Tài liệu giảng dạy an toàn điện Trình độ cao đẳng

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ Hình/ Sơ Hình 1.1 Sự phụ thuộc của điện trở người vào áp lục tiếp xúc 5 Hình 1.2 Sự nguy hiểm khi thời điểm dòng điện chạy qua tim trùng với pha T của chu tr

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TÀI LIỆU GIẢNG DẠY:

AN TOÀN ĐIỆN

(TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG)

Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thị Họa Mi

Thủ Đức, tháng 6 năm 2015

LỜI NÓI ĐẦU

An toàn điện là một môn học rất cần thiết và quan trọng cho học sinh học ngành điện Nó trang bị những kỹ năng kiến thức cơ bản về: Các tai nạn điện, cách nối đất cho hệ thống và vỏ thiết bị, sử dụng đúng chức năng của các công cụ bảo hộ an toàn, đồng thời giúp người học có thể sơ cứu kịp thời người bị điện giật … Đây là tài liệu quan trong cho học sinh ngành điện và đồng thời cũng là tài liệu tham khảo cho học sinh một số ngành khác có liên quan…

Với thời gian môn học là 30 tiết, để giúp học sinh hiểu và dễ dàng tiếp thu kiến thức môn học, giáo trình biên soạn nội dung một cách cơ bản, ngắn gọn Giáo trinh gồm 6 Chương:

Chương 1: Các khái niệm cơ bản về điện

Chương 2: Phân tích dòng điện qua người

Chương 3: Hệ thống nối đất

Chương 4: Bảo vệ an toàn cho người

Chương 5: Công cụ và quản lý an toàn điện

Chương 6: Sơ cứu người bị điện giật

Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã cố gắng, song cũng khó tránh khỏi những thiếu sót, mong bạn đọc góp ý để giáo trình được hoàn thiện hơn

3.1.4 Qui định về dây bảo vệ PE và PEN 27

4.4. BẢOVỆCHỐNGGIẬTDOTIẾPCẬNVỚIVẬTMANGĐIỆN 60

5.1.3 Các công cụ bảo vệ để làm việc ở các trang thiết bị điện khi đã cách 66

điện

5.2 AN TOÀN ĐIỆN KHI SỬ DỤNG VÀ VẬN HÀNH CÁC THIẾT BỊ

DÙNG ĐIỆN

67

5.2.2 Yêu cầu an toàn khi sử dụng các thiết bị chiếu sáng 69

6.1.3 Lưu đồ cứu hộ 79

6.2.2 Những nội dung cần ghi nhớ khi tiến hành cấp cứu 80 6.2.3 Trình tự các bước khi tiến hành cấp cứu (giải thích lưu đồ cứu hộ) 80 6.2.4 Phương pháp hà hơi thổi ngạt và ép tim ngoài lồng ngực 83

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ Hình/ Sơ

Hình 1.1 Sự phụ thuộc của điện trở người vào áp lục tiếp xúc 5 Hình 1.2 Sự nguy hiểm khi thời điểm dòng điện chạy qua tim trùng với

pha T của chu trình tim

7

Hình 1.3 Phân bố điện áp tiếp xúc và điện áp bước khi dòng điện sự cố

chạy vào trong đất

9

Hình 2.1 Người chạm vào 2 cực của mạng điện một pha 13

Hình 2.3 Người chạm vào một cực của mạng điện 3 pha 16

Hình 2.5 Người chạm vào một điểm của dây không nối đất 19 Hình 2.6 Người chạm vào một điểm của dây pha của mạng 3 pha có TT

Hình 3.10 Đo điện trở nối đất của một cọc trong hệ thống nối đất 35

Hình 5.9 thang xếp, thang nâng, chòi nâng kiểu ống xếp… 64

Hình 6.2 Di dời nạn nhân 81

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng trị số dòng điện tác dụng đối với cơ thể người 6

Bảng 3.3 Đặc điểm của trang thiết bị nối đất kiểu cũ và kiểu mới 31 Bảng 3.4 Bảng xác định điện trở hệ thống nối đất theo phương pháp tính

toán

33

Bảng 4.1 Nêu giá trị điện trở nối đất yêu cầu theo TCVN 4756-89 (Qui

phạm nối đất và nối không các thiết bị điện)

46

Bảng 4.2

Giá trị Rt theo In

48

Bảng 4.4 Thời gian tác động cắt cực đại trong hệ thống IT 52

CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN

1.1 TAI NẠN ĐIỆN

1.1.1 Điện giật

Điện giật là do tiếp xúc với các phần tử dẫn điện có điện áp: có thể sự tiếp xúc của một phần thân người với phần tử có điện áp hay qua trung gian của một vật dẫn điện

