An toàn vệ sinh lao động trong sử dụng điện: Phần 1

Thông th ườ ng dùng Mê-gô-met.[r]

x u Ê t b ả n l a o đ ộ n g x · h é i C ô c A n t o à n l a o đ ộ n g A n t o µ n v Ư s in h l a o ® é n g Tr o n g s d n g ® iƯ n

An tồn vệ sinh lao động

Tài liệu dành cho giảng viên An toàn lao động, người làm cơng tác an tồn Và người lao động làm việc công việc liên quan Trong sử dụng điệnTrong sử dụng điện

Thực hiện khuôn khổ

Dự án Nâng cao Năng lực Huấn luyện An tồn Vệ sinh Lao đợng Việt Nam (VIE/05/01/LUX)

Mục tiêu Dự án: Tăng cường công tác an tồn vệ sinh lao động, góp phần giảm tai nạn lao động bệnh nghề nghiệp nơi làm việc; cải thiện quan hệ xã hội quan quản lý Nhà nước, tổ chức đại diện người lao động người sử

dụng lao động thông qua tăng cường lực Trung tâm Huấn luyện An toàn - Vệ sinh Lao động, củng cố hệ thống huấn luyện an toàn vệ sinh lao động, xây dựng sách huấn luyện dịch vụ huấn luyện an toàn - vệ sinh lao động cho

đối tác xã hội để đảm bảo an toàn vệ sinh lao động điều kiện lao động

Văn phịng Tở chức Lao đợng Q́c tế tại Việt Nam

Tài liệu dành cho giảng viên An tồn lao động, người làm cơng tác an tồn

Trong sử dụng điện An toàn vệ sinh lao động

Và người lao động làm việc cơng việc liên quan

Trong sư dơng ®iƯn

Dự án Nâng cao Năng lực

Dự án Nâng cao Năng lực

Hun luyn an toàn vệ sinh lao động việt nam (Vie/05/01/LUX)

Bản quyền @ Tổ chức Lao động Quốc tế 2008 Xuất lần thứ năm 2008

Ấn phẩm Tổ chức Lao động Quốc tế (International Labour Organization) hưởng qui chế quyền theo Nghịđịnh Thư số Công ước Bản quyền Tồn cầu Tuy nhiên, số trích đoạn ngắn từ ấn phẩm có thểđược tái sử dụng mà không cần xin phép với điều kiện phải nêu rõ nguồn trích dẫn Mọi hoạt động tái biên dịch tồn bộấn phẩm phải Phịng Xuất (Quyền Giấy phép) Tổ chức Lao động Quốc tế, CH-1211, Geneva 22, Thụy Sỹ; qua email pubdroit@ilo.org Tổ chức Lao động Quốc tế sẵn sàng tiếp nhận yêu cầu cấp phép

Các thư viện, viện nghiên cứu quan khác có đăng ký tổ chức quyền tái chép phạm vi giấy phép cấp cho mục đích Để tham khảo thông tin quan đăng ký quyền tái quốc gia bạn, truy cập địa http://www.ifrro.org

An toàn vệ sinh lao động sử dụng điện / Safety in electrical use

Tài liệu dành cho giảng viên an toàn lao động, người làm cơng tác an tồn người lao động làm việc công việc liên quan

ISBN: 978-92-2-821633-2 (bản in/print) ISBN: 978-92-2-821634-9 (bản pdf / web pdf)

Được thực khuôn khổ Dự án nâng cao lực huấn luyện an toàn vệ sinh Lao động (VIE/05/01/LUX) Chính phủ Luxembourg tài trợ

Các chỉđịnh ấn phẩm tuân theo quy định Liên Hiệp Quốc khơng có ý thể quan điểm Tổ chức Lao động Quốc tế quy chế pháp lý ranh giới lãnh thổ quốc gia, khu vực, lãnh thổ quyền

Các tác giả chịu trách nhiệm hoàn toàn ý kiến thể viết, nghiên cứu tài liệu liên quan Ấn phẩm xác nhận Tổ chức Lao động Quốc tế quan điểm thể

Những dẫn chứng tên cơng ty, sản phẩm qui trình thương mại không ngụ ý thể xác nhận Văn phịng Lao động Quốc tế Bất cơng ty, sản phẩm qui trình thương mại khơng nêu ấn phẩm không nhằm thể phản đối Tổ chức Lao động Quốc tế

Các ấn phẩm ILO có mặt cửa hàng sách Văn phòng ILO nước, trực tiếp Phòng Xuất Tổ chức Lao động Quốc tế, CH-1211, Geneva 22, Thụy Sỹ Catolog danh mục ấn phẩm lấy miễn phí địa nêu qua email: pubvente@ilo.org

Lêi nãi ®Çu

Trong năm gần đây, tình hình tai nạn lao động bệnh nghề nghiệp nước có xu hướng gia tăng, có nhiều vụ tai nạn lao động nghiêm trọng làm chết, bị thương nhiều người thiệt hại nhiều tài sản Các quy định pháp luật huấn luyện an toàn vệ sinh lao động ngày càng hoàn thiện cụ thể Các cấp, ngành doanh nghiệp quan tâm, trọng việc huấn luyện an toàn vệ sinh lao động Tuy nhiên qua điều tra nhu cầu huấn luyện an toàn vệ sinh lao động năm 2007 cho thấy công tác huấn luyện an tồn vệ sinh lao động cịn nhiều hạn chế, bất cập như: Tỉ lệ huấn luyện thấp mang tính hình thức, số lượng giảng viên cịn thiếu chưa đào tạo có bản, phương pháp huấn luyện chưa phù hợp, chưa có giáo trình chuẩn nội dung huấn luyện để phục vụ cho đối tượng huấn luyện

Để góp phần thực tốt mục tiêu Chương trình Quốc gia Bảo hộ lao động đến năm 2010 Chính phủ ban hành, có mục tiêu trung bình hàng năm giảm 5% tần suất tai nạn lao động ngành, lĩnh vực có nguy cao tai nạn lao động (Khai khoáng, xây dựng sử dụng điện), Cục An toàn Lao động, Bộ Lao động - Thương binh Xã hội đã phối hợp với Tổ chức Lao động Quốc tế khuôn khổ Dự án nâng cao lực huấn luyện an toàn vệ sinh lao động ở Việt Nam (VIE/05/01/LUX) Chính phủ Luxembourg tài trợ thực việc biên soạn 4 tài liệu cho bốn ngành có nguy cao an toàn vệ sinh lao động sau:

Bốn tài liệu biên soạn sở nghiên cứu kế thừa tài liệu quốc tế nước, tiêu chuẩn quy chuẩn an toàn vệ sinh lao động báo cáo nghiên cứu khoa học chuyên gia bốn ngành nói Nội dung tài liệu chủ yếu đưa kiến thức chung, an toàn cho ngành/lĩnh vực làm sở cho việc biên soạn giảng cho đối tượng có liên quan Tài liệu chỉnh sửa sở tiếp thu ý kiến góp ý chuyên gia ngành, địa phương về lĩnh vực Tùy theo đối tượng cần huấn luyện mà tham khảo, chọn lọc nội dung thiết yếu bố trí thời lượng phù hợp với từng đối tượng

Ban quản lý Dự án xin chân thành cảm ơn tác giả có tên sau đã tham gia biên soạn, chỉnh sửa, hiệu đính tài liệu: Ơng Nguyễn Mạnh Khang, ông Đào Anh Tuấn, bà Trần Thị Vân Thu cán từ Trung tâm Huấn luyện An toàn Vệ sinh Lao động; đặc biệt cảm ơn ý kiến phản biện, nhận xét ông Phùng Huy Dật, Phó ban Bảo hộ Lao động, Tổng liên đồn Lao động Việt Nam; sựđóng góp đồng nghiệp để hoàn thành tài liệu An toàn vệ sinh lao động sử dụng điện

Tài liệu biên soạn lần đầu nên khơng tránh khỏi thiếu sót, Dự án VIE/05/01/LUX Ban soạn thảo mong sựđóng góp quý báu các chuyên gia đồng nghiệp./

Vũ Như Văn

Chơng

CáC KHáI NIệM CƠ BảN Về AN TOàN ĐIệN

I HIN TNG DềNG IN ĐI TRONG ĐẤT VÀ SỰ PHÂN BỐĐIỆN TÍCH TRÊN MẶT ĐẤT

Trường hợp dây dẫn bịđứt rơi xuống đất hay cách điện thiết bịđiện bị chọc thủng, có dịng điện chạm đất

Về phương diện an tồn, dịng điện chạm đất làm thay đổi trạng thái mạng điện (điện áp đất dây dẫn thay đổi, xuất điện khác điểm mặt đất gần chỗ chạm đất) Dòng điện vào đất tạo nên điểm chạm đất vùng dòng điện dò đất điện áp vùng phân bố theo định luật định (hình 1.1)

Hình 1.1

Bằng tính tốn thực nghiệm, người ta thấy điện áp vùng phân bố theo dạng hypebơn có đường cong phân bố điện áp sau:

Hình 1.2

Điện áp điểm mặt đất (điểm A) gần chỗ chạm đất tính theo công thức:

Ux = Uđ Xđ/ X = K 1/X (CT 1.1)

Trong đó:

X: Khoảng cách từđiểm A đến điểm chạm đất Ux: Điện áp điểm A

Uđ: Điện áp vật nối đất

Xđ: Bán kính vật nối đất

K = Uđ Xđ (CT 1.2)

Tại điểm chạm đất Uđ = Umax

Trong vùng cách vật nối đất gần 1m có khoảng 68% điện áp rơi

Những điểm mặt đất nằm 20m cách chỗ chạm đất thực tế xem ngồi vùng dòng điện nguy hiểm (hay gọi điểm có điện áp = →đất)

Trong vào đất, dòng điện tản bị điện trở đất cản trở Điện trở gọi điện trở tản hay điện trở vật nối đất

Rđ = Uđ/Iđ (CT 1.3)

Trong đó:

Uđ: Điện áp giáng vật nối đất

II ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC

Trong trình tiếp xúc với thiết bịđiện, mạch điện khép kín qua người điện áp giáng người lớn hay bé tuỳ thuộc vào điện trở khác mắc nối tiếp với thân người Phần điện áp đặt vào người gọi điện áp tiếp xúc (Utx)

Vì nghiên cứu an tồn điều kiện chạm vào cực (một pha) chủ yếu, nên xem Utx điểm đường dịng điện

đi qua mà người chạm phải Để rõ xét ví dụ sau:

Có động Vỏ động nối với vật nối đất có điện trở Rđ Động bị chọc thủng cách điện pha

Trong trường hợp vật nối đất vỏ thiết bị mang điện áp đất là:

Uđ = Iđ.Rđ

Người chạm vào động Uđ Mặt khác

của chân người (Uch) phụ thuộc vào khoảng cách từ chỗ đứng đến vật nối

đất Kết người bị tác dụng điện áp:

Utx = Uđ- Uch (CT 1.4)

Hình 1.3

Càng xa vật nối đất →Uch nhỏ Nếu > 20m, Uch = → Utx = Uđ

Trong trường hợp chung biểu diễn: Utx = α.Uđ

Trong đó:α hệ số tiếp xúc

III ĐIỆN ÁP BƯỚC

Khi pha chạm đất thiết bị bị chọc thủng cách điện, ta có phân bố sau:

Điện áp đất chỗ trực tiếp chạm đất: Uđ = Iđ Rđ

Hình 1.4

Điện áp chân người dòng điện chạm đất tạo nên gọi điện áp bước

Ub = Ux - Ux+a = K (

x

-

a x

1

+ ) = x(x a) a K

+ (CT 1.5)

Trong đó:

K = Uđ Xđ

a: Độ dài bước (khoảng 0,8 m) x: Khoảng cách đến chỗ chạm đất Từ công thức ta thấy:

+ Càng xa vật nối đất, Ub nhỏ

+ Những điểm cách xa vật nối đất ≥ 20m → Ub xấp xỉ

+ Những vòng tròn đẳng (hay mặt cầu đẳng thế) vòng tròn (hay mặt cầu đồng tâm) mà tâm điểm chỗ chạm đất Ub =

Như phụ thuộc khoảng cách đến chỗ chạm đất Ub trái

ngược với Utx

Điện áp bước có trị số lớn nên dù khơng tiêu chuẩn hoá Ub

để đảm bảo an tồn, qui định có chạm đất phải cấm người đến gần chỗ bị chạm đất với khoảng cách sau:

+ Từ m ÷ m thiết bị nhà + Từ m ÷ 10 m với thiết bị trời

Người ta khơng tiêu chuẩn hố Ub Utx mà tiêu chuẩn hoá

điện áp đất - điện áp ứng với dịng điện chạm đất tính tốn thời gian năm không vượt quá:

+ 250V điện áp > 1000V + 40V điện áp < 1000V

Dịng điện qua chân người, khơng qua quan hơ hấp tuần hồn nên nguy hiểm hơn, với trị số điện áp bước khoảng 100V đến 250V, bắp bị co rút làm người ngã → làm thay đổi sơ đồđấu điện Qui trình kiểm tra sử dụng phương tiện bảo vệ Liên Xô (cũ) qui định: lại trạm trời, phải dùng ủng cách điện Ub> 40V

IV ĐIỆN ÁP CHO PHÉP

Điện trở thể ngời thờng khác (điện trở ngời nhỏ: ữ 7k; điện trë ng−êi lín: 13 ÷ 17kΩ) hàm nhiều biến số Mỗi biến số lại phụ thuộc vào hoàn cảnh khác nhau, nên nhiều trường hợp khơng thể dựđốn trước trị số dịng điện qua người Vì để xác định giới hạn an tồn cho người, khơng dựa vào "dịng điện an tồn" mà phải theo điện áp cho phép

Dùng điện áp cho phép tiện lợi mạng điện có điện áp tương đối ổn định

Tiêu chuẩn điện áp cho phép nước khác: - Ba Lan, Thuỵ Sỹ, Tiệp Khắc: Ucp = 50V

- Hà Lan, Thuy Điển, Pháp: Ucp = 24V

- Liên Xô (cũ): tuỳ theo môi trường làm việc mà Ucp có trị số: 65V;

36V 12V

Ở Việt Nam: Ucp chiếu sáng cục máy công cụ, chiếu

sáng nơi nguy hiểm (trong buồng kín, hầm mỏ ) 36V 24V Cịn nơi đặc biệt nguy hiểm lấy Ucp = 12V

V MỘT SỐ THUẬT NGỮ CƠ BẢN KHÁC

1 Mạng điện hạ áp có trung tính cách ly (Sơđồ IT): Mạng điện có trung tính thứ cấp máy biến áp máy phát điện không nối với nối đất nối với bị nối đất qua tổng trở lớn qua thiết bị phát tín hiệu, đo lường, bảo vệ, dập hồ quang, cịn vỏ thiết bị điện

được nối đất

2 Mạng điện hạ áp có trung tính nối đất trực tiếp: Mạng điện có trung tính thứ cấp máy biến áp máy phát điện nối trực tiếp với nối đất nối với bị nối đất qua điện trở nhỏ (ví dụ qua máy biến dòng), vỏ thiết bịđiện nối với dây "không", bao gồm sơ đồ TN-C, TN-C-S hay TN-S

3 Chạm đất: nối điện bất ngờ phận có mang điện áp thiết bị điện với cấu trúc khác với đất trực tiếp Dòng điện chạm đất dòng điện vào đất qua chỗ bị chạm

4 Dây "không" (PEN): Dây trung tính mạng hạ áp pha, dây mà điểm trung tính nối đất trực tiếp

5 Dây bảo vệ (PE): Dây dùng cho mục đích bảo vệ nối "khơng", tách từ dây "không" bảo vệ thiết bị pha, dây thứ mạng điện pha, dây (Sơđồ TN-S), dây nối đất sơđồ IT TT

Chú thích

cho thiết bịđiện pha, từ dây "không" phải tách làm dây là: Dây trung tính (N) dây bảo vệ (PE) (Sơ đồ TN-C-S) (Trong sơđồ TN-C-S, sơ đồ TN-C không bao giờ được sử dụng sau TN-S Điểm tách PE khỏi PEN thường điểm đầu lưới điện)

6 Dây nối "không": Dây dẫn nối vỏ thiết bị điện cần bảo vệ nối "không" với dây "không" (PEN) với dây bảo vệ (PE)

7 Dây nối đất: Dây dẫn để nối phận cần bảo vệ với điện cực nối

đất

8 Nối "không": Biện pháp bảo vệ nối vỏ thiết bịđiện với dây "khơng", để có chạm vỏ hình thành ngắn mạch pha, dịng điện ngắn mạch gây tác động thiết bị bảo vệđể cắt dòng điện nguồn đến chỗ chạm vỏ

9 Nối đất: Nối điểm mạch điện vỏ thiết bị điện với trang bị nối đất

10 Nối đất bảo vệ: Nối vỏ thiết bịđiện với trang bị nối đất để giảm điện áp chạm đất đến mức an toàn cho người vận hành đảm bảo thời gian tác động thiết bị bảo vệ có cố chạm vỏ

11 Nối đất làm việc: Nối điểm trung tính máy biến áp điểm dây trung tính mạng với trang bị nối đất, nhằm bảo đảm chế độ làm việc mạng điện khắc phục nhanh cố

12 Nối đất lặp lại: Nối dây "không" với trang bị nối đất để giảm nhỏ điện áp dây "không"

13 Trang bị nối đất: Kết cấu bao gồm điện cực nối đất dây nối

đất

14 Điện cực nối đất: Các vật dẫn điện hay nhóm vật dẫn điện liên kết với tiếp xúc trực tiếp với đất

15 Điện cực nối đất nhân tạo: Các điện cực thiết kế, lắp đặt sử dụng cho mục đích nối đất

17 Đường trục nối đất nối "không": Phần dây nối đất nối "không" kéo dài để nối đến thiết bịđiện cần bảo vệ

18 Vùng điện "khơng": vùng đất ngồi phạm vi vùng tản dòng điện chạm đất

19 Điện áp trang bị nối đất:Điện áp điểm dòng điện vào cực nối đất vùng điện "khơng" dịng điện từđiện cực nối đất tản vào đất

20 Điện trở trang bị nối đất (còn gọi điện trở nối đất): Tỉ số điện áp trang bị nối đất dòng điện vào trang bị nối đất

21 Thiết bị điều khiển: Một tổ hợp bao gồm phần tử điều khiển, đo lường, điều chỉnh với thiết bị có liên quan tới chúng bổ sung hoàn chỉnh liên kết điện bên trong, kết cấu chịu lực vỏ che chắn

22 Tủđiều khiển: Vỏ chứa khí cụđiện thiết bịđiều khiển, lắp đặt máy tách rời so với máy

23 Hốc: Một vị trí máy tủ điều khiển bao kín phía, có cửa để lắp ráp, quan sát thơng gió cho thiết bị điện bên

24 Kênh: Các rãnh máng, ống dùng đểđặt bảo vệ dây dẫn

25 Ống dẫn: Kênh chế tạo dạng ống có thành cứng mềm vật liệu kim loại phi kim loại để bảo vệ dây dẫn

26 Mạch động lực: Mạch dùng để phân phối điện từ nguồn điện đến thiết bị trực tiếp thực thao tác công nghệ

27 Mạch điều khiển: Mạch dùng đểđiều khiển hoạt động máy bảo vệ mạch động lực

28 Thiết bịđóng cắt: Những thiết bị dùng đểđóng ngắt nhiều mạch

30 Cơ cấu dẫn động thiết bị điều khiển tay: Những cụm hệ thống dẫn động mà phải dùng ngoại lực tác động vào thao tác (ví dụ: nút ấn, cần điều khiển )

31 Cách điện làm việc: Cách điện để đảm bảo cho thiết bị làm việc bình thường bảo vệ chủ yếu chống điện giật

32 Cách điện bổ sung: Cách điện độc lập bổ sung cho cách điện làm việc để bảo vệ chống điện giật cách điện làm việc bị hư hỏng

33 Cách điện kép: Cách điện kết hợp cách điện làm việc cách điện bổ sung

34 Cách điện tăng cường: Cách điện làm việc cải tiến với tính chất điện để bảo đảm mức độ bảo vệ chống điện giật cách điện kép

Nơi đặt thiết bịđiện phân loại theo mức độ nguy hiểm sau:

35 Nơi nguy hiểm vềđiện: Nơi có yếu tố sau:

1- Độ ẩm tương đối khơng khí vượt 75% thời gian dài có bụi dẫn điện (bụi bám vào dây dẫn, lọt vào thiết bịđiện)

2- Nền nhà dẫn điện (nền nhà kim loại, đất, bê tông cốt thép ) 3- Nhiệt độ cao (có nhiệt độ vượt 35oC thời gian dài 24 giờ)

4- Những nơi người tiếp xúc đồng thời bên kết cấu kim loại nhà xưởng, thiết bị máy móc nối đất bên vỏ kim loại thiết bịđiện có nguy chạm vỏ

36 Nơi đặc biệt nguy hiểm về điện: Nơi có yếu tố sau:

1- Rất ẩm (có độ ẩm tương đối khơng khí xấp xỉ 100% - bề mặt trần, tường, sàn nhà đồ vật nhà có đọng sương)

3- Đồng thời có hai yếu tố trở lên nơi nguy hiểm vềđiện nêu khoản 36, Điều

37 Nơi nguy hiểm vềđiện: Nơi khơng thuộc hai loại

38 Thiết trí điện: Cơng trình điện tập hợp thiết bị điện dùng để sản xuất, biến đổi, truyền dẫn, phân phối tiêu thụđiện

39 Cơng việc làm cắt điện hồn tồn: Cơng việc tiến hành mà ởđó tất nguồn dẫn điện đến cắt điện

40 Công việc làm cắt điện phần: Công việc tiến hành mà có số phần mang điện cắt điện Những phần mang điện lại phải thực biện pháp ngăn cách không cho người làm việc chạm phải

41 Công việc làm không cắt điện:Công việc làm trực tiếp phần mang điện

42 Điện áp an toàn: Điện áp không vượt 36V nguồn điện xoay chiều 48V nguồn điện chiều Điện áp phải cấp từ nguồn cung cấp điện an ton

Chơng

TáC HạI CủA DòNG ĐIệN ĐốI VớI CƠ THể CON NGƯờI

I KHÁI NIỆM CHUNG

Điện ngày đóng vai trị quan trọng sản xuất nhưđời sống Điện góp phần để nâng cao xuất lao động, giảm nhẹ cường độ lao động, cải thiện điều kiện sinh hoạt, văn hoá tinh thần nhân dân

Tuy nhiên, điện gây tai nạn, cố nghiêm trọng không tuân thủ qui chuẩn, tiêu chuẩn an toàn sản xuất, quản lý tiêu thụđiện

Theo thống kê hàng năm: tai nạn lao động chết người điện chiếm khoảng 10% tổng số tai nạn lao đơng chết người nói chung, chí có năm chiếm tới 20% tổng số tai nạn lao động chết người

Khoa học phân tích đầy đủ tác hại dịng điện thể người

Thực tế cho thấy chạm vào vật có mang điện áp, người chịu tác động dòng điện qua người Tác hại sinh lý dòng điện gây lên như: huỷ hoại phận thần kinh điều khiển giác quan, làm tê liệt thịt, sưng màng phổi, huỷ hoại quan hơ hấp tuần hồn

Tai nạn điện thường xảy trường hợp sau:

- Do chạm phải phận kim loại thiết bịđiện cách

điện bị hỏng

- Do chạm phải vật dẫn có mang điện áp

- Do điện áp bước, xuất chỗ dòng điện vào đất

- Do hồ quang đóng cắt điện vi phạm khoảng cách an toàn lưới

điện

Hình 2.1 Hình 2.2

Hình 2.3

II NHỮNG YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN TAI NẠN ĐIỆN

Nghiên cứu chấn thương điện, người ta xác định yếu tố liên quan đến tai nạn điện là:

- Điện trở thể người

- Loại trị số dòng điện qua người - Thời gian dòng điện qua người

1 Điện trở thể người (R ng)

1.1 Điện trở của người (Rng) trị sốđiện trởđo được giữa điện cực

đặt cơ thể người Có thể chia điện trở người thành hai phần

- Điện trở lớp da chỗđiện cực đặt lên (dày từ 0,05 ÷ 0,2 mm), coi cách điện tốt; Điện trở suất từ triệu ÷ 10 triệu Ωcm

- Điện trở phận bên thể: Điện trở suất từ 100 ÷ 200 Ωcm Điện trở lớp da điện trở lớp sừng da định Chính vậy, tuỳ theo vị trí khác mà điện trở da khác

Ví dụ:Điện trở bàn tay gấp 10 ÷ 50 lần điện trở da mặt Hoặc xem điện trở hai bàn tay điện trở bàn chân 1,3

