1 1 BÀI GIẢNG MÔN HỌC AN TOÀN ĐIỆN 2 Nội dung môn học Phần 1. Khái niệm và phân tích an toàn trong các mạng điện • Chương 1. Những khái niệm cơ bản • Chương 2. Phân tích an toàn trong mạng điện đơn giản • Chương 3. Phân tích an toàn trong mạng điện 3 pha Phần 2. Các biện pháp kỹ thuật an toàn • Chương 4. Bảo vệ nối đất • Chương 5. Bảo vệ nối dây trung tính • Chương 6. Bảo vệ an toàn bằng thiết bị chống dòng điện rò Chương 7. Các biện pháp an toàn khác • Chương 8. Xử lý, cấp cứu người bị điện giật • Chương 9. Phòng chống điện từ trường 2 3 Tài liệu tham khảo 1. TS Nguyễn Đình Thắng, TS Nguyễn Minh Chước Kỹ thuật an toàn điện - NXB ĐHBKHN 2. Nguyễn Xuân Phú (Chủ biên) Kỹ thuật an toàn trong sử dụng và cung cấp điện - NXB KHKT, 2003 3. Titres d'habilitation électrique 4. RCD protection 4 Phần 1. Khái niệm và phân tích an toàn trong các mạng điện Chƣơng 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. CÁC TAI NẠN VỀ ĐIỆN 1.1.1. Phân loại tai nạn điện Các tai nạn điện Điện giật Phỏng điện Hoả hoạn cháy nổ do điện 3 5 1.1.2. Nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện Chạm vào các phần tử bình thường có điện áp Chạm điện gián tiếp Chạm điện trực tiếp Nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện Chạm vào các phần tử bình thường không có điện áp Khác • HQ điện • Xuất hiện trong KV điện trường mạnh 6 tiÕp xóc trùc tiÕp Ph N §Êt Pha - Trung tÝnh Pha - ®Êt I ng . . . . 4 7 Chạm vào thanh cái 8 TIẾP XÖC GIÁN TIẾP Ph N Đất I ng . . 5 9 Ph N Đất I ng . . TIẾP XÖC GIÁN TIẾP 10 1.1.3. Số liệu thống kê tai nạn điện Số liệu thống kê tai nạn điện a. Theo cấp điện áp: • U ≤ 1kV: 76,4% • U > 1kV: 23,6% b. Theo nghề nghiệp: • Thuộc ngành điện: 42,2% • Các ngành khác: 57,8% c. Theo nguyên nhân tiếp xúc điện: • Trực tiếp: 55,9% • Gián tiếp: 42,8% • HQ điện: 1,12% • Xuất hiện trong KV điện trường mạnh:0.08% d. Theo nguyên lứa tuổi: • Dưới 20: 14,5% • 21-30: 51,7% • 31-40: 21,3% • Trên 40: 12,5% 6 11 1.2. TC DNG CA DếNG IN Khi ngời tiếp xúc với các phần tử có điện áp (kể cả tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp), sẽ có dòng điện chạy qua cơ thể, các bộ phận của cơ thể phải chịu tác động nhiệt, điện phân và tác dụng sinh học của dòng điện làm rối loạn, phá huỷ các bộ phận này, có thể dẫn đến tử vong. a) Tác động về nhiệt: của dòng điện đối với cơ thể ngời thể hiện qua hiện tợng gây bỏng, phát nóng các mạch máu, dây thần kinh, tim, não và các bộ phận khác trên cơ thể dẫn đến phá huỷ các bộ phận này hoặc làm rối loạn hoạt động của chúng khi dòng điện chạy qua. b) Tác động điện phân: của dòng điện thể hiện ở sự phân