Bai giang mon hoc an toan dien

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

Trang 1

5/5/2012 401009 - Chương 0 1

Trang 2

MỤC TIÊU MÔN HỌC

 Trang bị cho sinh viên những kiến thức

cơ bản về an toàn điện cho người, thiết

bị và công trình.

 Hình thành kỹ năng lắp đặt, sử dụng và

vận hành các thiết bị điện, điện tử đúng

quy cách.

 Tạo cho SV ý thức an toàn là trên hết

trong mọi hoạt động, thao tác liên quan

đến điện.

Trang 3

- Nghiên cứu trước giáo trình, tài liệu học tập ở nhà.

- Tham gia đầy đủ các giờ lên lớp.

- Hoàn thành các bài tập và tiểu luận được giao đúng thời hạn.

- Tham gia kiểm tra giữa kì, thi kết thúc môn học.

Trang 4

NỘI DUNG MÔN HỌC

Chương 1 Các khái niệm cơ bản về an toàn điện

Chương 2 Phân tích an toàn trong mạng điện

Chương 3 Các biện pháp an toàn cơ bản

Chương 4 Bảo vệ nối đất

Chương 5 Bảo vệ chống sét

Chương 6 Điện áp cao xâm nhập vào điện áp thấp

Chương 7 Biện pháp kỹ thuật an toàn điện

Chương 8 Tổ chức an toàn điện và sơ cứu người

Trang 5

1 Phan Thị Thu Vân, Giáo trình an toàn điện, NXB ĐHQG

TP HCM, 2004.

2 Quyền Huy Ánh, Giáo trình an toàn điện, NXB ĐHQG TP HCM, 2007.

Trang 6

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

1 Dennis K Neitzel Electrical Safety Handbook C.P.E, 2006.

2 Schneider Electrical Installation Guide 2010.

Trang 7

1.Nguyễn Xuân Phú Khí cụ - thiết bị tiêu thụ điện hạ áp: bố trí, lắp đặt, quản lý, khai thác trong sinh hoạt với yêu cầu an toàn, tiết kiệm hợp lý, hiệu quả, Hà Nội, NXB KHKT, 1999.

2.Trần Quang Khánh, Giáo trình bảo hộ lao động và kỹ thuật an toàn điện, Hà Nội, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2008

3.Chống sét cho các công trình xây dựng, tiêu chuẩn thiết kế - thi công : TCXD 46: 1984

Trang 8

ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

- 10% Kiểm tra trên lớp (bài tập nhỏ), 30 phút: đề đóng

- 20% Kiểm tra viết giữa kỳ (bài tập nhỏ), 45 phút: đề đóng

+ Câu 1: Lý thuyết (7 điểm)

+ Câu 2: Bài tập (3 điểm)

- 70% Kiểm tra viết cuối kỳ (TN + bài tập), 75 phút: đề

đóng

+ Trắc nghiệm (5 điểm): 25 câu, 30 phút

+ Tự luận (5 điểm): Bài tập, 45 phút

Trang 9

AN TOÀN ĐIỆN

1

Trang 10

NỘI DUNG:

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

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 TpH2

CM

Trang 11

CÁ Ù C KHÁI ÙI NIỆM Ä M CƠ BẢ Û N VỀ À AN TOÀN Ø N

ĐIỆN ÄN

Trang 12

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

4

- Điều kiện điện

giật :

Trang 13

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

5

Trang 14

4 Các dạng tiếp xúc

a.Tiếp xúc trực tiếp : Xảy ra khi người chạm

vào dây dẫn trần đang mang điện ởtrạng

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…

6

Trang 15

Tỉ lệ bị điện giật

7

5 Các số liệu thống kê về tai nạn điện

Các yếu tố liên quan

Theo cấp điện áp:

U ≤ 1000 V

U > 1000 V

76,4%

23,6%

Theo trình độ về điện:

Nạn nhân thuộc nghề điện:

42,2% Nạn nhân không có chuyên môn về

điện:

57,8%

Trang 16

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

như tường, các vật cách điện, nền nhà

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

5 Các số liệu thống kê về tai nạn

điện

Theo các dạng bị điện giật:

Trang 17

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 ởcấp 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

9

Trang 18

II.

1 U < 1000V:

- Cách ly nạn nhân khỏi nguồn điện: cắt nguồn bằng mở cầu dao, CB

hoặc dùng vật cách điện lấy dây điện ra khỏi người nạn nhân.

- Nếu nạn nhân bị ngất, cần cấp cứu tại chỗ người bị nạn sau 1-2

phút ( cho tới khi biết nạn nhân không còn khả năng sống ) bằng các biện pháp hô hấp nhân tạo.

