GIAO TRINH KY THUAT DIEN FINAL r0 (1)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA KỸ THUẬT HẠ TẦNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐÔ THỊ Tên tài liệu: KỸ THUẬT ĐIỆN Chủ biên: Ths.Vũ Hữu Thắng Thành viên tham gia: Ths.Nguyễn Xuân Hồng Hà Nội, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA KỸ THUẬT HẠ TẦNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐÔ THỊ Tên tài liệu: KỸ THUẬT ĐIỆN Chủ biên: Ths.Vũ Hữu Thắng Thành viên tham gia: Ths.Nguyễn Xuân Hồng Hà Nội, ngày tháng năm CHỦ BIÊN Hà Nội, ngày tháng Hà Nội, ngày tháng năm BAN CHỦ NHIỆM KHOA năm CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Hà Nội, ngày tháng năm THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng điện sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân đời sống có ưu điểm đặc biệt Điện thực nâng cao suất lao động, tổng sản phẩm quốc gia chất lượng sống người Kỹ thuật điện ngành khoa học – kỹ thuật ứng dụng tượng điện từ để biến đổi, truyền tải phân phối lượng điện Đó mơn học kỹ thuật sở chuyên ngành nhằm cung cấp cho cán không chuyên điện kiến thức lý thuyết mạch điện, đo lường điện, máy điện, thiết bị đóng cắt, điều khiển hạ áp an tồn điện Nội dung tài liệu bao gồm chương: - Khái niệm mạch điện - Dòng điện hình sin - Mạch dịng điện hình sin pha - Đo lường đại lượng điện - Máy điện - Thiết bị đóng cắt, điều khiển hạ áp - An tồn điện Trong đó, phần lớn kiến thức kế thừa từ Giáo trình Kỹ thuật điện Tác giả Vương Song Hỷ xuất năm 1999 – nhà xuất Xây dựng Nhóm tác giả bổ sung cập nhật kiến thức chương Thiết bị đóng cắt, điều khiển hạ áp an tồn điện Chúng tơi trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường đại học Kiến trúc Hà Nội; Phịng Khoa học Cơng nghệ; Khoa Kỹ thuật Hạ tầng Môi trường Đô thị; Bộ môn Năng lượng tạo điều kiện thuận lợi để tài liệu sớm mắt bạn đọc Trong lần biên soạn này, tài liệu không tránh khỏi thiếu sót, chúng tơi mong muốn nhận đóng góp ý kiến bạn đọc Mọi ý kiến nhận xét đóng góp cho tài liệu xin gửi Bộ môn Năng lượng – Khoa Kỹ thuật Hạ tầng Môi trường đô thị - Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội (Km 10, Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội) Chúng xin trân trọng cảm ơn! Các tác giả MỤC LỤC CHƯƠNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 12 1.1 Khái niệm chung mạch điện 12 1.1.1 Định nghĩa mạch điện 12 1.1.2 Các thành phần cấu tạo mạch điện 12 1.1.3 Các thiết bị mạch điện 12 1.2 Đại lượng đặc trưng cho truyền động lượng mạch điện 12 1.2.1 Dòng điện .12 1.2.2 Điện áp 13 1.2.3 Công suất .14 1.3 Những thông số mạch điện .14 1.3.1 Nguồn sức điện động 15 1.3.2 Điện trở 16 1.3.3 Điện cảm 17 1.3.4 Điện dung .18 1.4 Sơ đồ thay mạch điện .18 1.5 Các định luật mạch điện 19 1.5.1 Định luật Kirchhoff 19 1.5.2 Định luật Kirchhoff 19 1.6 Câu hỏi ôn tập .20 CHƯƠNG DỊNG ĐIỆN HÌNH SIN TRONG MẠCH ĐIỆN 22 2.1 Khái qt dịng điện hình sin 22 2.1.1 Khái niệm dòng điện hình sin 22 2.1.2 Nguyên lý tạo sức điện động hình sin .22 2.1.3 Các thông số đặc trưng cho đại lượng hình sin 24 2.1.4 Sự lệch pha đại lượng hình sin 24 2.1.5 Trị số hiệu dụng đại lượng hình sin .25 2.2 Phương pháp biểu diễn đại lượng sin số phức 26 2.2.1 Biểu diễn đại lượng sin số phức 26 2.2.2 Biểu diễn đạo hàm đại lượng hình sin số phức 27 2.2.3 Biểu diễn tích phân đại lượng hình sin số phức 28 2.3 Dịng điện hình sin đoạn mạch 28 2.3.1 Dịng điện hình sin đoạn mạch điện trở 28 2.3.2 Dịng điện hình sin mạch điện cảm 30 2.3.3 Dòng điện hình sin đoạn mạch dung 32 2.3.4 Dịng điện hình sin đoạn mạch R-L-C mắc nối tiếp 34 2.4 Công suất mạch điện hình sin 36 2.4.1 Công suất tác dụng 36 2.4.2 Công suất phản kháng 36 2.4.3 Công suất biểu kiến 36 2.4.4 Tam giác công suất 37 2.5 Nâng cao hệ số công suất phụ tải điện 37 2.6 Các phương pháp giải tốn mạch dịng điện hình sin 39 2.6.1 Phương pháp biến đổi sơ đồ tương đương 39 2.6.2 Phương pháp dòng nhánh 42 2.6.3 Phương pháp dòng điện vòng 44 2.6.4 Phương pháp điện áp hai nút 45 2.7 Câu hỏi ôn tập 47 CHƯƠNG MẠCH ĐIỆN BA PHA 50 3.1 Khái niệm mạch điện ba pha 50 3.2 Mạch ba pha nối hình 52 3.3 Mạch ba pha nối hình tam giác 53 3.4 Công suất mạch điện ba pha 55 3.5 Cách giải mạch điện ba pha 56 3.5.1 Giải mạch điện ba pha đối xứng 56 3.5.2 Cách giải mạch điện ba pha không đối xứng 58 3.6 Ứng dụng cách nối hình hình tam giác 61 3.7 Câu hỏi ôn tập 62 CHƯƠNG ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN 65 4.1 Khái niệm chung 65 4.1.1 Sai số cấp xác 65 4.1.2 Các phận chủ yếu dụng cụ đo 66 4.1.3 Phân loại dụng cụ đo 66 4.1.4 Kí hiệu dụng cụ đo: 67 4.2 Đo lường dòng điện 67 4.2.1 Đo dòng điện chiều .67 4.2.2 Đo dòng điện xoay chiều .68 4.3 Đo lường điện áp 69 4.3.1 Đo điện áp chiều 70 4.3.2 Đo điện áp xoay chiều 70 4.4 Đo lường công suất điện .71 4.4.1 Đo công suất mạch điện chiều 71 4.4.2 Đo công suất tác dụng mạch điện xoay chiều pha 72 4.4.3 Đo công suất tác dụng mạch điện xoay chiều pha 73 4.4.4 Đo điện 75 4.5 Câu hỏi ôn tập .76 CHƯƠNG MÁY ĐIỆN 78 5.1 Khái niệm chung 78 5.2 Phân loại máy điện 79 5.3 Các định luật dùng máy điện 80 5.3.1 Định luật cảm ứng điện từ 80 5.3.2 Định luật lực điện từ 81 5.4 Máy biến áp 82 5.4.1 Khái niệm chung máy biến áp 82 5.4.2 Cấu tạo máy biến áp 85 5.4.3 Nguyên lý làm việc máy biến áp 86 5.4.4 Từ trường thứ cấp điện kháng tản dây quấn máy biến áp 89 5.4.5 Sơ đồ thay máy biến áp 90 5.4.6 