huỷ các chất lỏng trong cơ thể, đặc biệt là máu, dẫn đến phá vỡ các thành phần của máu và các mô trong cơ thể. c) Tác động sinh học: của dòng điện biểu hiện chủ yếu qua sự phá huỷ các quá trình điện - sinh, phá vỡ cân bằng sinh học, dẫn đến phá huỷ các chức năng sống. Mức độ nguy hiểm của dòng điện đối với cơ thể ngời tuỳ thuộc vào trị số của dòng điện, loại dòng điện (dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều) và thời gian duy trì dòng điện chạy qua cơ thể (IEC 60479-1). 12 Standard IEC 60479-1 Time/current zones defining the effects of AC current (15 Hz to 100 Hz) Vựng 1: Khụng cm nhn c Vựng 2: Cm thy khú chu Vựng 3: Co cỏc c, b (10 mA) let-go threshold Vựng 4: Rung c tim, c1(30 mA) b -c1: probability 0 % c1 -c2: probability ~ 5 % c2 -c3: probability ~ 50 % >c3: probability > 50 % a ng a - Ngng cm nhn cú dũng in qua ngi ng b - Ngng buụng - nh 7 13 Standard IEC 60479-1: Ngƣỡng dòng điện tới hạn (Critical current thresholds) Tim ngừng đập Tim đập mạnh - Ngưỡng RCT Tê liệt cơ quan hô hấp-Nghẹt thở Bắt đầu co cơ - Ngưỡng buông nhả Có cảm giác nhói nhẹ - Ngưỡng cảm nhận AC 14 Ngƣỡng dòng điện tới hạn 5 ? 100 130 Không xác định Dßng ®iÖn xoay chiÒu: I cp = 10 mA Dßng ®iÖn mét chiÒu: I cp = 50 mA DC 8 15 1.3. ĐIỆN ÁP TIẾP XÖC & TỔNG TRỞ CƠ THỂ NGƢỜI Điện áp tiếp xúc và tổng trở cơ thể là hai đại lượng dùng để xác định trị số dòng điện qua người. 1.3.1. Điện áp tiếp xúc U tx : Lµ ®iÖn ¸p gi÷a hai ®iÓm trªn ®êng ®i cña dßng ®iÖn qua c¬ thÓ ngêi (hay chÝnh lµ ®iÖn ¸p ®Æt lªn c¬ thÓ ngêi khi ngêi tiÕp xóc ®iÖn) thêng lµ gi÷a tay víi tay hoÆc gi÷a tay vµ ch©n. Z T = Z ng = Z p + Z i 1.3.2. Tổng trở cơ thể ngƣời: 16 Z ng Điện áp tx Đường điện Diện tích, áp suất Nhiệt độ Tình trạng da Thời gian đi qua 9 17 1.3.3. Điện áp tiếp xúc cho phép U txcp Nhà xƣởng Ngập nước U tx = U ng = R ng .I ng 1200 * 10 mA = 12 V Ẩm ướt 2500 * 10 mA = 25 V Khô ráo 5000 * 10 mA = 50 V U txcp 12 V 24 V 48 V Ngập nước 1200 * 10 mA = 12 V Ẩm ướt 2500 * 10 mA = 25 V Khô ráo 5000 * 10 mA = 50 V 12 V 25 V 50 V • Tiêu chuẩn Pháp: • Tiêu chuẩn IEC: 18 Chức vụ có tư cách Dụng cụ Những phương pháp Năng lực Môi trường Luật lao động Những quy phạm Điện áp Công tác An toàn 1.4. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CÔNG TÁC ATĐ 10 19 Khi TBĐ có dòng chạm vỏ, đường dây điện đứt rơi xuống đất,… tại chỗ chạm đất sẽ có dòng điện tản vào trong đất. Dòng điện này tản ntn vào trong đất? Để trả lời câu hỏi này là một vấn đề hết sức phức tạp, nhưng có thể hình dung một cách đơn giản: Xét TH dòng điện này tản vào trong đất thông qua một bán cầu kim loại có bán kính r 0 chôn sát mặt đất. Với giả thiết: • Môi trường chôn điện cực có điện trở suất ρ là thuần nhất. • Dòng điện chạm đất I đ đi từ tâm bán cầu toả vào trong đất theo đường bán kính. • Trường của dòng điện I đ là dạng trường tĩnh (tức là tập hợp các đường sức và đường đẳng thế của chúng giống nhau). 