- 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.

Trang 19

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

Đường b - Ngưỡng buơng - nhả

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.

Trang 20

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.

12

III CÁC TÁC HẠI KHI CÓ DÒNG ĐIỆN ĐI QUA

NGƯỜI

Trang 21

Đánh giá tác dụng của dòng điện đối với cơ thể

người

13

I người

(mA)

Tác hại đối với người

0,6 - 1,5 Bắt đầu thấy tê Chưa có cảm giác

5 - 7 Bắp thịt bắt đầu co Đau như bị kim châm

8 - 10 Tay khó rời vật có điện Nóng tăng dần

20 - 25 Tay không rời vật có điện, bắt

đầu khó thở

Bắp thịt co và rung

50 – 80 Tê liệt hô hấp, tim bắt đầu đập

Trang 22

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 Tổ å ng trở û người øi (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:

14

IV CÁ Ù C THÔNG S O Á Á LIÊN QUAN ĐẾ Á N T A ÙC HẠI ÏI I NGƯỜI ØI

Trang 23

phân trong cơ thể

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

Trang 24

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

-…

16

Trang 25

5% dân số 50% dân số 45% dân số

1 7

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

Trang 26

- Đường đi của Ingười

Tay – thân – tay

Tay phải – thân – chân

Tay trái – thân – chân

Chân – thân – chân

3 Ả Û nh hưởn ûn g củ û a đườ ø ng đi dò ø ng điệ ä n qua người øi :

- 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.

Trang 27

4 Ả Û nh hưởn ûn g củ û a tầ à n số á

Vậy: Igiới hạn  10 mA.

Đồ à thị I giớ ù i hạ ï n nguy hiể å m theo f

19

Trang 28

R nđ

20

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:

 Khi dây pha bị đứt rơi xuống đất

 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.

I đ

Trang 29

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

21

Trang 30

VI ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC (U tx = U touch )

- U tx là điện áp giáng lên cơ thể

người ởhai 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.

- Vậ äy: U tx = V tay – V chân

U tx = V tay – V tay U tx

= V chân – V chân

22

Trang 31

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

Iđ

Rđ

x a

23

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

: khoảng cách bước chân

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

Trang 32

VIII ĐIỆN ÁP CHO PHÉP (U cp = U Limit )

- 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.

24

Trang 33

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

Trang 34

BT: Sinh vieân xem GT

26

Trang 35

PHÂN TÍCH AN

TOÀN

1

Trang 36

I TIẾP XÚC TRỰC TIẾP VÀO

ĐIỆN

1 Lưới điện đơn giản (mạng 1 pha hoặc điện DC):

a Chạm trực tiếp vào 2 cực của mạng :

Sơ đồ tương đương:

R ng

I ng

U tx(a) = U tx(b) = U ng = U pha : không phụ thuộc vào tình trạng vận hành

(có tải hay không tải)

Vì : R dây <<< R ng nên bỏ qua R dây

Trang 37

a Chạm trực tiếp vào 2 cực của mạng :

Trang 38

b Chạm vào một cực của mạng

TH1: Mạng không nối đất:

- Khi chạm 1 dây trong

trạng thái mạng bình

thường

4

ĐIỆN

Trang 39

Công thức này được áp dụng để xác định điện trở cách điện cần thiết cho các mạng điện cách ly bảo vệ an toàn chống chạm điện trực tiếp ởmạng hạ áp

⎞

5

⎝

⎟người

- Khi chạm 1 dây trong trạng thái mạng bình

thường

Trang 40

I TIẾP XÚC TRỰC TIẾP VÀO ĐIỆN

- Khi chạm 1 dây trong trạng thái mạng bình thường

Ví dụ: Mạng 220V, R ng = 1kΩ , để không bị điện giật (I giới hạn nguy hiểm = 10 mA) khi chạm 1 dây thì điện trở cách điện mạng điện phải chế tạo bao nhiêu ?

Giải Theo điều kiện an toàn:

6

Trang 41

N U

U

I

ng

R nền+ng

- Khi chạm 1 dây và dây còn

lại ngắn mạch xuống đất

7

Trang 42

Giả i

- Khi chạm 1 dây và dây còn

lại ngắn mạch xuống đất

ĐIỆN

Trang 43

ph a

TH2: Mạng trung tính nối

Trang 44

đất:

- Khi chạm vào dây trung

tính: phụ thuộc vào vị trí

chạm

ĐIỆN

Trang 45

Giả i

đất:

- Khi chạm vào dây trung

tính: phụ thuộc vào vị trí

chạm

Ví dụ: Mạng 220V, môi trường ẩm ướt, U cp = 50V ; R nđHT =

3 Ω  ;R ng = 1kΩ Tìm dòng qua người ?