Điện trở thể người đại lượng khơng ổn định, thay đổi phạm vi lớn khoảng 1.000Ω÷ 100.000Ω

1.2 Điện trở của cơ thể người phụ thuộc vào những yếu tố sau

a) Tình trạng da khô hay ẩm, hay bẩn, nguyên vẹn hay xây xát

- Bình thường da khơ sẽ, khơng xây xát Rng= 3.000 ÷

100.000 Ω (đo U = 15 ÷ 20V)

Nếu cạo lớp sừng: Rng = 1.000 ÷ 5.000Ω

Khi lớp da ngồi (biểu bì) Rng = 500 ÷ 700Ω hồn

tồn da Rng cịn 100 ÷ 200Ω

Trong tính tốn lấy R ng = 1000Ω

Độ ẩm da ảnh hưởng đến Rng Ví dụ: Tay ướt có muối Rng

giảm30 đến 50% Cịn với nước cất Rng giảm 15 đến 35 % Sở dĩ

vậy da bị ẩm, nước hồ tan muối khống axít thể tiết qua mồ hôi làm cho da trở thành dẫn điện

Da bị bẩn làm cho Rng giảm hạt bụi bụi than, bụi kim loại dẫn

b) Vị trí tiếp xúc, diện tích tiếp xúc lực tiếp xúc

- Do cấu tạo không đồng nhất, độ dày lớp sừng da phân bố tuyến mồ thểở vị trí khác khác Vì vậy, Rng

thay đổi tùy thuộc vào vị trí tiếp xúc

- Diện tích tiếp xúc lớn Rng nhỏ Với điện áp bé (50 đến

60V) xem điện trở da tỉ lệ nghịch với diện tích tiếp xúc: Khi diện tích tiếp xúc = cm 2→ Rng = 7000Ω

Khi diện tích tiếp xúc = 24 cm 2→ Rng = 3300Ω

Khi diện tích tiếp xúc = 400 cm 2→ Rng = 1000Ω

- Khi da người bị dí mạnh điện cực Rng↓

c) Thời gian tác dụng dòng điện qua người lâu, Rng giảm

do da bịđốt nóng có thay đổi vềđiện phân

d) Các tham số mạch điện dịng điện điện áp

- Khi có dòng điện qua người, Rng giảm Sở dĩ lúc có

dịng điện vào thân người, da bịđốt nóng, mồ làm Rng↓

Thí nghiệm cho thấy:

Với I~ = 0,5 mA →R ng =4500Ω

I~ = mA → Rng = 2000Ω

I_ = 0,5 mA → Rng = 1200Ω

I _ = mA → Rng = 8000Ω

- Điện áp ảnh hưởng đến Rng, ngồi tượng điện phân cịn có

hiện tượng chọc thủng Với lớp da mỏng, tượng chọc thủng xuất điện áp từ 10 đến 30V Nhưng nói chung ảnh hưởng điện áp thể rõ với trị số điện áp > 250V Lúc điện trở người xem tương đương với lúc người bị bóc hết lớp da ngồi

Ởđiện áp chiều, thể khơng có điện dung điện động cực phân tăng lên Do trường hợp điện áp chiều Rng lớn trường hợp

Hình 2.4: Sự phụ thuộc của Rng vào điện áp ứng với thời gian tiếp

xúc khác

e) Các yếu tố sinh lý môi trường xung quanh

Điện trở nam lớn nữ, già lớn trẻ Những kích thích bất ngờ người như: châm đánh, âm thanh, ánh sáng làm cho Rng

giảm Hàm lượng ô xy khơng khí tăng (dù thời gian ngắn) làm cho Rng giảm

Sở dĩ phản ứng thể tác dụng nhiệt môi trường, làm tăng cung cấp máu làm mạch máu dãn nở, Rng giảm

Dòng điện có trị số khoảng 100mA có khả gây chết người Tuy nhiên có trường hợp trị số dịng điện khoảng đến 10 mA làm chết người Sở dĩ mức độ kích thích hệ thống thần kinh khả chịu đựng người ảnh hưởng định đến mức độ tổn thương Đối với người, khả chịu đựng khác Khi uống rượu mà bị tai nạn điện mức độ tổn thương tăng lên

R1

R2

R3

X1

X2

X3

Hình 2.5

Trong đó:

R1, X1: Trở kháng da phía dịng điện vào

R2, X2: Trở kháng phía dịng điện

R3, X3: Trở kháng quan bên thân người

2 Loại trị số dòng điện giật

Dòng điện yếu tố vật lý trực tiếp gây tổn thương Rng, Ung

các đại lượng biến đổi dòng điện qua người mà

Với trị số dịng điện định, tác động vào thể người không thay đổi

Từ thực nghiệm, người ta đo trị số dòng điện gây tác hại lên thể người sau:

Dòng điện

(mA) Tác dụng c(50 ủđếa dòng xoay chin 60 Hz) ều Tác dmụộng ct chiủềa dòng u 0,6 đến 1,5 Bắt đầu thấy ngón tay tê Khơng có cảm giác đến Ngón tay tê mạnh Khơng có cảm giác

Dòng điện

(mA) Tác dụng c(50 ủđếa dòng xoay chin 60 Hz) ều Tác dmụộng ct chiủềa dòng u đến 10 Tay khó rời vật mang điện

Ngón tay, khớp tay lịng bàn tay thấy đau

Nóng tăng lên

20 đến 25 Tay không rời vật mang

điện, đau, khó thở Nóng tnhưng lên, thưa mạnh ịt co quắp lại 50 đến 80 Thở bị tê liệt, tim bắt đầu đập

mạnh Nóng mkhó thở ạnh, bắp thịt tay co rút, 90 đến 100 Thở bị tê liệt, kéo dài giây

tim bị tê liệt dẫn tới ngừng đập Thở bị tê liệt

Qua bảng ta thấy: Dòng điện qua người lớn nguy hiểm Dòng điện bắt đầu gây nguy hiểm cho người 20 ÷ 25mA (xoay chiều) 50 đến 80 mA (một chiều) Làm chết người 100mA

Tuy nhiên xét tai nạn điện, không nên đơn theo trị số dịng điện mà phải xét đến mơi trường, hoàn cảnh xảy tai nạn sức chịu đựng thể nạn nhân Có lý giải nhiều trường hợp điện áp nhỏ, trị số dịng điện khơng lớn trị số dịng điện gây chống bao nhiêu, gây chết người

Khi nghiên cứu tượng sinh lý học điện giật, nhà khoa học Liên Xô dùng phương pháp đo lường đặc biệt thận trọng chứng minh rằng: có dịng điện ÷ 10 mA gây chết người Chính vậy, với dịng điện xoay chiều tần số 50 ÷ 60Hz, trị số dịng điện an tồn lấy 10 mA

3 Thời gian dòng điện qua người

Yếu tố thời gian tác dụng dòng điện vào thể người quan trọng biểu nhiều hình thức khác

- Thời gian tác dụng lâu, Rng giảm lớp da bị nóng dần

lớp sừng da bị chọc thủng nhiều, tác hại dòng điện vào thể người tăng lên

và dãn) thời điểm này, tim nhạy cảm với dòng điện qua Nếu dịng điện qua người lớn giây, trùng với thời điểm nói tim

Thí nghiệm cho thấy rằng, dù dịng điện lớn (hàng chục A) qua người mà không gặp thời điểm nghỉ tim khơng có nguy hiểm

Căn lý luận giải thích mạng điện cao áp (110kV; 35 kV; 10kV; 6kV ) tai nạn điện gây dẫn đến trường hợp tim ngừng đập hay ngừng hơ hấp Với điện áp cao, dịng điện xuất trước người chạm vào vật mang điện Nạn nhân chưa kịp chạm vào vật mang điện hồ quang phát sinh dịng điện qua người lớn (có thểđến vài A) Dịng điện tác động mạnh vào người gây cho thể phản xạ phòng thủ mãnh liệt Kết hồ quang điện bị dập tắt (hoặc chuyển sang phận mang điện bên cạnh) Dòng điện tồn khoảng thời gian vài phần giây Với thời gian ngắn làm tim ngừng đập hay hô hấp bị tê liệt Ở chỗ bị đốt sinh lớp hữu cách điện thân người lớp hữu ngăn cách dòng điện với thân người cách có hiệu

Tuy nhiên khơng thể kết luận điện áp cao khơng gây nguy hiểm, dịng điện lớn qua thể thời gian ngắn có thểđốt cháy nghiêm trọng làm chết người

4 Đường dòng điện

Đường dòng điện qua người định nhiều đến mức độ gây tác hại Điều chủ yếu có phần trăm dòng điện tổng qua quan hơ hấp tim Qua thí nghiệm người ta ghi kết sau:

Đường

của dòng điện Phân lượng dòng điện tổng qua tim (%) Từ chân qua chân 0,4

Từ có kết luận là: dịng điện qua tim hay quan hô hấp phụ thuộc cách tiếp xúc người với mạng điện

Dòng điện từđầu qua chân từ tay phải qua chân có phân lượng qua tim nhiều Vì phần lớn dòng điện qua tim theo trục dọc, trục nằm đường từ tay phải (hoặc đầu) đến chân

Dịng điện từ chân đến chân có phân lượng dòng điện qua tim nhỏ Người ta dùng chó làm thí nghiệm, cho dịng điện từ chân đến chân chó với U = 960V 12 giây Kết không bị chết Trường hợp tăng đến 6000V không làm chó chết Cũng làm thí nghiệm với thỏ thỏ chịu điện áp 180V đến 400V thời gian từ 0,5 ÷ 12,5 giây

Tuy nhiên khơng nên cho Ub khơng nguy hiểm bị điện áp

bước, bắp thịt, chân co rút lại làm người ngã xuống, lúc sơđồđấu điện khác

5 Tần sốđiện giật

Điện kháng thể người điện dung tạo nên → Xng =

fC

1 π Khi f ↑ Rng ↓ → nguy hiểm Nhưng thực tế kết lại

không mà tần số cao mức độ nguy hiểm giảm Viện nghiên cứu bệnh nghề nghiệp Lêningrát dùng chó làm thí nghiệm thu kết sau:

Số TT T(Hz) ần số Đi(V) ện áp Số chó thí nghi(con) ệm Xác subị chếất (%) t chó 50 117 đến 120 15 100 100 117 đến 120 20 45 125 100 đến 121 10 20 150 120 đến 125 10

Như tần số cao, xác xuất chó chết giảm

Lúc đặt điện áp chiều vào màng tế bào, phần tử tế bào bị phân thành ion khác dấu bị hút màng tế bào Như phần tử bị cực hoá kéo dài thành ngẫu cực Các chức sinh vật, hoá học tế bào bị phá huỷđến mức độ định

Nếu đặt nguồn xoay chiều vào ion chạy theo chiều khác phía ngồi màng tế bào Nhưng lúc đổi chiều chuyển động ion lại ngược lại Nếu với tần số dịng điện, tốc độ ion đủđể chu kì chạy lần bề rộng tế bào trường hợp ứng với mức độ kích thích nhiều nhất, tế bào bị phá huỷ nhiều

Với dòng điện tần số cao, dịng điện đổi chiều, ion khơng kịp đập vào màng tế bào Tần số tăng lên, đường ion ngắn mức độ kích thích tế bào

Ở tần số cao, điện trường không ảnh hưởng đến chuyển động i- on, tế bào khơng bị kích thích nhiều

Đối với người, tần số 50 ÷ 60Hz nguy hiểm Khi tần số bé lớn trị số trên, mức độ nguy hiểm giảm xung

Chơng

PHÂN TíCH AN TOàN TRONG CáC MạNG ĐIệN

A PHÂN TÍCH AN TỒN TRONG CÁC MẠNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN (Mạng điện chiều mạng điện xoay chiều pha)

I KHI NGƯỜI CHẠM VÀO CỰC

Đây trường hợp nguy hiểm Khi đó: Ing =

ng R

U

(CT 3.1)

Trong đó: U điện áp lưới điện

Tai nạn thường xảy công nhân sửa chữa lưới điện có mang điện áp Một tay sờ vào cực chạm vào cực tay, cùi tay hay tay khác

II KHI NGƯỜI CHẠM VÀO CỰC

Trong thực tế vận hành, trường hợp người chạm vào cực xảy mà thường chạm vào cực hậu tai nạn phụ thuộc tình trạng làm việc lưới điện đất

