Phân tích tình huống mất an toàn điện

Tuy nhiên, khi sử dụng bất cứ một thiết bị điện nào chúng ta cũng nên tìm hiểu về sự an toàn về vấn đề như điện giật, rò rỉ điện, cháy nổ…và bài tiểu luận này sẽ xoay quanh các vấn đề an

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

====o0o====

BÁO CÁO

AN TOÀN ĐIỆN

Đề tài: Phân tích tình huống mất an toàn điện

GVHD: ThS PHẠM MẠNH HÙNG

SVTH: ĐỖ TRUNG THANH 20112269

Hà Nội, tháng 12/2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BỘ MÔN CNĐT & KT Y SINH

===oOo===

BÁO CÁO

AN TOÀN ĐIỆN

Đề tài: Phân tích một tình huống mất an toàn điện

GVHD: Th.S PHẠM MẠNH HÙNG

Sinh viên: ĐỖ TRUNG THANH MSSV: 20112269

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát minh ra điện vào thế kỷ thứ 19 là một bước tiến vô cùng quan trọng trong sự phát triển của xã hội Đặc biệt trong thời đại ngày nay, hầu như mọi thiết bị đều liên quan đến điện

Chúng ta có thể thấy ngay rằng, trong mỗi gia đình hiện nay đều có ít nhất khoảng chục thiết bị sử dụng điện năng Một trong số các thiết bị điện gia dụng vô cùng phổ biến mà bài tiểu luận này đề cập đến là nồi cơm điện Nồi cơm điện là thiết

bị đơn giản, dễ sử dụng, tiêu thụ điện năng ít….hầu như hiện nay gia đình nào cũng sở hữu một chiếc nồi cơm điện Tuy nhiên, khi sử dụng bất cứ một thiết bị điện nào chúng

ta cũng nên tìm hiểu về sự an toàn về vấn đề như điện giật, rò rỉ điện, cháy nổ…và bài tiểu luận này sẽ xoay quanh các vấn đề an toàn về nồi cơm điện

Em đã tìm hiểu các thông tin về an toàn điện và quan tâm phân tích tình huống gây mất an toàn khi sử dụng nồi cơm điện Phần báo cáo của em tập trung vào phân tích tình huống mất an toàn điện và đưa ra những giải pháp hạn chế nguy cơ mất an toàn đó khi sử dụng Em xin cảm ơn thầy Phạm Mạnh Hùng đã hướng dẫn em trong quá trình hoàn thành bài báo cáo Do thời gian còn hạn chế, phần báo cáo của em có thể còn những sai sót, em mong muốn thầy hướng dẫn thêm để phần trình bày của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN

Sự an toàn được hiểu là không có nguy hiểm.An toàn cơ bản là sự bảo vệ khỏi những mối nguy hiểm vật lý khi thiết bị điện được sử dụng trong điều kiện thường hoặc điều kiện có thể dự đoán được

Có các mối nguy hiểm thường gặp như: nguy hiểm về điện, cơ khí, môi trường, sinh học, bức xạ…

Các nguyên nhân chủ yếu là:

 Sử dụng sai

 Đào tạo thiếu bài bản

 Thiếu kinh nghiệm

 Thiếu tài liệu hướng dẫn

 Lỗi thiết bị

Do đó việc nắm được các nguyên tắc về an toàn điện là vô cùng cần thiết đối với tất cả mọi người

1. Điện trở của người.

Điện trở của cơ thể người:

 Da có điện trở lớn nhất, chủ yếu do trên da có lớp sừng dày khoảng (0,05 - 0,2) [mm]

 Xương có điện trở tương đối lớn

 Thịt và máu có điện trở nhỏ

Điện trở của người rất không ổn định và phụ thuộc:

 trạng thái sức khoẻ của cơ thể, trạng thái thần kinh của người, VD:

- Khi người khô ráo, điện trở là (10.000 - 100.000)[Ω]

- Điện trở người phụ thuộc vào chiều dày lớp sừng da, nếu mất lớp sừng trên da thì điện trở người còn khoảng (800 - 1000) [Ω]

 môi trường xung quanh.