- Tiếp xúc với các phần tử đang có điện áp làm việc

- Tiếp xúc với các phần tử đã được cắt ra khỏi nguồn điện, nhưng vẫn còn tích điện tích (do điện dung)

- Tiếp xúc với các phần tử đã được cắt ra khỏi nguồn điện làm việc, nhưng phần

tử này vẫn còn chịu một điện áp cảm ứng do ảnh hưởng của điện từ hay cảm ứng tĩnh điện do các trang thiết bị khác đặt gần

b) Tiếp xúc gián tiếp

- Tiếp xúc với các phần tử như rào chắn, vỏ hay các thanh thép giữ các thiết bị, hoặc tiếp xúc trực tiếp với trang thiết bị điện mà chúng đã có điện áp do chạm vỏ (cách điện đã bị hỏng)

- Tiếp xúc với các phần tử có điện áp cảm ứng do ảnh hưởng điện từ hay tĩnh điện (trường hợp ống dẫn nước hay ống dẫn khí dài đặt gần một số tuyến đường sắt chạy bằng điện xoay chiều một pha hay một số đường dây truyền tải năng lượng điện

- Khi tiếp xúc gián tiếp thì ngược lại, người ta cũng không cảm giác trước được

sự nguy hiểm hoặc cũng chưa lường hết được tai nạn có thể xảy ra khi vỏ thiết bị điện

bị chạm điện

1.1.1.2 Phương tiện bảo vệ

a) Khi tiếp xúc trực tiếp

- Biên soạn ra những qui định, quy phạm về an toàn, và đòi hỏi mọi người làm

về điện phải được học tập kỹ về các quy định này và không được tiếp xúc với các phần tử mang điện

- Phải sử dụng các trang bị bảo hộ cá nhân để tạo sự ngăn cách giữa người với các phần tử mang điện và chỉ tổ chức thực hiện các công việc sau khi sự nguy hiểm do điện giật không còn nữa

- Để đề phòng các tai nạn do tiếp xúc trực tiếp thì các hệ thống bảo vệ phải tác động ngay lập tức khi sự cố Chúng sẽ giới hạn điện áp tiếp xúc đến một giá trị thấp nhất, được tính toán theo quy phạm, và sẽ loại trừ thiết bị bị sự cố ra khỏi lưới điện trong một khoảng thời gian cần thiết

b) Khi tiếp xúc gián tiếp

Để tránh tai nạn do tiếp xúc gián tiếp cần phải quan tâm đặc biệt hơn vì khả năng người công nhân tiếp xúc với vỏ các thiết bị, các lưới rào hay các phần giá đỡ của thiết bị điện sẽ nhiều hơn rất nhiều so với số lần tiếp xúc với các phần tử để trần có dòng điện làm việc đi qua

Chú ý: Công nhân và kỹ thuật viên có quyền từ chối tất cả các yêu cầu nếu thấy

không đảm bảo an toàn khi lao động

1.1.2 Đốt cháy điện

Đốt cháy điện có thể phát sinh khi xảy ra ngắn mạch nguy hiểm, kèm theo nó là nhiệt lượng sinh ra rất lớn và là kết quả của phát sinh hồ quang điện

- Tai nạn đốt cháy điện là do chạm đất kéo theo phát sinh hồ quang điện mạnh

- Sự đốt cháy điện là do dòng điện rất lớn chạy qua cơ thể người

- Trong đại đa số các trường hợp đốt cháy điện xảy ra ở các phần tử thường xuyên có điện áp và có thể xem như tai nạn do tiếp xúc trực tiếp

1.1.3 Hoả hoạn và nổ

- Hoả hoạn: do dòng điện, có thể xảy ra ở các buồng điện, vật liệu dễ cháy để

gần với dây dẫn có dòng điện chạy qua Khi dòng điện đi qua dây dẫn vượt quá giới hạn cho phép làm cho dây dẫn bị đốt nóng hoặc do hồ quang điện sinh ra

- Sự nổ: do dòng điện, có thể xảy ra tại các buồng điện hoặc gần nơi có hợp chất

nổ Hợp chất nổ này để gần các đường dây điện có dòng điện quá lớn, khi nhiệt độ của dây dẫn vượt quá giới hạn cho phép sẽ sinh ra nổ

Nhận xét: So với điện giật và đốt cháy điện thì số tai nạn do hoả hoạn và nổ ở

trang thiết bị điện có ít hơn Đại đa số các trường hợp tai nạn xảy ra là do điện giật

1.2 TÁC DỤNG 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 dòng điện chạy qua cơ thể người Dòng điện chạy qua cơ thể 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 huỷ thành phần hoá lý của máu và các tế bào

