Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9621-5:2013 IEC/TR 60479-5:2007 Ảnh hưởng của dòng điện lên người và gia súc - Phần 5: Giá trị ngưỡng điện áp tiếp xúc đối với các ảnh hưởng sinh lý. Tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp luận để đánh giá các ngưỡng điện áp dự kiến cung cấp hướng dẫn khi lựa chọn và áp dụng các giá trị giới hạn điện áp liên quan đến bảo vệ chống điện giật. Có thể sử dụng phương pháp luận này để tính toán lại các ngưỡng điện áp đề xuất hoặc xác định các giá trị ngưỡng điện áp mới dựa trên các tuyến dòng điện khác nhau, các giá trị ngưỡng dòng điện khác, tần số dòng điện xoay chiều khác nhau và các giá trị điện dung trên da khác,...
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9621-5:2013 IEC/TR 60479-5:2007 ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG ĐIỆN LÊN NGƯỜI VÀ GIA SÚC - PHẦN 5: GIÁ TRỊ NGƯỠNG ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC ĐỐI VỚI CÁC ẢNH HƯỞNG SINH LÝ Effects of current on human beings and livestock - Part 5: Touch voltage threshold values for physiological effects Lời nói đầu TCVN 9621-5:2013 hồn tồn tương đương với IEC/TR 60479-5:2007; TCVN 9621-5:2013 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC/E1 Máy điện khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Bộ TCVN 9621 (IEC 60479) Ảnh hưởng dòng điện lên người gia súc gồm phần sau: TCVN 9621-1:2013 (IEC/TS 60479-1:2005), Phần 1: Khía cạnh chung TCVN 9621-2:2013 (IEC/TS 60479-2:2007), Phần 2: Khía cạnh đặc biệt TCVN 9621-3:2013 (IEC/TR 60479-3:1998), Phần 3: Ảnh hưởng dòng điện chạy qua thể gia súc TCVN 9621-4:2013 (IEC/TR 60479-4:2011), Phần 4: Ảnh hưởng sét TCVN 9621-5:2013 (IEC/TR 60479-5:2007), Phần 5: Giá trị ngưỡng điện áp tiếp xúc ảnh hưởng sinh lý Lời giới thiệu Tiêu chuẩn đưa phương pháp luận để đánh giá ngưỡng điện áp dự kiến cung cấp hướng dẫn lựa chọn áp dụng giá trị giới hạn điện áp liên quan đến bảo vệ chống điện giật Có thể sử dụng phương pháp luận để tính tốn lại ngưỡng điện áp đề xuất xác định giá trị ngưỡng điện áp dựa tuyến dòng điện khác nhau, giá trị ngưỡng dòng điện khác, tần số dòng điện xoay chiều khác giá trị điện dung da khác, v.v Để đánh giá kiểu mức khắc nghiệt ảnh hưởng sinh lý mà dòng điện gây ra, cần xác định độ lớn tuyến dòng điện chạy qua thể người Tuy nhiên, quan điểm thiết kế thiết bị, việc cho phép dự đốn ảnh hưởng sinh lý khơng mong muốn chắn xảy ra, cung cấp thông tin mức điện áp bề mặt dẫn tiếp cận Nếu điện áp lớn có sẵn đủ thấp trường hợp dự kiến khơng thể gây dòng điện tiếp xúc đủ để gây ảnh hưởng sinh lý không mong muốn, giảm bỏ qua bảo vệ mà thường yêu cầu để tránh xảy ảnh hưởng sinh lý Điện áp thấp mức tới hạn mà có khả gây nguy hiểm khía cạnh thường gọi điện áp cực thấp (ELV) Mục đích tiêu chuẩn nhằm đưa giá trị ngưỡng điện áp tiếp xúc ứng với vùng ảnh hưởng sinh lý (như thể Hình 20 22 TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1)), việc giới thiệu kỹ thuật giúp nhà thiết kế có khả cung cấp loại mạch điện đa dạng để đưa mức mong muốn bảo vệ người sử dụng trường hợp rộng so với xem xét trước Ảnh hưởng sinh lý ứng với giá trị điện áp ngưỡng cần giống với ảnh hưởng sinh lý dòng điện tiếp xúc xuất TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Ảnh hưởng sinh lý xét tiêu chuẩn phản ứng giật dòng điện, ảnh hưởng liên quan đến co khả thả tay rung tâm thất Ngưỡng dòng điện dựa đường cong a, b c1 TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Ngưỡng điện áp tiếp xúc liên quan đến ngưỡng dòng điện tiếp xúc trở kháng thể theo định luật Ôm Tuy nhiên, trường hợp này, ứng dụng định luật Ơm khơng đơn giản Trở kháng thể hàm nhiều biến số kể điện áp ngang qua thể, tuyến dòng điện, diện tích tiếp xúc da bề mặt dẫn, mức ẩm diện tích tiếp xúc, thời gian điện áp chạy qua (hoặc dòng điện chạy qua) thể Khi điện áp đặt vào thể dòng điện bắt đầu chạy qua thành phần điện trở trở kháng da thay đổi xuống đến giá trị thấp vài chục mili giây Tiêu chuẩn đề cập đến điện áp xoay chiều hình sin 50/60 Hz điện áp chiều túy có thành phần xoay chiều khơng đáng kể Điện áp xoay chiều tần số cao không đưa vào phân tích chúng đòi hỏi mơ hình trở kháng thể người phức tạp đòi hỏi phải sử dụng hệ số tần số ngưỡng dòng điện cho ảnh hưởng sinh lý khơng mong muốn ẢNH HƯỞNG CỦA DỊNG ĐIỆN LÊN NGƯỜI VÀ GIA SÚC - PHẦN 5: GIÁ TRỊ NGƯỠNG ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC ĐỐI VỚI CÁC ẢNH HƯỞNG SINH LÝ Effects of current on human beings and livestock - Part 5: Touch voltage threshold values for physiological effects Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn cung cấp ngưỡng kết hợp điện áp tiếp xúc-khoảng thời gian dựa phân tích thơng tin liên quan đến trở kháng thể ngưỡng dòng điện ảnh hưởng sinh lý, nêu TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Các kết hợp ngưỡng liên quan đến điều kiện môi trường điều kiện tiếp xúc cụ thể quy định trở kháng thể tuyến dòng điện định Tiêu chuẩn xem xét đến: (i) điện áp xoay chiều hình sin tần số 50/60 Hz khơng có thành phần tần số khác khơng có thành phần điện áp chiều đáng kể, (ii) điện áp chiều khơng có thành phần xoay chiều đáng kể Tiêu chuẩn cung cấp ngưỡng kết tính tốn dựa giá trị TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1), với số yếu tố khơng chắn Vì giá trị ngưỡng đề xuất tiêu chuẩn tương ứng với giá trị với số yếu tố không chắn Tiêu chuẩn không xem xét phần thể ngập nước ứng dụng y học Ngưỡng kết hợp điện áp tiếp xúc-khoảng thời gian sử dụng để xác định giới hạn điện áp tiếp xúc khoảng thời gian điện áp tiếp xúc tình mơi trường khác Việc xác định giới hạn cần phải dựa đánh giá rủi ro Các yếu tố thuộc đánh giá rủi ro bao gồm giá trị ngưỡng điện áp (có tính đến bề mặt tiếp xúc, tình trạng ẩm da, tuyến dòng điện qua thể) cung cấp tiêu chuẩn này, yếu tố khác không đề cập đến như: - giảm khả tiếp xúc (bằng chướng ngại vật, rào cản, cảnh báo, xa tầm với, đào tạo v.v ); - giảm điện áp tiếp xúc so với điện áp cố (ví dụ liên kết đẳng thế); - bổ sung điện trở mắc nối tiếp với thể người (như găng tay, giày, thảm, v.v ) Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi TCVN 9621-1:2013 (IEC/TS 60479-1:2005), Ảnh hưởng dòng điện lên người gia súc Phần 1: Khía cạnh chung IEC 60050-195, International Electrotechnical Vocabulary - Part 195: Earthing and protection against electric shock (Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế - Phần 195: Nối đất bảo vệ chống điện giật) IEC 60990, Methods of measurement of touch current and protective conductor current (Phương pháp đo dòng điện tiếp xúc dòng điện dây dẫn bảo vệ) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau 3.1 Dòng điện tiếp xúc (touch current) Dòng điện chạy qua thể người qua thể động vật tiếp xúc vào nhiều phận tiếp cận cơng trình lắp đặt thiết bị [IEV-195-05-21] 3.2 Điện áp tiếp xúc (touch voltage) Điện áp phần dẫn điện người động vật tiếp xúc lúc [IEV-195-05-21] CHÚ THÍCH: Điện áp tiếp xúc khác với điện áp hở mạch phần dẫn điện 3.3 Ngưỡng (threshold) Mức kích thích vừa đủ để gây phản ứng CHÚ THÍCH: Ngưỡng khơng đồng nghĩa với giới hạn bao gồm đánh giá rủi ro, lề an tồn, v.v 3.3.1 Ngưỡng điện áp phản ứng giật (voltage threshold for startle reaction) Giá trị nhỏ điện áp tiếp xúc tập hợp dòng điện chạy qua thể vừa đủ để gây co không chủ ý cho người mà dòng điện chạy qua 3.3.2 Ngưỡng điện áp phản ứng mạnh (voltage threshold for strong muscular reaction) Giá trị nhỏ điện áp tiếp xúc tập hợp dòng điện chạy qua thể vừa đủ để khiến co thắt khơng chủ ý, ví dụ khơng có khả bng tay khỏi điện cực (dòng điện xoay chiều), khơng bao gồm phản ứng giật 3.3.3 Ngưỡng điện áp rung tâm thất (voltage threshold for ventricular fibrillation) Giá trị nhỏ điện áp tiếp xúc tập hợp dòng điện chạy qua thể vừa đủ để gây rung tâm thất 3.4 Khoảng thời gian dài (long duration) Khoảng thời gian tương ứng với đường tiệm cận đứng đường cong “b" “c1" TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) (ví dụ: 10 s) 3.5 Khoảng thời gian ngắn (short duration) Bất kỳ khoảng thời gian nhỏ khoảng thời gian dài Tình trạng giá trị ngưỡng 4.1 Quy định chung Ảnh hưởng sinh lý điện qua thể người dòng điện chạy qua thể gây Để đánh giá loại mức độ ảnh hưởng sinh lý mà điện gây phải xác định độ lớn tuyến dòng điện chạy qua thể người Tuy nhiên, theo quan điểm thiết kế thiết bị, có lợi tiên đốn ảnh hưởng sinh lý khơng mong muốn xảy hay không mà dựa vào thông tin mức điện áp bề mặt dẫn điện tiếp cận Nếu điện áp sẵn có lớn đủ thấp để khơng thể gây dòng điện tiếp xúc có ảnh hưởng sinh lý khơng mong muốn, u cầu biện pháp bảo vệ an tồn bình thường cần thiết để tránh xuất ảnh hưởng sinh lý giảm loại bỏ CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn ước tính điện áp tiếp xúc mà khơng ước tính ảnh hưởng trở kháng nguồn Điều dẫn đến tình trạng xấu Trong tiêu chuẩn này, điện áp tiếp xúc xảy coi điện áp tiếp xúc hiệu dụng xác định IEC 60050-195 4.2 Ảnh hưởng sinh lý dòng điện tiếp xúc Ngưỡng cho ảnh hưởng sinh lý kết hợp với dòng điện chạy qua thể người nêu TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Tiêu chuẩn đề cập đến phản ứng giật dòng điện, phản ứng co mạnh mẽ khơng chủ ý, khả buông tay khỏi điện cực trường hợp rung tâm thất Các dòng điện xoay chiều ảnh hưởng khác cảm nhận dòng điện, quan trọng số ứng dụng không đề cập cần lưu ý ngưỡng dòng điện tương ứng phản ứng mạnh mẽ rung tâm thất phụ thuộc vào độ lớn dòng điện tiếp xúc, ngưỡng dòng điện tương ứng với phản ứng giật phụ thuộc nhiều vào cường độ dòng điện Tuy nhiên TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) đề cập ngưỡng phản ứng giật dòng điện tính mA, cho thấy ngưỡng phản ứng giật dòng điện phụ thuộc vào độ lớn dòng điện Trong tiêu chuẩn này, ngưỡng ảnh hưởng sinh lý quan tâm chủ yếu đường cong a, b c1 Đường cong a mức mà vượt qua phản ứng giật dòng điện xảy Đường cong b đường biên mức dòng điện mà vượt qua ảnh hưởng sinh lý nghiêm trọng không mong muốn bắt đầu xuất Đường cong c mức mà vượt qua khả xảy rung tâm thất bắt đầu trở thành đáng lo ngại Các Hình đến Hình ngưỡng dòng điện tiếp xúc mà dựa vào xác định ngưỡng điện áp Các hình dựa vào thơng tin từ TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Hình 1, Hình Hình tương ứng giá trị dòng điện ngưỡng bàn tay-bàn tay; hai bàn tay-hai bàn chân bàn tay-mông (theo chiều dọc) dòng điện Hình mơ trực tiếp Hình 20 Hình 22 TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Các hình khác suy từ TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) cách sử dụng yếu tố thích hợp Bảng để dòng điện ngưỡng phù hợp với tuyến bàn tay-bàn tay Các giá trị Bảng liên quan đến khoảng thời gian dài dòng điện chạy qua thân Đối với điện xoay chiều, mối quan ngại khả bng tay dòng điện chạy qua cánh tay Vì vậy, giá trị dòng điện xoay chiều Bảng Hình tăng gấp đôi so với tuyến “ hai bàn tay - hai bàn chân” cho khoảng thời gian dòng điện dài (chỉ giao điểm với đường dòng điện chiều) Đối với điện chiều khoảng thời gian xoay chiều ngắn hơn, giá trị không tăng gấp đơi dòng điện chiều liên tục khoảng thời gian ngắn dòng điện xoay chiều không gây khả buông tay (kết hai đường trùng nhau) (xem thích Bảng 1) Đối với dòng điện chiều, độ lớn thấp dòng điện cần thiết để gây rung tâm thất dòng điện chạy lên từ hai bàn chân tới hai bàn tay (bàn chân mang điện dương so với thân thể) qua thân thay xuống Tiêu chuẩn giả định dòng điện lên tất trường hợp liên quan đến dòng điện chiều Ngưỡng dòng điện gây rung tâm thất dòng điện xuống khoảng gấp đơi ngưỡng dòng điện tương ứng với dòng lên Khoảng thời gian ngắn dòng điện (nhỏ chu kỳ tim) ln giả định trùng khớp với phần dễ bị tổn thương chu kỳ tim CHÚ THÍCH: Đường cong “c1" sửa đổi theo Bảng 12 TCVN 9621-1 (IEC/TS 604791); xem thêm đoạn cuối 4.1 TCVN 9621-1 (IECTTS 60479-1); Hình - Ngưỡng sinh lý điện xoay chiều (50/60 Hz) điện chiều chạy từ bàn tay sang bàn tay (theo chiều ngang) qua thể người CHÚ THÍCH: Sửa đổi so với Hình 20 Hình 22 TCVN 9621-1 (lEC/TS 60479-1) bao gồm: - tăng gấp đôi ngưỡng tương ứng với đường cong “b” điện xoay chiều, giải thích thích Bảng 1; - phần điểm giao gấp đôi đường cong xoay chiều đường cong chiều, hai đường cong trùng khớp với đường cong điện