1 Mạng điện cách điện đất

Khi người chạm vào cực tạo nên mạch kín Vì cách điện mạng không thật lý tưởng (R1≠∞; R2 ≠∞) nên ta có sơđồđẳng trị

tương ứng

Hình 3.2 Từ sơđồđẳng trị ta tính được:

Ing =

2 ng

1

R R ) R R ( R

R U

+

+ (CT 3.2)

Giả thiết: R1 =R2 = Rcđ→ Ing =

cd ng R

R

U

+ (CT 3.3)

Từ biểu thức (3.3) ta thấy rõ vai trò Rcđ Nếu cách điện mạng

càng tốt mức độ nguy hiểm giảm

Nếu lấy dòng điện an tồn = 10 mA điều kiện an tồn là: Rcđ≥ 100 U - 2Rng

+ Trường hợp nguy hiểm người chạm vào pha pha chạm đất Lúc đó:

Ing=

ng R

U

→ giống chạm vào cực

chạm vào cực, ý nghĩa cách điện nhà (hoặc giày dép) quan trọng Khi đó:

Ing =

cd ch

ng R ) R R

(

U

+

+ (CT 3.4)

Trong đó: Rch điện trở giày dép + nhà

Rcđ điện trở cách điện mạng

2 Mạng điện có cực hay pha nối đất

2.1 Mạng điện dây

Mạng có 1dây dây khác đất hay đường ray (tàu điện )

Hình 3.3 Sơđồ thay thế:

Từđó ta tính được: Ing =

0 cd

cd ch ng

cd

R R ) R R )( R R (

R U

+ +

+ (CT 3.5)

Nếu xem Ro = (vì nhỏ) Ỉ Ing =

ch ng R

R U

+ (CT 3.6)

Như vậy, người đứng đất ướt hay đường ray mà chạm vào dây dẫn điện phải chịu điện áp toàn bộđiện áp mạng điện Do vận hành mạng điện nguy hiểm nên phải treo cao dây dẫn

điện tăng cường cách điện chân người 2.2 Mạng điện dây

Mạng dùng để đo lường pha, để cung cấp điện cho máy biến áp hàn hay biến áp dùng cho loại đèn cầm tay

Khi chạm vào cực có nối đất

Hình 3.5

Bình thường chạm vào cực có nối đất khơng nguy hiểm vì:

Ung = Ilv.Rab (CT 3.7)

Trong đó: Ilv dịng điện làm việc mạng điện

Dù chạm vào điểm b cách vật nối đất Ung ln < 5% U

Nhưng xảy ngắn mạch, điện áp phân bố đường dây theo điện trở dây dẫn Nếu tiết diện dây dẫn điểm c điện áp U/2 gần điểm a điện áp giảm

Khi chạm vào cực không nối đất Ing =

ch ng R

R U

+ (CT 3.8)

Rất nguy hiểm, giống trường hợp người đứng đất ướt chạm vào dây dẫn điện mạng điện dây

3 Mạng điện cách điện đất có điện dung lớn

Với mạng điện đường dây cáp đường dây không điện áp lớn 1000V mạng có điện áp nhỏ 1000V có nhiều nhánh có điện dung đất lớn Nó gây lên tượng là: đường dây cắt khỏi mạch điện điện tích tàn dư gây nguy hiểm cho người

Trong mạng điện xoay chiều, điện áp điện tích tàn dư khơng phụ thuộc thơng số mạch điện mà phụ thuộc vào thời điểm cắt mạch

điện

Theo tính tốn: người cách điện với đất mà chạm vào cực dịng

điện qua người:

Ing =

ng

R U

.e RngC12 t

(CT 3.9)

Trong đó:

Uo điện áp tàn dư đường dây ứng với thời điểm người chạm

vào mạch điện

C12 điện dung dây dẫn đường dây bị cắt

Nếu biết Uo; Rng; C12, ta xây dựng quan hệ dòng điện qua

Hình 3.6

Từ ta có nhận xét: điện dung lớn (C2 > C1) trị số điện tích

tàn dư (Q = C.U) cao làm cho dịng điện trì lâu tất nhiên trị số trung bình dịng điện tác dụng vào người lớn Nếu chạm vào dây đường dây bị cắt điện (giả sử dây dẫn 1) thì:

Ing =

ng

R

U

.e R (2C C ) t

11 12 ng +

(CT 3.10)

Trong đó: C11: Điện dung dây dẫn với đất

C12: Điện dung dây dẫn với

Nguy hiểm điện tích tàn dư khơng trị số dịng điện phóng, thời gian phóng mà cịn nhiệt lượng gây bỏng:

Q = 0,24 CU2

B PHÂN TÍCH AN TỒN TRONG CÁC MẠNG ĐIỆN PHA

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM

* Trong kỹ thuật điện, người ta chia thiết bịđiện làm loại: - Thiết bịđiện có điện áp > 1000V

- Thiết bịđiện có điện áp < 1000V

* Trung tính MBA nối đất hay cách ly

- Nếu trung tính không nối với thiết bị nối đất nối qua thiết bị để bù dòng điện điện dung mạng, qua máy biến điện áp hay qua khí cụđiện có điện trở lớn gọi trung tính cách điện đất

- Nếu trung tính nối trực tiếp với thiết bị nối đất qua điện trở

bé gọi trung tính trực tiếp nối đất

* Dây trung tính dây nối với điểm trung tính trực tiếp nối đất, sử dụng làm dây ngược phụ tải pha không

Không nên cho trung tính dây trung tính khơng mang điện áp Khi có tượng lệch pha có chạm đất pha Trung tính

dây trung tính mang điện áp nguy hiểm đến tính mạng người * Trong mạng pha có trường hợp tai nạn sau: - Chạm vào pha

- Chạm vào pha

- Chạm vào vật khơng dẫn điện có điện áp xuất bất ngờ (vỏ

thiết bị, kết cấu kim loại )

- Bị tác dụng điện áp bước - Tổn thương hồ quang điện

II MẠNG ĐIỆN CĨ TRUNG TÍNH CÁCH ĐIỆN ĐỐI VỚI ĐẤT 1 Trường hợp chạm vào pha

1.1 Trường hợp chung

Khi mạng điện có trung tính cách điện đất xuất dịng

Hình 3.7

Trong đó: C1≠ C2≠ C3≠

R1≠ R2≠ R3≠ ∞

Dùng định luật Kiếc hốp để lập giải phương trình vi phân người ta thu được:

Ing=

2 g

U ng [ ] [ ]

2 2 ng 3 2 3 ) C C C ( ) g g g g ( ) C C ( ) g g ( ) C C ( ) g g ( + + ω + + + + + ω + − + − ω + + (CT 3.12) Trong đó:

g = R

1

điện dẫn U điện áp pha

ω = 1/f, f tần số nguồn điện

Công thức cho phép xác định Ing trường hợp chạm vào

mạng điện pha với thông số mạng điện 1.2 Với mạng có điện áp < 1000V

* Mạng < 1000V có điện dung bé

Mạng thường có chiều dài dây cáp < 1Km nên bỏ qua

Đểđơn giản: coi R1 = R2 = R3 = Rcđ

Thay vào biểu thức (CT 3.12) ta được: Ing =

cđ ng R R U + 3 3

(CT 3.13)

Như mạng người chạm vào pha chạm vào vỏ thiết bị có cách điện bị hỏng dịng điện qua người phụ thuộc vào cách điện mạng (Rcđ) Nếu tăng cường chất lượng cách điện

mạng sẽđạt yêu cầu an toàn * Mạng < 1000V có điện dung lớn

Mạng thường có chiều dài đường dây > 1Km Lúc phải xét đến dịng điện rị dịng điện dung

Đểđơn giản, coi: C1 = C2 = C3 = C

R1 = R3 = R3 = Rcđ

Thay vào biểu thức (CT 3.12) ta tính được: Ing =

ng R U ng 2 cd ng cd cd R ) C R ( ) R R ( R 1 ω + + +

(CT 3.14)

Từ biểu thức ta thấy: C lớn, Ing tăng

1.3.Với mạng điện > 1000V

Trong mạng điện này, điện trở cách điện thường tốt điện dung pha đất lớn (khoảng vài phần mười µF/Km)

thay vào biểu thức (CT 3.12):

R1 = R2 = R3 = ∞ (g1 = g2 = g3 = 0)

C1 = C2 = C3 = C

và ta thu được: Ing =

2

ng C)

1 ( R U ω

Từđó suy C lớn, Ing tăng

1.4 Khi chạm vào pha pha khác chạm đất

Hình 3.8

Trường hợp nguy hiểm điện áp đặt lên người đạt tới điện áp dây Nếu pha chạm đất hồn tồn người bịđúng điện áp dây tác dụng

Ing = ng

d R

U

2 Trường hợp chạm vào pha

Trong tình trạng vận hành bình thường mạng điện, người chạm vào pha bịđiện áp dây tác dụng

Ing = ng

d R

U

III- MẠNG ĐIỆN CĨ TRUNG TÍNH NỐI ĐẤT TRỰC TIẾP 1 Ý nghĩa việc nối đất trung tính

Nối đất trung tính nhằm giảm bớt nguy hiểm chạm đất gây lên, giữ

Một ưu điểm khác mạng có trung tính nối đất trực tiếp xảy chạm đất sẽđưa đến ngắn mạch pha cắt mạch điện Như trạng thái chạm đất mạng điện có trung tính cách điện đất kéo dài lâu, với mạng tồn thời gian ngắn (thời gian cần thiết

để bảo vệ tác động)

Ngoài nối đất trung tính cịn có ưu điểm mặt kinh tế điện áp mạng đất không vượt điện áp pha nên cách điện mạng, cuộn dây máy điện phận dẫn điện vỏ thiết bị hay với đất tính tốn với điện áp pha, cịn trung tính cách điện

đất phải tính tốn với điện áp dây

Mặt khác thực tế sản xuất, lúc phụ tải pha không xảy chạm đất có tượng lệch pha, lúc trung tính dây trung tính có điện áp dư, điện áp nhiều có giá trị tương đối lớn Nếu dùng biện pháp nối trung tính bảo vệ điện áp dư xuất vỏ máy gây nguy hiểm cho người Do nối đất trung tính có tác dụng triệt tiêu hạn chếđiện áp dưđến mức an toàn

Tuy nhiên cần lưu ý là:

- Trong thực tế vận hành, điều kiện điện trở nối đất trung tính (R0 = 0) khó thực mà tồn giá trị đó, nên xảy chạm đất pha, điện áp pha chạm đất phân bố R0 Rchđ (điện trở chỗ chạm đất) Do điện áp pha đất điện áp đặt vào người (lúc chạm phải pha lại) lớn điện áp pha đạt tới điện áp dây tuỳ thuộc vào độ lớn R0 Rchđ

- Khi vận hành bình thường (khơng bị chạm đất) lúc người chạm vào pha mạng có trung tính nối đất điện áp đặt lên người

điện áp pha điện trở cách điện mạng không tham gia hạn chế dịng

điện qua người, nhược điểm mạng trung tính nối đất

2 Mạng điện điện áp > 1000V

Ở mạng điện thường có trung tính nối đất trực tiếp Khi nối đất trung tính, cách điện đất bị giảm thấp, kinh tế

pha tình trạng kéo dài lâu dịng điện điện dung bé, bảo vệ rơle không tác động ë gần chỗ chạm đất, xuất phân bốđiện áp nguy hiểm điện áp phân bố tồn lâu Ngược lại trung tính nối đất trực tiếp với cấp điện áp kể trên, dòng điện chạm đất định lớn đủ cho bảo vệ dòng điện cực đại tác động cắt chỗ bị cố

Ngoài trạng thái bình thường mạng chạm vào pha, mức độ nguy hiểm (dù trung tính nối đất hay khơng nối đất) khơng ảnh hưởng đến việc chọn chếđộ làm việc trung tính

Tuy nhiên mạng > 1000V có trung tính nối đất có tượng khơng tốt là: lúc vỏ thiết bị bị chọc thủng cách điện, dòng điện qua thiết bị

nối đất lớn chạm vỏ hay chạm đất, mạng điện cịn điện trở thứ tự khơng

Dòng điện ổn định ngắn mạch pha mạng 110 kV đạt tới hàng ngàn am pe Như vậy, muốn bảo đảm ổn định nhiệt cho hệ thống nối

đất hệ thống đắt Mặt khác hệ thống nối đất (kể vỏ thiết bị

nối với hệ thống nối đất) hiệu đất lớn, hiệu

truyền sang mạng có điện áp < 1000V mạng nối đất chung Dòng điện chạm đất lớn làm cho bảo vệ cắt nhanh tác động (trong khoảng thời gian 0,035 ÷ 0,12 giây) điện xuất thời gian ngắn, tình trạng mạng < 1000V nguy hiểm người ln tiếp xúc với vỏ thiết bị Có thể khắc phục tượng cách nối đất riêng cho mạng > 1000V < 1000V