- Tác dụng sinh lý: gây ra sự hưng phấn và kích thích các tổ chức sống dẫn đến co rút các bắp thịt trong đó có tim và phổi Kết quả có thể đưa đến phá hoại, thậm chí làm ngừng hẳn hoạt động hô hấp và tuần hoàn

Các nguyên nhân chủ yếu gây chết người bởi dòng điện thường là tim phổi ngừng làm việc và sốc điện:

Tim ngừng đập là trường hợp nguy hiểm nhất, thường cứu sống nạn nhân hơn

là ngừng thở và sốc điện Tác dụng dòng điện đến cơ tim có thể gây ra ngừng tim hoặc rung tim Rung tim là hiện tượng co rút nhanh và lộn xộn các sợi cơ tim làm cho các mạch máu trong cơ thể bị ngừng hoạt động dẫn đến tim ngừng đập hoàn toàn

Ngừng thở thường xảy ra nhiều hơn so với ngừng tim, người ta thấy bắt đầu khó thở do sự co rút do có dòng điện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua cơ thể Nếu dòng điện tác dụng lâu thì sự co rút các cơ lồng ngực mạnh thêm dẫn đến ngạt thở, dần dần nạn nhân mất ý thức, mất cảm giác rồi ngạt thở cuối cùng tim ngừng đập và chết lâm sàng

Sốc điện là phản ứng phản xạ thần kinh đặc biệt của cơ thể do sự hưng phấn mạnh bởi tác dụng của dòng điện dẫn đến rối loạn nghiêm trọng tuần hoàn, hô hấp và quá trình trao đổi chất Tình trạng sốc điện kéo dài độ vài chục phút cho đến một ngày đêm, nếu nạn nhân được cứu chữa kịp thời thì có thể bình phục

Hiện nay còn nhiều ý kiến khác nhau trong việc xác định nguyên nhân đầu tiên

và quan trọng nhất dẫn đến chết người ý kiến thứ nhất cho rằng đó là do tim ngừng đập song loại ý kiến thứ hai lại cho rằng đó là do phổi ngừng thở vì theo họ trong nhiều trường hợp tai nạn điện giật thì nạn nhân đã được cứu sống chỉ đơn thuần bằng biện pháp hô hấp nhân tạo thôi Loại ý kiến thứ ba cho rằng khi có dòng điện qua người thì đầu tiên nó phá hoại hệ thống hô hấp sau đó nó làm ngừng trệ hoạt động tuần hoàn

Do có nhiều quan điểm khác nhau như vậy nên hiện nay trong việc cứu chữa nạn nhân bị điện giật người ta khuyên nên áp dụng tất cả các biện pháp để vừa phục hồi hệ thống hô hấp (thực hiện hô hấp nhân tạo) vừa phục hồi hệ thống tuần hoàn (xoa bóp tim)

Hình 1.1: Sự phụ thuộc của điện trở người vào áp lực tiếp xúc

1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN ĐIỆN GIẬT

1.3.1 Điện trở cơ thể người

Thân thể người ta gồm có da thịt xương máu tạo thành và có một tổng trở nào

đó đối với dòng điện chạy qua người Lớp da có điện trở lớn nhất mà điện trở của da

là do điện trở của lớp sừng trên da quyết định Điện trở của người là một đại lượng rất không ổn định và không chỉ phụ thuộc vào trạng thái sức khoẻ của cơ thể người từng lúc mà còn phụ thuộc vào môi trường xung quanh, điều kiện tổn thương

Qua nghiên cứu rút ra một số kết luận cơ bản về giá trị điện trở cơ thể người như sau:

- Điện trở cơ thể người là một đại lượng không thuần nhất Thí nghiệm cho thấy dòng điện đi qua người và điện áp đặt vào có sự lệch pha Sơ đồ thay của điện trở người có thể biểu diển bằng hình vẽ sau:

Sơ đồ 1.1: Sơ đồ thay thế điện trở người

Trong đó: R1: điện trở tác dụng của da

R2: điện trở của tổng các bộ phận bên trong cơ thể người

C: điện dung của da và lớp thịt dưới da

Vì thành phần điện dung rất bé nên trong tính toán thường bỏ qua

- Điện trở của người luôn luôn thay đổi trong một phạm vi rất lớn từ vài chục ngàn Ω đến 600Ω Trong tính toán thường lấy giá trị trung bình là 1000Ω Khi

da bị ẩm hoặc khi tiếp xúc với nước

hoặc do mồ hôi đều làm cho điện trở

người giảm xuống

- Điện trở của người phụ thuộc vào áp

lực và diện tích tiếp xúc Áp lực và

diện tích tiếp xúc càng tăng thì

điện trở người càng giảm Sự thay

đổi này rất dễ nhìn thấy trong vùng

áp lực nhỏ hơn 1kG/cm2 (hình 1.2)

