M ạng điện cung cấp
B ảng điện phụ
biến áp đến các bảng điện chính của các hộ tiêu thụ. Mạng điện phân phối hạ áp bao
gồm các đường dây từ bảng điện chính đến các phụ tải. Người ta thường đặt các
thiết bị để bảo vệ và điều khiển từ đầu vào của mạng điện phân phối hạ áp như cầu
dao, cầu chì hoặc aptômát. Nếu hộ tiêu thụ nhiều điện năng, người ta thường dùng một bảng điện chính và nhiều bảng điện phụ như hình 4.13. Mỗi bảng điện phụ
cung cấp điện cho một nhóm phụ tải.
4.7.2. Các thiết bị bảo vệ trong trong mạng điện hạ áp
Trong mạng điện hạ áp có thể xẩy ra các loại sự cố: quá tải, ngắn mạch, qúa điện áp.
- Quá tải là trường hợp dòng điện phụ tải lớn hơn dòng điện cho phép làm việc lâu dài của dây dẫn. Nguyên nhân gây ra hiện tượng qúa tải là do nối thêm các phụ tải có công suất lớn vào mạng. Trường hợp này để lâu dài sẽ làm cho cách điện
của đường dây và thiết bị điện giảm xuống và có thể xẩy ra ngắn mạch.
- Ngắn mạch có thể xẩy ra giữa các pha của mạng điện hoặc một pha nào đó
của mạng điện chạm đất. Nếu ba pha chạm nhau, gọi là ngắn mạch ba pha. Nếu hai
pha chạm nhau, gọi là ngắn mạch hai pha. Nếu một dây pha chạm dây trung hòa hoặc chạm đất, gọi là ngắn mạch một pha. Khi xẩy ra ngắn mạch, dòng điện sẽ chạy qua điểm ngắn mạch rồi về nguồn, do đó dòng điện lúc này rất lớn, được gọi là dòng điện ngắn mạch. Nó có thể gây ra những hư hỏng lớn đối với dây dẫn và các thiết bị điện.
- Qúa điện áp thường xẩy ra do sét đánh trực tiếp vào đường dây, hoặc do
cảm ứng của sét khi đánh gần nó. Qúa điện áp thường làm hỏng cách điện hoặc
cháy nổ các thiết bị phụ tải, các trạm biến áp và dây dẫn điện...
Để bảo vệ mạng điện, tránh các sự cố như trên ta phải sử dụng các thiết bị
bảo vệ như cầu chì, áptômát, khởi động từ....
Cầu chì là thiết bị để bảo vệ ngắn mạch và qúa tải cho đường dây. Đối với động cơ điện, do dòng điện mở máy lớn nên cầu chì không bảo vệ qúa tải được. Vì vậy nên muốn bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho động cơ điện phải phối hợp cả cầu
chì và áptômát hoặc khởi động từ có rơle nhiệt. Phần tử bảo vệ của cầu chì là dây chảy (thường làm bằng dây chì), được đặc trưng bởi Idc , đó là dòng điện định mức
lâu dài qua dây chảy mà không làm dây bị chảy đứt. Điều kiện khi chọn cầu chì là: - Dây chảy của cầu chì không bị đứt khi dòng điện làm việc định mức lâu dài Ilv chạy qua:
Idc > Ilv
Trong đó: Idc là dòng điện định mức của cầu chì (tra trong sổ tay kỹ thuật điện).
Ilv là dòng điện làm việc lâu dài của phụ tải hoặc của đường dây.
- Khi qúa tải ngắn mạch, ví dụ khi mở máy động cơ điện, cầu chì cũng không được cắt. Muốn vậy, trong thời gian ngắn đó, cầu chì cho phép quá tải với hệ số , nghĩa là:
. Idc= Imm hay là: Idc= Imm/
Nếu động cơ mở máy nhanh thì = 2 - 2,5 và nếu động cơ mở máy chậm
Để đảm bảo 3 yêu cầu trên, đối với phụ tải chiếu sáng ta chọn:
Idc Itt ( trong đó Itt là dòng điện phụ tải tính toán).
Áptômát dòng điện cực đại có cái ngắt là rơle nhiệt và khởi động từ có rơle
nhiệt dùng để bảo vệ quả tải cho các thiết bị điện và đường dây. Áptômát và khởi động từ không có tác dụng cắt mạch khi mở máy động cơ điện vì dòng điện mở
máy chạy qua trong thời gian ngắn chưa đủ để đốt nóng phần tử đốt nóng của rơle.
Aptômát sẽ cắt mạch khi dòng điện qua phần tử đốt nóng của rơle lớn hơn dòng
điện làm việc lâu dài cho phép của đường dây hoặc thiết bị điện.
Cần chú ý rằng, áptômát hay khởi động từ không bảo vệ được ngắn mạch, vì dòng điện ngắn mạch rất lớn sẽ làm hỏng thiết bị này trước khi nó cắt được mạch điện. Vì vậy, phải kết hợp cầu chì với áptômát dòng cực đại có cái ngắt bằng rơle
nhiệt hoặc khởi động từ có rơle nhiệt.
4.8. AN TOÀN ĐIỆN
4.8.1. Tác dụng của dòng điện đối với con người
Con người bị đặt trong một điện áp sẽ bị tác động của dòng điện đi qua thân thể. Tùy theo độ lớn của cường độ dòng điện đi qua con người mà mức độ nguy
hiểm khác nhau, làm cho con người có thể bị tê, bị dật, bị tê liệt thần kinh, bị ngừng
hô hấp hoặc chết. Bảng 4.1 trình bày mức độ nguy hiểm phụ thuộc vào cường độ
dòng điện.