 điều kiện tổn thương, VD:

- Khi tiếp xúc điện, nếu da người bị dí mạnh trên các cực điện, điện trở da cũng giảm đi Với điện áp bé (50 - 60)[V] có thể xem điện trở tỷ lệ nghịch với diện tích tiếp xúc

- Khi tiếp xúc điện U > 250[V], có khi chỉ cần (10 - 30)[V], thì sẽ có hiện tượng đánh thủng điện, lúc này điện trở người có thể xem như tương ứng với trường hợp bị bóc hết lớp da ngoài

- Khi có dòng điện qua người, da bị đốt nóng, mồ hôi toát ra làm điện trở người giảm xuống:

với dòng điện 0,1 [mA] điện trở người R người = 500.000 [Ω]

với dòng điện 10 [mA] điện trở người R người = 8.000 [Ω]

- Khi có dòng điện qua người, điện trở người giảm tỷ lệ với thời gian tác dụng của dòng điện, vì da bị đốt nóng, mồ hôi thoát ra và có sự thay đổi về điện phân

2 Tác dụng của dòng điện:

 Tác dụng kích thích:

Khi người tiếp xúc vào điện, vì điện trở người còn lớn, dòng điện qua người còn bé, tác dụng của nó làm bắp thịt tay, ngón tay co quắp lại

Nếu nạn nhân không rời khỏi vật mang điện được thì điện trở của người dần dần giảm xuống và dòng điện tăng lên, hiện tượng co quắp càng tăng lên

Thời gian tiếp xúc với vật mang điện càng lâu thì càng nguy hiểm vì người không còn khả năng tách rời khỏi vật mang điện đưa đến tê liệt tuần hoàn và hô hấp dẫn đến chết người (không gây thương tích)

 Tác dụng chấn thương

Thường xảy ra do người tiếp xúc với điện áp cao Khi người đến gần với vật mang điện Tuy chưa chạm phải điện nhưng vì điện áp cao sinh hồ quang điện chạy dòng điện qua người tương đối lớn

Về mặt làm cho hệ tuần hoàn bị ngưng lại, dòng DC (direct current) có lợi thế hơn dòng AC (alternating current), vì dòng DC chỉ có thể làm tim chúng ta ngừng đập, trong khi đó, dòng AC có thể kích thích tim chúng ta tạo ra một xung cao huyết áp, dẫn đến tử vong Do đó trong y học, ngừoi ta thừong dùng dòng DC, làm cho tim chúng ta ngưng đập trong thời gian ngắn, sau đó hồi phục lại

Hiện tượng điện giật: là tình trạng xuất hiện dòng điện chạy qua cơ thể người, nó sẽ gây nên những hậu quả sinh học làm ảnh hưởng tới các chức năng thần kinh, tuần hoàn, hô hấp hoặc gây phỏng cho người bị tai nạn Khi dòng điện này đủ lớn (>10mA)

và nếu không được cắt kịp thời, người có thẻ bị nguy hiểm đến tính mạng

3 Các thông số quan trọng của dòng điện

3.1. Cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện mạnh hay yếu tính bằng đơn vị ampe, hằng định hay thay đổi

Dòng một chiều gây ra tác dụng điện phân dưới các điện cực (tác dụng Galvanie) Cường độ càng cao, tác dụng điện phân càng nhiều và càng gây đau Do đó cường độ dòng điện sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới cơ thể

3.2. Tần số dòng điện

Là chu kì xuất hiện trong khoảng thời gian 1 giây (đơn vị tính bằng Hz) Tần số dòng có thể thay đổi từ vài xung cho tới vài ngàn xung trong một giây Qua thực tế và nghiên cứu người ta thấy rằng tần số nguy hiểm nhất là từ (50 - 60)Hz Nếu tần số lớn hơn tần số này thì mức độ nguy hiểm giảm còn nếu tần số bé hơn thì mức độ nguy hiểm cũng giảm

3.3. Hình thái của dòng điện (xung, hình sin, tam giác)

a Dòng điện một chiều đều

Dòng điện một chiều đềulà dòng điện có cường độ và chiều không đổi theo thời gian (Hình 1)

Hình 1: Dòng điện một chiều đều

b. Dòng điện xung

Xung điện là một dòng xung không liên tục trong một thời gian ngắn có xung sau đó là khoảng nghỉ Dòng điện xung là dòng điện có nhiều xung điện liên tiếp tạo ra Dòng điện xung không đổi hướng là dòng điện xung một chiều, dòng xung luôn đổi hướng gọi là dòng điện xung xoay chiều