- Điện trở người phụ thuộc điện áp đặt vào vì ngoài hiện tượng điện phân còn

có hiện tượng chọc thủng Khi điện áp đặt vào 250V lúc này lớp da ngoài cùng mất hết tác dụng nên điện trở người giảm xuống rất thấp

1.3.2 Trị số của dòng điện giật

Dòng điện là nhân tố vật lý trực tiếp gây tổn thương khi bị điện giật Cho tới nay vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau về giá trị dòng điện có thể gây nguy hiểm chết người.Trường hợp chung thì dòng điện 100mA xoay chiều gây nguy hiểm chết người Tuy vậy cũng có trường hợp dòng điện chỉ khoảng 5- 10mA đã làm chết người bởi vì còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như điều kiện nơi xảy ra tai nạn, sức khoẻ trạng thái thần kinh của từng nạn nhân, đường đi của dòng điện …

Trong tính toán thường lấy trị số dòng điện an toàn là 10mA đối với dòng điện xoay chiều và 50mA với dòng điện một chiều Bảng 1.1 cho phép đánh giá tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người:

Bảng 1.1: Bảng trị số dòng điện tác dụng đối với cơ thể người Qua bảng 1.1 ta thấy dòng điện xoay chiều nguy hiểm hơn dòng một chiều vì:

- Qua nghiên cứu người ta thấy rằng trị số dòng điện tác dụng lên người không phải là trị số hiệu dụng mà là trị số biên độ của nó

- Đối với dòng xoay chiều trên cơ thể người tồn tại nhiều vùng nhạy nguy hiểm

1.3.3 Đường đi của dòng điện

Về đường đi của dòng điện qua người có thể có rất nhiều trường hợp khác nhau, tuy vậy có những đường đi cơ bản thường gặp là: dòng qua tay - chân, tay - tay, chân - chân Một vấn đề còn tranh cải là đường đi nào là nguy hiểm nhất

Hình 1.2: Sự nguy hiểm khi thời điểm dòng điện chạy qua tim trùng với pha T của chu trình tim

Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng đường đi nguy hiểm nhất phụ thuộc vào số phần trăm dòng điện tổng qua tim và phổi Theo quan điểm này thì dòng điện đi từ tay phải qua chân, đầu qua chân, đầu qua tay là những đường đi nguy hiểm nhất vì:

Dòng đi từ tay qua tay có 3.3% dòng điện tổng qua tim

Dòng đi từ tay trái qua chân có 3.7% dòng điện tổng qua tim

Dòng đi từ tay phải qua chân có 6.7% dòng điện tổng qua tim

Dòng đi từ chân qua chân có 0.4% dòng điện tổng qua tim

Dòng đi từ đầu qua tay có 7% dòng điện tổng qua tim

Dòng đi từ đầu qua chân có 6.8% dòng điện tổng qua tim

1.3.4 Thời gian dòng điện đi qua người

Yếu tố thời gian tác động của dòng điện vào cơ

thể người rất quan trọng và biểu hiện dưới nhiều hình

thái khác nhau Đầu tiên chúng ta thấy thời gian tác

dụng của dòng điện ảnh hưởng đến điện trở của

người Thời gian tác dụng càng lâu, điện trở của

người càng bị giảm xuống vì lớp da bị nóng dần và

lớp sừng trên da bị chọc thủng càng nhiều Thứ hai là

thời gian tác dụng của dòng điên càng lâu thì xác suất

trùng hợp với thời điểm chạy qua tim với pha T (là

pha dể thương tổn nhất của chu trình tim) tăng lên

Hay nói một cách khác trong mỗi chu kỳ của tim

kéo dài độ một giây có 0,4s tim nghỉ làm việc (giữa

trạng thái co và giãn) ở thời điểm này tim rất nhạy

cảm với dòng điện đi qua nó

Trong đó:

a Điện tâm đồ của người khoẻ

b Đặc tính phụ thuộc giữa xác suất xảy ra tai nạn

và thời điểm dòng điện chạy qua tim

1.3.5 Tần số dòng điện

Ta xét xem khi tần số thay đổi thì tai nạn xảy ra nặng hay nhẹ:

Theo lý luận thông thường thì khi tần số f tăng lên thì tổng trở cơ thể người giảm xuống vì điện kháng của da người do điện dung tạo ra: dẫn đến dòng điện tăng càng nguy hiểm Tuy nhiên qua thực tế và nghiên cứu người ta thấy rằng tần số nguy hiểm nhất là từ (50 - 60)Hz Nếu tần số lớn hơn tần số này thì mức độ nguy hiểm giảm còn nếu tần số bé hơn thì mức độ nguy hiểm cũng giảm