Bảng 4.1.Mức độ nguy hiểm con người phụ thuộc vào dòng điện
Cường độ
dòng điện (mA)
Mức độ nguy hiểm Cường độ
dòng điện (mA) Mức độ nguy hiểm 0,6-1,5 2-3 12-15 Tê tay Bị dật Nhức khớp xưương 20-25 50-80 100 Tê liệt thần kinh Ngừng hô hấp Tim ngừng đập
Khi một bộ phận của cơ thể con người chạm vào dây điện thì sẽ có một dòng
điện chạy qua. Độ lớn của dòng điện, ngoài sự phụ thuộc vào điện áp chạm còn phụ
thuộc vào điện trở của con người. Tùy theo đặc điểm, trạng thái và môi trường mà
điện trở của con người nằm trong khoảng 40-100 ngàn ôm.
4.8.2. Những nguyên nhân gây tai nạn về điện
Những trường hợp cụ thể bị tai nạn về điện rất nhiều, nhưng có thể do các nguyên nhân chính sau đây:
- Do con người vô ý chạm vào dây điện hoặc các bộ phận mang điện của các
thiết bị điện. Trường hợp này không phổ biến vì đường dây dẫn điện và các bộ phận mang điện đều được bảo vệ chu đáo, hơn nữa những người sử dụng điện có sự chú
ý nhất định.
- Do con người chạm phải các bộ phận kim loại không mang điện của các
thiết bị điện (như vỏ động cơ điện chẳng hạn). Nhưng do cách điện của các thiết bị điện này bị hư hỏng nên rò điện ra vỏ, người ta thường gọi là hiện tượng "chạm
mát". Các thiết bị điện bị "chạm mát" khó phát hiện và rất nguy hiểm, mà người sử
dụng lại hay tiếp xúc luôn nên dễ gây ra tai nạn, vì vậy phải có dây tiếp đất cho các
thiết bị này.
- Do hiên tượng phóng hồ quang điện giữa các bộ phận mang điện áp cao đối
với con người khi khoảng cách giữa con người và các bộ phận mang điện quá nhỏ.
Khi ta đóng cắt điện không đúng quy trình kỹ thuật, tia lửa điện sinh ra cũng có thể làm cho con người bị bỏng.
- Do điện áp bước khi con người đứng vào khu vực có điện trường. Khi dây
dẫn của mạng điện áp cao bị đứt và rơi xuống đất, sẽ có một dòng điện tản chạy trong đất và ở mỗi điểm trong khu vực đó đều có điến thế. Điểm càng ở gần nơi dây
dẫn chạm đất có điện thế c àng cao. Điểm cách xa khoảng 20 mét coi như điện thế
bằng không. Điện áp giữa hai điểm cách xa nhau khoảng 0,5- 0,8 mét (bằng bước
chân của con người) gọi là điến áp bước. Nếu con người hay súc vật đi trong vòng có bán kính khoảng 20 mét, kể từ tâm điểm dây dẫn điện áp cao chạm đất sẽ chịu
một điện áp bước và sẽ có một dòng điện chạy qua cơ thể. Vì vậy khi dây dẫn điện
bị đứt và rơi xuống đất (nhất là dây dẫn cao áp), cần phải cắt điện ngay, nếu chưa
kịp cắt thì không cho người và súc vật đi vào vùng nguy hiểm nói trên.
Trên đây là những nguyên nhân chính gây nên những tai nạn về điện. Theo
số liệu thống kê, thì đa số các tai nạn về điện đều xẩy ra ở mạng điện áp 220/380V.
Loại mạng điện áp này đang được dùng phổ biến ở nước ta hiện nay, do đó cần phải
biết các biện pháp bảo vệ an toàn.
4.8.3. Các biện pháp bảo vệ an toàn
Khi sử dụng, sửa chữa các thiết bị điện và đường dây điện, nhất thiết phải áp
dụng các biện pháp bảo vệ an toàn sau đây:
- Đường dây trần tải điện phải đặt cách mặt đất, các vật kiến trúc và nơi sinh
hoạt đúng tiêu chuẩn quy định.
- Đường dây điện đi trong nhà phải là dây bọc có tiết diện đáp ứng yêu cầu đặt ra. Các chỗ nối hở trên đường dây phải được quấn vải cách điện cẩn thận.
- Các vỏ máy bằng kim loại phải được nối đất. Dây nối đất phải đảm bảo đúng kỹ thuật và thường xuyên phải kiểm tra
- Không được thay thế, sửa chữa khi các thiết bị máy móc đang nối với mạng điện.
- Người không có chuyên môn, không có thiết bị kiểm tra, không có thiết bị
bảo hộ lao động thì không được sửa chữa mạng điện và các máy móc thiết bị điện.
- Khi có người bị tai nạn về điện (như bị điện dật chẳng hạn) thì lập tức ngắt
mạch điện bằng cách cắt cầu dao, cầu chì hoặc dùng vật cách điện để làm đứt dây điện. Để kéo người bị tai nạn ra khỏi mạng điện, phải đi găng cao su hoặc dùng các vật cách điện khác. Nếu người bị tại nạn bất tỉnh, thì cần phải đặt nạn nhân ở chỗ
thoáng mát, mở hết những chỗ quần áo chật ra và tiến hành hô hấp nhân tạo. Đồng
thời tìm cách nhanh nhất để đưa nạn nhân tới cơ sở y tế điều trị.
Chương 5