1.5. HIỆN TƢỢNG DÕNG ĐIỆN TẢN VÀO TRONG ĐẤT 20 1.5. HIỆN TƢỢNG DÕNG ĐIỆN TẢN VÀO TRONG ĐẤT 1.5.1. Sự phân bố thế tại chỗ dòng điện chạm đất 2 d x2 I j dx x2 ρ.I Jdx Edx du 2 d ĐL Ôm dưới dạng vi phân: J = E hay E = J x2 ρ.I dx x 1 2π ρ.I duUUU d x 2 d x xx [...]... 69 Chng 7 CC BIN PHP AN TON KHC (Phũng nga ri ro) 7.1 CC BIN PHP K THUT Biện pháp phòng ngừa rủi ro cách điện m bo tt cỏch in ca dõy dn, thit b KHoảng cách, trở ngại Cn m bo khong cỏch, bao che, ro chn cỏc b phn mang in Sử dụng tín hiệu, biển báo, khóa liên động Theo quy nh Sử dụng phơng tiện, dụng cụ an toàn Theo quy nh Sử dụng mba H thp in ỏp, cỏch ly 70 35 Chng 7 CC BIN PHP AN TON KHC (Phũng nga... - Ni t an ton (BV) R: Thc hin ni cỏc phn t bỡnh thng khụng mang in ỏp (thng l v mỏy, khung mỏy, chõn s,) vi h thng ni t nhm m bo an ton cho ngi tip xỳc vi cỏc phn t ny khi vỡ lý do no ú (thng l cỏch in b hng) chỳng cú in - Ni t chng sột Rxk: Thc hin ni cỏc thit b chng sột vi h thng ni t nhm m bo an ton cho ngi v cỏc thit b, cụng trỡnh khi cú sột ỏnh Trong ni dung mụn hc ny ch yu ch cp ni t an ton... km 0,5 4,5-6,5 0,8 Thanh ngang chụn sõu t, m 1,6-3 0,8 1,4-2 Ghi chỳ Khi o m ly tr s ln v ngc li khụ ly tr s nh 42 21 4.2 MC CH-í NGHA CA BO V NI T Mc ớch: Nhm gim dũng in qua ngi n tr s an ton; Tng dũng in s c pha-v cỏc thit b bo v quỏ dũng truyn thng (CC, ATM, BVRL) ct phn t ny ra khi mng in, an ton cho ngi v thit b í ngha: Khi cỏch in gia pha v phn t bỡnh thng khụng mang in b hng, ni t s duy... áp bớc càng có trị số nhỏ Khi ngời đứng cách chỗ chạm đất trên 20 m có thể coi điện áp bớc bằng 0 u (V) Ud Ub TBĐ Id l (m) Vớ d: I = 1000A; = 102 m v a = 0,8m thỡ Ub = 30,6 V l (m) x a J Nh vậy điện áp bớc và điện áp tiếp xúc thay đổi hoàn toàn trái ngợc nhau khi khoảng cách đến chỗ chạm đất thay đổi 22 11 Chng 2 PHN TCH AN TON TRONG MNG IN N Chng 2 PTAT TRONG MNG IN N GIN GIN 2.1 KHI NIN CHUNG - Khỏi... sut thp hn S dng mui n S dng húa cht gim in tr sut cuc b: - Vt liu tng cng tip t GEM (Earth Enhancing Metarial) gm cỏc ion dn in v ht t mn - Hp cht tng cng tip t EEC (Earth Enhancing Compound) gm 2 thnh phn dng bt: Sumfat ng (15%) v Sudium Ferro Cyanide (85%) hũa vo nc v ri vo h chụn in cc ni t - Húa cht San-Earth (Nht bn) Cụng ngh ni t tng sõu Ni t ng th Vic kim tra nh k HTN: 6 thỏng/ln 47 