Có thể giải thích như sau: Lúc đặt dòng điện một chiều vào tế bào, các phần tử trong tế bào bị phân thành những ion khác dấu và bị hút ra màng tế bào Như vậy phân

tử bị phân cực hoá, các chức năng sinh vật hoá học của tế bào bị phá hoại đến mức độ nhất định Bây giờ nếu đặt nguồn điện xoay chiều vào thì ion cũng chạy theo hai chiều khác nhau ra phía ngoài của màng tế bào Nhưng khi dòng điện đổi chiều thì chuyển động của ion cũng ngược lại Với tần số nào đó của dòng điện, tốc độ của ion đủ lớn

để trong một chu kỳ chạy được hai lần bề rộng của tế bào thì trường hợp này mức độ kích thích lớn nhất, chức năng sinh vật - hoá học của tế bào bị phá hoại nhiều nhất Nếu dòng điện có tần số cao thì khi dòng điện đổi chiều thì ion chưa kịp đập vào màng tế bào

Khi nghiên cứu tác hại của dòng điện một chiều đối với người, ta thấy rằng ở trường hợp một chiều điện trở của người lớn hơn xoay chiều Điều này có thể giải thích là ở một chiều có điện dung và sự phân cực tăng lên Nghiên cứu thấy rằng khi dòng điện một chiều lớn hơn 80mA mới ảnh hưởng đến tim và cơ quan hô hấp của con người

1.4 DÒNG ĐIỆN TẢN TRONG ĐẤT

Khi cách điện của thiết bị điện bị chọc thủng sẽ có dòng điện chạm đất, dòng điện này

đi vào đất trực tiếp hay qua một cấu trúc nào đó

Về phương diện an toàn mà nói thì dòng điện chạm đất thay đổi cơ bản trạng thái của mạng điện (điện áp giữa dây dẫn và đất thay đổi xuất hiện các thế hiệu khác nhau giữa các điểm trên mặt đất gần chổ chạm đất) Dòng điện đi vào đất sẽ tạo nên ở điểm chạm đất một vùng dòng điện rò trong đất và điện áp trong vùng này phân bố theo một quy luật nhất định Để đơn giản nghiên cứu hiện tượng này ta giải thích dòng điện chạm đất đi vào đất qua một cực kim loại hình bán cầu Đất thì thuần nhất

và có điện trở suất là ρ (tính bằng Ohm.cm) Như thế có thể xem như dòng điện đi từ tâm hình bán kính cầu tỏa ra theo đường bán kính

Trên cơ sở lý thuyết tượng tự ta có thể xem trường của dòng điện đi trong đất giống dạng trường trong tĩnh điện Nghĩa là tập hợp của những đường sức và đường đẳng thế của chúng giống nhau Đại lượng cơ bản trong điện trường của môi trường dẫn điện là mật độ dòng điện J Vectơ này hướng theo hướng của vecto cường độ điện trường

Phương trình để khảo sát điện trường trong đất là phương trình theo định luật Ohm

Trong đó : ρ là điện trở suất

E là điện áp trên đơn vị chiều dài dọc theo đường đi của dòng điện

Mật độ dòng điện tại điểm cách tâm bán cầu 1 khoảng X bằng:

I x

I dx x

I du

x d x

d x

A A

1 2

.2

I

Từ biểu thức trên, có thể biểu diễn điện áp tại mỗi điểm quanh điện cực nối đất

(hình 1- 4), càng xa điểm nối đất điện áp càng giảm

Bằng thực nghiệm, ta có:

- 68% điện áp rơi trong phạm vi 1m

- 24% điện áp rơi trong khoảng (1-10)m

- Cách xa hơn 20m, điện áp coi như bằng 0

Do đó ta có, điện trở nối đất chính là điện trở của khối đất nửa bán cầu có đường kính là 20m

Nếu có điện áp đặt lên thiết bị nối đất Rd là Ud thì dòng điện đi vào trong đất Idđược xác định:

Hình 1.3: Phân bố điện áp tiếp xúc và điện áp bước khi dòng điện sự cố chạy vào trong đất.

d dI

U

d

d d

R

U

1.5 ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC:

Điện áp đặt vào người (tay- chân) khi người chạm phải vật có mang điện áp gọi

là điện áp tiếp xúc Hay nói cách khác điện áp giữa tay người khi chạm vào vật có mang điện áp và đất nơi người đứng gọi là 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

Bảng tiêu chuẩn điện áp tiếp xúc cho phép

Điện áp tiếp xúc (V)

Thời gian tiếp xúc (s)

Xoay chiều Một chiều

Utx = Ud - Ux

Trong đó:

- Id là dòng điện đi vào trong đất, Rd là điện trở nối đất

- Ux là điện áp tại điểm cách cực nối đất 1 khoảng là x

Trường hợp chung có thể biểu diễn điện áp tiếp xúc theo biểu thức :

điện thế như vậy sẽ đặt trên 2 chân người một hiệu điện thế và đây được gọi là điện áp

bước:

a x

a x 2

I a x

1 x

1 2

I U U

1.7 NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY RA TAI NẠN ĐIỆN

 Do chạm vào vật mang điện: Thường sảy ra khi sửa chữa đường dây và thiết bị điện đang nối với mạch mà không ngắt điện hoặc do chổ làm quá chật hẹp làm

vô ý chạm vào vật mang điện mà bên trong thiết bị đó bị hỏng

 Do hiện tượng chạm vỏ: Do tiếp xúc với các dụng cụ có vỏ bằng kim loại vẫn không mang điện nhưng do một thiết bị bên trong bị hỏng nên có dòng điện rò

ra ngoài

 Tai nạn điện do hiện tượng hồ quang điện sinh ra: khi đóng cắt không đúng quy trình nên bị phóng hồ quang điện gây cho cơ thể bị nóng hoặc khi gần điện áp cao

 Do trình độ tổ chức, quản lý công tác lắp đặt, xây dựng công trình điện chưa tốt

 Do vi phạm quy trình kỹ thuật an toàn, đóng điện khi có người đang sửa chữa, thao tác vận hành thiết bị điện không đúng quy trình

 Khi xảy ra điện áp bước: khi dây điện bị đứt và rơi xuống đất, sẽ có dòng điện vào đất, khi đó giữa chân với đất sẻ xuất hiện điện áp gọi là điện áp bước và có dòng điện từ chân nay sang chân kia, gây tai nạn điện

 Do khí hậu thời tiết: nếu nhiệt độ thấp, độ ẩm cao, trời có mưa, thì khi gần trần hoặc gần các trạm điện thì sẽ gây ra tai nạn điện

CÂU HỎI ÔN TẬP CUỐI CHƯƠNG

Câu 1: Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến tai nạn điện

Câu 2: Điện trở cơ thể người có phải là một đại lượng có giá trị không thay đổi hay

không? Hãy giải thích vì sao?

Câu 3: Nêu các nguyên nhân gây ra tai nạn điện Cho ví dụ minh họa cụ thể ở từng

nguyên nhân

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH DÒNG ĐIỆN QUA NGƯỜI

2.1 MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT

2.1.1 Mạng 1 pha

2.1.1.1 Người chạm vào 2 cực của mạng điện

Tai nạn xảy ra do người lao động khi 1 tay làm việc chạm vào cực thứ nhất Tay còn lại hay vai chạm vào cực thứ hai Khi đó, cho dù người đó có đứng trên ghế cách điện, thảm cách điện… vẫn không có tác dụng giảm dòng điện qua người và trường hợp này có dòng điện qua người vẫn có trị số lớn nhất:

Ở đây:

Ing là dòng điện qua người

Rng là điện trở của người

Rd là điện trở của dây dẫn, có thể bỏ qua

U là điện áp giữa hai cực của mạng điện

ng d ng

ng

R

U R R

Hình 2.1: Người chạm vào 2 cực của mạng điện một pha

Đây là trường hợp nguy hiểm nhất, tuy nhiên lại ít xảy ra trong thực tế

Ví dụ: Tính dòng điện qua người khi chạm vào 2 cực của nguồn 220V Biết cơ

thể người ở trạng thái bình thường

Điện trở người ở trạng thái bình thường Rng = 1000

Dòng điện qua người khi chạm vào 2 cực của mạng điện

Ing = U / Rng = 220 / 1000 = 0,22 A = 220 mA Giá trị dòng điện ở người rất lớn, yêu cầu phải cắt nhanh với thời gian t<10ms Yêu cầu này không thể đáp ứng với các thiết bị bảo vệ như máy cắt hạ áp hay cầu chì ở mức ngưỡng dòng 220mA

Biện pháp duy nhất nhằm giảm nguy hiểm cho người là phải tuân thủ các quy định về an toàn khi sửa chữa thiết bị điện (cắt điện), sử dụng găng tay cách điện, công

cụ sửa chữa có bọc cách điện…

2.1.1.2 Người chạm vào 1 cực của mạng điện

Trường hợp xảy ra khi người đứng dưới đất và tay chạm vào phần đẫn điện do cách điện của dây dẫn bị hỏng, dòng điện qua người tùy thuộc vào điện trở của người, điện trở cách điện của đây dẫn và điện áp mạng điện:

Hình 2.2: Người chạm vào 1 cực của mạng 1 pha

Ở đây U là điệp áp giữa 2 cực của mạng điện; R1= R2 = Rc là điện trở cách điện của dây đẫn với đất, Rng là điện trở người, Rn là điện trở nền