- Khi người chạm vào pha: Ing = ng

f

R U

- Khi chạm vào pha: Ing = ng

d

R U

Cả trường hợp nguy hiểm

3 Mạng điện với điện áp < 1000V

Ở mạng hay xảy tượng chạm vào pha: Ing = ng

f

Nếu chạm vào pha: Ing = ng

d R

U

Ở mạng có trung tính nối đất trực tiếp điện áp < 1000V, xảy chạm

đất pha tạo nên tình trạng phân bố nguy hiểm Trong đó, dịng điện chạm đất khép mạch qua chỗ chạm đất không đủđể cho bảo vệ cắt chỗ bị cố

và tình trạng kéo dài nhưở mạng có trung tính cách điện với đất

IV KẾT LUẬN CHUNG VỀ VẤN ĐỀ AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN PHA

1 Nếu mạng có trung tính cách điện người chạm vào pha dòng

điện qua người phụ thuộc cách điện điện dung mạng điện

Nếu cách điện mạng cao, điện dung pha đất nhỏ mức độ nguy hiểm giảm

Khi xảy cố chạm đất pha dẫn đến phân bốđiện tích nguy hiểm chỗ chạm đất tình trạng kéo dài lâu nhiều trường hợp dịng điện chạm đất khơng đủ cho bảo vệ tác động cắt chỗ bị cố, làm cho

điện áp pha lại đất tăng cao đến điện áp dây Khi người chạm vào pha lại bịđiện áp dây tác dụng

2 Nếu mạng có trung tính nối đất trực tiếp giảm nguy hiểm có chạm đất pha, giữ cho điện áp pha cịn lại đất khơng tăng cao người chạm vào pha lại bịđiện áp dây tác dụng

Mặt khác mạng > 1000V, xảy chạm đất pha sẽđưa đến ngắn mạch pha dòng điện chạm đất đủ lớn để bảo vệ cắt phần bị cố Và tình trạng phân bố điện nguy hiểm chỗ chạm đất kéo dài thời gian ngắn

Mạng có nhược điểm tình trạng vận hành bình thường mạng điện, người chạm vào pha nguy hiểm so với mạng có trung tính cách điện lúc vai trị cách điện mạng khơng tham gia hạn chế dịng điện qua người

3 Khi chạm vào pha, tình trạng nguy hiểm mạng trung tính cách ly nhưở mạng trung tính nối đất nhau, điện áp đặt lên người

Ch−¬ng

CáC BIệN PHáP Đề PHòNG TAI NạN ĐIệN

A CÁC BIỆN PHÁP

I CÁCH ĐIỆN CỦA THIẾT BỊĐIỆN

Cách điện biện pháp quan trọng hàng đầu để bảo vệ không cho điện rò vỏ máy gây nguy hiểm cho người sử dụng, tránh truyền điện pha gây ngắn mạch

Trong thực tế sản xuất việc sử dụng máy móc cũ kỹ, cách điện bị già cỗi, lắp ráp, giữ gìn bảo quản cách điện khơng tốt, nên tượng điện rò vỏ thiết bị trở thành phổ biến Vì trình sử dụng thiết bị, phải nghiêm chỉnh chấp hành chếđộ sử dụng, kiểm tra, thử nghiệm cách điện thiết bị Nếu sử dụng điện áp, cách điện hư hỏng Thiếu kiểm tra, thí nghiệm khơng phát kịp thời

để sửa chữa thay

1 Tiêu chuẩn cách điện

Cách điện đặc trưng Rcđ Trị số Rcđ cho phép phụ thuộc vào điện áp mạng điện

Trị số Rcđ mạng điện thiết bị điện quy định TCVN tương ứng

2 Kiểm tra thử nghiệm

Theo qui trình an tồn thiết bị điện, việc kiểm tra, thử nghiệm thiết bị điện hàng năm phải tiến hành từ ÷ lần nhiều tuỳ theo điều kiện sản xuất cụ thể nơi

Kiểm tra, thử nghiệm cách điện tiến hành nhiều cách Thơng thường dùng Mê-gơ-met Khi có điều kiện thử sức chịu

Loại thiết bịđiện Điện áp thử xoay

chiều (V) Phương pháp thử

Cáp có điện áp đến kV 500 ÷ 1000 Quay Mê-gơ-met loại 1000V phút

Cáp có điện áp đến kV (4 ÷ 5) Uđm Thửđiện áp phút Quay Mê-gơ-met loại 1000V phút Động điện có cuộn

Stato đến 380 V 500 V 3000 V

6000 V

1000 1500 5000 10.000

Thửđiện áp phút

Kết kiểm tra, thử nghiệm ghi vào sổ nhật ký vận hành thiết bị

điện

3 Cách điện kép cách điện tăng cường

Để tăng cường cách điện, bảo đảm an toàn cho người sử dụng, người ta dùng cách điện kép cách điện tăng cường

Cách điện kép cách điện lớp độc lập với nhau, lớp có khả

năng chịu điện áp định mức thiết bịđiện Cách điện tăng cường cách điện có trị số điện trở cách điện cao cách điện thông thường, thường sử dụng cho loại máy điện cầm tay

II- BẢO VỆ NỐI ĐẤT 1 Mục đích ý nghĩa

Khi cách điện bị hư hỏng, phần kim loại thiết bịđiện hay máy, thiết bị khác thường trước khơng có điện áp, mang hoàn toàn điện áp làm việc Khi người chạm vào, bị tai nạn

Để an toàn, người ta nối đất phần kim loại máy, thiêt bị để

giảm điện áp phận đất (khi có cố) đến giá trị

an tồn, khơng gây nguy hiểm cho người vơ tình chạm vào vỏ thiết bị có cách điện bị chọc thủng

Ngồi nối đất bảo vệ, cịn có loại nối đất với mục đích xác định chếđộ

làm việc thiết bị điện như: nối đất trung tính máy biến áp (máy phát), nối đất bảo vệ điện áp, nối đất chống sét

Thường người ta nối phận nối đất có cơng dụng khác thành hệ thống nối đất (trừ thu lôi đứng riêng rẽ)

Nối đất riêng rẽ cho thiết bịđiện khơng hợp lý nguy hiểm có chạm đất điểm, tạo nên hiệu nguy hiểm phần nối đất thiết bị Trong trường hợp có dịng điện bé xuất Trị số dịng điện khơng đủđể cho bảo vệ chạm đất làm việc

Khi có hệ thống nối đất, chạm đất điểm biến thành ngắn mạch pha đưa đến tựđộng cắt chỗ bị hư hỏng

2 Nối đất tập trung

Giả sử thiết bịđiện nối vào mạch điện pha hay chiều Vỏ thiết bị nối đất Thiết bị bịđiện rị vỏ Ta có sơđồ ngun lý sơđồđẳng trị người chạm vào vỏ thiết bịđiện sau:

Hình 4.1 Nối đất tập trung Từđó ta tính được:

Ing = U.g2.gng/(g1 + g2 + gng + gđ) (CT 4.1) Trong đó: g = 1/R

Vì g1, g2, gng nhỏ so với gđ nên bỏ qua mẫu số và:

Ing = U.g2.gng/ gđ (CT 4.2)

1 2

1

G2

G1

G1

Gđ Gng G1 G2

Gng

1

Gđ

Bảo vệ nối đất tập trung đạt yêu cầu khi: Ing.Rng≤ Utxcp Từ CT 4.2 rút ra:

Muốn giảm Ing giảm gng (tăng cường cách điện người đất) Hoặc giảm g2 (tăng cách điện dây dẫn đất)

Hoặc tăng gđ (giảm điện trở nối đất)

Biện pháp giảm điện trở nối đất đơn giản làm

Tuy nhiên, điện trở suất đất lớn nên nối đất tập trung khó đảm bảo u cầu an tồn Vì người ta thường dùng hệ thống nối đất hình lưới (hình vịng)

3 Nối đất hình lưới (hình vịng)

Điều kiện an toàn trường hợp cách điện bị chạm vỏ có dịng

điện qua vật nối đất xác định Utx Ub Những điện áp không vượt trị số giới hạn đểđảm bảo an toàn cho người

Nhưđã phân tích chương III: gần vật nối đất, Utx nhỏ Ub lớn

Nếu dùng nối đất tập trung có dịng điện chạm đất (Iđ) qua,

điện áp phân bố mặt đất không lợi

Muốn đồng thời giảm Utx Ub phải dùng biện pháp nối đất hình lưới

Hình 4.2 Nối đất hình lưới

Theo mặt cắt A - B Utd = lđ.Rđ

Trên hình vẽ thấy: nối đất hình lưới, Ub Utx giảm xuống thấp

Nối đất bảo vệ hình lưới thực cách cắm ống (hoặc thanh) theo chu vi vùng đất cần bảo vệ

Hình vẽ theo mặt cắt AB cách xây dựng đường hiệu

ống nối đất riêng rẽ sau cộng tất tung độ đường cong lại có dạng phân bố điện áp cho hệ thống nối đất vùng bảo vệ

(đường đậm nét)

Qua hình vẽ thấy: mặt đất có nhiều điểm có điện

cực đại (các điểm nằm trục thẳng vật nối đất) Cho nên, điểm vùng bảo vệ chênh lệch giảm điện áp bước điện áp tiếp xúc

Điều cần ý vùng bảo vệ mạng lưới nối đất, đường phân bốđiện áp lớn nên Ub có giá trị lớn Để tránh Ub nguy hiểm, dọc theo đường mạng lưới nối đất, người ta chôn kim loại không nối với hệ thống nối đất Lúc đó, đường phân bố thếở vùng có độ dốc giảm giảm Ub

4 Lĩnh vực dùng bảo vệ nối đất

4.1 Thiết bịđiện có điện áp < 1000V

Bảo vệ nối đất dùng trường hợp trung tính cách điện đất - Những phận cần nối đất:

+ Vỏ máy điện; máy biến áp; khí cụđiện; thiết bị chiếu sáng + Bộ phận truyền động thiết bịđiện

+ Các cuộn thứ cấp máy biến áp đo lường

+ Khung tủ phân phối điện; bảng điều khiển; bảng điện tủ điện phận tháo để hở có đặt thiết bịđiện

+ Những kết cấu kim loại thiết bị phân phối; kết cấu đặt cáp;

kiểm tra; vỏ kim loại dây dẫn điện; ống kim loại luồn dây dẫn điện; vỏ

và giá đỡ dẫn điện; máng, hộp, dây cáp thép thép đỡ dây cáp dây dẫn điện kết cấu kim loại khác đặt thiết bịđiện

+ Vỏ kim loại máy điện di động cầm tay

+ Các thiết bị điện đặt phận di động máy

cấu

- Những phận không cần nối đất:

+ Các thiết bị điện xoay chiều có điện áp đến 380V chiều có

điện áp đến 440V phịng nguy hiểm vềđiện

+ Vỏ thiết bịđiện, dụng cụđiện kết cấu lắp ráp điện đặt kết cấu kim loại, thiết bị phân phối, khung, tủ, bảng

điều khiển, bệ máy công cụ máy nối đất với điều kiện bảo đảm tiếp xúc vềđiện chắn với hệ thống nối đất

+ Tất phụ kiện cách điện dạng khác nhau, giằng, giá đỡ, phụ tùng thiết bị chiếu sáng lắp cột điện trời gỗ kết cấu gỗ trạm điện ngồi trời, khơng u cầu kết cấu phải bảo vệ chống điện áp khí

Khi lắp dây cáp có vỏ kim loại nối đất dây nối đất khơng có cách điện cột gỗ phận kể phải nối đất

+ Nhữmg phận tháo mở khung kim loại buồng phân phối, tủ, rào chắn phận không đặt thiết bị điện thiết bị điện lắp có điện áp xoay chiều khơng lớn 42V chiều không lớn 110V

+ Vỏ dụng cụ có cách điện kép

+ Các loại móc, kẹp kim loại, đoạn ống kim loại để bảo vệ cáp chỗ cáp xuyên tường, trần ngăn chi tiết tương tự, kể

cả hộp nối rẽ nhánh kích thước đến 100 cm2, dây cáp hay dây dẫn có vỏ bọc cách điện đặt chìm tường, trần ngăn hay phần tử

