 7 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp CHƢƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN 1. NGUYÊN NHÂN GÂY RA TAI NẠN VỀ ĐIỆN VÀ TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ THỂ NGƢỜI : 1.1 Nguyên nhân gây tai nạn về điện : Phân tích các tai nạn điện thấy rằng, các nguyên nhân gây tai nạn về điện là do : 1.Ngƣời tiếp xúc với một dây pha và dây trung tính ở vị trí lớp cách điện bị hỏng: Trƣờng hợp này điện áp đặt vào ngƣời là điện áp pha : U ng =U P (hình 1.1a) 2.Ngƣời tiếp xúc với hai dây pha khác nhau ở vị trí lớp cách điện bị hỏng: Lúc này điện áp đặt vào ngƣời là điện áp dây : U ng =U d = 3 U P (hình 1.1b) 3.Ngƣời đứng trên mặt đất (không cáh điện) chạm vào một dây pha của mạng điện ba pha trung tính nối đất (hình 1.2a) hoặc cách điện với đất (hình 1.2b). Ở trƣờng hợp hình 1.2a, dòng điện qua ngƣời từ dây pha xuống đất và về nguồn qua điện trở nối đất của dây trung tính . Trong hình 1.2b dòng điện đi qua ngƣời xuống đất và về nguồn qua các điện trở cách điện (R cđ ) của dây dẫn nối với đất. GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 8 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp 4. Điện giật do điện áp bƣớc U b :  Khi một dây dẫn bị đứt và chạm đất ( hoặc vỏ thiết bị có nối đất bị chạm 1 pha ) thì dòng điện sẽ đi vào trong lòng đất . Vì đất có điện trở nên có sự phân bố điện áp. Điện thế tại mỗi điểm trên mặt đất giảm dần khi càng ra xa điểm chạm đất . Ở ngoài phạm vi 20m thì có thể xem nhƣ điện thế tại đó bằng 0 . Đƣờng phân bố điện thế có dạng hình hypecbol (hình 1.3). Nếu ngƣời đi vào vùng đất mà trong đó có dòng điện chạy qua thì giữa hai chân ngƣời có một điện áp ,gọi là điện áp bƣớc (U b ) .Dƣới tác dụng của điện áp bƣớc, dòng điện đi từ chân nọ qua ngƣời sang chân kia gây ra tai nạn điện giật.  Điện áp bƣớc có giá trị phụ thuộc vào độ lớn của bƣớc chân ngƣời, khoảng cách x từ điểm chạm đất đến ngƣời và phụ thuộc vào điện áp của mạng điện. Càng xa chỗ chạm đất (x càng lớn ) thì U b càng nhỏ . Điện áp mạng càng lớn thì U b càng lớn. Hình 1.4 : Phân bố điện thế của các điểm trên mặt đất GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 9 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp  Trên hình 1.4 vẽ sự phân bố thế của các điểm trên mặt đất lúc có pha chạm đất (do dây dẫn 1pha rớt chạm đất hay cách điện một pha của thiết bị điện bị chọc thủng )  Ta biết điện áp đối với đất ở chổ trực tiếp chạm đất là : Điện áp của các điểm trên mặt đất đối với đất ở cách xa chổ chạm đất từ 20m trở lên có thể xem bằng không. Những vòng tròn đồng tâm (hay chính xác hơn là các mặt phẳng mà tâm điểm là chỗ chạm đất chính là các vòng tròn cân) đẳng thế. Khi ngƣời đứng trên mặt đất gần chổ chạm đất thì hai chân ngƣời thƣờng ở hai vị trí khác nhau cho nên ngƣời sẽ bị một điện áp nào đó tác dụng lên đó là điện áp bƣớc. Điện áp bƣớc là điện áp giữa hai chân ngƣời đứng trong vùng có dòng chạm đất. Gọi Ub là điện áp bƣớc ta có : U b =U ch1 – U ch2 Trong đó : U ch1 , U ch2 là điện áp đặt vào hai chân ngƣời. Hay nếu chân thứ nhất đứng ở vị trí cách điểm chạm đất là x còn chân thứ hai ở vị trí (x+a) thì : Trong đó: a là độ dài khoảng bƣớc của chân ngƣời, thƣờng