Xác định thông số máy biến áp .91 5.4.7 Máy biến áp ba pha 94 5.5 Máy điện không đồng 98 5.5.1 Khái niệm chung 98 5.5.2 Cấu tạo máy điện không đồng ba pha 99 5.5.3 Từ trường quay máy điện không đồng ba pha .102 5.5.4 Nguyên lý làm việc máy điện không đồng 105 5.5.5 Sơ đồ thay động điện không đồng 110 5.5.6 Momen quay động không đồng ba pha 112 5.5.7 Mở máy động không đồng ba pha 114 5.6 Câu hỏi ôn tập: 120 CHƯƠNG THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT, ĐIỀU KHIỂN HẠ ÁP 121 6.1 Khái niệm thiết bị đóng cắt, điều khiển hạ áp 121 6.1.1 Định nghĩa thiết bị đóng cắt, điều khiển hạ áp 121 6.1.2 Các thơng số thiết bị đóng cắt, điều khiển hạ áp 121 6.1.3 Tiêu chuẩn chung lựa chọn thiết bị đóng cắt, điều khiển hạ áp 124 6.2 Cầu dao điện 125 6.2.1 Khái niệm chung cầu dao 125 6.2.2 Phân loại cầu dao điện 128 6.2.3 Lựa chọn cầu dao điện 130 6.3 Cầu chì 131 6.3.1 Khái niệm chung cầu chì hạ áp 131 6.3.2 Phân loại cầu chì 132 6.3.3 Đặc tính tác động cầu chì 133 6.3.4 Lựa chọn cầu chì 135 6.4 Aptomat 138 6.4.1 Khái niệm chung aptomat 138 6.4.2 Phân loại aptomat 139 6.4.3 Phẩn tử bảo vệ đặc tính tác động aptomat 143 6.4.4 Lựa chọn aptomat 150 6.5 Công tắc tơ khởi động từ 152 6.5.1 Khái niệm chung công tắc tơ khởi động từ 152 6.5.2 Phân loại công tắc tơ khởi động từ 155 6.5.3 Rơ le bảo vệ tải khởi động từ 157 6.5.4 Lựa chọn công tắc tơ khởi động từ 157 6.6 Câu hỏi ôn tập 158 CHƯƠNG AN TOÀN ĐIỆN 160 7.1 Khái niệm chung 160 7.1.1 Tác dụng sinh lý dòng điện lên thể người 160 7.1.2 Tiếp xúc trực tiếp gián tiếp 161 7.2 Các loại sơ đồ nối đất .162 7.2.1 Khái niệm sơ đồ nối đất 162 7.2.2 Sơ đồ IT .163 7.2.3 Sơ đồ TT 163 7.2.4 Sơ đồ TN 163 7.3 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc trực tiếp 165 7.3.1 Bảo vệ cách bọc cách điện phần mang điện .165 7.3.2 Bảo vệ rào chắn, vật cản hộp cách điện 165 7.3.3 Bảo vệ cách đặt tầm với 165 7.3.4 Bảo vệ bổ sung thiết bị bảo vệ chống giật 166 7.4 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc gián tiếp 166 7.4.1 Bảo vệ cách tự động cắt nguồn cung cấp điện 167 7.4.2 Bảo vệ cách sử dụng thiết bị có cách điện cấp 173 7.4.3 Bảo vệ thảm tường cách điện .174 7.4.4 Bảo vệ cách cách ly mạch điện 175 7.4.5 Bảo vệ mạng đẳng chỗ 175 7.4.6 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc trực tiếp tiếp xúc gián tiếp 175 7.5 Câu hỏi ôn tập 177 gọi dây PEN Dây nối đất lặp lại nhiều điểm tốt Hình 7.5 Sơ đồ T-N-C Sơ đồ T-N-S dạng sơ đồ T-N có vỏ kim loại thiết bị nơi sử dụng điện nối với điểm trung tính nguồn dây riêng gọi dây bảo vệ PE Dây trung tính N dây bảo vệ PE tách riêng Dây trung tính N khơng nối đất, dây PE nối đất lặp lại nhiều tốt Hình 7.6 Sơ đồ T-N-S Hình 