chiều có độ an tồn cao hơn; xem giải thích đoạn 4.1 TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Hình - Ngưỡng sinh lý dòng điện xoay chiều (50/60 Hz) dòng điện chiều chạy từ hai bàn tay sang hai bàn chân (theo chiều dọc) qua thể người Hình - Ngưỡng sinh lý dòng điện xoay chiều (50/60 Hz) dòng điện chiều chạy từ bàn tay tới mông (theo chiều dọc) qua thể người Để xác định ngưỡng điện áp, xem xét ngưỡng dòng điện khoảng thời gian dài Chúng xác định từ Hình 20 Hình 22 Bảng 12 TCVN 9621-1 (IEC/TS 604791), tương ứng với đầu phía đường cong b c Hình đến Hình Bảng - Giá trị ngưỡng dòng điện tình trạng khoảng thời gian dài Kiểu ngưỡng Dòng điện gây phản ứng giật Dòng điện xoay chiều chiều Phản ứng mạnh xoay chiều chiều Rung tâm thất (chú thích 3) xoay chiều chiều Tuyến dòng điện mA Bàn tay-bàn tay 0,5 Hai bàn tay-hai bàn chân 0,5 Một bàn tay-mông 0,5 Bàn tay-bàn tay Hai bàn tay- hai bàn chân Một bàn tay-mông Bàn tay-bàn tay Hai bàn tay-hai bàn chân (chú thích 1) 10 Một bàn tay-mơng Bàn tay-bàn tay 25 Hai bàn tay-hai bàn chân 25 Một bàn tay-mông 25 Bàn tay-bàn tay 100 Hai bàn tay-hai bàn chân 40 Một bàn tay-mông 57 Bàn tay-bàn tay 350 Hai bàn chân-hai bàn tay (Chú thích 140 2) Mơng-một bàn tay (Chú thích 2) 200 CHÚ THÍCH 1: Các giá trị bảng đề cập dòng điện chạy qua thân người Đối với điện xoay chiều, mối quản ngại khả bng tay dòng điện chạy qua cánh tay Vì vậy, giá trị dòng điện tiếp xúc tổng bảng tăng gấp đơi khoảng thời gian dòng điện dài CHÚ THÍCH 2: Tuyến dòng điện theo hướng từ hai chân sang hai tay gọi dòng điện lên Ngưỡng dòng điện gây rung tâm thất dòng điện chiều xuống khoảng gấp hai lần ngưỡng dòng điện tương ứng với dòng điện lên CHÚ THÍCH 3: Các giá trị dòng điện khác với giá trị tương ứng với rung tâm thất gây ảnh hưởng nghiêm trọng khác ngừng hô hấp mô tả TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) 4.3 Trở kháng thể Ngưỡng điện áp tiếp xúc quan hệ với ngưỡng dòng điện tiếp xúc qua trở kháng thể theo định luật Ôm Tuy nhiên, việc ứng dụng định luật Ôm khơng đơn giản giá trị thích hợp trở kháng thể cần sử dụng hàm nhiều yếu tố Lựa chọn giá trị thích hợp phải bao gồm xem xét: kiểu nguồn điện (xoay chiều chiều), độ lớn điện áp tiếp xúc, tuyến dòng điện chạy qua thể (bàn tay-bàn tay hai bàn tay-hai bàn chân bàn taymơng), CHÚ THÍCH 1: Các tuyến dòng điện khác lựa chọn đặc tính chúng Lý đưa từ mơ hình trở kháng thể mơ tả Phụ lục A Các ngưỡng điện áp xác định tuyến dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân nói chung coi thận trọng so với tuyến dòng điện bàn tay xuống hai bàn chân diện tích tiếp xúc da, tình trạng diện tích tiếp xúc da (ướt nước muối, ướt nước, khô), khoảng thời gian dòng điện chạy qua Trở kháng thể bao gồm trở kháng da trở kháng mô bên Điện trở da thay đổi hàm điện áp đặt lên da Ở điện áp thấp, thay đổi đảo ngược Giá trị thay đổi nhanh chóng trở điện trở ban đầu sau rút bỏ điện áp Ở điện áp cao, tổn thương da vĩnh viễn xảy Trong trường hợp này, thay đổi điện trở da điện áp đặt vào đảo ngược CHÚ THÍCH 1: Ngón tay giả định có điện trở xấp xỉ 000 Vì vậy, tiếp xúc đầu ngón tay thay lòng bàn tay làm tăng trở kháng thể lên đáng kể Các tình trạng mơ tả tiếp xúc lòng bàn tay thận trọng TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) có chứa thơng tin trở kháng thể nhận từ phép đo người sống tình nguyện từ phép đo tử thi Phụ lục A cung cấp thêm chi tiết trở kháng thể mơ hình trở kháng thể Trở kháng khác cá nhân khác điều nêu bảng Phụ lục A giá trị phần trăm Thông thường người to lớn thể xác có điện trở thể thấp diện tích mặt cắt lớn Người có thân thể nhỏ thường có điện trở thể lớn Một số phép đo [1] trở kháng thể trở kháng thể không chịu ảnh hưởng nhiều trọng lượng thể Vì vậy, khơng có đủ tương quan trọng lượng thể (trẻ em người trưởng thành) giá trị dòng điện sinh lý tương ứng với ảnh hưởng cụ thể Ba tỉ lệ phần trăm tập hợp xem xét TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) (5 %, 50 %, 95%) Tiêu chuẩn xem xét giá trị trở kháng thể tương ứng với % phần trăm tập bao gồm 95 % tập hợp 4.4 Trở kháng bên thể Giả định nguồn điện áp đặt lên thể có trở kháng đầu thấp so với trở kháng thể (đây trường hợp xấu nhất) Độ lớn dòng điện tiếp xúc xác định kết hợp điện áp đặt vào trở kháng thể Xem xét trở kháng mạch đáng kể mắc nối tiếp với thể, có ảnh hưởng đến dòng điện tiếp xúc có từ nguồn điện áp, phạm vi tiêu chuẩn CHÚ THÍCH 1: Trong số trường hợp, trở kháng điện cảm lớn nối tiếp với thể, điện áp tiếp xúc cao điện áp hở mạch nguồn Ảnh hưởng trở thành đáng kể 50/60 Hz với điện cảm lớn 100 mH Trở kháng trang phục, kể găng tay, giày không xét tới tiêu chuẩn 4.5 Các yếu tố khác ảnh hưởng đến ngưỡng điện áp Các yếu tố xem xét: Nguồn: Điện áp hình sin xoay chiều 50/60 Hz khơng có thành phần chiều điện chiều khơng có thành phần xoay chiều Tình trạng da: ướt nước muối, ướt nước khơ CHÚ THÍCH: Tình trạng da “khơ” tương ứng với tình trạng bình thường nhà, tình trạng da ướt nước tương ứng với da ngâm phút nước bình thường (giá trị trung bình = 35 m, pH = 7,7 - 9), tình trạng da ướt nước muối coi da ngâm phút dung dịch NaCI % nước (giá trị trung bình p = 0,25 m, pH = 7,5 - 8,5) Đổ mồ xem nằm tình trạng ướt nước tình trạng ướt nước muối Suất dẫn số nước biển cao so với tình trạng ướt nước muối Tuyến tiếp xúc bàn tay-bàn tay tiếp xúc hai bàn tay- hai bàn chân tiếp xúc bàn taymông với phần dẫn tiếp cận Diện tích tiếp xúc: tiếp xúc diện tích lớn, tiếp xúc diện tích trung bình, tiếp xúc tay nhỏ với phần dẫn tiếp cận Đối với mục đích tính toán, tiếp xúc bàn tay lớn (L) coi có diện tích tiếp xúc bàn tay với bề mặt 82 cm2 Diện tích tiếp xúc trung bình (M) coi 12,5 cm đại diện cho việc tiếp xúc phận dẫn lòng bàn tay Diện tích tiếp xúc nhỏ (S) coi cm2 đại diện cho việc tiếp xúc bàn tay với phận dẫn nhỏ Mọi tiếp xúc, ngoại trừ bàn tay- mông, giả định đối xứng phân tích Giả định tiếp xúc bàn chân bề mặt tiếp xúc phụ dẫn điện có kích thước tiếp xúc bề mặt bàn tay Cần lưu ý diện tích tiếp xúc bị ảnh hưởng việc sử dụng công cụ dẫn thiết bị kết nối (các phần dẫn điện tiếp cận được) Khoảng