4.2 Thiết bị có điện áp > 1000V

Bảo vệ nối đất phải dùng trường hợp không phụ thuộc chếđộ

làm việc trung tính loại nhà cửa

Ở mạng này, ngồi việc thực nối đất cịn phải có biện pháp san Do phải thực nối đất theo hình lưới (hình vịng)

Trong mạng điện có điện áp đến 1000V có điểm trung tính cách ly (hoặc nguồn điện pha có đầu cách ly với đất, mạng điện chiều có điểm cách ly với đất) sử dụng để cung cấp điện cho thiết bị điện trường hợp có u cầu an tồn

điện cao (như thiết bịđiện di động, khai thác than mỏ) Các thiết bị điện phải nối đất kết hợp với kiểm tra cách điện mạng sử

dụng máy cắt điện bảo vệ

5 Hình dáng vật nối đất, điện trở nối đất

5.1 Hình dáng của vật nối đất

Vật nối đất có dạng hình ống hay chữ nhật, hình mỏng (để nối ống nối đất với hay nối ống nối đất với thiết bị

cần nối đất), vật nối đất tự nhiên (vỏ cáp, ống dẫn nước, cấu kim loại nhà )

Những vật nối đất tự nhiên nối vào thiết bị nối đất thành hệ thống nối đất chung Nối chung vật nối đất tự nhiên vào thiết bị

nối đất cịn có tác dụng đảm bảo an tồn cho người chạm đồng thời vào vật nối đất tự nhiên vỏ thiết bị lý có điện áp xuất chúng

5.2 Điện trở nối đất

Để tính tốn điện trở nối đất (Rnđ), xuất phát từ trị số an toàn điện áp tiếp xúc:

Utxcp = α Uđ ™rđ = Utxcp/ α Iđ (CT 4.3) Trong đó:

α: Hệ số tiếp xúc

Utxcp = 36V; 24V; 12V tuỳ theo loại nhà cửa

Qua tính tốn để thoả mãn điều kiện an toàn chung, qui phạm an toàn hành qui định sau;

- Với thiết bịđiện có điện áp ≤ 1000V:

Rnđ ≤ 4Ω công suất máy phát máy biến áp ≥ 100kVA Rnđ ≤ 10Ω công suất máy phát máy biến áp < 100kVA - Với thiết bị có điện áp > 1000V:

Rnđ ≤ 0,5Ω thời gian năm, có tính đến điện trở nối

đất tự nhiên Điện trở nối đất nhân tạo không vượt 1Ω - Trong mạng điện có mạng điện nối đất hiệu

Trong trường hợp trang bị nối đất sử dụng đồng thời cho thiết bịđiện có điện áp đến 1000V:

R = 125/ I (Ω)

Trong trường hợp phải thực yêu cầu nối đất (nối khơng) cho thiết bịđiện có điện áp đến 1000V

Trong trường hợp trang bị nối đất sử dụng cho thiết bịđiện có điện áp lớn 1000V:

R = 250 / I (Ω) không lớn 10Ω Trong đó:

R điện trở lớn trang bị nối đất (Ω)

Dòng điện ngắn mạch chạm đất tính tốn cần phải xác định theo sơđồ vận hành lưới điện dịng điện ngắn mạch có trị số lớn

III- BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH (nối " khơng") 1.Ý nghĩa bảo vệ nối dây trung tính

Bảo vệ nối dây trung tính nối vỏ thiết bịđiện với dây trung tính (dây nối đất nhiều chỗ)

ý nghĩa việc xuất phát từ chỗ: Ở mạng < 1000V có trung tính nối đất trực tiếp, dùng bảo vệ nối đất không đảm bảo điều kiện an toàn

Ví dụ: có mạng pha 380/220V cấp điện cho động

Động cơđược tiếp đất bảo vệ Có Ro = Rđ= Ω (như hình vẽ)

Hình 4.3 Sơđồ ngun lý bảo vệ nối khơng Khi động chạm vỏ ta có

Iđ = U / (Ro + Rđ)

Iđ lúc đủđể dây chảy cầu chì bị chảy làm cho bảo vệ tác động cắt chỗ bị hư hỏng

Ở ví dụ trên: Iđ = 220V / (4 Ω + Ω) = 27,5 A

Với trị số làm chảy dây chảy loại cầu chì bé với Iđm= 27,5 / (2 ÷ 2,5) = 14 ÷ 11 A

A B C

Rđ lđ R0

Và vậy, dịng điện nói tồn lâu vỏ thiết bịđiện có

điện áp 1/2 điện áp pha ởđiều kiện khác lớn Điều

đó khơng đảm bảo an toàn Mặt khác điện áp pha lại đất tăng cao (gây nguy hiểm cách điện mạng thiết kế thấp - thiết kếđối với điện áp pha)

Người ta tìm cách tăng giá trị dịng điện chạm đất lên giá trị

nào để bảo vệ cắt nhanh chỗ bị cố đảm bảo an toàn Biện pháp đơn giản dùng dây dẫn nối vỏ thiết bị với dây trung tính Mục đích biến chạm vỏ thiết bị thành ngắn mạch pha để bảo vệ làm việc cắt nhanh phần bị cố

Sơđồ nguyên lý bảo vệ sau:

Hình 4.4 Sơđồ nguyên lý bảo vệ nối không

2 Phạm vi áp dụng

Bảo vệ nối dây trung tính dùng cho mạng điện dây điện áp < 1000V có trung tính nối đất Bảo vệ nối dây trung tính dùng cho sở sản xuất không phụ thuộc vào môi trường xung quanh Biện pháp vừa đơn giản, rẻ tiền lại dễ có khả thực hiện, nên hầu hết sở sản xuất công nghiệp dùng loại bảo vệ

Khi dùng bảo vệ nối dây trung tính cho thiết bịđiện có điện áp < 1000V phận cần nối dây trung tính khơng cần nối dây trung tính

3 Nối đất làm việc nối đất lặp lại

Khi dùng bảo vệ nối dây trung tính, trung tính sẽđược nối đất ởđầu nguồn điện (nối đất làm việc) nối đất lặp lại đoạn mạng (nối đất lặp lại)

- Bảo vệ nối dây trung tính khơng thể dùng dây trung tính khơng nối đất vì: xảy chạm đất chỗ làm cho vỏ

các thiết bị nối với dây trung tính có điện áp gần điện áp pha Hoặc có lệch pha, dây trung tính có điện áp dư đưa điện áp vỏ máy Điểm trung tính máy phát, máy biến áp phía điện áp đến 1000V phải nối với cực nối đất dây nối đất Không cho phép sử dụng dây trung tính làm việc từđiểm trung tính máy phát máy biến áp đến bảng lắp thiết bị phân phối làm dây nối đất máy biến áp máy phát

Các cực nối đất phải đặt trực tiếp gần máy Trong trường hợp riêng (ví dụở trạm phân xưởng) cho phép đặt cực nối đất trực tiếp cạnh tường nhà

Điện trở trang bị nối đất nối với điểm trung tính máy phát máy biến áp đầu nguồn điện pha thời điểm năm phải ≤ 2; 8Ω tương ứng với điện áp dây: 660; 380; 220V nguồn điện pha hoặc: 380; 220 127V nguồn

điện pha

- Khi dùng bảo vệ nối dây trung tính, dây trung tính phải nối đất lặp lại lý sau:

- Giảm điện áp đất dây trung tính (cũng vỏ thiết bị) chạm vỏ thiết bịđiện

- Giảm nhẹđược chếđộ cốở trường hợp dây trung tính bịđứt

Hình 4.5 Sơđồ nối khơng dây trung tính bịđứt

Khi dịng điện chạm đất khơng đủ cho bảo vệ tác động tồn

phân bốđiện sau: Sau chỗ bịđứt: utx2 = U Trước chỗ bịđứt: utx1 = Khi có nối đất lặp lại:

utx sau chỗđứt giảm Lúc đó: utx2 = utx3 = Iđ.Rc = U.Rc / (Rc+Rc) utx1 = Iđ.Rc = U.Rc / (Rc+ Rc)

Kết làm cho phân bố thiết bịđiện trước chỗ đứt sau chỗ đứt Nếu Rc = Rl utx= U/2 Tất nhiên trị số không thoả mãn điều kiện an tồn, phải có biện pháp để bảo vệ cho dây trung tính khơng bịđứt như:

- Khi thực nối dây trung tính phải dùng dây trung tính bảo vệ riêng, tách biệt với dây trung tính làm việc (mạng pha dây) phần dây trung tính bảo vệ, tách riêng từ dây trung tính làm việc để nối trung tính cho thiết bịđiện Chỗ nối phải hàn dùng bulông bắt chặt đểđảm bảo tiếp xúc tốt (có sơđồ nối "khơng" phụ lục 3)

- Trong mạch dây trung tính khơng dùng cầu dao hay cầu chì Muốn cắt dây trung tính dùng máy cắt điện máy cắt cắt

đồng thời dây trung tính dây pha khác lúc Khơng phép sử dụng dây trung tính bảo vệ đường dây để nối trung tính cho thiết bịđược cung cấp điện từ đường dây khác

- Đểđảm bảo ngắt tựđộng phần bị cố, nhưđểđảm bảo ổn định nhiệt, điện dẫn toàn phần dây trung tính bảo vệ tất trường hợp không nhỏ 50% điện dẫn dây pha

(Qui phạm số nước qui định điện dẫn dây trung tính với

điện dẫn dây pha)

- Có dạng nối dây trung tính là: + Khơng có nối đất lặp lại + Nối đất lặp lại bố trí tập trung

+ Nối đất lặp lại bố trí hình mạng vòng

Trong trường hợp này, trước hết nên sử dụng cực nối đất tự nhiên móng cột nối đất chống sét đường dây Nối đất lặp lại phân xưởng nên nối vào mạch vịng nối trung tính hay dây trung tính bảo vệở

2 điểm trở lên

Nối đất lặp lại dây trung tính lưới điện chiều phải cực nối đất nhân tạo cực không nối với đường ống đặt ngầm đất Được phép sử dụng trang bị nối đất chống sét đường dây điện chiều để làm nối đất lặp lại cho dây trung tính Dây dẫn để nối dây trung tính với nối đất lặp lại phải chọn theo dòng điện lâu dài có trị số khơng nhỏ 25A có kích thước đảm bảo độ bền học

Điện trở tất nối đất lặp lại (kể nối đất tự nhiên) cho trung tính đường dây không thời điểm năm không

được lớn 5; 10; 20 Ω tương ứng điện áp dây: 660; 380 220V nguồn điện pha hoặc; 380; 220 127V nguồn điện pha Trong trường hợp này, điện trở cụm nối đất lặp lại không lớn hơn; 15; 30 60 Ω tương ứng với điện áp nêu

Khi điện trở suất đất lớn 100 Ωm phép tăng trị sốđiện trở qui định lên 0,01ρ lần không lớn 10 lần (ρđo Ω.m)

Để cân thế, phải nối tất kết cấu kim loại có sẵn khu vực đặt thiết bịđiện kết cấu nối đất tự nhiên khác với mạch vòng nối trung tính với dây " khơng" bảo vệ vỏ thiết bịđiện

4 Những yêu cầu nối trung tính bảo vệ thiết bịđiện

Khi nối trung tính thiết bịđiện, đểđảm bảo ngắt tựđộng phần bị cố

thì điện dẫn dây pha dây trung tính bảo vệ phải đảm bảo có

chạm vỏ chạm dây trung tính bảo vệ, dịng điện ngắn mạch khơng nhỏ hơn:

- lần dòng điện danh định phận ngắt khơng điều chỉnh dịng chỉnh định phận ngắt có điều chỉnh áptơmát có đặc tính dịng điện ngược

Dịng điện tác động tức thời nhân với hệ số xét đến sai lệch (theo số

liệu nhà máy) nhân với hệ số dự trữ 1,1 bảo vệ áptơmát có

ngắt điện từ Khi khơng có số liệu nhà máy bội số dịng điện ngắn mạch so với dòng điện chỉnh định phải lấy khơng nhỏ 1,4 áptơmát có dịng

điện danh định đến 100A không nhỏ 1,25 áptơmát có dịng

điện danh định lớn 100A

Khi dây trung tính bảo vệ song song cạnh dây pha dây trung tính bảo vệ phải có cách điện cách điện dây pha Trong trường hợp dây trung tính bảo vệ bố trí hồn tồn tách biệt với dây pha không dùng để cấp điện cho phụ tải pha dây khơng cần cách điện