7.7 Sơ đồ T-N-C-S Sơ đồ TN-C-S mạng điện sử dụng sơ đồ TN-C TN-S Theo dịng chảy 164 cơng suất sơ đồ TN-C (4 dây) phải đứng trước sơ đồ TN-S (5 dây) 7.3 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc trực tiếp 7.3.1 Bảo vệ cách bọc cách điện phần mang điện Việc bọc cách điện nhằm mục đích ngăn cản tiếp xúc trực tiếp với phần mang điện Đối với thiết bị chế tạo nhà máy lớp bọc cách điện phải phù hợp với quy cách kỹ thuật Đối với phận bọc cách điện nơi lắp đặt, lớp cách điện phải phù hợp với quy định cách điện Hình 7.8 Dây cáp có bọc cách điện để bảo vệ tiếp xúc trực tiếp 7.3.2 Bảo vệ rào chắn, vật cản hộp cách điện Hình 7.9 Bảo vệ tiếp xúc trực tiếp rào chắn [6] Các phận mang điện phải đặt hộp đằng sau rào chắn, vật cản vật liệu cách điện Các rào chắn, vật cản hộp cách điện nhằm mục đích ngăn cản tiếp xúc với phận mang điện 7.3.3 Bảo vệ cách đặt ngồi tầm với Trong tầm với, khơng có phận điện khác nhau, tầm với xác định 2,5m theo chiều thẳng đứng 1,25m theo chiều ngang Nếu có cầm dụng cụ kích thước phải cộng thêm chiều dài dụng cụ 165 S - Là bề mặt có người làm việc qua lại Hình 7.10 Xác định giới hạn thể tích tầm với [6] 7.3.4 Bảo vệ bổ sung thiết bị bảo vệ chống giật Các biện pháp bảo vệ nêu biện pháp bảo vệ Biện pháp dùng thiết bị bảo vệ chống giật tác động theo dòng điện dư (RCD) có độ nhạy cao biện pháp dự phịng trường hợp biện pháp bị vi phạm, hiệu lực Biện pháp không coi biện pháp độc lập, không thay cho biện pháp nêu Biện pháp dùng thiết bị bảo vệ theo dịng điện dư có độ nhậy cao, dòng điện định mức tác động từ 30 mA trở xuống Theo tiêu chuẩn IEC60364-4-41, bảo vệ theo dòng điện dư (RCD) độ nhạy cao (≤30mA) phải đượcáp dụng cho ổ cắm điện với dòng định mức ≤20A lẫn nhà, với mạch cấp nguồn cho thiết bị cầm tay di động có dòng định mức ≤32A Tiêu chuẩn khuyến cáo số lượng tối đa mạch ổ cắm có thiết bị bảo vệ RCD không nên vượt 10 ổ cắm 7.4 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc gián tiếp Các vỏ kim loại sử dụng dây chuyền sản xuất thiết bị đóng cắt, điều khiển cách ly với phần dẫn điện lớp cách điện Khi lớp cách điện bị hỏng tượng già hóa vỏ kim loại trở thành mang điện, người tiếp xúc với phần vỏ kim loại bị điện giật Trường hợp tiếp xúc gọi tiếp xúc gián tiếp Phương pháp để bảo vệ người khỏi điện giật tiếp xúc gián tiếp là: Các vỏ kim loại thiết bị phải nối vào dây bảo vệ PE dây nối 166 với cực nối đất nhà (trong sơ đồ nối đất TT IT) nối với điểm trung tính nối đất nguồn (trong sơ đồ nối đất TN) Các thành phần kim loại dẫn điện ống dẫn nước, khí đốt, kết cấu tịa nhà phải nối với tạo thành mạng liên kết đẳng Tự động cắt nguồn phần mạch điện mà người tiếp xúc gián tiếp điện áp