thời gian: 10 ms tới 10 s Trường hợp xấu trình bày tiêu chuẩn tương ứng với trình trạng sau: dòng điện xoay chiều, khoảng thời gian dài, tình trạng ướt nước muối diện tích tiếp xúc rộng 4.6 Ngưỡng điện áp tiếp xúc hàm khoảng thời gian Dựa vào trở kháng thể người đường cong dòng điện-thời gian cung cấp TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1), biểu đồ (xem từ Hình đến Hình 22) cung cấp thời gian tối đa chấp nhận nguồn điện áp tiếp xúc cho đặt lên thể người Các đường cong mà xây dựng cách sử dụng phương pháp mô tả Phụ lục B với mơ hình Phụ lục A Các đường cong nên sử dụng hướng dẫn quy định thời gian ngắt thiết bị bảo vệ sử dụng để ngắt nguồn tự động Các giới hạn lựa chọn cho thời gian ngắt khác với giá trị ngưỡng tiêu chuẩn yếu tố an tồn, tính khơng chắn, dung sai, đánh giá rủi ro, v.v Có thể đưa vào Để biết thêm chi tiết, xem từ Hình đến Hình 22 Lưu đồ cung cấp hướng dẫn người đọc xác định hình vẽ thích hợp thể thông tin điện áp ngưỡng dựa tình trạng cần quan tâm: Hình - Lưu đồ sử dụng để lựa chọn hình vẽ thích hợp cung cấp khoảng thời gian tối đa ứng với ngưỡng điện áp tiếp xúc Phụ lục B minh họa phương pháp sử dụng để tính điện áp tiếp xúc dựa dòng điện tiếp xúc trở kháng thể 4.7 Ngưỡng điện áp tiếp xúc khoảng thời gian dài Các bảng sau đây, (từ Bảng 2a đến Bảng 2f), thể cho phần hình minh họa Điều khoảng thời gian dài (dài vài giây tương ứng với đường tiệm cận đứng đường cong Điều 5) Phụ lục B minh họa phương pháp sử dụng để tính tốn điện áp tiếp xúc dựa vào dòng điện tiếp xúc trở kháng thể Các ngưỡng điện áp sử dụng để giới hạn điện áp tiêu chuẩn sản phẩm, cách sử dụng yếu tố rủi ro thích hợp Bảng - Các bảng cung cấp ngưỡng điện áp tiếp xúc nhỏ điện xoay chiều điện chiều tương ứng với phản ứng giật mình, phản ứng co mạnh rung tâm thất (xem thích Bảng 1) Bảng 2a - Phản ứng giật dòng điện xoay chiều 50/60 Hz Phản ứng giật Ngưỡng dòng điện mA Ngưỡng điện áp tiếp xúc xoay chiều khoảng thời gian dài V Ướt nước muối Ướt nước Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc lớn trung nhỏ lớn trung nhỏ lớn trung nhỏ bình Bàn tay-bàn tay 0,5 Hai bàn tay-hai bàn chân 0,5 Bàn tay-mơng 0,5 Khơ bình bình 1 21 40 0,3 0,4 13 23 0,3 0,5 0,4 11 20 Bảng 2b - Phản ứng co mạnh dòng điện xoay chiều 50/60 Hz Ảnh hưởng co Ngưỡng điện áp tiếp xúc xoay chiều khoảng thời gian dài V/ Ngưỡng dòng điện mA Ướt nước muối Ướt nước Khơ Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc lớn trung nhỏ lớn trung nhỏ lớn trung nhỏ bình bình bình Bàn tay-bàn tay 5 27 25 93 11 40 104 Hai bàn tay-hai bàn chân 10 27 25 93 11 40 104 Bàn tay-mông 5 13 13 46 20 52 Bảng 2c - Rung tâm thất dòng điện xoay chiều 50/60 Hz Rung tâm thất Ngưỡng dòng điện mA Ngưỡng điện áp tiếp xúc xoay chiều khoảng thời gian dài V Ướt nước muối Ướt nước Khô Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp Tiếp xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc xúc lớn trung nhỏ lớn trung nhỏ lớn trung nhỏ bình bình bình Bàn tay-bàn tay 100 90 160 257 98 165 260 99 92 260 Hai bàn tay-hai bàn chân 40 20 36 94 24 71 149 33 82 149 Bàn tay-mông 57 27 49 99 31 65 100 34 65 100 Bảng 2d - Phản ứng giật dòng điện chiều Hình B.1 - Ước lượng thay đổi điện trở da hàm khoảng thời gian điện giật (Rs(t) - Rv) = (R0 - Rv)e -t/0,05 đó: Rs(0) điện trở da khơng có điện áp tiếp xúc; Rv điện trở da sau thời gian vô hạn đặt điện áp; số thời gian Như giá trị Rs hàm khoảng thời gian dòng điện chạy qua thể người Giá trị Rs(t) cho công thức sau: Rs(t) = Rs + (Rs(0) - Rs)e -t/0,05 Ban đầu, dòng điện thay đổi điện trở da điều chỉnh theo điện áp da cuối Trong khoảng thời gian ngắn dòng điện ngừng lại trước điện trở da điều chỉnh hoàn tồn Cơng thức sử dụng cho khoảng thời gian dòng điện ban đầu chạy qua thời điểm dòng điện tắt Điều chủ yếu đưa vào hiệu chỉnh khoảng thời gian ngắn đến ba lần số thời gian B.2.3.3 Phương pháp đo trở kháng thể người Giá trị trở kháng thể người cung cấp TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) cho tương ứng với thời gian tiếp xúc dài Điện trở da phụ thuộc vào điện áp đặt trực tiếp lên da Nhưng trường hợp tiếp xúc với điện áp “cao” tình trạng khắc nghiệt (như da ướt nước diện tích tiếp xúc da lớn) phép đo thực tình nguyện viên để xác định trở kháng thể người đau đớn Để tránh nhiều đau đớn rủi ro người này, thời gian đặt điện áp tiếp xúc giảm xuống Trong trường hợp vậy, trở kháng đo cao so với trở kháng thực tế đạt điện áp đặt da khoảng thời gian dài B.2.3.4 Giá trị giới hạn trở kháng thể người TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) cung cấp trở kháng thể người, tất trường hợp cần thiết cho tính tốn điện áp tiếp xúc tương ứng với ảnh hưởng sinh lý cung cấp Chúng phải tính tốn cách gián tiếp a) Đo trở kháng thể người thực từ điện áp tối thiểu 25 V Tuy nhiên theo B.2.3.2 giá trị R0 cần thiết Trong tiêu chuẩn ngoại suy tuyến tính từ giá trị 25 V 50 V sử dụng để ước tính cách thận trọng giá trị trở kháng thể người V b) Đối với tình trạng khắc nghiệt (da ướt nước ướt nước muối) chưa có phép đo điện áp tiếp xúc vượt 200 V thực Các điều kiện thử nghiệm nặng nề tình nguyện viên phải chịu cảm giác đau đớn Ở điện áp tiếp xúc khoảng 000 V, lại trở kháng khơng tính đến trở kháng da B.2.3.5 Phép nội suy So sánh dòng điện chạy qua thể người với ngưỡng dòng điện ảnh hưởng sinh lý khác yêu cầu phải nội suy giá trị tính tốn thực biểu đồ logarit B.2.3.6 Độ xác Do đặc tính thống kê liệu sở, khơng thể ước lượng độ xác giá trị ngưỡng điện áp tiếp xúc suy từ tính tốn B.3 Tính tốn B.3.1 Thuật tốn tính trở kháng điện xoay chiều Tất công thức sử dụng điều nhỏ suy trực tiếp từ mơ hình mơ tả Phụ lục A cho tuyến dòng điện B.3.1.1 Tuyến bàn tay-bàn tay a) Tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Điểm bắt đầu tương ứng với giá trị cung cấp TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) trở kháng thể người Zh-h tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay điện áp tiếp xúc Vt h-h (bàn tay-bàn tay) Dòng điện bàn tay-bàn tay cho bởi: Ih-h = Vth Zh h h Đối với phép tính tương ứng với tuyến dòng điện khác, cần phải