Bài giảng an toàn điện chương 1 ths nguyễn công tráng

Giáo trình An toàn điện, Quyền Huy Ánh, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TpHCM C1: Các khái niệm cơ bản về an toàn điện C2: Tai nạn điện do tiếp xúc C3: Các biện pháp an toàn cơ bản C4: Nối đất C5: B

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

NỘI DUNG:

GT:

1 Giáo trình An toàn điện, Phan Thị Thu Vân, ĐH Bách khoa Tp HCM

2 Giáo trình An toàn điện, Quyền Huy Ánh, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TpHCM

C1: Các khái niệm cơ bản về an toàn điện

C2: Tai nạn điện do tiếp xúc

C3: Các biện pháp an toàn cơ bản

C4: Nối đất

C5: Bảo vệ chống sét

C6: Sự nguy hiểm khi điện áp cao xâm nhập vào điện áp thấp

C7: Biện pháp kỹ thuật an toàn điện

C8: Tổ chức an toàn điện và sơ cứu người bị điện giật

Chương 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN

I KHÁI NIỆM CHUNG

1 Hiện tượng điện giật (electric shock):

- Xảy ra khi có dòng điện chạy qua cơ thể người, làm ảnh hưởng tới các chức năng thần kinh, tuần hoàn, hô hấp hoặc gây phỏng hoặc có thể bị nguy hiểm đến tính mạng

- Điều kiện điện giật :

2 Vật dẫn điện : những vật liệu cho phép Electron dịch chuyển qua khi chịu tác dụng của trường tĩnh điện Ví dụ nước , đồng , sắt , nhôm Cơ thể người là vật dẫn điện

3 Vật cách điện : những vật liệu không cho phép Electron dịch chuyển qua Ví dụ nhựa ,sứ , gỗ , không khí , chân không

I KHÁI NIỆM CHUNG

4 Các dạng tiếp xúc

a Tiếp xúc trực tiếp : Xảy ra khi người chạm

vào dây dẫn trần đang mang điện ở trạng

thái làm việc bình thường.

Nguyên nhân: Do bất cẩn, vô tình, lắp đặt sai

b Tiếp xúc gián tiếp: Xảy ra khi người chạm

vào vật xuất hiện điện áp bất ngờ do hư hỏng

cách điện.

Nguyên nhân: Do rò điện ra vỏ kim loại thiết

bị, kết cấu công trình, do rò điện ra sàn nhà,

tường…

I KHÁI NIỆM CHUNG

5 Các số liệu thống kê về tai nạn điện

Các yếu tố liên quan Tỉ lệ bị điện giật

Theo cấp điện áp:

U ≤ 1000 V 76,4%

U > 1000 V 23,6%

Theo trình độ về điện:

Nạn nhân thuộc nghề điện: 42,2%

Nạn nhân không có chuyên môn về điện: 57,8%

I KHÁI NIỆM CHUNG

Theo các dạng bị điện giật:

- Chạm trực tiếp vào điện: 55.9%

+ Do vô tình, không do công việc yêu cầu tiếp xúc 6,7%

+ Do công việc yêu cầu tiếp xúc với dây dẫn 25.6%

+ Đóng điện nhầm lúc đang tiến hành sửa chữa, kiểm tra 23.6%

- Chạm gián tiếp vào bộ phận kim loại của thiết bị bị chạm vỏ:

+ Lúc thiết bị không được nối đất 22,2%

+ Lúc thiết bị có nối đất 0.6%

- Chạm vào vật không phải bằng kim loại có mang điện áp

như tường, các vật cách điện, nền nhà 20,1%

- Bị chấn thương do hồ quang sinh ra lúc thao tác các thiết

5 Các số liệu thống kê về tai nạn điện

I KHÁI NIỆM CHUNG

6 Nguyên nhân xảy ra tai nạn về điện:

- Do trình độ tổ chức, quản lý công tác lắp đặt, xây dựng, sửa chữa công trình điện chưa tốt.