tiếp xúc UC lớn giá trị cho phép (50V) Điện áp tiếp xúc lớn thời gian cắt tự động yêu cầu nhanh Thời gian yêu cầu phụ thuộc vào điện áp mạng điện sau (Uo điện áp pha mạng điện) Bảng 7.1 Thời gian cắt an toàn theo điện áp mạng điện [6] Điện áp mạng điện Uo (V) 50 Rn UC xấp xỉ Uo, nguy hiểm Dịng điện If nhỏ, thiết bị bảo vệ dòng aptomat cầu chì khơng thể tác động nên phải lắp đặt RCD đầu xuất tuyến với dòng điện tác động định mức IΔn với điều kiện sau: I ∆n R A ≤ 50 (7-3) Hay 50 RA I ∆n ≤ (7-4) Đối với hệ thống điện tạm cho cơng trình điện nông, ngư nghiệp 50V thay 25V, tức dòng định mức RCD trường hợp là: 25 RA I ∆n ≤ (7-5) Bảng 7.2 Dòng định mức RCD theo giá trị điện áp tiếp xúc [5] IΔn Điện trở nối đất Ra (𝛺𝛺) ứng với UC = 50 V UC = 25 V 3A 16 1A 50 25 500 mA 100 50 300 mA 166 83 30 mA 1660 830 168 Ví dụ Điện trở cực nối đất điểm trung tính trạm biến áp Rn=10Ω Điện trở cực nối đất công trình tịa nhà RA=20Ω Khi dịng điện cố If=7.7A Điện áp vỏ thiết bị cố hỏng cách điện UC=If.RA=154V, nguy hiểm Để bảo vệ cố điện giật phải đặt thêm thiết bị RCD đầu xuất tuyết với dòng định mức nhỏ 50/20=2,5A Trong trường hợp này, dòng định mức RCD 300mA tác động khoảng thời gian 30ms, tức không gây nguy hiểm đến người Theo tiêu chuẩn IEC60364-4-41 thời gian tác động lớn thiết bị bảo vệ mạng điện có sơ đồ nối đất dạng TT sau: Đối với mạch điện có dịng định mức khơng lớn 32A, thời gian tác động lớn không lớn giá trị liệt kê bảng 7.1 Đối với mạch điện khác, thời gian tác động lớn 1s b Tự động cắt nguồn sơ đồ nối đất TN Hình 7.12 Dịng điện cố sơ đồ TN Trong sơ đồ TN–C, thiết bị bảo vệ thiết bị bảo vệ dòng điện Trong sơ đồ TN-S, dây bảo vệ PE dây trung tính N tách rời nhau, nên 169 dùng thiết bị bảo vệ theo dòng điện dư để cải thiện điều kiện làm việc sơ đồ T-N Do sơ đồ T-N-S, thiết bị bảo vệ thiết bị bảo vệ dòng điện thiết bị bảo vệ theo dịng điện dư Khi có điểm cố chạm vỏ, dòng cố là: = If Uo Uo = R AC + R CD + R DN R ph + R d + R PE (7-6) Uo R ph + R PE (7-7) Coi Rd = thì: If = Coi từ nguồn đến đầu nhánh, dòng điện cố gây sụt áp 20%, dòng cố là: If = 0,8.U o R ph + R PE (7-8) 0,8.U o R PE = Sph R ph + R PE ρ.L(1 + m) (7-9) Và điện áp tiếp xúc là: = U c I= 0,8.U o f R PE Với U0 = 230V, Rph=RPE U c 0,8.230 = = 92V Điện áp nguy hiểm nên phải có thiết bị tự động cắt nguồn Trong sơ đồ TN, thiết bị bảo vệ tự động cắt nguồn aptomat làm việc theo nguyên lý dòng, với dòng tác động Ia Điều kiện bảo vệ tác động là: 0,8.U o Ia ≤ If = Sph ρ.L(1 + m) (7-10) Suy chiều dài mạch điện lớn phía sau máy cắt (aptomat) phải thỏa mãn sau để thiết bị bảo vệ tác động cố cuối đường dây L max = 0,8.U o Sph ρ(1 + m).Ia Trong đó: 170 (7-11) Lmax – chiều