Hình dạng xung: thường dùng 3 loại hình thể là xung tam giác, xung chữ nhật, và xung hình sin Ngoài ra còn có các xung cải biên như: xung hình thang, hình lưỡi

cày, exponentiel (Hình 2) Hình dạng xung khác nhau thì mức độ tác dụng kích

thích hay ức chế cũng khác nhau Những xung có độ dốc lớn (xung vuông, xung gai)

có khả năng kích thích mạnh các cơ còn chi phối thần kinh tốt, trong khi xung có độ dốc thấp (xung lưỡi cày) phù hợp hơn với những cơ đã bị giảm hoặc mất chi phối thần kinh Xung hình sin là dạng trung gian giữa hai loại trên có tác dụng điều hòa rất tốt.Dòng điện xung có thể liên tục, đều về biên độ, tần số hoặc ngắt quãng, có biến điệu tần số hay biên độ

Hình 2: Hình dạng các dòng điện xung

3.4. Thời gian tác động

Thời gian càng dài, lớp da bị phân hủy trở nên dẫn điện mạnh hơn, rối loạn hoạt động chức năng của hệ thần kinh càng tăng nên mức độ nguy hiểm càng cao

Hình 3: Ảnh hưởng của dòng điện lên cơ thể con người

II. PHÂN TÍCH TÌNH HUỐNG MẤT AN TOÀN ĐIỆN KHI SỬ DỤNG NỒI

CƠM ĐIỆN

Hình 4: Hình ảnh về nồi cơm điện

1 Nguyên lí làm việc

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý của nồi cơm điện nói chung

Khi cấp nguồn đèn vàng sáng, điện trở chính(R1) chưa có điện Ấn nút nhấn, qua cơ cấu truyền lực hai khối nam châm hút lại, tiếp điểm chính đóng, đèn đỏ sáng, đèn vàng tắt Điện trở chính được đốt nóng và điện trở phụ(R2) bị nối tắt qua tiếp điểm

Khi cơm cạn, nhiệt độ đáy nồi đạt 125oC lực từ của nam châm yếu hơn lục kéo của lò

xo nên 2 khối nam châm bị lò xo tách ra Tiếp điểm chính mở tiếp điểm chính mở, đèn

đỏ tắt, đèn vàng sáng

Điện trở chính và điện trở phụ nối tiếp nhau làm tăng điện trở trong mạch dẫn đến dòng điện qua các điện trở giảm xuống nhiệt lượng tạo ra cũng giảm, nhiệt độ này chỉ

có tác dụng giữ nhiệt cho nồi cơm."

- Thông số kỹ thuật của một chiếc nồi cơm điện Sunhouse

Dung tích - Thể tích 1,2 lit

Công suất tiêu thụ 500W

2 Một số tình huống mất an toàn điện khi sử dụng nồi cơm điện

- Nồi cơm điện bị rò điện

Phần mâm điện của nồi và lõi nồi làm bằng kim loại, một số nồi cơm vỏ cũng được làm bằng kim loại nên khi dây bên dưới đáy nồi vì một lý do nào đó như bị va đập mạnh làm chạm chập các thiết bị bên trong hay để nồi cơm ở một nới ẩm ướt thì điện

sẽ bị rò ra bên ngoài

Hình 6: Điện giật khi vỏ nồi cơm bị rò điện

Hình 7: Cấu tạo chung của nồi cơm điện

- Rơ le nhiệt bị hỏng

Thông thường khi cơm chín thì rơ le nhiệt sẽ có tác dụng cơ học trong việc chuyển nồi cơm sang chế độ ủ cơm Nhưng dùng một thời gian, có thể do chính bản thân rơ le hỏng hoặc do người sử dụng khi đặt lõi nồi cơm vào nồi đặt bằng một tay gây ra sự mất cân đối của rơ le Điều này làm cho cơm không thể chuyển sang chế độ warm và đun mãi cho tới khi cơm bị cháy Rất nguy hiểm cho thiết bị và có thể gây cháy nổ