Từ sơ đồ thay thế, nếu giả thiết Rn có giá trị nhỏ so với giá trị của Rng và điên dung C

có giá trị không đáng kể thì:

2 1

1 2

1

//

R R R

R R

U R

R R

U I

1

R R R R R

UR R

R

IR I

ng ng

ng ng

1

) (R R R R R

UR I

ng ng





c ng ng

R R

U I

Ví dụ: Xác định trị số cần thiết của điện trở cách điện để đảm bảo an toàn khi chạm

vào một cực của mạng điện một pha điện áp 220V, cách điện so với đất Cho biết dòng điện an toàn qua cơ thể người là 10mA, giá trị điện trở cơ thể người là 1000

Giải:

Để đảm bảo an toàn cho người thì dòng qua người Ing  Ingcp

Mà

c ng

ng

R R

3 

 = 22 103 – 2.103 = 20.103 )

Như vậy, điện trở cách điện của dây phải có giá trị lớn hoặc bằng 20 K

Khi kể đến giá trị điện trở của nền Rn dưới chân người thì dòng điện của người được xác định theo biểu thức:

c n ng ng

R R R

U I







) (

Trường hợp khi người đi ủng chạm vào 1 đây của mạng điện và lúc này dây còn lại chạm đất (R1=0) thì coi như người này chạm cả hai cực của mạng điện Khi đó dòng điện qua người tính theo biểu thức:

n ng ng

R R

U I

4

C U I

Ở đây :  là tần số góc, C là điện dung của dây dẫn so với đất

Dòng điện tổng qua người Ing bao gồm thành phần dòng điện do điện trở cách điện IngR

và thành phần dòng điện do điện dung của dây dẫn IngC

2 2

ngC ngR

2.1.2 Mạng điện 3 pha

Xét trường hợp người chạm vào 1 cực của mạng điện 3 pha

Gọi U là điện áp dây; R1 = R2 = R3 = Rc là điện trở cách điện của các pha so với đất; C1

= C2 = C3 = C là điện dung của các pha đối với đất Nếu bỏ qua điện dung C và điện trở nền Rn thì dòng điện qua người được xác định bằng biểu thức:



Hình 2.3: Người chạm vào một cực của mạng điện 3 pha

Trường hợp R1 ≠ R2 ≠ R3 thì:

3 2 1 1 3 3 2 2 1

2 3 3 2 2 2 1

) (R R R R R R R R R R

R R R R R U

I

ng ng

( 9

) 6 ( 1

3

1 (

2 2 2 2

ng c

ng c c ng

ng

R C w R

R R R R

U I







Ví dụ: Xác định trị số cần thiết của điện trở cách điện để đảm bảo an toàn khi chạm

vào một cực của mạng điện ba pha có điện áp dây 400V, cách điện so với đất Cho biết dòng điện an toàn qua cơ thể người là 10mA, giá trị điện trở cơ thể người là 1000

) 3 (

R I

U R

C

ng ngcp

C

 Đối với mạng điện có giá trị điện dung C lớn hơn thì dòng điện qua người sẽ

có giá trị lớn hơn nhiều so với trường hợp chỉ quan tâm đến giá trị điện trở cách điện

 Không thể đảm bảo rằng không có hư hỏng cách điện trong một đoạn lưới của mạng cung cấp điện

2.2 MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT

2.2.1 Mạng điện một pha

2.2.1.1 Người chạm vào dây trung tính của mạng điện

Hình 2.4: Người chạm vào điểm nối đất

Gọi I là dòng điện làm việc lúc bình thường, phân bố điện áp trên dây dẫn có nối đất N (dây trung hòa ) có dạng tuyến tính theo chiều dài Điện áp so với đất có giái trị cực tiểu tại điểm tại điểm 1 (Umin= U= 0) và có giá trị cực đại điểm 3 (Umax= U3=

R13.I) Khi nguời chạm vào điểm 2 trên dây dẫn có nối đất (hình 2.4a), người sẽ chịu điện áp Ung và giá trị này được xác định theo biểu thức sau:

Điện áp U2 đạt giá trị cực đại khi người chạm vào điểm 3 Tuy nhiên, giá trị điên áp cực đại này chỉ khoảng 2.5%U và không có khả năng gây nguy hiểm cho con người

Khi xảy ra ngắn mạch ở điểm 3 (Hình 2.4b), dòng điện ngắn mạch ISC có giá trị rất lớn Điều này dẫn đến Ung có giá trị lớn nhất và có thể gây nguy hiểm cho con người:

Trường hợp này, thiết bị bảo vệ cần nhanh chóng cắt nhanh để bảo vệ an toàn cho con người