dài tối đa cho phép, m Uo – điện áp pha ρ – điện trở suất, ρCu=22,5.10-3Ω.mm2/m, ρAl=36.10-3Ω.mm2/m Ia – dòng điện tác động thiết bị bảo vệ theo dòng điện cực đại m = Sph/SPE , tỷ số tiết diện dây pha dây nối đất bảo vệ PE Nếu đường dây dài Lmax giảm Ia, tăng SPE để giảm m, phải đặt RCD (áp dụng sơ đồ TN-S) c Tự động cắt nguồn sơ đồ nối đất IT Trong sơ đồ IT, điểm trung tính nguồn cung cấp điện phải cách ly với đất nối đất qua tổng trở lớn (khoảng vài ngàn ơm) Hình 7.13 Dịng cố sơ đồ IT chạm đất điểm Khi có cố điểm thứ chạm vỏ Dòng điện cố sau I= Ic1 + Ic3 f (7-12) Ic1 = jωCf U12 , Ic3 = jωCf U 32 (7-13) U C = If R A (7-14) Trong Điện áp tiếp xúc là: Với đường dây cáp pha dài km, C = 1μF/km RA = 10 𝛺𝛺 → UC = 0,7V Như dòng điện cố nhỏ, điện áp tiếp xúc nhỏ, không gây nguy hiểm, nên không bắt buộc phải cắt nguồn cung cấp điện Tuy nhiên, phải phát điểm 171 cố, nhanh chóng giải trừ cố để khơng xảy tình trạng đồng thời có điểm cố pha khác Tính liên tục cung cấp điện ưu điểm lớn hệ thống này, xảy cố không thiết phải cắt điện để sửa chữa, mà chủ động lên phương án sửa chữa cho đảm bảo việc cấp điện cho mạch điện phụ tải không liên quan đến cố Khi có thêm điểm cố pha khác Hình 7.14 Dịng cố sơ đồ IT chạm đất hai điểm Trong trường hợp điểm cố chạm vỏ thứ chưa giải trừ lại xuất điểm cố chạm vỏ thứ (trên pha khác dây trung tính) cố trở thành cố ngắn mạch pha pha với dây trung tính Lúc phải cắt nguồn cung cấp điện thời gian ngắn, khơng q 0,4s Khi có cố cách đầu mạch khoảng L tổng trở mạch cố là: R sc= (1 + m) ρ.L Sph (7-15) Nếu có dây trung tính điểm cố dây pha dây trung tính thì: = If 0,8.U o 0,8.U o = Sph 2.R sc 2.ρ.L(1 + m) (7-16) Nếu khơng có dây trung tính, điểm cố dây pha khác thì: = If 0,8.U o 0,8 3.U o = Sph 2.R sc 2.ρ.L(1 + m) (7-17) Thiết bị bảo vệ sơ đồ là: Hệ thống giám sát liên tục điện trở cách điện, kết hợp với tín hiệu cảnh báo 172 âm ánh sáng nhấp nháy Các tín hiệu cảnh báo hoạt động xảy cố chạm đất lần đầu tiên; Thiết bị bảo vệ máy cắt bảo vệ chống ngắn mạch có dịng định mức In dịng điện tác động Ia Điều kiện bảo vệ tác động là: Ia ≤ If (7-18) Để đạt điều kiện chiều dài mạch điện lớn phía sau máy cắt (aptomat) phải thỏa mãn sau [6] Nếu mạng điện có dây trung tính: L max = 0,8.U o Sph 2.ρ(1 + m).Ia (7-19) Nếu khơng có dây trung tính: L max = 0,8 3.U o Sph 2.ρ(1 + m).Ia (7-20) Trong đó: Lmax – chiều dài tối đa cho phép, m Uo – điện áp pha ρ – điện trở suất, ρcu=22,5.10-3Ω.mm2/m, ρal=36.10-3Ω.mm2/m Ia – dòng điện tác động thiết bị bảo vệ theo dòng điện cực đại m = Sph/SPE, tỷ số tiết diện dây pha dây nối đất bảo vệ PE Ví dụ: Một mạng điện pha dây 230/400VAC, sơ đồ nối đất dạng IT Một mạch điện mạng điện bảo vệ bằngaptomatcó dịng định mức 63A, dây dẫn nhôm tiết diện dây pha 50mm2, dây bảo vệ PE 25mm2 dây nhơm Chiều dài tối đa mạch điện phía sau máy cắt L max = 0,8 3.U o Sph 0,8 3.230.50 = = 603m 2.