Cõu... Rd Ud , Id 2r0 U tx U tay - U chan U d - U x 1.5.3 in ỏp tip xỳc Utx u (V) u (V) Ud .I d .I d 2r0 2x Ud Utx Utx Utx = Ud TB Id l (m) a) l (m) l (m) 0 x, 20 b) J 21 1.5 HIN TNG DếNG IN TN VO TRONG T 1.5.4 in ỏp tip xỳc Ub U b U x - U x a .I d .I d .I d a 2x 2 ( x a) 2x(x a) Từ CT ta thấy rằng càng đứng xa chỗ dòng điện chạm đất (điện cực nối đất) điện áp bớc càng có trị số nhỏ Khi ngời... Ung U 9/10/2014 25 2.3 PHN TCH AN TON TRONG MNG IN N GIN Cể IN DUNG LN 2.3.1 S nguy him ca in tớch tn d a Ngi chm vo 2 cc ca ng dõy ó ct in: t i ng U 0 R ngC12 e R ng t b Ngi chm vo 1 cc ca ng dõy ó ct in: i ng U0 R (2C C ) e ng 12 1 2R ng 26 13 2.3.2 Chm vo 1 cc ca ng dõy xoay chiu ang vn hnh I ng CU 1 4 2 C 2 R 2 ng 27 Cõu hi v bi tp ụn tp chng 2 1 Phõn tớch an ton khi ngi chm vo mt cc ca... chm t Rt nguy him 33 3.3 PHN TCH AN TON KHI NGI CHM VO 1 PHA TRONG MNG IN 3 PHA TT NI T 3.3.1 i vi mng cao ỏp: Vic ni t trung tớnh ch yu bi lý do kinh t Vỡ mng in TT ni ch chn cỏch in theo in ỏp pha, trong khi ú mng in trung tớnh cỏch in chn theo in ỏp dõy 3.3.2 i vi mng h ỏp: Vic ni t trung tớnh ch yu vi lý do an ton cho ngi v thit b Cú th so sỏnh tng hp di gúc an ton gia mng TT ni t vi mng TT... cp in liờn tc Khi cú s xõm nhp t in ỏp cao sang in ỏp thp (cỏch in trung ỏp v h ỏp ca MBA b Trung tớnh s phi chu in ỏp pha bờn hng hoc khi mng b sột ỏnh) trung ỏp (hoc chu súng in ỏp khi b sột ỏnh) rt nguy him cho Vỡ trung tớnh c ni t vi in tr nh nờn in ỏp trung ngi v thit b tớnh nh An ton hn cho ngi v thit b 35 Cõu hi v bi tp ụn tp chng 3 1 Phõn tớch an ton trong cỏc mng in 3 pha? 2 So sỏnh mng... ni t an ton ca mt trm bin ỏp 630kVA/35/0,4kV? Bit: o = 100m mựa khụ 48 24 Chng 5 BO V NI DY TRUNG TNH 5.1 KHI QUT CHUNG Khỏi nim: BVNDTT l thc hin ni cỏc phn t bỡnh thng khụng mang in ỏp (thng l v, khung mỏy) vi dõy trung tớnh ca mng h ỏp 3 pha 4 dõy cú trung tớnh ni t Mc ớch: Nhm bin s c chm v thnh s c ngn mch 1 pha, cỏc thit b bo v (CC, ATM) d dng ct cỏc thit b b s c chm v ra khi mng in s an ton . 1 1 BÀI GIẢNG MÔN HỌC AN TOÀN ĐIỆN 2 Nội dung môn học Phần 1. Khái niệm và phân tích an toàn trong các mạng điện • Chương 1. Những khái niệm cơ bản • Chương 2. Phân tích an toàn trong. tích an toàn trong các mạng điện Chƣơng 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. CÁC TAI NẠN VỀ ĐIỆN 1.1.1. Phân loại tai nạn điện Các tai nạn điện Điện giật Phỏng điện Hoả hoạn cháy nổ do điện. an toàn khi người chạm vào một cực của mạng điện đơn giản có điện dung nhỏ? 2. Phân tích an toàn khi người chạm vào một cực của mạng điện đơn giản có điện dung lớn? 3. Hãy xác định dòng điện