Chương 5 AN TOÀN ĐIỆN
5.1. Những vấn đề cơ bản về an toàn điện
5.1.1. Tác động của dòng điện đối với cơ thể người
Người bị điện giật là do tiếp xúc với mạch điện có điện áp hay nói một cách khác là do có dịng điện chạy qua cơ thể con người. Dịng điện chạy qua cơ thể con người sẽ gây ra các tác dụng sau đây:
- Tác dụng nhiệt: Làm cháy bỏng thân thể, thần kinh tim não và các cơ quan nội tạng khác gây ra các rối loạn nghiêm trọng về chức năng;
- Tác dụng điện phân: Biểu hiện ở việc phân ly máu và các chất lỏng hữu cơ dẫn đến phá hủy thành phần hóa lý của máu và các tế bào;
- Tác dụng sinh lý: Gây ra sự hưng phấn và kích thích các tổ chức tế bào kèm theo sự co giật các cơ bắp trong đó có tim và phổi. Kết quả có thể đưa đến phá hoại, thậm chí làm ngừng hẳn hoạt động hơ hấp và tuần hồn.
5.1.2. Một số yếu tố quyết định mức độ tai nạn điện
- Điện trở của người: Điện trở cơ thể người được hình thành bởi điện trở da và điện trở bên trong cơ thể. Điện trở cơ thể người phụ thuộc vào các yếu tố:
+ Tình trạng da sạch, khơ ráo thì điện trở lớn hơn khi da bẩn và ẩm ướt; + Các vị trí khác nhau trên cơ thể thì điện trở khác nhau;
+ Khi tính tốn người ta thường lấy giá trị điện trở trung bình của người là 1.000 Ω.
- Loại và trị số dịng điện (bảng 5.1): Dịng điện khơng nguy hiểm đối với con người được xem là Ing ≤ 10 mA (đối với dòng điện xoay chiều có tần số 50 ÷ 60 Hz) và Ing ≤ 50 mA đối với dòng điện một chiều.
- Thời gian dòng điện đi qua người: Thời gian dòng điện qua người ảnh hưởng gián tiếp đến điện trở cơ thể con người. Thời gian dòng điện tác động càng lớn thì điện trở của người càng giảm. Điện trở cơ thể càng giảm thì dịng điện chạy qua cơ thể càng tăng. Do đó, thời gian tác động dịng điện càng lâu, càng nguy hiểm.
- Đường đi của dòng điện qua cơ thể: Nếu dịng điện đi qua tim hay vị trí có hệ thần kinh tập trung hoặc vị trí các khớp nối ở tay… thì mức độ nguy hiểm càng
cao. Những vị trí nguy hiểm: vùng đầu (đặc biệt là vùng não, gáy, cổ, thái dương), vùng ngực, vùng bụng…
- Môi trường xung quanh: Độ ẩm của môi trường xung quanh càng tăng, sẽ tăng mức độ nguy hiểm. Đại đa số các trường hợp điện giật chết người, độ ẩm góp phần khá quan trọng trong việc tạo ra những điều kiện tai nạn. Độ ẩm càng lớn thì độ dẫn điện của lớp da sẽ tăng lên, tức là điện trở da càng giảm. Bên cạnh độ ẩm thì mồ hơi, các chất hóa học dẫn điện, bụi hay những yêu tố khác sẽ tăng độ dẫn diện của da, cuối cùng sẽ đưa đến làm giảm điện trở của người.
- Tình trạng sức khỏe: Người đang mệt mỏi hay đang trong tình trạng say rượu sẽ gây ra hiện tượng chống điện (hay cịn gọi là sốc điện). Tương tự, người ta còn thấy phụ nữ và trẻ em rất nhạy cảm với hiện tượng chóang điện hơn là nam giới. Người ta bị đau tim và người bị suy nhược sẽ rất nhạy cảm khi có dịng điện chạy qua cơ thể.