ρ(1 + m).Ia 2.36.10−3 (1 + 2).63 7.4.2 Bảo vệ cách sử dụng thiết bị có cách điện cấp Thiết bị có cách điện cấp II gồm có lớp cách điện: Vỏ kim loại cách điện với phần tử mang điện lớp cách điện sở; 173 Ngồi vỏ kim loại có lớp cách điện thứ hai bổ sung Hình 7.15 Cấu trúc cách điện cấp Khi thiết bị có cố chạm vỏ, vỏ kim loại mang điện vỏ kim loại nằm vỏ vật liệu cách điện nên người tiếp xúc với vỏ kim loại Biện pháp thường áp dụng dụng cụ điện cầm tay, áp dụng cách điện cấp vỏ kim loại nối đất Những thiết bị có cách điện cấp có ký hiệu hai ô vuông lồng 7.4.3 Bảo vệ thảm tường cách điện Hình 7.16 Bảo vệ thảm tường cách điện [6] Trong phịng có thảm tường cách điện phải bố trí thiết bị cho người tiếp xúc đồng thời với vỏ kim loại thiết bị với vỏ kim loại thiết bị phận kim loại kết cấu nhà Như vậy, thiết bị đóng cắt, điều khiển có cố chạm vỏ, vỏ kim loại thiết bị có điện, người tiếp xúc với vỏ kim loại, có điện với vỏ khơng thể có điểm tiếp xúc thứ hai khác điện nên khơng có hiệu điện khơng có dịng điện qua người, nghĩa không bị điện giật Thảm tường cách điện phải có điện trở cách điện tối thiểu 50 k𝛺𝛺 (đối với điện áp định mức 500V) 174 7.4.4 Bảo vệ cách cách ly mạch điện Chỉ dùng cho thiết bị sử dụng điện pha, số lượng hạn chế, chiều dài dây cấp điện không 500 m Nguồn cấp điện máy biến áp cách ly, điện áp làm việc phía cách ly thấp, đường dây cấp điện thiết bị sử dụng điện phải đảm bảo cách điện tốt, dòng điện điện dung dòng điện rò mức tối thiểu Các vỏ kim loại thiết bị nối với không nối với đất Hình 7.17 Bảo vệ máy biến áp cách ly 7.4.5 Bảo vệ mạng đẳng chỗ Hình 7.18 Mạng đẳng Trong biện pháp bảo vệ này, phạm vi bảo vệ, tất vỏ kim loại thiết bị, phận dẫn điện kết cấu, sàn phải có dây nối liền với khơng nối với đất Khi có cố cách điện, cách phận vỏ kim loại, kết cấu, sàn có điện (bằng điện áp pha mạng điện) dịng điện chạy qua thể người bị tiếp xúc 7.4.6 Bảo vệ chống điện giật tiếp xúc trực tiếp tiếp xúc gián tiếp Biện pháp bảo vệ đồng thời chống điện giật tiếp xúc trực tiếp tiếp xúc gián tiếp biện pháp dùng điện áp cực thấp Trong điều kiện bình thường mức điện áp cực thấp 50 V, điều kiện đặc biệt nguy hiểm, yêu cầu thấp 25 V chí 12 V 175 Trong thực tế, biện pháp bảo vệ áp dụng sau: Biện pháp bảo vệ cách tự động cắt nguồn cung cấp điện hay áp dụng nhất; Biện pháp bảo vệ thảm tường cách điện biện pháp bảo vệ cách ly mạch điện áp dụng trang bị điện nhà đặt giám sát người có trình độ cao bảo đảm khơng có biến động ảnh