tính phận thành phần khác trở kháng thể b) Điện trở Điện trở Rih-h tương ứng với điện trở mô nằm hai bàn tay Chúng bao gồm cánh tay thân dòng điện chạy qua theo chiều ngang Rất khó đo điện trở vậy, ước tính gián tiếp Đối với điện áp cao hơn, giá trị đo trở kháng bàn tay-bàn tay trở thành tiệm cận với giá trị tương ứng với điện trở tuyến dòng điện xem xét Điều giải thích thực tế da bị phá vỡ điện áp điện trở da điện dung da bị nối tắt hoàn toàn Theo quan điểm thực tiễn, điện trở coi trở kháng tổng thể đo điện áp khoảng 000 V Rih-h = Zh-h 1000 V (B.4) c) Điện dung da Ước tính trở kháng da cần thiết Để làm điều cần phải ước tính điện dung C s da Điện dung da tính tốn từ thay đổi điện dung da theo diện tích C s/Ss (từ 0,01 F/cm2 đến 0,05 F/cm2) từ bề mặt tiếp xúc Sc: d) Điện trở da Tính điện trở da lại khó khăn phải thực phép tính xấp xỉ liên tiếp Điều giải phần mềm tính tốn Điện trở da phần tổng trở kháng thể người Nhưng điện trở phụ thuộc vào điện áp đặt trực tiếp lên da, mà điện áp tự lại phụ thuộc vào phân chia tổng trở kháng thể người Điều dẫn tới việc tìm giá trị điện trở da R s Zh-h đưa công thức sau trở nên với giá trị đưa TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) đó: f tần số dòng điện chạy qua thể người CHÚ THÍCH: Đối với số trường hợp, chưa thể ước tính giá trị xác Rs để phù hợp với giá trị cung cấp TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Đó giá trị dung kháng da trở nên nhỏ Vì lý này, tiêu chuẩn sử dụng giá trị nhỏ điện dung da Công thức cho Zh-h phụ thuộc vào Ri h-h ,tương ứng với điện trở mơ tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay e) Điều chỉnh lại điện trở da Giá trị tìm thấy cho Rs tương ứng với điện trở cho khoảng thời gian dài điện áp tiếp xúc (đã giả thiết giá trị trở kháng thể người Z h-h tương ứng với khoảng thời gian điện áp tiếp xúc, đủ dài để Rs tự điều chỉnh điện áp đặt trực tiếp lên da) Đối với khoảng thời gian ngắn (nhỏ ba lần số thời gian) điện trở da khơng đủ thời gian để điều chỉnh hồn tồn Phép tính điều chỉnh đường cong hàm thời gian đưa B.2.3.2 Rs(t) = Rs + (Rs(0)- Rs) e -t/0,05 (B.7) Để áp dụng thuật tốn này, cần ước tính Rs(0), điện trở da trước điện giật f) Ước tính điện trở ban đầu da Ngoại suy tuyến tính đường cong cho zh-h hàm Vt cho ta giá trị ban đầu ước tính Zh-h(0) cho phép tính tốn Rs(0) Biểu đồ (Hình B.2) cho phép ngoại suy để có giá trị ban đầu trở kháng bàn tay-bàn tay Zh-h(0) Ngoại suy tuyến tính cung cấp giá trị 125 trở kháng thể bàn tay-bàn tay V Hình B.2 - Ví dụ ngoại suy trở kháng thể bàn tay-bàn tay V tình trạng khơ, diện tích tiếp xúc lớn g) Trở kháng da Một biết điện trở da điện dung da, ước tính trở kháng da Z s(t), thời gian định dòng điện chạy qua, cách sử dụng công thức sau: h) Điện áp da Từ giá trị trở kháng da, ước tính điện áp đặt trực tiếp lên da Vs(t) (ở “đầu cuối” da) Điện áp phụ thuộc vào dòng điện chạy qua da tuyến dòng điện bàn taybàn tay, dòng điện dòng điện bàn tay-bàn tay tính a): Vs(t) = Zs(t) X Ih-h (B.9) Giá trị Vs(t) sử dụng cho tuyến dòng điện qua thể người Tất tính tốn cần phải lặp lại cho giá trị khác kết hợp khác tham số sau: - điện áp tiếp xúc; - mật độ điện dung da; - tình trạng da (khơ, ướt nước, ướt nước muối); - thời gian dòng điện chạy B.3.1.2 Tuyến hai bàn tay-hai bàn chân a) Tính tốn điện trở Đối với tuyến dòng điện tới khác nhau, điện trở mơ bên có giá trị khác Giá trị Ri h-f cho tuyến dòng điện từ hai bàn tay tới hai bàn chân ước tính từ điện trở tương ứng với tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay (Ri h-h) phương pháp sau Tất giá trị tổng trở kháng cung cấp TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) tương ứng với tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Mơ bên mà dòng điện chạy qua tương ứng với mô bên hai cánh tay thân mà dòng điện chạy qua theo chiều ngang (xem Hình B.3) TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) cung cấp khả tìm kiếm giá trị điện trở tương ứng với tuyến dòng điện khác cách sử dụng tỷ lệ phần trăm điện trở tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Hình B.3 - Tỷ lệ phần trăm điện trở thể người phần thể có liên quan - Tỷ lệ phần trăm tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay: 26,4% +10,9% + 6,9% + 6,1 % + 6,9% +10,9% + 26,4% = 94,5% - Tỷ lệ phần trăm tuyến dòng điện hai tay- hai chân: ( 26,4% 10,9% 9,9%) (5,1% 14,1% 32,3%) 1,3% 2 50,65% Bởi việc tham chiếu tương ứng với tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay, nên tuyến dòng 50,65% điện hai bàn tay-hai bàn chân, giá trị trở kháng tương ứng với = 0,536 lần giá trị 94,5% điện trở tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Có thể ước tính điện trở Ri h-f thể người tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay từ điện trở Rih-h tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay sau: Rih-f = Rih-h x 0,536 (B.10) b) Dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân Từ giá trị trở kháng da Zs h-h(t) tính tốn cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay từ điện áp da Vs(t) tính tốn cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay, tính tốn giá trị tương ứng dòng điện chạy qua thể người tuyến dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân I h-f từ công thức sau: Hệ số xuất phát từ thực tế dòng điện chạy qua thân gấp hai lần dòng điện chạy qua bàn tay, tình hai tay tiếp xúc với phần mang điện điện áp (xem mơ hình mơ tả Hình A.2 Phụ lục A) c) Tổng trở kháng Bây ước tính giá trị tổng trở kháng cho thể người cách sử dụng công thức đây: Rõ ràng, giá trị trở kháng thể người ứng với tuyến hai bàn tay-hai bàn chân không tương ứng với điện áp tiếp xúc tính tốn cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Giá trị điện áp tiếp xúc tương ứng với điện áp tiếp xúc cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay d) Điện áp tiếp xúc Điện áp tiếp xúc Vth-h ước tính theo cách sau: Vth-f = Zh-f x Ih-f Một lần nữa, tính toán phải thực cho tham số đề cập B.3.1.3 Tuyến tay-mơng a) Tính điện trở Tương tự giải thích B.3.1.2 a), ước tính trở kháng thể người cho tuyến dòng