Bài giảng An toàn điện: Chương 2 Phân tích mạng điện theo quan điểm an toàn điện

Bài giảng An toàn điện: Chương 2 Phân tích mạng điện theo quan điểm an toàn điện trình bày các nội dung chính sau: Xác định dòng điện chạy qua cơ thể người, phân tích mạng điện đơn giản, phân tích mạng 3 pha, ảnh hưởng của điện dung lưới điện, ảnh hưởng của trường điện từ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

17/02/2014 An toàn hế hết- safety first LOGO CÁC NỘI DUNG SẼ NGHIÊN CỨU Xác định dòng điện chạy qua thể người Phân tích mạng điện đơn giản Phân tích mạng pha Ảnh hưởng điện dung lưới điện Ảnh hưởng trường điện từ Xác định dòng điện chạy qua thể người 1.1 Phân tích an tồn 1.1 Phân tích an tồn  Khái niệm: Phân tích an tồn mạng điện tính tốn, 1.2 Các loại lưới điện xác định giá trị dòng điện qua người điều kiện 1.3 Nhận dạng chế độ trung tính khác mà người tiếp xúc với mạng điện trình vận hành lưới điện thiết bị điện 17/02/2014 1.2 Các loại lưới điện  Mạng điện đơn giản • Lưới điện cách điện đất • Lưới điện có nối đất  Mạng điện pha • Lưới điện pha cách điện đất 1.3 Nhận dạng chế độ trung tính  Chữ thứ nhất: Thể rõ tình trạng trung tính lưới điện đất • T: nối với đất • I: cách điện đất nối với đất qua tổng trở lớn • Lưới điện pha nối đất 1.3 Nhận dạng chế độ trung tính  Chữ thứ hai: Thể rõ tình trạng vỏ kim loại thiết bị sử dụng điện đất • T: nối vỏ kim loại thiết bị sử dụng điện với đất • N: nối vỏ kim loại thiết bị sử 1.3 Nhận dạng chế độ trung tính  Chữ thứ ba: liên quan đến mạng điệnTN • C: dây dẫn bảo vệ PE dây dẫn trung tính N hỗn hợp hay hịa lẫn vào nhau, mà người ta thường gọi PEN • S: dây dẫn bảo vệ PE dây dẫn trung tính N tách biệt dụng điện với dây trung tính 17/02/2014 1.3 Nhận dạng chế độ trung tính Phân tích mạng điện đơn giản  Các chế độ trung tính 2.1 Khi người chạm vào cực • Chế độ trung tính TT 2.2 Khi chạm vào cực • Chế độ trung tính IT • Chế độ trung tính TN-C • Chế độ trung tính TN-S • Chế độ hỗn hợp TN-C-S 2.1 Khi chạm vào cực 2.2 Khi chạm vào cực 2.2.1 Mạng điện cách điện đất 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất Mạng điện cách điện đất Mạng điện nối với đất I ng  U R ng Mạch điện tương đương 17/02/2014 2.2.1.Mạng điện cách điện với đất  Khi chạm vào pha Mạch điện tương đương 2.2.1.Mạng điện cách điện với đất  Dòng điện qua người I ng  UR1 ( R ng  Rch )( R1  R )  R1 R  Trong • Rch điện trở dày, dép + • Rng điện trở người • R1 điện trở cách điện dây với đất • R2 điện trở cách điện dây với đất 2.2.1.Mạng điện cách điện với đất  Dòng điện qua người • Nếu R1 = R2 = Rcđ I ng  2.2.1.Mạng điện cách điện với đất  Dòng điện qua người • Nếu khơng có Rch U ( Rng  Rch )  Rcđ  Nếu Rcđ tốt mức độ nguy hiểm giảm I ng  U Rng  Rcđ  Dòng điện qua người tăng lên 17/02/2014 2.2.1.Mạng điện cách điện với đất 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Điều kiện Rcđ cách điện an toàn I ng  U  I ngcp R ng  R cd  R cd  U I ngcp  Mạng điện dây dẫn  R ng • Nếu lấy dịng điện an tồn 10 mA R cd  100 U  R ng  Mạng điện dây dẫn 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Mạng điện dây dẫn: mạng điện dùng dây dẫn để dẫn điện đến nơi tiêu thụ, dây lại sử dụng đường ray, đất, kết cấu sắt thép 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Mạng điện dây dẫn • Dòng điện qua người I ng  URcđ ( Rng  Rch )( Rcd  R0 )  Rcđ R0 • Nếu nối đất tốt R0 0 Mạch điện tương đương I ng  U Rng  Rch 17/02/2014 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Mạng