Bảng 5.1. Tác động của dòng điện lên cơ thể người Trị số dòng Trị số dòng
điện (mA)
Tác dụng của dòng điện xoay chiều
Tác dụng của dòng điện một chiều
0,6 - 1,5 Bắt đầu thấy tê ngón tay Khơng có cảm giác gì 2 - 3 Ngón tay tê rất mạnh Khơng có cảm giác gì
3 - 7 Bắp thịt co lại và rung Đau như kim châm cảm thấy nóng
8 - 10
Tay đã khó rời khỏi vật có điện nhưng vẫn rời được
Ngón tay, khớp tay, lịng bàn tay cảm thấy đau
Nóng tăng lên
20 - 25 Tay khơng rời khỏi vật có điện, đau khó thở
Nóng càng tăng lên thịt co quắp lại nhưng chưa mạnh 50 - 80 Cơ quan hô hấp bị tê liệt. Tim
bắt đầu đập mạnh
Cảm giác nóng mạnh. Bắp thịt ở tay co rút, khó thở
90 - 100
Cơ quan hô hấp bị tê liệt. Kéo dài 3 giây hoặc dài hơn tim bị tê liệt đến ngừng đập
5.1.3. Phân bố áp trong đất tại vùng dòng điện rò
- Hiện tượng dòng điện đi trong đất: Trong tất cả thiết bị điện giữa phần có điện và bộ phận nối đất, các bộ phận người có thể chạm vào đều được ngăn cách với nhau bằng chất cách điện. Khi lớp cách điện này bị chọc thủng, phần mang điện tiếp xúc với phần nối đất và có dịng điện chạy từ mạng điện xuống đất qua chỗ nối đất. Trên vùng đất xung quanh vị trí nối đất sẽ xuất hiện các vòng tròn đẳng thế. Mặt đất tại chỗ đặt điện cực có điện có điện thế lớn nhất, càng xa điện cực điện thế giảm dần. Ở khoảng cách 15 - 20 m, điện thế nhỏ đến mức khơng đáng kể, có thể coi như bằng không.
- Điện áp tiếp xúc: Trong quá trình tiếp xúc với thiết bị điện, nếu có mạch điện khép kín qua người thì điện áp giáng lên người lớn hay nhỏ là tùy thuộc vào điện trở khác mắc nối tiếp với người.
Điện áp tiếp xúc xuất hiện khi người chạm vào vật mang điện sẽ có điện áp tiếp xúc Utx đặt vào cơ thể. Dưới tác dụng của Utx sẽ sinh ra dòng điện Ing chạy qua.
- Điện áp bước: Khi dây dẫn mang điện bị đứt và rơi xuống đất hay cách điện một pha của thiết bị điện bị chọc thủng… sẽ có dịng điện chạm đất và tạo ra ở điểm chạm đất và xung quanh nó một vùng dịng điện rị. Nếu người đi vào vùng đất này thì giữa hai chân người có một điện áp, gọi là điện áp bước.
Dòng điện chạm đất tản đều vào trong đất về các phía theo hình bán cầu. Càng ở gần điểm chạm đất, điện áp bước càng lớn, càng nguy hiểm, càng ra xa điểm chạm đất, mật độ dòng điện giảm dần và điện thế cũng giảm đi, đến khoảng 15 – 20 m thì điện thế = 0.
Trong phạm vi khu vực bị chạm đất, nếu có người đi lại trong đó, ứng với mỗi bước chân (từ 0,5 - 0,8 m) có một hiệu điện thế là Ub = φa - φb, (Ub là điện áp bước) đặt vào cơ thể. Dưới tác dụng của điện áp bước sẽ có dịng điện đi qua cơ thể người (từ chân nọ sang chân kia) làm cho người bị điện giật.
Nhằm hạn chế nguy hiểm của điện áp bước, người hoặc gia súc không nên đến gần các bãi chôn cọc nối đất của các trạm điện hay gần các chân cột điện cao thế. Khi thấy dây dẫn đứt, rơi xuống đất nếu đang đứng trong phạm vi nhỏ hơn 10 m thì hai chân phải đứng trên vòng tròn đẳng thế, muốn di chuyển ra ngồi phải tiến hành nhảy lị cị hay chụm 2 chân lại với nhau để đảm bảo an toàn.