điện cụ thể từ điện trở tương ứng với tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Tỷ lệ phần trăm cho tuyến dòng điện bàn tay-mông sau: 26,4% +10,9% + 9,9% +1,3% = 48,5% Đối với tuyến dòng điện tay-mơng, giá trị trở kháng tương ứng với 48,5% = 0,601 lần 80,7% giá trị điện trở tương ứng với tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Vì ước tính điện trở Rl h-f thể người cho tuyến dòng điện bàn tay-mơng từ điện trở Ri h-h tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay, sau: Rih-s = Rih - h x 0,601 (B.14) b) Tổng trở kháng Phương pháp tương tự sử dụng cho tuyến hai bàn tay-bàn chân, với số sửa đổi Giá trị tổng trở kháng thể người đưa từ cơng thức sau đây: Đối với tuyến dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân, giá trị trở kháng bàn tay-mông thể người không tương ứng với điện áp tiếp xúc tính tốn cho tuyến bàn tay-bàn tay c) Dòng điện bàn tay-mơng Từ giá trị trở kháng da Zs h-h(t) tính tốn cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay từ điện áp da Vs(t) tính tốn cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay, tính tốn giá trị tương ứng tuyến dòng điện chạy qua thể người tuyến dòng điện bàn tay-mơng từ cơng thức sau: I h-s = Vs ( t ) (B.16) Z sh h ( t ) Trong tình này, dòng điện chạy qua thân dòng điện chạy qua tay (xem mơ hình mơ tả Hình A.3 Phụ lục A) d) Điện áp tiếp xúc Điện áp tiếp xúc Zt h-s ước tính theo cách sau: V th-s = Z h-s x I h-s (B.17) Các tính tốn cần thực tham số khác đề cập B.3.2 Thuật tốn tính ngưỡng điện áp dòng điện xoay chiều B.3.2.1 Tuyến bàn tay-bàn tay Các giá trị Zh-h lh-h ước tính điện áp tiếp xúc V t h-h Bây vẽ đồ thị biểu diễn dòng điện chạy qua thể người hàm điện áp tiếp xúc V h-h Ngoài ra, cần phải xếp chồng giá trị ngưỡng điện áp tối thiểu tương ứng với ảnh hưởng sinh lý xem xét Các ngưỡng, tuyến bàn tay-bàn tay, cho Bảng 3: Bảng - Ngưỡng dòng điện xoay chiều lớn tương ứng với khoảng thời gian dòng điện chạy qua cho ảnh hưởng dòng điện xem xét cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Ngưỡng dòng điện (mA) 0,01 s 0,02 s 0,06 s 0,1 s 0,2 s 0,6 s 1s 2s 6,8 s 10 s Phản ứng giật 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Phản ứng mạnh 200 135 73 55 37 20 15 10 5 Rung tâm thất 250 238 175 000 650 200 125 105 100 100 Đối với khoảng thời gian dòng điện 200 ms, đường dòng điện tiếp xúc cắt đường cong ngưỡng dòng điện phản ứng giật (SR) 0,5 mA 0,5 V, cắt đường cong ngưỡng dòng điện ảnh hưởng (ME) 37 mA 35 V cắt đường cong ngưỡng dòng điện rung tâm thất (VF) 650 mA 438 V (xem Hình C.1) Dòng điện tiếp xúc hàm điện áp tiếp xúc tương ứng với đặc tính trở kháng thể Hình B.4 - Ví dụ giản sơ đồ ước lượng ngưỡng phản ứng mạnh ngưỡng rung tâm thất dòng điện xoay chiều, tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay, diện tích tiếp xúc rộng tình trạng khơ, khoảng thời gian dòng điện 10 ms Trong ví dụ đưa Hình B.4, đường cong vẽ hệ trục loga-loga trơng đường thẳng Do việc tính tốn giá trị tương ứng với điểm cắt đường cong cách sử dụng nội suy logarit coi hợp lý Tất tính tốn mơ tả phải thực cho giá trị khác tham số sau: - tình trạng da (khơ, ướt nước, ướt nước muối); - diện tích tiếp xúc da (nhỏ, trung bình, lớn); - thời gian dòng điện chạy qua B.3.2.2 Tuyến hai bàn tay-hai bàn chân Phương pháp tương tự áp dụng cho cho tuyến dòng điện chạy qua thể người Áp dụng giá trị khác ngưỡng dòng điện tối thiểu thể Bảng 4: Bảng - Ngưỡng dòng điện xoay chiều lớn tương ứng với khoảng thời gian dòng điện ảnh hưởng dòng điện xét, tuyến dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân Ngưỡng dòng điện 0,01 s 0,02 s 0,06 s 0,1 s 0,2 s 0,6 s 1s 2s 6,8 s 10 s (mA) Phản ứng giật 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Phản ứng mạnh 400 270 146 110 74 40 30 20 10 10 Rung tâm thất 500 495 470 400 260 80 50 42 40 40 Một lần nữa, tính tốn phải thực cho tất tham số mô tả B.3.2.3 Tuyến bàn tay-mông Phương pháp tương tự áp dụng trước, cách sử dụng giá trị ngưỡng dòng điện tối thiểu thể Bảng 5: Bảng - Ngưỡng dòng điện xoay chiều lớn tương ứng với khoảng dòng điện ảnh hưởng dòng điện xét, tuyến dòng điện bàn tay-mơng Ngưỡng dòng điện (mA) 0,01 s 0,02 s 0,06 s 0,1 s 0,2 s 0,6 s 1s 2s 6,8 s 10 s Phản ứng giật 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Phản ứng mạnh 200 135 73 55 37 20 15 10 5 Rung tâm thất 714 707 671 571 371 114 71 60 57 57 Một lần nữa, tính tốn phải thực cho tất tham số mô tả B.3.2.4 Biểu đồ điện áp/thời gian Sau tất tính tốn mơ tả thực hiện, vẽ biểu đồ điện áp/thời gian cách thu thập giá trị tương ứng với ứng dụng tương lự (tuyến dòng điện, tình trạng da, diện tích da tiếp xúc) khoảng thời gian tăng dòng điện chạy qua Một số đơn giản hóa cần thiết: Tất tính tốn thực cho ba giá trị mật độ điện dung da (thấp, trung bình cao) (xem B.2.2.1) Vì lý an tồn cho người, chọn giá trị điện dung dẫn tới kết ngưỡng điện áp thấp Với giả thuyết đơn giản hóa này, vẽ đường cong điện áp ngưỡng/thời gian tương ứng với đường cong thời gian/ngưỡng dòng điện TCVN 9621-1 (IEC/TS 604791) Tất hình vẽ cung cấp Điều B.3.3 Thuật tốn tính trở kháng cho dòng điện chiều Tính tốn dòng điện chiều đơn giản so với dòng điện xoay chiều bỏ qua ảnh hưởng điện dung da Phương pháp sử dụng tương tự sử dụng dòng xoay chiều B.3.3.1 Tuyến bàn tay-bàn tay a) Dòng điện bàn tay-bàn tay TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) cung cấp giá trị điện trở thể người R h-h cho tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay cho điện áp tiếp xúc V th-h (bàn tay-bàn tay) Dòng điện bàn tay-bàn tay cho công thức: I h-h = b) Điện trở Vth Zh h h (B.18) Với dòng điện xoay chiều, điện trở Ri h-h tương ứng với giá trị tiệm cận đường cong trở kháng bàn tay-bàn tay hàm điện áp tiếp xúc Trên thực tế ảnh hưởng sinh lý tương tự xuất với dòng điện chiều Rth-s = Zh-h (1000) (B.19) c) Điện trở da Điện trở thể người tổng hai điện trở da hai bàn tay điện trở mơ bên Vì ước tính điện trở da bàn tay theo công thức sau: Rs = Zh Rih h h (B.20) d) Điều chỉnh lại điện trở da Cũng với dòng điện xoay chiều, điện trở da đòi hỏi phần giây để điều