Trang 46

c Mạng cách điện với đất có điện dung lớn

ĐIỆN

Trang 47

ra lớn làm đốt nóng thân thể Nhiệt lượng sinh ra:

c Mạng cách điện với đất có điện dung lớn

KL: Khi cắt điện để sửa chữa cần nối đất các

đầu dây để xả hết điện tích dư xuống đất trước khi người thao

tác

Trang 48

2 Mạng 3 pha

a Cấu trúc mạng 3 pha

TH1: Mạng 3 pha trung tính nối đất trực

Trang 49

2 Mạng 3 pha

TH2: Mạng trung tính cách ly hoặc nối đất qua cuộn L hoặc R

B C

Y

A

B

C N

R nđHT

A B

C N L

Trang 50

I TIẾP XÚC TRỰC TIẾP VÀO ĐIỆN

2 Mạng 3 pha

TH2: Mạng trung tính cách ly hoặc nối đất qua cuộn L hoặc R lớn

- Khi chạm đất 1 pha thì dòng chạm đất bé => không cần cắt nguồn Tuy nhiên điện áp các pha còn lại phải tăng lên điện áp U dây nên cách điện của thiết bị phải chịu U dây => giá thành thiết bị càng cao

khi cấp điện áp càng cao

- Áp dụng VN:

+ Mạng 35kV, 22kV

+ Mạng 0,4kV: vì đảm bảo tính cung cấp điện

16

Trang 51

R nñHT

C N

Trang 53

C N

Trang 54

A B

- Khi người chạm trực tiếp vào 1 pha: Ung ~ Upha

Nếu Rnền bé, dòng Ing sẽ đủ lớn khiến người bị nguy hiểm

Trang 55

R nđHT

A B

trạng mang tải

và trạng thái

dây trung

t2í1nh

Trang 56

 Khi tải 3 pha đối xứng: U tx ~ 0 không phụ thuộc tình trạng dây N

 Khi tải 3 pha không đối xứng: U tx  0 phụ thuộc tình trạng

N Trung tính tải được nối về trung tính nguồn :

U tx = I tải .R N’’ = U trung tínhtại vịtríchạmsovớiđất : bé

Dây trung tính bị đứt (tình trạng trôi trung tính): U tx lớn hay

bé phụ thuộc vào R nđll

Trang 57

A B

U đặt lên cách điện thiết bị nối vào các pha khơng bị chạm là U dây

=> cách điện của thiết bị phải chịu U dây => tốn kém

2 Mạng 3 pha

c Mạng có trung tính cách ly hoặc nối đất qua tổng trở có giá trị lớn

Trang 58

C ngöôi

Trang 61

R nđHT

A

B

C N R

R nđHT

A B

C N L

2 Phương pháp làm giảm điện áp tiếp xúc (U tx ) và điện áp bước (U b )

a Nối đất trung tính nguồn qua điện trở R hoặc cuộn kháng L

Trang 62

II TIẾP XÚC GIÁN TIẾP VÀO

ĐIỆN

b Nếu có nhiều máy phát hoặc máy biến áp làm việc song có thể cắt bớt trung tính của một vài MF hay MBA

R nđHT = 4Ω

A B C

R nđHT = 4Ω R nđHT = 4Ω R nđll = 10Ω

220/380V

cắ t

28

cắ t

Trang 63

Ví dụ:

Lúc chưa cắt:

Vẽ sơ đồ tương đương

Trang 64

ĐIỆN

Ví dụ:

Lúc cắt 2 trung tính:

Vẽ sơ đồ tương đương

220V

4 Ω

I đ 10Ω

30

Trang 65

c Tăng chiều dài và số lượng cọc nối đất hoặc dùng hóa chất GEM để giảm R nđ

Dây nối đất Cọc nối đất Hóa chất GEM

đất

31

Trang 66

Trường hợp phạm vi ảnh hưởng của sự phân bố điện thế lớn do I chạm vỏ = I đất rất lớn

Ví dụ các sân phân phối thiết

bị của trạm biến áp hoặc nhà máy điện

Lưới đẳng thế

U đất =0

Sử dụng lưới nối đất nhằm san phẳng độ tăng điện áp đất của

toàn

khuôn viên khi có I đ đi vào lưới.

d Sử dụng lưới đẳng thế nối đất (earthing grids)

ĐIỆN

Định dạng
Số trang	186
Dung lượng	4,37 MB