- Dây dẫn bị hở cách điện

Hở dây điện rất nguy hiểm Dây dẫn bị hở có thể do chuột cắn, hoặc việc nối dây còn cẩu thả Nếu dây dẫn hở điện không được phát hiện thì vô tình có thể gây giật khi cắm hoặc rút ấm điện ra khỏi nguồn.Hở dây điện và dò điện rất nguy hiểm cho con người nhất là trẻ nhỏ Những nguyên nhân gây hở điện thì rất nhiều, và thường xảy ra bất ngờ nên càng nguy hiểm hơn

Hình 8: Dây dẫn bị hở cách điện

- Phích cắm không tốt

Phích cắm không được cắm chắc chắn, sử dụng ổ cắm nhiều lỗ cắm và sử dụng nhiều thiết bị trong cùng một thời gian

Khi cắm phích vào ổ cắm không cắm cho khớp nhau dẫn đến phích cắm bị cháy

- Bị bỏng khi sử dụng nồi cơm điện

Khi cơm đang sôi, hơi nước bên trong được thoát ra nhờ một lỗ thoát hơi Lúc này hơi nước rất nóng nếu đặt tay vào đường thoát khí có thể gây bỏng Cũng

có thể khi ghế cơm sờ vào lõi nồi cơm cũng có thể làm chúng ta bị bỏng

3 Phân tích tình huống

• Dòng điện

Dòng điện là yếu tố vật lý trực tiếp gây ra tổn thương khi bị điện giật.Mức độ nguy hiểm của điện giật tuỳ theo:

- Biên độ dòng điện (trị số dòng điện)

- Tần số dòng điện

- Đường đi của dòng điện

- Thời gian tồn tại điện giật

- Trình trạng sức khỏe (hoàn cảnh xảy ra tai nạn, và phản xạ của nạn nhân) Khi cơ thể người tiếp xúc với mạng điện, sẽ có dòng điện chạy qua người và dòng điện sẽ tác dụng vào cơ thể người Trường hợp bị điện giật do ấm đun nước bằng điện đều là các trường hợp điện giật macroshock, khi gây bởi dòng lớn, nhưng chủ yếu đi trên cả bề mặt da chứ không trực tiếp đi qua tim Trường hợp bị giật như vậy thì có thể cảm nhận được

Hình 9: Trường hợp giật điện Macro

Dòng điện đi qua cơ thể con người gây nên phản ứng sinh lý phức tạp như:

- Huỷ hoại cơ quan thần kinh điều khiển các giác quan bên trong của người, làm

- Huỷ hoại cơ quan hô hấp, sưng màng phổi,

- Huỷ hoại cơ quan tuần hoàn máu

• Thời gian bị giật

Thời gian điện giật càng lâu, điện trở người càng bị giảm xuống vì lớp da bị nóng dần lên và lớp sừng trên da bị chọc thủng ngày càng tăng dần Và như vậy tác hại của dòng điện với cơ thể người càng tăng lên

Khi dòng điện tác động trong thời gian ngắn, thì tính chất nguy hiểm phụ thuộc vào nhịp tim đập Mỗi chu kỳ giãn của tim kéo dài độ 1 giây Trong chu kỳ có khoảng 0,1s tim nghỉ làm việc (giữa trạng thái co và giãn) và ở thời điểm này tim rất nhạy cảm với dòng điện đi qua nó.Nếu thời gian dòng điện qua người lớn hơn 1ssẽ trùng với thời điểm nói trên của tim Thí nghiệm cho thấy rằng dù dòng điện lớn (gần bằng 10 mA)

đi qua người mà không gặp thời điểm nghỉ của tim cũng không có nguy hiểm gì

Căn cứ vào lý luận trên, ở các mạng cao áp 110 kV, 35 kV, 10 kV, và 6 kV tai nạn do điện gây ra ít dẫn đến trường hợp tim ngừng đập hay ngừng hô hấp Với điện

áp cao dòng điện xuất hiện trước khi người chạm vào vật mang điện, dòng điện này tác động rất mạnh vào người và gây cho cơ thể người một phản xạ tức thời Kết quả là hồ quang điện bị dập tắt ngay (hoặc chuyển qua bộ phận bên cạnh), dòng điện chỉ tồn tại trong khoảng vài phần của giây Với thời gian ngắn như vậy rất ít khi làm tim ngừng đập hay hô hấp bị tê liệt