chỉnh xác giá trị cuối nó, phụ thuộc vào điện áp đặt trực tiếp lên Điện trở da Rs(t) thời điểm t cho ước tính cách sử dụng công thức sau đây: Rs (t) = Rs + (Rs (0) - Rs) e -t/0,05 (B.21) Trong Rs(0) tương ứng với giá trị ban đầu Rs điện áp da e) Ước tính điện trở ban đầu da Có thể thực ước tính ngoại suy tuyến tính đường cong R h-h, hàm Vt giá trị Vt = V Từ giá trị ban đầu điện trở bàn tay-bàn tay Rh-h(0) này, thực phép tính tương tự c) d) để xác định giá trị ban đầu điện trở da R s(0) f) Điện áp da Một lần nữa, tính điện áp đặt trực tiếp áp lên da Vs Điện áp ước tính theo cách giống dòng điện xoay chiều Vs = Rs(t) x Ih-h (B.22) Một lần nữa, giá trị Vs sử dụng cho tuyến dòng điện khác qua thể người Tất tính tốn mô tả phải thực cho giá trị khác tham số sau: - điện áp tiếp xúc; - tình trạng da (khơ, ướt nước, ướt nước muối); - diện tích tiếp xúc (nhỏ, trung bình, lớn); - khoảng thời gian dòng điện chạy qua B.3.3.2 Tuyến hai bàn tay-hai bàn chân a) Điện trở Đối với tuyến dòng điện khác, trở kháng ước tính điện trở, khác Tham số hiệu chỉnh áp dụng cho điện áp xoay chiều áp dụng cho dòng điện chiều Rih-f = Rih-f x 0,628 (B.23) b) Dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân Dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân xác định theo cách tương tự dòng điện xoay chiều Ih-f = x Vs (B.24) Zh h Hệ số tương tự áp dụng c) Tổng trở kháng Việc ước tính điện trở tổng đơn giản nhiều trường hợp so với dòng điện xoay chiều khơng phải tính đến góc pha có mặt điện dung da Áp dụng công thức sau đây: Rm-p=2 x Rp(t)+Rim-p (B.25) d) Điện áp tiếp xúc Tìm điện áp tiếp xúc Vcm-p theo cách sau: Vcm-p= Rm-p x Im-p (B.26) Tuy nhiên, tính tốn cần phải thực cho tham số khác đề cập B.3.3.3 Tuyến bàn tay-mông a) Điện trở Cũng tuyến dòng điện hai bàn tay-bàn chân, khác với tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay, tuyến tham khảo để tính toán, điện trở khác Hệ số hiệu chỉnh sử dụng dòng điện xoay chiều áp dụng cho dòng điện chiều Rih-s = Rih-h X 0,601 (B.27) b) Dòng điện bàn tay-mơng Dòng điện bàn tay-mơng ước tính cơng thức sau: Ih-s = Vs (B.28) Zh h Không qn tình này, dòng điện qua thân dòng điện qua bàn tay c) Điện trở tổng Giá trị điện trở tổng thể người đơn giản tổng đại số điện trở da điện trở trong: Rh-s = Rih-s + Rs(t) (B.29) d) Điện áp tiếp xúc Điện áp tiếp xúc Vt h-s tìm theo cách sau: V th-s = Rh-s x I h-s (B.30) Tuy nhiên, tính tốn phải thực cho tham số khác mô tả B.3.4 Thuật tốn tính ngưỡng điện áp cho dòng điện chiều B.3.4.1 Tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Cùng cách dòng điện xoay chiều, giá trị R h-h Ih-h, cho giá trị Vh-h ước tính Bây vẽ đường cong thể dòng điện qua thể người lh-h hàm điện áp tiếp xúc Vh-h Nếu giá trị ngưỡng dòng điện hiệu ứng sinh lý mong muốn xếp chồng lên đường cong ước tính giá trị ngưỡng điện áp cách tính tốn hồnh độ giao điểm đường cong Các giá trị ngưỡng tối thiểu dòng điện tuyến dòng điện thể Bảng B.6 Bảng - Ngưỡng dòng điện chiều lớn tương ứng với khoảng thời gian dòng điện cho ảnh hưởng dòng điện tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay Ngưỡng dòng (mA) 0,01 s Phản ứng giật 2 Phản ứng mạnh 200 153 99 250 238 Rung tâm thất 0,02 s 0,06 s 0,1 s 0,2 s 0,6 s 1s 2s 2 2 2 81 62 40 33 25 25 25 650 400 375 350 350 350 175 000 6,8 s 10 s Trong ví dụ này, đường cong vẽ hệ trục loga-loga trơng đường thẳng Có vẻ điều kiện thuận lợi để tính tốn giá trị giao điểm đường cong cách nội suy logarit Tuy nhiên, đường cong lúc đường thẳng hệ trục loga lý nên sử dụng hai kiểu nội suy biết (xem 4.2.4) Tất tính tốn mơ tả cần phải thực cho giá trị tham số sau đây: - tình trạng da (khơ, ướt nước, ướt nước muối); - diện tích tiếp xúc (nhỏ, trung bình, lớn); - phần trăm tập hợp; - khoảng thời gian dòng điện chạy qua B.3.4.2 Tuyến hai bàn tay-hai bàn chân Cũng phương pháp áp dụng cho tuyến dòng điện chạy qua thể người Các giá trị khác ngưỡng dòng điện nhỏ phải sử dụng thể Bảng B.7 Bảng B.7 - Ngưỡng dòng điện chiều lớn tương ứng với khoảng thời gian dòng điện chạy qua cho ảnh hưởng dòng điện, tuyến dòng điện hai bàn tay-hai bàn chân Ngưỡng dòng (mA) 0,01 s 0,02 s 0,06 s 0,1 s 0,2 s 0,6 s 1s 2s Phản ứng giật 2 Phản ứng mạnh 200 153 Rung tâm thất 500 495 6,8 s 10 s 2 2 2 99 81 62 40 33 25 25 25 470 400 260 160 150 140 140 140 Một lần phép tính phải thực cho tất tham số liệt kê B.3.4.3 Tuyến bàn tay-mông Một lần phương pháp tương tự sử dụng trước áp dụng với giá trị ngưỡng tối thiểu dòng điện thể Bảng B.8: Bảng - Ngưỡng dòng điện chiều lớn tương ứng với khoảng thời gian dòng điện chạy qua cho ảnh hưởng dòng điện xét cho tuyến dòng điện bàn tay-mơng Ngưỡng dòng điện (mA) 0,01 s 0,02 s 0,06 s 0,1 s 0.2 s 0,6 s 1s 2s 6,8 s 10 s Phản ứng giật 2 2 2 2 2 Phản ứng mạnh 200 153 99 81 62 40 33 25 25 25 Rung tâm thất 714 707 671 571 371 229 214 200 200 200 Một lần phép tính phải thực cho tất tham số liệt kê B.3.4.4 Biểu đồ thời gian/điện áp Đối với dòng điện xoay chiều, vẽ biểu đồ thời gian/điện áp cách thu thập giá trị tương ứng với ứng dụng tương tự (tuyến dòng điện, tình trạng da, diện tích tiếp xúc) tăng khoảng thời gian dòng điện chạy qua Một số đơn giản hóa cần thiết dòng điện chiều liên quan đến việc lựa chọn hai kiểu nội suy Cũng dòng điện xoay chiều, để có lợi cho an tồn người, lựa chọn thực kiểu nội suy đưa ngưỡng điện áp nhỏ Với giả thiết đơn giản hóa này, vẽ đường cong vùng thời gian/điện áp tương ứng với vùng thời gian/dòng điện TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Tất hình vẽ cung cấp Điều PHỤ LỤC C (tham khảo) XÁC ĐỊNH NGƯỠNG ĐIỆN ÁP THEO TÌNH TRẠNG LỰA CHỌN C.1 Ví dụ đơn giản hóa Đối với tình đáp ứng tiêu chí sau: - tuyến dòng điện tương ứng với hai bàn tay-hai bàn chân, - diện tích tiếp xúc rộng, Bảng C.1 ví dụ kết Bảng C.1 - Ví dụ ngưỡng điện áp tiếp xúc điện xoay chiều điện chiều tương ứng với ảnh hưởng mạnh rung tâm thất, tình trạng mơi trường quy định Điện áp tiếp xúc nhỏ Ướt nước Khô xoay chiều 0,4 chiều xoay chiều 11 chiều 16 26 xoay chiều 24 33 chiều 75 87 V Phản ứng giật Phản ứng mạnh Rung tâm thất Các tình tương ứng với Hình 8, 