Khi thực nối trung tính, điều kịên cắt thiết bị bảo vệ khơng thoả mãn (dịng danh định cầu chảy hay dòng tác động áptơmát q lớn) cho phép dùng biện pháp san thếđể bổ sung

Trong trường hợp này, tổng chiều dài điện cực san phải

được xác định qua tính tốn đểđảm bảo trị sốđiện áp chạm không vượt trị số giới hạn an tồn

Ở điểm khí nhỏ, cơng trường xây dựng có thiết bị điện, máy điện di động, cầm tay có cơng suất nhỏ, kéo dây trung tính

đến thiết bị điện gặp khó khăn khơng kinh tế cho phép dùng biện pháp nối đất vỏ thiết bịđiện làm biện pháp bảo vệ Khi cần phải đảm bảo

điều kiện cắt thiết bị bảo vệ lúc có ngắn mạch chạm vỏ

Không cho phép sử dụng dây trung tính làm việc dụng cụđiện di động pha chiều làm dây trung tính bảo vệ Để nối trung tính cho thiết bị điện này, phải sử dụng dây thứ riêng, dây dẫn nối với dây trung tính làm việc dây trung tính bảo vệ hộp đấu dây bảng phân phối điện, tủ, bảng lắp ráp

Trong mạch dây nối đất dây trung tính bảo vệ, khơng lắp thiết bị cắt mạch cầu chảy

Những thiết bịđóng cắt cực phải lắp dây pha mà không

được lắp vào dây trung tính

Tiết diện dây trung tính bảo vệ cho thiết bịđiện di động cầm tay nên lấy tiết diện dây pha Các lõi dây pha dây trung tính phải dây đồng mềm có tiết diện khơng nhỏ 15mm2 dụng cụ điện cầm tay dùng công nghiệp không nhỏ 0,75mm2 dụng cụđiện cầm tay dùng sinh hoạt

5 Kiểm tra nối đất, nối trung tính

Trang bị nối đất nối trung tính thiết bị điện cần phải kiểm tra nghiệm thu, kiểm tra định kỳ kiểm tra bất thường

Kiểm tra nghiệm thu thực sau trang bị nối đất, nối trung tính lắp đặt xong

Kiểm tra định theo thời gian qui định từ tháng đến năm lần tuỳ theo mức độ nguy hiểm nơi bố trí thiết bịđiện

Kiểm tra bất thường thực khi: xảy tai nạn, cố có nguy xảy tai nạn; sau sửa chữa trang bị nối đất, nối trung tính lắp đặt thiết bị; sau bão lụt mưa lớn ảnh hưởng đến nối đất, nối trung tính; xây dựng hay sửa chữa cơng trình nối đất, nối trung tính; xây dựng hay sửa chữa cơng trình khác có khả gây hư

hỏng phận trang bị nối đất, nối trung tính *Nội dung kiểm tra nghiệm thu bao gồm: - Kiểm tra lắp đặt thực tế so với thiết kế

- Kiểm tra việc sử dụng vật liệu theo yêu cầu thiết kế

- Kiểm tra toàn mối hàn, mối nối, xem xét vềđộ bền học, điện trở tiếp xúc

- Kiểm tra biện pháp chống ăn mòn, gỉ

- Kiểm tra việc bảo vệ mạch dẫn qua khe lún co dãn chướng ngại khác

- Kiểm tra việc nối đất đo điện trở nối đất

- Kiểm tra biện pháp chống điện áp chạm điện áp bước nơi cần thiết

- Kiểm tra việc lấp đất đo điện trở nối đất

- Kiểm tra điện trở mạch pha - dây trung tính khả cắt thiết bị bảo vệ (kích thước, qui cách dây chảy, dịng chỉnh định áptơmát)

Việc kiểm tra thực qua xem xét mắt, dùng thước đo, máy đo điện trở mạch pha - dây trung tính

* Nội dung kiểm tra định kỳ kiểm tra đột xuất gồm có: - Đo Rđ, điện trở mạch pha-dây trung tính

- Kiểm tra tồn trang bị nối đất, nối trung tính - Kiểm tra mối hàn, mối nối

- Kiểm tra tình trạng lớp mạ sơn chống ăn mòn, rỉ - Kiểm tra mặt tiếp xúc điện

- Kiểm tra phần ngầm, chỗ nghi ngờ (đào lên xem đo đạc) - Kiểm tra mạch dẫn qua chướng ngại

- Kiểm tra tình trạng đất

IV CẮT ĐIỆN BẢO VỆ

Cắt điện bảo vệ biện pháp tựđộng tách thiết bịđiện phần thiết bị xảy cố đe doạ nguy hiểm khỏi lưới thời gian ngắn từ cố

Biện pháp có ưu điểm vỏ thiết bị xuất điện áp đến giá trị bảo vệ tác động cắt thiết bị bị cố khỏi lưới

điện, đảm bảo an toàn cho người người chạm vào vỏ thiết bị

Biện pháp dùng để bổ sung thay cho bảo vệ nối đất nối trung tính

Ví dụ: Xét cấu cắt điện bảo vệ

Hình 4.7 Sơđồ cắt điện bảo vệ

Bình thường vỏ động khơng có điện Lò xo (2) bị kéo căng lõi sắt (5) giữ cầu dao (3) vị trí đóng cung cấp điện cho động (1) làm việc Khi cách điện bị hỏng (1 pha chạm vỏ), vỏ động có điện áp Trên cuộn dây có dịng điện chạy qua hút lõi sắt (5) Lò xo (2) kéo cầu dao (3) cắt điện nguồn cung cấp

Như tính tốn cuộn dây để vỏ thiết bị

xuất điện áp đạt trị số qui định cắt điện đảm bảo an toàn cho người Nối đất cấu cắt điện bảo vệ phải làm riêng Nếu nối với nối đất bảo vệ đầu dây có điện thế, cấu khơng tác động Điện trở nối

đất cấu (R) không yêu cầu nhỏ nên dễ thực

V SỬ DỤNG ĐIỆN ÁP THẤP

Như phân tích, mơi trường làm việc có ảnh hưởng đến Rng, Utx đặt lên người Việc cải tạo môi trường cần thiết lúc làm

Tuy nhiên, yêu cầu công nghệ kinh tế, việc hạ thấp điện áp mức độ định Điện áp cho phép thiết bị điện

được chọn tuỳ theo loại mơi trường tính chất nguy hiểm điều kiện làm việc

1 Phân loại môi trường

Về phương diện an toàn, thường vào to, độẩm, bụi dẫn điện, hố chất ăn mịn để chia gian phòng sử dụng điện loại:

1.1 Có mức độ nguy hiểm cao Là nơi có yếu tố sau:

- Ẩm có bụi dẫn điện (độ ẩm tương đối khơng khí vượt q 75% thời gian dài có bụi dẫn điện bụi bám vào dây dẫn, lọt vào thiết bịđiện)

- Nền nhà dẫn điện (bằng kim loại, đất, bê tông cốt thép, gạch )

- Nhiệt độ cao (có nhiệt độ vượt 35oC thời gian dài ngày đêm)

- Những nơi người đồng thời tiếp xúc bên với kết cấu kim loại nhà, thiết bị cơng nghệ, máy móc nối đất bên với vỏ kim loại thiết bịđiện

Là nơi có yếu tố sau:

- Rất ẩm (có độ ẩm tương đối khơng khí xấp xỉ 100%, trần, tường, sàn nhà đồ vật nhà có đọng sương)

- Mơi trường có hoạt tính hố học (thường xuyên hay thời gian dài chứa hơi, khí, chất lỏng tạo nên chất, nấm mốc dẫn đến phá huỷ

cách điện phận mang điện thiết bịđiện)

- Đồng thời có yếu tố trở lên nơi nguy hiểm (nêu mục a) 1.2 Nơi nguy hiểm (bình thường): Là nơi không thuộc loại trên

2 Chọn điện áp

2.1 Điện áp cho phép của đèn cầm tay di động - Loại nhà đặc biệt nguy hiểm: Ucp≤ 12V - Loại nhà có mức độ nguy hiểm cao: Ucp≤ 36V

2.2 Điện áp cho phép của dụng cụđiện cốđịnh - Cho loại nhà đặc biệt nguy hiểm: U cp ≤ 36V

- Cho loại nhà mức độ nguy hiểm cao: Ucp≤ 36V

Với dụng cụ có kiểm tra thường xun, với trình độ chun mơn khá, dùng phương tiện bảo vệ tốt cho phép > 36V ≤ 220V

- Cho nhà cửa khơng có mức độ nguy hiểm cao: Ucp≤ 380/ 220V

Để cung cấp điện áp thấp cho thiết bịđó cần phải dùng máy biến áp hạ áp, loại máy biến áp cách ly cuộn dây sơ thứ cấp Vì dùng MBA tự ngẫu giải hiệu sốđiện áp không hạ thấp điện áp

Ví dụ: có sơđồ sau

Hình 4.8

Nếu người chạm vào dây đèn 36V phải chịu điện áp 220V chạm vào dây phải chịu điện áp 184V

220V

VI PHÂN CHIA MẠNG ĐIỆN

Phân chia mạng điện biện pháp tách máy dùng điện khỏi lưới

điện chung lưới nối đất Để thực phân chia mang điện, người ta dùng máy biến áp cách ly

Nhiệm vụ máy biến áp cách ly để cách ly máy dùng điện với lưới điện chung lưới tiếp đất, để người tiếp xúc với phần hởđiện dịng điện khép mạch nguồn qua người

Yêu cầu máy biến áp cách ly là: đảm bảo kết cấu chắn chịu điện áp thử nghiệm tăng cao

Máy biến áp cách ly chỉđược dùng cung cấp cho thiết bị dùng điện phải bảo vệ cầu chảy áptơmát phía sơ cấp, có dịng

điện chỉnh định khơng q 15A

Hình 4.9 Phân chia mạng điện

Điện áp thứ cấp máy biến áp cách ly phải ≤ 380V Cấm nối đất cuộn thứ cấp máy biến áp cách ly thiết bịđiện cung cấp từ máy biến áp cách ly

Vỏ máy biến áp cách ly phải nối đất

VII CÂN BẰNG ĐIỆN THẾ

Mặc dù yêu cầu cắt mạch điện sửa chữa điều quan trọng, số trường hợp cần thiết cho phép sửa chữa

đường dây có điện áp, đường dây cấp điện cho hộ

Yêu cầu phương pháp cách ly người với tất vật có điện khác tiếp xúc với dây dẫn có điện áp

Làm để loại trừ hạn chế đến mức an tồn dịng điện khép mạch qua người xuống đất.Thực nghiệm cho thấy: người đứng sứ

35 kV chạm vào điện 500V khơng có cảm giác Đứng sứ 35kV chạm vào điện áp 1000V bắt đầu có cảm giác

Dịng điện qua người tăng lên theo tăng điện áp Vì đểđảm bảo an tồn điện áp cao u cầu cách điện đất vật có

điện khác sàn thao tác phải cao

1 Làm việc điện áp cao

Hình 4.10 Cân bằng điện thế

Việc sửa chữa phải người có thẩm quyền trình độ chun mơn duyệt Người sửa chữa phải có trình độ chun mơn học qua lớp sửa chữa đường dây có điện áp

Khi làm việc, cho phép chạm vào vật mang điện vật cách điện trực tiếp tay

Người công nhân đứng mâm kim loại cách điện với đất, dùng sào vứt dây (đã nối sẵn với mâm) vào pha cần sửa chữa Sau chạm trực tiếp tay Lúc sửa xong, dây phải tháo sau sào cách điện

Để an toàn, người ta dùng dây đơi chọn diện tích mâm đủ bé để hạn chế dòng điện điện dung đến mức an toàn

Kết là: Khi người sửa chữa đường dây điện áp 110kV có điện chịu dòng điện lớn (khi đầu chạm vào dây dẫn rút tay khỏi dây) 400µA với thi gian rt (t ữ 1,5às - khong phần triệu dây) nên khơng kịp gây nguy hiểm, cịn dịng điện tiếp xúc bình thường bé, khơng đáng kể

2 Làm việc điện áp thấp

Chỉ cho phép trường hợp ngắt mạch điện làm hư hỏng q trình cơng nghệ, hư hỏng nhiều sản phẩm

Khi làm việc phải có kỹ sư điện hay kỹ thuật viên kiểm tra trực tiếp Phải ngăn cách cẩn thận pha bên cạnh vật có nối đất

đệm hay cao su

Ngoài làm việc phải dùng dụng cụ có cách điện chỗ tay cầm, đeo găng tay, giày cách điện