Tuy nhiên, không nên kết luận điện áp cao không nguy hiểm vì dòng điện lớn này qua cơ thể trong thời gian ngắn nhưng có thể đốt cháy nghiêm trọng và làm chết người

• Đường đi của dòng điện qua người

Dòng điện đi vào cơ thể con người theo các con đường khác nhau tùy thuộc vào điểm chạm vào vật mang điện Nguy hiểm nhất là dòng điện đi qua các cơ quan chức năng quan trong nhất của sự sống như não, tim, phổi Như vậy dòng điện truyển trực

tiếp vào đầu là nguy hiểm nhất, sau đó truyền qua hai tay hoặc dọc theo cơ thể từ tay qua chân

Đường đi của dòng điện qua người: người ta đã đo phân lượng dòng điện qua tim người để đánh giá mức độ nguy hiểm của các con đường dòng điện qua người

• Tần số dòng điện

Khi tần số dòng điện tăng lên thì tổng trở cơ thể người giảm xuống Tuy nhiên, tần

số càng tăng thì công suất hiệu dụng càng giảm, mức độ nguy hiểm càng giảm

Tần số dòng điện trong sinh hoạt hàng ngày là 50-60Hz, sự nguy hiểm nhất của dòng điện đối với cơ thể con người cũng ở mức này Khi trị số của tần số bé hoặc lớn hơn trị số nói trên mức độ nguy hiểm sẽ giảm xuống (khoảng dưới 10Hz và trên vài trăm Hz)

Sự phân bố của ngưỡng cảm nhận và dòng điện Thông tin phụ thuộc vào diện tích vùng cơ thể tiếp xúc, thể trạng cơ thể, độ ẩm của cơ thể Thông tin ở người 70kg, dòng điện xoay chiều 60Hz với thời gian tiếp xúc là 1-3s

III. CÁC GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI SỬ DỤNG NỒI CƠM

ĐIỆN

1 Dùng đúng thiết bị, kết nối thiết bị

 Phích cắm phải được cắm vào chắc chắn Không nên sử dụng các loại ổ cắm nhiều lồ cắm để sự dụng nhiều loại thiết bị gia dụng cùng 1 thời điểm

 Khi không sự dụng nồi nhớ phải rút dây nguồn khỏi ổ cắm nguồn

 Khi cắm phích nguồn vào ổ cắm, phải cắm phích thật khớp, nếu phích cắm tiếp xúc không tốt dẫn đến phích cắm bị cháy

 Nồi cơm điện không được đặt ở vị trí không bằng phẳng, ẩm ướt hoặc gần với các dụng cụ phát nhiệt khác, đó là nguyên nhân làm hỏng nồi phát sinh sự cố khác

 Khi nấu cơm, cụm thoát hơi rất nóng, vì vậy không để tay hay tiếp xúc trực tiếp với lỗ thoát hơi nhằm tránh trường hợp bỏng

 Thân nồi và nắp nồi không được vệ sinh trực tiếp bằng nước, tránh làm hỏng các bộ phận cách điện gây nguy hiểm

 Để tránh bị điện giật không được để nắp nồi cơm hoặc các bộ phận mang điện khác tiếp xúc với nước hay tất cả các loại dung dịch khác

 Nếu dây nguồn của nồi bị hư, nó phải được thay thế bởi 1 dây mới của chính nhà SX

 Nên sử dụng dây nối đất (ổ điện 3 chân)

Cách thực hiện nối đất bảo vệ:

Dùng dây dẫn thật tốt, một đầu bắt bu lông thật chặt vào vỏ của thiết bị, đầu kia hàn vào cọc nối đất Dây nối đất phải được bố trí để tránh va chạm, vừa để dễ kiểm tra Cọc nối đất có thể làm bằng thép ống đường kính khoảng 3-5cm dài từ 2.5-3m được đóng thẳng đứng, sâu khoảng 0.5-1m

Hình 10: Nối đất bảo vệ

Dây nối đất có tác dụng bảo vệ:

Giả sử vỏ của thiết bị có điện, khi người tay trần chạm vào, dòng điện sẽ từ vỏ theo hai đường truyền xuống đất: qua người và dây nối đất vì điện trở thân người lớn hơn rất