lấy a = 0,8 m. Từ công thức trên ta thấy càng xa chỗ chạm đất thì điện áp bƣớc càng bé (khác với điện áp tiếp xúc). Ở khoảng cách xa chỗ chạm đất 20m trở lên có thể xem điện áp bƣớc bằng không. Ví Dụ : Nếu có sự chạm đất với dòng chạm đất I đ =100A ở nơi có điện trở suất của đất là ρ=10 4 Ohm. Thì điện áp bƣớc đặt vào ngƣời khi ngƣời đứng cách GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 10 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp chỗ chạm đất 2,2m (220cm) là : Nhận xét : Điện áp bƣớc có thể bằng 0 mặc dầu ngƣời đứng gần chỗ chạm đất, đó là trƣờng hợp khi hai chân ngƣời đều đặt trên cùng một vòng tròn đẳng thế. Điện áp bƣớc có thể đạt đến trị số lớn vì vậy mặc dù không tiêu chuẩn hoá điện áp bƣớc nhƣng để bảo đảm an toàn tuyệt đối cho ngƣời, quy định là khi có xảy ra chạm đất phải cấm ngƣời đến gần chổ bị chạm khoảng cách sau :  Từ 4÷5 m đối với thiết bị trong nhà.  Từ 8÷10 m đối với thiết bị ngoài trời. Ngƣời ta không tiêu chuẩn hoá điện áp bƣớc nhƣng không nên cho rằng điện áp bƣớc không nguy hiểm đến tính mạng con ngƣời. Dòng điện qua hai chân ngƣời thƣờng ít nguy hiểm nhƣng với trị số lớn ( trên 100V) thì các bắp cơ của ngƣời có thể bị co rút làm ngƣời ngã xuống và lúc đó sơ đồ nối điện sẽ thay đổi nguy hiểm hơn. 5.Điện giật do điện áp tiếp xúc U tx : Khi ngƣời chạm vào vật mang điện, giữa tay và chân ngƣời có một điện áp đặt vào ngƣời ( hình 1.3) gọi là điện áp tiếp xúc. Dòng điện chạy qua ngƣời trong trƣờng hợp này bằng : Trong đó : U ng =U tx là điện áp tiếp xúc R ng là điện trở ngƣời [...]... chạm điện trực tiếp 35 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình An toàn Điện , Bộ môn hệ thống điện – Khoa điện – Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [2] Giáo Trình An toàn Điện, ThS Phan Thị Thu Vân , Bộ môn cung cấp điện , Khoa Điện- Điện Tử , Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh [3] Tài liệu tập huấn an toàn điện. .. thợ và bậc an toàn cao mới có quyền thao tác một mình ( bậc thợ tƣơng đƣơng trình độ hiểu biết về sơ đồ, thiết bị ; bậc an toàn về an toàn điện) 1.2 TỔ CHỨC LÀM VIỆC: Phải có phiếu giao nhiệm vụ (có ký giao nhận ), ghi rõ làm việc gì, nơi làm việc, thời gian, yêu cầu bậc thợ, số ngƣời cùng làm việc, phạm vi… Ghi rõ điều kiện an toàn điều kiện an toàn (phải đi ủng, mang gang tay, sào cách điện, nối đất…)... tại điện áp tiếp xúc nhƣng dòng điện đi qua cơ thể là rất nhỏ, vài mA (về lý thuyết là bằng không – không có dòng điện chạy qua cơ thể) Lƣu ý vấn đề kiểm tra có điện (Energy checking): Trong thực tế, khi sử dụng bút thử điện để kiểm tra có điện trong mạng IT, thì dây nào của mạng cũng đều “có điện , kể cả dây trung tính Nếu đặt đầu bút thử điện vào bất kỳ chỗ nào của mạng điện IT, bút thử điện đều... (25÷100mA) , điện áp đặt vào ngƣời không lớn lắm, thời gian dòng điện qua ngƣời tƣơng đối ngắn ( vài giây) Khi ngƣời mới chạm vào điện, vì điện trở ngƣời còn lớn, dòng điện qua ngƣời bé, tác dụng của nó chỉ làm bắp thịt tay, ngón tay co quắp lại Nếu nạn nhân không rời khỏi vật mang điện thì dòng điện qua ngƣời sẽ dẫn tăng lên Hiện tƣợng co quắp càng tăng Thời gian tiếp xúc với vật mang điện càng lâu... vật mang điện, dãn