điện dây dẫn 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Chạm vào dây dẫn (dây ) • Điện áp đặt lên người Ung  Ilv Rab  Trong • Ung điện áp điểm tiếp xúc • Ilv dịng điện làm việc • Rab điện trở đoạn dây dẫn ab 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Chạm vào dây dẫn (dây ) 2.2.2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Chạm vào dây dẫn ( dây ) Mạch điện tương đương • Khi chạm vào điểm b Ub  Ilv Rab  5%U • Khi xảy ngắn mạch điện áp C Uc   Rất nguy hiểm U • Dịng điện chay qua thể người I ng  R ng U  R ch  R 17/02/2014 Phân tích mạng điện pha 3.1 Một số khái niệm 3.1 Một số khái niệm  Phân loại thiết bị theo cấp điện áp 3.2 Mạng có trung tính cách điện đất • Thiết bị điện có điện áp < 1000 V 3.3 Mạng có trung tính nối đất trực tiếp • Thiết bị điện có điện áp > 1000 V 3.1 Một số khái niệm  Trung tính máy biến áp • Trung tính khơng nối với thiết bị nối đất nối qua thiết bị để bù dòng điện 3.1 Một số khái niệm  Dây trung tính: dây nối với điểm trung tính trực tiếp nối đất, sử dụng làm dây ngược phụ tải pha không điện dung mạng gọi trung tính cách điện đất • Trung tính nối trực tiếp với thiết bị nối đất qua điện trở nhỏ gọi trung tính trực tiếp nối đất 17/02/2014 3.1 Một số khái niệm  Các trường hợp tai nạn thường gặp • Chạm vào pha 3.2 Mạng điện trung tính cách điện với đất 3.2.1 Trường hợp chạm vào pha 3.2.2 Trường hợp chạm vào pha • Chạm vào pha • Chạm vào vật khơng dẫn điện có cố dẫn điện • Bị tác dụng điện áp bước • Tổn thương hồ quang điện 3.2.1 Trường hợp chạm vào pha  Trường hợp chung 3.2.1 Trường hợp chạm vào pha  Trường hợp chung • Dịng điện qua người I ng   Trong • U điện áp pha • C1, C2, C3 điện dung pha đất • R1, R2, R3 điện trở pha đất • Rng điện trở người U.gng 3(g  g )     3. (C3  C2 )  3( g2  g3 )  3. (C2  C3 ) (gng  g1  g2  g3 )  (C1  C2  C3 ) 2  Trong • g = 1/R điện dẫn • ω = 2лf ; f tần số nguồn điện 17/02/2014 3.2.1 Trường hợp chạm vào pha  Mạng có điện áp < 1000V • Mạng có điện dung bé - Giả sử C1 = C2 = C3= R1 = R2 = R3 =Rcd - Dòng điện qua người 3U I ng  3Rng  Rcd 3.2.1 Trường hợp chạm vào pha  Với mạng có điện áp > 1000V 3.2.1 Trường hợp chạm vào pha  Với mạng có điện áp < 1000V • Mạng có điện dung lớn - Giả sử C1 = C2 = C3= C R1 = R2 = R3 = Rcd - Dòng điện qua người I ng  U Rng 1 Rcd (Rcd  6Rng ) 9(1  Rcd2  2C2 )Rng 3.2.1 Trường hợp chạm vào pha  Khi chạm vào pha cịn pha cịn lại chạm đất • Giả sử C1 = C2 = C3= C R1 = R2 = R3 = ∞ • Dịng điện qua người I ng  3U 9Rng  ( )2 C • Dòng điện qua người I ng  Ud Rng Rất nguy hiểm 17/02/2014 3.2.2 Trường hợp chạm vào pha  Khi chạm vào pha 3.3 Mạng điện trung tính nối với đất trực tiếp 3.3.1 Ý nghĩa nối đất trung tính 3.3.2 Khi chạm vào pha 3.3.3 Khi chạm vào pha  Dòng điện qua người I ng  Ud Rng Rất nguy hiểm 3.3.1 Ý nghĩa việc nối đất trung tính  Triệt tiêu hay hạn chế điện áp dư đến mức an tồn có tượng lệch pha  Có ưu điểm kinh tế tính tốn đường dây tải điện 3.3.1 Ý nghĩa việc nối đất trung tính  Giảm bớt nguy hiểm chạm đất gây nên, giữ cho điện áp dây pha đất không tăng cao lúc xảy chạm đất  Khi xảy chạm đất đưa đến ngắn mạch pha → thiết bị bảo vệ cắt mạch điện 10 17/02/2014 3.3.2 Khi chạm vào pha  Chạm vào pha  Chạm vào pha • Dòng điện qua người I ng  U f R ng 3.3.3 Khi chạm vào pha • Dịng điện qua người Rất nguy hiểm Ảnh hưởng điện dung lưới điện I ng  U d R ng  Rất nguy hiểm Ảnh hưởng điện dung lưới điện  Dòng điện qua người chạm vào hai cực  Khi cắt đường