hưởng đến biện pháp này; Biện pháp bảo vệ mạng đẳng chỗ không nối đất áp dụng cho người nghề, làm việc vị trí dó phải có giám sát người có trình độ cao Thời gian cắt tối đa cho phép tuỳ theo điện áp tiếp xúc tính tốn bảng Bảng 7.3 Thời gian cắt tối đa cho phéptheo điện áp tiếp xúc tính tốn [5] Điều kiện môi trường Nơi khô (UL=50V) Nơi ẩm ướt (UL=25V) Điện áp tiếp xúc tính tốn (V) Thời gian cắt tối đa cho phép (s) ≤50 75 0,6 90 0,45 120 0,34 150 0,27 230 0,17 25 50 0,48 75 0,3 90 0,25 120 0,18 150 0,12 230 0,05 RCD dùng làm biện pháp bảo vệ bổ sung chống điện giật tiếp xúc trực tiếp quy định phải có độ nhạy cao (IΔn nhỏ 30mA), cắt nhanh, vào kết nghiên cứu Theo đồ thị tác động sinh lý, với dòng điện 30 mA, cắt nhanh, bắt đầu có tượng điện giật co cơ, khó thở chưa nguy hiểm đến tính mạng người (chưa có tượng rung tâm thất) RCD với IΔn 30 mA 176 không nhằm hạn chế dịng điện qua người cắt nhanh nên bảo đảm an tồn dòng điện 500 mA Thời gian tối đa cắt nguồn cung cấp điện sơ đồ T-T 0,2 s sơ đồ T-N I-T (khi có cố điểm chạm vỏ thứ 2) 0,4 s, điều trị số điện áp tiếp xúc xuất tồn khoảng thời gian không gây thương vong cho người, theo nghiên cứu tác dụng dòng diện lên thể người Trong sơ đồ T-T, điện áp tiếp xúc cao hơn, đạt gần điện áp pha, sơ đồ I-T T-N điện áp tiếp xúc thấp tối đa 1/2 điện áp pha 7.5 Câu hỏi ơn tập Ngun tắcan tồn cho bảo vệ chống điện giật Nêu loại sơ đồ nối đất, ký hiệu ý nghĩa ký hiệu Thế tiếp xúc trực tiếp, tiếp xúc gián tiếp Nêu biện pháp bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp Nêu biện pháp bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp Xác định chiều dài lớn phần dây dẫn phía sau aptomat sơ đồ TN IT 177 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kỹ thuật điện, Vương Song Hỷ, nhà xuất xây dựng, 1999 [2] Kỹ thuật điện, Đặng Văn Đào-Lê Văn Doanh, nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [3] Thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang -Vũ Văn Tẩm, nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [4] Thiết bị đóng cắt, điều khiển, Phạm Văn Chới-Bùi Tín Hữu-Nguyễn Tiến Tơn, nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2010 [5] TCXDVN 394:2007, Tiêu chuẩn thiết kế lắp đặt trang thiết bị điện cơng trình xây dựng - Phần an toàn điện, 2007 [6] Electrical Installation Guide – Schneider, 2015 [7] Electrical Installation Handbook – ABB, 2015 [8] IEC60947, Low voltage switchgear and controlgear, 2015 [9] IEC60644, Specification for high-voltage fuse-link for motor circuit application, 2015 [10] IEC60269, Low voltage fuse, 2015 [11] IEC60898, Circuit breaker for overcurrent protection for household and similar installation, 2015 178