đén tê liệt tuần hoàn và hô hấp Một đặc điểm của tác dụng kích thich là không thấy rõ chỗ dòng điện vào ngƣời và ngƣời bị nạn không có thƣơng tích 2 Tác dụng gây chấn thƣơng: Tác dụng gây chấn thƣơng thƣờng xảy ra khi ngƣời tiếp xúc với điện áp cao Khi ngƣời đến gần vật mang điện( 6kV hay lớn hơn), tuy chƣa chạm phải, nhƣng vì điện áp cao sinh ra hồ quang điện, dòng điện hồ quang chạy... của dòng điện và hậu quả của nó phụ thuộc vào nhiều yếu 12 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG tố: trị số của dòng điện giật (cường độ dòng điện) , loại dòng điện, điện trở của cơ thể ngƣời, đường đi của dòng điện qua cơ thể người, thời gian tác dụng của dòng điện, môi trƣờng xung quanh và tình trạng sức khỏe của con ngƣời 3.1 Điện trở của... LÊ QUANG LONG CHƢƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ AN TOÀN 1 BIỆN PHÁP TỔ CHỨC : Trang [2] 1.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI NHÂN VIÊC LÀM VIỆC TRỰC TIẾP VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN:  Về tuổi : ≥18 tuổi  Về sức khỏe:phải qua kiểm tra đủ sức khỏe, không bị tim, mắt nhìn rõ  Phải có kiến thức, hiểu biết về điện, hiểu rõ các sơ đồ điện và có khả năng ứng dụng các quy phạm về kỹ thuật an toàn điện, hiểu biết cấp cứu ngƣời bị điện. .. Hình 1.6: Sự phóng điện ở đƣờng dây cao thế 7 Tai nạn do hồ quang điện :Khi đóng cắt các máy cắt điện, các cầu dao có phụ tải lớn , hay khi ngắn mạch … thì hồ quang sẽ phát sinh Nhiệt độ của tia hồ quang rất lớn (3000÷60000C) và nếu ngƣời ở trong tầm hoạt động của hồ quang thì sẽ bị tai nạn do hồ quang sinh ra Một phần hay toàn bộ cơ thể bị hủy hoại do bỏng nặng, vết thƣơng do hồ quang gây ra thƣờng... thuật an toàn cho tổ 2 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT: 20 Tiểu luận môn học : Các linh kiện và sự lắp ráp GVHD: PGS-TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT SVTH: LÊ QUANG LONG 2.1 CHỐNG TIẾP XÚC ĐIỆN TRỰC TIẾP: Trang 81 [2] 2.1.1 Bảo vệ chính:  Đảm bảo mức cách điện cần thiết : Tạo Rcđ thích hợp theo cấp điện áp, đƣợc thực hiện thông qua các lớp bọc bằng giấy cách điện, nhựa PVC,…  Bảo vệ bằng cách sử dụng rào chắn các phần mang điện, ... ngừng quá trình tuần hoàn máu khiến nạn nhân có thể chết sau thời gian ngắn 3.3Thời gian điện giật :  Khi thời gian dòng điện chạy qua ngƣời tăng lên, do ảnh hƣởng của dòng điện → phát nóng, lớp sừng trên da có thể bị chọc thủng làm cho điện trở của ngƣời bị giảm xuống, do đó dòng điện qua ngƣời sẽ tăng lên và càng nguy hiểm  Khi thời gian tác dụng của dòng điên càng lâu thì xác suất trùng hợp với thời . và an toàn thì cần thiết phải đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn điện. ” An toàn điện “ là đề tài khá rộng và phổ biến, tuy nhiên ở đây tôi chỉ trình bày những vấn đề cơ bản nhất về an toàn điện. đảm bảo an toàn điện. Trong bài tiểu luận này , tôi trình hai chƣơng chính trong an toàn điện là : Chƣơng 1 : Những khái niệm cơ bản về an toàn điện Chƣơng 2: Các biện pháp bảo vệ an toàn Trong. nhƣng vì điện áp cao sinh ra hồ quang điện, dòng điện hồ quang chạy qua ngƣời tƣơng đối lớn. Do phản xạ tự nhiên của ngƣời rất nhanh, ngay lúc ấy ngƣời có khuynh hƣớng tránh xa vật mang điện,