dây khỏi lưới điện → Điện áp điện dung đường dây • Thơng số mạch điện U, f • Thời điểm cắt mạch  Trong I ng U0  e R ng t R ng C 12 • U0 điện áp dư đường dây thời điểm chạm vào mạch điện • Rng điện trở người • C12 điện dung đường dây dẫn đường dây cắt 11 17/02/2014 Ảnh hưởng điện dung lưới điện  Mối quan hệ dòng điện chạy qua người thời gian Ảnh hưởng trường điện từ  Khi dây dẫn có điện áp U tích lũy điện tích → Hiện tượng cảm ứng điện từ → sinh điện áp dây lập đặt gần  Khi dây dẫn có dịng điện I chạy qua sinh trường điện từ xung quanh → sinh suất điện động vật dẫn đặt từ trường Ảnh hưởng trường điện từ Bài tập  Khi dây dẫn có điện áp U tích lũy điện  Bài 1: Một lưới điện pha, có điện áp pha 220V, trung tính nối đất Một tích → Hiện tượng cảm ứng điện từ → sinh người đứng đất chạm vào pha Cho Rđế = 0, R0 = 0, Rng = 1000 điện áp dây cô lập đặt gần Hãy:  Khi dây dẫn có dịng điện I chạy qua sinh trường điện từ xung quanh → Vẽ đường dịng điện qua thể người? Tính dịng điện chạy qua người? Tính R đế cần thiết để dòng qua người nằm giới hạn an toàn? sinh suất điện động vật dẫn đặt từ trường 12 17/02/2014 Bài tập Bài tập  Bài 2: Ở mạng điện pha có điện áp 230/400V, người chạm vào dây  Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ Một người chạm vào pha Cho pha số (line) thông qua bút thử điện có điện trở 59kΩ, chân Upha=220V; Rđế=0, R0=0; Rng=1000 đất (cho Rng=1000Ω R0=0Ω) Vẽ đường dòng điện qua thể người? Xác định đường dòng điện chạy qua thể người? Tính giá trị dịng điện chạy qua người ? Tính giá trị dịng điện qua người? Tính giá trị R đế cần thiết để dịng qua người nằm giới hạn an tồn? Dịng điện có gây nguy hiểm cho người khơng? Tại sao? Bài tập Bài 4: Một mạng điện pha bốn dây 230/400V, nguồn lấy từ lưới điện công Bài tập Hình vẽ cộng (chế độ trung tính nối đất) hình Cho biết Rđ= 20, R0=0 Tất hộ tiêu thụ điện hay thiết bị sử dụng điện gia đình trạng thái khơng làm việc Sau người ta thực thử nghiệm sau đây: Người ta mắc bóng đèn 230V công suất 150W dây pha dây trung tính Đèn có sáng khơng? Tại sao? Người ta mắc bóng đèn trịn dây trung tính đất Đèn có sáng khơng? Tại sao? Người ta mắc bóng đèn dây pha đất Đèn có sáng khơng? Tại sao? 13 17/02/2014 Bài tập Bài tập Bài 5: Một xí nghiệp mà chế độ trung tính Bài 6: Khi thợ hàn thay que hàn mà tiếp xúc với dây (dây lại tương ứng với sơ đồ trung tính nối đất Các nối đất) có điện áp điện áp khơng tải MBA hàn 70V máy móc bố trí phân xưởng cung Vẽ đường dòng điện qua thể người? cấp điện với điện áp 230/400V Hãy xem xét Tính giá trị dịng điện qua thể người? hình vẽ Nếu pha máy Người bị điện giật chết khơng? Tại sao? Nếu mang chạm mát với điện trở tiếp xúc 4 Cho trang bị bảo hộ an tồn giầy, găng tay hàn sao? Rđ=30 Ω R0=10 Ω Dòng điện rò bao nhiêu? Khi người chạm vào máy người phải chịu điện áp bao nhiêu? LOGO 14 ... TN-C-S 2. 1 Khi chạm vào cực 2. 2 Khi chạm vào cực 2. 2.1 Mạng điện cách điện đất 2. 2 .2 Mạng điện có cực hay pha nối đất Mạng điện cách điện đất Mạng điện nối với đất I ng  U R ng Mạch điện tương... 17/ 02/ 2014 2. 2 .2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Mạng điện dây dẫn 2. 2 .2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Chạm vào dây dẫn (dây ) • Điện áp đặt lên người Ung  Ilv Rab  Trong • Ung điện. .. lên 17/ 02/ 2014 2. 2.1 .Mạng điện cách điện với đất 2. 2 .2 Mạng điện có cực hay pha nối đất  Điều kiện Rcđ cách điện an toàn I ng  U  I ngcp R ng  R cd  R cd  U I ngcp  Mạng điện dây dẫn 