9,17 20 C.2 Tình thường gặp Các ví dụ sau tương ứng với tình thường gặp minh họa cho cách sử dụng Bảng 2: a) Phòng tắm Một người đứng sàn ướt, hai bàn tay trần hai bàn chân trần Khi cầm vào máy sấy khăn chạy điện bị rò điện, điện áp tiếp xúc không vượt 24 V xoay chiều không gây rung tâm thất b) Khu vực dẫn điện ngăn cách Một người sửa chữa bể kim loại lớn từ bên tay tiếp xúc liên tục với bể kim loại tay tiếp xúc với dây dẫn mang điện Giả sử người khơng đổ mồ hơi, việc tiếp xúc với điện áp nhỏ 104 V xoay chiều không gây khả thả tay Giá trị tương ứng với tình trạng khơ, tuyến dòng điện bàn tay-bàn tay vùng tiếp xúc nhỏ c) Bể bơi Nước bể bơi có chứa hóa chất làm tăng độ dẫn điện người bơi có hai bàn tay trần hai bàn chân trần Khi chơi, người ướt chạm vào thiết bị điện chịu thời gian dài điện áp tiếp xúc nhỏ 11 V xoay chiều, tương ứng với diện tích tiếp xúc trung bình khả thả tay Đối với người bơi ngập bể nước, ngưỡng điện áp tiếp xúc cho phép thấp nhiều PHỤ LỤC D (tham khảo) GIỚI HẠN ÁP DỤNG D.1 Điện áp dòng điện hình sin tần số cao Tiêu chuẩn thảo luận điện áp xoay chiều hình sin 50/60 Hz điện áp chiều túy thành phần xoay chiều đáng kể Điện áp xoay chiều tần số cao hơn, bao gồm nguồn tần số hỗn hợp phức tạp nhiều thành phần xoay chiều dạng sóng kết hợp điện xoay chiều điện chiều u cầu mơ hình trở kháng thể phức tạp yêu cầu điều chỉnh ngưỡng dòng điện ảnh hưởng sinh lý không mong muốn Khi tần số tăng lên 50/60 Hz, trở kháng thể người giảm (xem Hình 12 TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1)) ảnh hưởng sinh lý dòng điện giảm [2] Tuy nhiên, giảm trở kháng thể bắt đầu xuất tần số thấp so với tần số ngưỡng dòng điện ảnh hưởng sinh lý bắt đầu tăng Kết tần số tăng từ 50/60 Hz, ngưỡng điện áp tiếp xúc ảnh hưởng sinh lý phản ứng giật mình, khả thả tay, rung tâm thất giảm sau bắt đầu tăng theo tần số IEC 60990 đưa dung sai thích hợp dòng điện tiếp xúc tần số cao theo điều kiện đưa TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Mơ hình trở kháng thể thiết kế để đại diện cho thể điện áp từ 100 V đến 240 V, mơ hình đơn giản hóa mức số điều kiện D.2 Ngập nước Các ngưỡng điện áp không dễ dàng sử dụng cho ứng dụng liên quan đến phận thể ngập nước sản phẩm sử dụng bể bơi, spa, bồn tắm mục đích tương tự Một rắc rối trường điện nước bị biến dạng có mặt thể nước Một rắc rối khác số lượng lớn tuyến có để dòng điện vào khỏi thể diện tích lớn da Chuyển động thể nước so với hướng trường điện làm thay đổi dòng điện tiếp xúc làm thay đổi ảnh hưởng trường điện lên thể Hướng thể với trường điện quy định biên độ dòng điện chạy qua phần khác thể, điều ảnh hưởng đến dạng ảnh hưởng sinh lý xảy kết trường điện Dòng điện qua thể người bơi nước bao gồm đầu Ảnh hưởng dòng điện qua đầu cản trở khả bơi người Chết đuối xảy ra, bổ sung cho ảnh hưởng sinh lý khác bao gồm hiệu ứng thường đề cập Nếu khơng có giới hạn dòng điện nguồn điện, ảnh hưởng có hại gây người ngập nước với điện áp vài vơn có sẵn Các sản phẩm sử dụng ứng dụng thể ngập nước nói chung nên loại sản phẩm giới hạn dòng điện đánh giá dựa đặc điểm giới hạn dòng điện, khơng dựa vào giới hạn điện áp Vì tiêu chuẩn khơng bao gồm tình thể người ngập nước D.3 Ứng dụng y học Môi trường y tế cần quan tâm đặc biệt nơi có mặt bệnh nhân nhạy cảm với dòng điện (ví dụ bệnh nhân dùng ống thơng) Cả hai ngưỡng dòng điện điện áp khác đáng kể tình đặc biệt Thơng tin ngưỡng điện áp phần nhiệm vụ khơng nhằm mục đích áp dụng cho thiết bị y tế môi trường y tế THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] WHITAKER, H.B."Electric shock as it pertains to the Electric fence", 1939 Underwriters Laboratories [2] HART, W F “A Five-Part Resistor-Capacitor Network for Measurement of Voltage and Current Levels Related to Electric Shock and Burns", in J E Bridges, G L Ford, I A Sherman, and M Vainberg (eds.) “Electrical Shock Safety Criteria”, 1985, Pergamon Press, New York [3] FREIBURGER, H “The electrical resistance of the human body to commercial direct and alternating currents”, Springer 1934 [4] CONRAD, HAGGARD and TEARE, “Electrical studies of living tissues", Electrical engineering, July 1936 [5] BIEGELMEIER, “Experiments on the electrical impedance of human body", IEC, TC64 WG4, October 1976 [6] OSYPKA, “Quantitative investigation of current strength, duration and routing in a.c electrocution accidents involving human beings and animals: their evaluation and application to power installations", Elektromedizin band 8/1963, Nr3 [7] BARNETT, “The phase angle of normal human skin”, J Physiol 1938 Vol 93 [8] REILLY, “Electrical stimulation and electropathology”, Cambridge university press 1992 [9] Underwriters Laboratories Inc, “Development of test equipment and methods for measuring potentially lethal and otherwise damaging current levels”, CPSC-C-79-1034,1981, revised 1982 MỤC LỤC Lời nói đầu Lời giới thiệu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Tình trạng giá trị ngưỡng Ngưỡng điện áp tiếp xúc - Thể đường cong điện áp-thời gian Phụ lục A (tham khảo) - Trở kháng thể Phụ lục B (tham khảo) - Điện áp tiếp xúc - Giải thích phương pháp, để suy giá trị ước tính ngưỡng điện áp tiếp xúc phản ứng giật mình, phản ứng mạnh rung tâm thất từ bảng trở kháng thể giới hạn dòng điện TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1) Phụ lục C (tham khảo) - Xác định ngưỡng điện áp theo tình trạng lựa chọn Phụ lục D (tham khảo) - Giới hạn áp dụng Thư mục tài liệu tham khảo ... thành phần xoay chiều đáng kể Tiêu chuẩn cung cấp ngưỡng kết tính tốn dựa giá trị TCVN 9621-1 (IEC/TS 60479-1), với số yếu tố khơng chắn Vì giá trị ngưỡng đề xuất tiêu chuẩn tương ứng với giá trị... Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn cung cấp ngưỡng kết hợp điện áp tiếp xúc-khoảng thời gian dựa phân tích thông tin liên quan đến trở kháng thể ngưỡng dòng điện ảnh hưởng sinh lý, nêu TCVN 9621-1 (IEC/TS... tố không chắn Tiêu chuẩn không xem xét phần thể ngập nước ứng dụng y học Ngưỡng kết hợp điện áp tiếp xúc-khoảng thời gian sử dụng để xác định giới hạn điện áp tiếp xúc khoảng thời gian điện áp