VIII TỔ CHỨC VẬN HÀNH AN TOÀN

Kinh nghiệm cho thấy: phần lớn trường hợp xảy tai nạn điện vi phạm tiêu chuẩn, qui chuẩn kỹ thuật an toàn (KTAT) điện, vi phạm qui trình làm việc an tồn, trình độ vận hành non kém, sức khoẻ không

đảm bảo

Để vận hành an toàn cần triệt để tuân thủ tiêu chuẩn, qui chuẩn KTAT điện từ khâu chế tạo lắp đặt TBĐ Trong trình vận hành cần thường xuyên kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng khắc phục, loại trừ nguy

gây tai nạn

1 Kế hoạch kiểm tra tu sửa

Muốn thiết bị an toàn, cần tu sửa, bảo dưỡng theo kế hoạch Cần lập hồ sơ thiết bị điện để theo dõi tình trạng kỹ thuật, sở có theo dõi, xem xét đánh giá chung để có kế hoạch sửa chữa bảo dưỡng kịp thời

Ngồi cơng việc có tính chu kỳ, cần có người thường xuyên kiểm tra phát hư hỏng, nguy an toàn có biện pháp khắc phục kịp thời

2 Chọn cán bộ

Công nhân, nhân viên phục vụđiện phải đủ 18 tuổi trở lên, có sức khoẻ

tốt, có trình độ chun mơn tốt Nắm vững qui trình, tiêu chuẩn, qui chuẩn KTAT điện có liên quan Có thái độ làm việc cần cù, cẩn thận Biết cấp cứu tai nạn điện

3 Huấn luyện

Trước làm việc, người lao động phải huấn luyện KTAT điện Việc huấn luyện tiến hành theo bước Trong bước quan trọng khơng thể bỏ qua huấn luyện thực hành nơi làm việc Định kỳ

phải huấn luyện lại

Theo qui định hành (Thông tư 37 ngày 29 /12/2006 Bộ Lao

động - Thương binh Xã hội), công nhân điện phải huấn luyện cấp thẻ an toàn trước làm việc

4 Tổ chức làm việc

Thứ tự thao tác khơng q trình đóng cắt mạch điện, quản lý

đóng cắt điện khơng chặt chẽ nhiều dẫn đến tai nạn, cố

nghiêm trọng Để tránh tình trạng này, việc phân cơng người trực đóng cắt điện phải chặt chẽ Tại nơi trực phải có sơđồ nối đường dây, vẽ tình trạng thực tế TBĐ điểm có nối đất

Người trực thao tác theo mệnh lệnh (trừ trường hợp xảy tai nạn, cố có quyền thao tác trước, báo cáo sau)

Phiếu thao tác phải ghi thành bản, lưu phận giao việc giao cho người thực

Ở nơi quan trọng, việc thao tác phải người đảm nhận, người thực hiện, người theo dõi, kiểm tra

Tuỳ theo tính chất cơng việc mà mẫu phiếu thao tác đòi hỏi mức

độ chặt chẽ khác

B- NHỮNG YÊU CẦU AN TOÀN ĐỐI VỚI MỘT SỐ THIẾT

BỊĐIỆN

I ĐỘNG CƠĐIỆN

Về mặt an tồn, động cơđiện chia thành: động kiểu hở,

động kiểu kín, kiểu chống nổ, động chống thấm ẩm

Tuỳ theo điều kiện làm việc mà chọn loại động cho phù hợp

Động kiểu hở: Dùng gian phịng có nguy hiểm điện Khi đặt động phải che chắn tránh người tiếp xúc phải phần mạng điện

Động kiểu kín: Ngồi việc tránh cho người tiếp xúc với phần mang

điện ngăn bụi, phoi vật khác lọt vào bên động

Động kiểu chống nổ: Tránh khả gây nổở nơi có loại bụi, hơi, khí nguy hiểm nổ

Động kiểu không thấm ẩm: dùng làm việc mơi trường có nước,

ở nước Động cơđiện loại khơng có khả chống nổ, ngược lại

động chống nổ không làm việc nước Động phải bảo dưỡng định kì Nếu ngừng thời gian tháng trước cho chạy lại phải kiểm tra cách điện, kiểm tra lại dây nối đất, kiểm tra phần Nếu có bất thường hư hỏng phải sửa chữa xong đóng

II KHÍ CỤĐIỆN ĐĨNG CẮT ĐIỆN 1 Cầu dao

Cầu dao khí cụđóng cắt điện đơn giản dùng đểđóng cắt mạch điện Trong vận hành đóng cắt lúc có tải hồ quang Vì cầu dao phải có hộp ngăn tia lửa Vỏ hộp cầu dao kim loại phải nối

đất Nếu cầu dao đặt bảng phân phối điều khiển phải đặt phía sau lưng, cần điều khiển cầu dao phải làm vật liệu cách điện đặt phía trước Đóng cắt cầu dao phải mang găng tay cách điện Khi cắt

điện sửa chữa phải treo biển cấm đóng điện cầu dao Nếu khơng có người trực phải dùng chất cách điện lót để đóng nhầm khơng đóng được, việc đóng cắt cầu dao tay chỉđược thực với điện áp < 500V

2 Dao cách ly

Dùng thiết bị điện >1000V Việc thực đóng cắt dao cách ly

được thực mạng có điện áp mà khơng có dịng điện chuyển tải Vì dao cách ly khơng có phận dập tia lửa Nếu cắt có tải làm làm cháy đầu tiếp xúc dao, tia lửa gây chập mạch gây tai nạn

Đóng cắt dao cách điện phải có phiếu thao tác phải có người

Khi đóng cắt phải ủng, đeo găng tay cách điện, đứng bục cách

điện, dùng sào cách điện

Khi cắt dao cách ly phải cắt máy cắt trước đóng dao cách ly máy cắt điện phải đóng sau

Khi đóng cắt dao cách ly, thấy tia lửa phải nhanh chóng đưa vị

trí đóng Trong lúc có dơng bão, sấm sét, khơng đóng cắt dao cách ly có

đường dây thơng ngồi trời

3 Máy cắt điện tựđộng

Máy cắt điện tựđộng chế tạo có phận tựđộng dập tắt hồ quang

điện, có thểđóng cắt dòng điện chuyển tải lớn 3.1 Máy cắt điện kiểu nhiều dầu

- Loại đóng cắt tay

- Loại đóng tay, cắt tựđộng - Loại đóng cắt tựđộng

Khi sử dụng cần đề phịng dầu tính chất cách điện, điện truyền vỏ Dầu bắn gây hoả hoạn Dầu tính chất dập lửa làm cho máy bị nổ

và bốc cháy lớn Muốn tránh tác hại phải đảm bảo yêu cầu sau:

Nếu máy có dung lượng dầu q 60 kg phải tách riêng pha Tất phận có điện khác phải cách xa chỗđặt máy cắt điện

Phải có tường chắn ngăn cách hồn tồn với nơi làm việc người lao

động Người trách nhiệm khơng vào buồng máy cắt điện Máy cắt phải có dấu hiệu báo trạng thái đóng cắt Các nút điều khiển máy phải ghi nhiệm vụ rõ ràng Hàng năm sau lần cắt (máy cắt nhảy) phải kiểm tra lại chất lượng dầu Máy cắt nhảy qua ba lần phải thay dầu

3.2 Máy cắt điện dầu

Máy cắt điện dầu dùng thiết bị điện >1000V Do cấu tạo, cắt tia lửa bị phân tán kéo dài, dầu dập tắt tia lửa dễ dàng nên dầu chứa máy Vì dầu nên vỏ máy có điện

Khi sử dụng cần đảm bảo yêu cầu sau: - Giá đặt máy cắt phải có cách điện tốt

- Các lưới chắn kim loại phải nối đất - Trên vỏ máy có báo hiệu vỏ máy mang điện

- Sau lần máy cắt nhảy phải kiểm tra lại dầu, thường xuyên kiểm tra mức dầu máy Khi kiểm tra điều khiển máy cắt phải có người theo phiếu thao tác Đeo găng tay ủng cách điện

4 Khởi động từ

Khởi động từ dùng đóng mở máy an toàn tiện lợi cầu dao (thao tác nhờ nút điều khiển) Khởi động từ dùng rộng rãi Khi sử

- Bảo vệ tốt bề mặt tiếp xúc, cuộn dây, nam châm, rơle nhiệt bảo vệ

quá tải

- Tùy theo điều kiện dùng loại khởi động từ thích hợp như: loại hở, loại kín, loại bảo vệ, loại không bắt bụi, loại chống cháy nổ…

III CẦU CHÌ

Cầu chì dùng để bảo vệ đường dây hệ thống thiết bịđiện Đây

cấu tự động đơn giản Muốn cầu chì có hiệu phải dùng chỉnh định, không tác dụng bảo vệ (quá tải ngắn mạch)

Cầu chì có loại như: cầu chì nút, cầu chì lá, cầu chì ống, dây chì

1 Cầu chì nút: Có nút vật liệu cách điện, đặt dây chì, chỗ

rỗng quanh dây nhét đầy amiăng để dập hồ quang cháy cầu chì Cấu tạo cho vặn gần chặt có điện truyền vào để tránh điện giật cho người lắp Cầu chì nút dùng mạng chiếu sáng động công suất nhỏ

2 Cầu chì lá: Gồm vài chì lắp vào đế cách điện Cầu chì

được đặt hộp có vỏ cách điện để tránh bịđiện giật tia hồ quang cầu chì cháy Cầu chì sử dụng mạng ≤ 220V

3 Cầu chì ống: Gồm ống sứ rỗng, hai đầu có hai vịng kim loại Trong ống có dây chì luồn qua nối hai đầu ống lại Có loại ống có cát thạch anh để dập hồ quang

Bất kì cầu chì phải đặt sau cầu giao để ngắt điện thay Chỉđược thay cầu chì điện áp đeo kính, găng tay cách

điện

IV MÁY BIẾN ÁP

Về mặt an toàn với máy biến áp cần ý:

Trong máy biến áp có chứa nhiều dầu để dập hồ quang cách điện

- Máy biến áp đặt nhà phải có phịng riêng biệt, cửa có khóa mở ngồi Ở cửa treo biển báo hiệu "Điện cao thế, cấm vào" Nếu đặt trời phải có hàng rào chắn, có cửa khóa Trong khu vực đặt máy phải để sỏi chống trượt Vỏ máy biến áp phải nối đất bảo vệ

- Hàng năm phải tiến hành thử dầu tu sửa máy Phải thường xuyên đo cách điện máy biến áp Phịng đặt máy phải thống mát để tản nhiệt tốt Chỉđược tiến hành việc máy biến áp máy cắt điện

cao hạ áp Các đầu dây phải tiếp đất tạm thời

V CÁC DỤNG CỤĐIỆN CẦM TAY

- Các dụng cụ điện cầm tay phải thỏa mãn u cầu an tồn nhanh chóng khỏi mạng điện, khơng để người sử dụng chạm vào phận mang điện

- Ở nơi nguy hiểm điện dùng điện áp 220V Còn nơi nguy hiểm đặc biệt nguy hiểm điện dùng dụng cụ có điện áp

đến 36V Nếu khơng thể hạ thấp điện áp dụng cụ xuống 36V phải tiếp đất vỏ thiết bị trang bị phịng hộ

VI U CẦU AN TỒN VỚI MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP 1 Mạng phân xưởng

- Mạng phân xưởng bao gồm hệ thống dây dẫn cáp điện Chúng có nhiều loại với tính khác Khi sử dụng phải chọn loại có tính phù hợp với đặc điểm tính chất sản xuất nhằm bảo đảm cách điện độ bền học

- Dây dẫn phân xưởng phải dây bọc cách điện Nếu chôn ngầm phải chọn loại cáp Dây dẫn qua tường, sàn nhà, nhà không

được chạm vào phận kim loại để đề phòng dòng điện rò cách

điện hỏng Dây dẫn xuyên qua tường phải luồn ống sứ cách điện Dây dẫn cao phải bắt sứ cách điện

2 Mạng điện trời

- Nếu dây dẫn trần phải đặt sứ cách điện, phải đảm bảo độ cao tối thiểu 6m điện áp đến 1000V 7m điện áp từ 1000V

đến 10kV

- Dây dẫn qua mái nhà phải đặt ống thép phải đảm bảo khoảng cách dây dẫn với bất cứđiểm nhà phải 2m

- Dây dẫn địa phận xí nghiệp phải tính tới lần dự trữ sức bền học tăng cường cách điện bắt sứ