- Do vi phạm qui trình kỹ thuật an toàn, đóng điện có người đang sửa chữa (quên đóng dao tiếp đất an toàn), thao tác vận hành thiết bị điện không đúng qui trình.

- Tai nạn về điện thường xảy ra ở cấp U <= 1000V, cụ thể ở lưới 220/380V Lý do:

+ Ở cấp điện áp này thường có nhiều thiết bị điện mà công nhân vận hành thường xuyên tiếp xúc trực tiếp

+ Các cán bộ kỹ thuật, quản đốc phân xưởõng thường không đánh giá hết mức độ nguy hiểm của hiện tượng điện giật nên không có các biện pháp tích cực để ngăn ngừa tai nạn

I KHÁI NIỆM CHUNG

II CÁC BƯỚC CẦN TIẾN HÀNH KHI XẢY RA TAI NẠN ĐIỆN

- Quan sát hiện trường để xác định nguyên nhân.

- Tìm biện pháp để khắc phục nguyên nhân gây tai nạn, tránh phát sinh lại, lập hồ sơ báo cáo thật trung thực

2 U > 1000V (Ví dụ nạn nhân nằm gần dây điện trung cao thế của lưới điện) Cần khẩn cấp báo ngay cho ngành điện để họ cắt nguồn liên quan.

III CÁC TÁC HẠI KHI CÓ DÒNG ĐIỆN ĐI QUA NGƯỜI

Standard IEC 60479-1 Time/current zones defining the effects of AC current

(15 Hz to 100 Hz)

a

Đường a - Ngưỡng cảm nhận cĩ dịng điện qua người

Thời gian dòng qua người

Dòng điện qua người

Vùng 1: Người chưa có cảm giác bị điện giật Vùng 2: Bắt đầu thấy tê.

Vùng 3: Bắp thịt bị co rút.

Vùng 4: Mất ý thức – Choáng hoặc ngất.

Đường cong C1: Giới hạn trường hợp chưa ảnh

hưởng tới nhịp tim.

Đường cong C2: Giới hạn trường hợp 5% bị

ảnh hưởng tới nhịp tim (nghẹt tâm thất).

Đường cong C3: Giới hạn trường hợp 50% bị

ảnh hưởng tới nhịp tim.

Hiện tượng nghẹt tâm thất làm tim

không hoạt động bình thường được và

do đó làm ngừng quá trình tuần hoàn

máu khiến người ta có thể chết sau

thời gian ngắn

III CÁC TÁC HẠI KHI CÓ DÒNG ĐIỆN ĐI QUA NGƯỜI

Đánh giá tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người

Điện DC Điện AC(50-60 Hz)

Hô hấp tê liệt

Nếu kéo dài với t ≥ 3 s tim

Bắp thịt co và rung

Tay không rời vật có điện, bắt

đầu khó thở

20 - 258 - 10 Tay khó rời vật có điện Nóng tăng dần

Đau như bị kim châm Bắp thịt bắt đầu co

5 - 7 Tê tăng mạnh Chưa có cảm giác

2 - 3 Bắt đầu thấy tê Chưa có cảm giác

1 Biên độ dòng điện đi qua người (I ng ):

Ingười càng lớn, nạn nhân càng bị nguy hiểm, khả năng bị tổn thương nặng hoặc tử vong càng cao.Có thể viết biểu thức tính I người như sau:

I ng

Z ng

2 Tổng trở người (Z ng ):

Z ng được tạo thành từ cơ thể người gồm lớp da tiếp xúc bên ngoài và các thành phần trong cơ thể như thịt, máu, mỡ, xương, dịch v v

Sơ đồ thay thế của Z ng như sau:

IV CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN ĐẾN TÁC HẠI I NGƯỜI

Z da Z phân trong cơ thể Z da

Zda >>> Z phần trong cơ thể : da có lớp sừng

f = 50 – 60HZ : X C → ∞ => Z ng ≈ R ng

Thông thường:

2 Tổng trở người (Z ng ):

IV CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN ĐẾN TÁC HẠI I NGƯỜI

R ng phụ thuộc vào:

- Tình trạng sức khỏe

- Môi trường xung quanh

- Độ ẩm của lớp da tại chỗ tiếp xúc với điện

- Thời gian tồn tại

- Điện áp tiếp xúc

- Áp suất tiếp xúc

-…

2 Tổng trở người (Z ng ):

IV CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN ĐẾN TÁC HẠI I NGƯỜI

Sự phụ thuộc của R ng vào U tiếp xúc theo báo cáo trong IEC 479

2 Tổng trở người (Z ng ):

IV CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN ĐẾN TÁC HẠI I NGƯỜI

3 Ảnh hưởng của đường đi dòng điện qua người:

- Đây là yếu tố có mức độ ảnh hưởng đến sự nguy hiểm của nạn nhân nhiều nhất vì nó quyết định lượïng dòng điện đi qua tim hay cơ quan tuần hoàn của nạn nhân.

- Đường đi của Ingười % Ingười đi qua tim

Tay – thân – tay 3,3%

Tay phải – thân – chân 3,7%

Tay trái – thân – chân 6,7%

Chân – thân – chân 0,4%

IV CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN ĐẾN TÁC HẠI I NGƯỜI

4 Ảnh hưởng của tần số DO THI I gioihannguyhiem = f(F)

Đồ thị I giới hạn nguy hiểm theo f

IV CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN ĐẾN TÁC HẠI I NGƯỜI

V HIỆN TƯỢNG DÒNG ĐI VÀO ĐẤT

Hiện tượng dòng điện đi trong đất (I đất ) và sự tăng điện thế đất (GPR _ Ground Potential Rise) xảy ra khi:

ƒ Khi dây pha bị đứt rơi xuống đất

ƒ Khi thiết bị điện bị chạm vỏ do hư hỏng cách điện, vỏ thiết bị được

nối đất qua điện trở tiếp đất R đ.

=> Trong 2 trường hợp này, dòng điện sự cố sẽ chạy giữa vị trí chạm

đất hoặc điện cực nối đất, tỏa ra môi trường đất chung quanh để

trở về nguồn hoặc đi qua điện cực nối đất khác.

R nđ

I đ

Độ tăng điện áp (GPR) tại điểm có tọa độ x ≠ ∞ so với chỗ có dòng I đ đi

vào đất :

Sự phân bố độ tăng điện thế

đất chung quanh chỗ có I đ đi

vào có dạng như hình vẽ

V HIỆN TƯỢNG DÒNG ĐI VÀO ĐẤT

- U tx là điện áp giáng lên cơ thể

người ở hai điểm khác nhau

(tay-chân, tay-tay, v.v) khi người tiếp

xúc vào vật xuất hiện điện áp bất

ngờ do hiện tượng hư hỏng cách

điện của các phần tử có liên quan

trong mạch điện.

U tx = V tay – V chân

U tx = V tay – V tay

U tx = V chân – V chân

- Vậy:

- Điện áp bước (U b ) là điện áp giáng giữa 2 chân người khi người đi

vào vùng đất có điện

x : khoảng cách từ chỗ dòng đi vào đất đến chân người

a : khoảng cách bước chân

+ Khi người đứng hai chân tại hai điểm của cùng một đường đẳng thế

- Lưu ý: Điện áp U b = 0 trong các trường hợp sau:

B A

- U cp là mức điện áp giới hạn mà khi tiếp xúc, con người không bị nguy hiểm đến tính mạng

- U cp được sử dụng trong tính toán thiết kế nhằm đảm bảo giới hạn mức độ an toàn.

- U cp phụ thuộc tiêu chuẩn từng quốc gia, điều kiện khách quan của môi trường và tần số nguồn điện.

Bảng số liệu U cp

Theo tiêu chuẩn Theo tần số Nơi khô ráo Nơi ẩm ướt

Ở những nơi đặc biệt nguy hiểm như hầm mỏ, phòng đông lạnh, bể

BT: Sinh vieân xem GT