2.2.1.2 Trường hợp chạm và dây dẫn không có nối đất của mạng điện

max 13

12 max 13

12

L

L U R

R U

2

13 3

U R I U

U ng   sc 

Trường hợp người chạm vào dây dẫn không có nối đất L (dây pha) Lúc này toàn bộ điện áp U đặt lên người và dòng điện đặt qua người được xác định với biểu thức:

Ở đây: Rng là điện trở người, Rn là điện trở nền, Rd là điện trở dây dẫn, Rđ là điện trở nối đất của hệ thống

Thường Rd và Rđ có giá trị nhỏ hơn so với Rng và Rđ nên có thể bỏ qua

Hình 2.5: Người chạm vào một điểm của dây không nối đất

Ví dụ: Xác định điện áp tiếp xúc khi người đứng và không đứng trên thảm cách điện

có Rn = 10 k và chạm vào dây dẫn không nối đất của mạng điện một pha nối đất Biết U = 240V; Rng = 1k; bỏ qua điện trở dây và điện trở nối đất

Giải:

* Trường hợp đứng trên thảm cách điện:

Dòng điện qua người được tính theo biểu thức:

mA A

R R

U I

n ng

10000 1000

R R R R

U I

R R

U I





Điện áp này nhỏ hơn điện áp cho phép (Ucp = 50V) nên không gây nguy hiểm cho người

** Trường hợp không đứng trên thảm cách điện:

Dòng điện qua người được tính theo biểu thức:

mA A

2.2.2 Mạng điện 3 pha

Mạng điện có đây trung tính trực tiếp nối đất được trình bày ở hình 2.6

Hình 2.6: Người chạm vào một điểm của dây pha của mạng 3 pha có TT nối đất

2.2.2.1 Mạng điện áp thấp U ≤ 1000V

Mạng điện 3 pha có điểm trung tính cách điện với đất nguy hiểm nhất là trường hợp có một dây pha chạm vào đất hoặc chạm vào vỏ máy và người đứng ở đất chạm vào một trong hai dây pha còn lại Để làm giảm bớt nguy hiểm trong trường hợp này, cần thực hiện nối đất điểm trung tính cua nguồn cung cấp (mạng 240/400) nhằm bảo đảm cho thiết bị bảo vệ (máy cắt, cầu chì) nhanh chóng cắt điện khi dây 1 pha chạm đất

Nhược điểm chính của mạng điện có trung tính trực tiếp nối đất là trường hợp làm việc bình thường người chạm phải một dây pha, dòng điện tương đối lớn

 ng d n

ng

R R R

U I





 3

Ở đây: Rng là điện trở người; Rđ là điện trở nối đất của điểm trung tính; Rn là điện trở của nền dưới chân người; U là điện áp dây

Nếu nối đất tốt và sàn nền đất ướt ( ) thì dòng điện qua người sẽ là:

ng

ng

R

U I

3



Đối với mạng điện trung tính nối đất, cho dù điện trở cách điện của các pha đối với đất là rất lớn (R1 =R2 =R3 =Rcd) thì vẫn không giảm được dòng điện đi qua người

và điện áp mà người phải chịu là điện áp rất nguy hiểm Trường hợp nguy hiểm nhất

là người chạm vào 2 dây pha, dòng điện qua người:

ng ng R

3



2.2.2.2 Mạng điện có điện cao áp U > 1000V

 Đối với lưới điện có điên áp U  110kV, về mặt an toàn, trung tính trực tiếp nối đất có lợi là khi chạm đât 1 pha, mạch bảo vệ sẽ ngắt ngay sự cố giảm thời gian tồn tại của điện áp giáng ngay chỗ chạm đất Do đó, giảm được xác suất nguy hiểm đối với người làm việc gần đó Nhược điểm của mạng điện trung tính trực tiếp nối đất là dòng ngắn mạch chạm đất rất lớn

 Đối với mạng điện có điên áp U ≤ 35KV điểm trung tính ít khi nối đất trực tiếp, thường cách điện và nối đất qua cuộn dập hồ quang

Khi nối đất qua cuộn dập hồ quang, về mặt an toàn có tác dụng giảm dòng điện qua chỗ chạm đất nên giảm được điện áp quanh chỗ chạm đất

Cách tiếp xúc thể hiện: tiếp xúc một cực hay hai cực của mạng điện, tiếp xúc trong trạng thái có hay không có trang thiết bị bảo hộ lao động

Nhằm loại trừ dòng điện qua người cần tiến hành giải pháp chống chạm điện trực tiếp như:

- Cách điện các phần mang điện bằng các vật liệu cách điện

- Che chắn, bao bọc các phần mang điện

- Rào chắn khu vực có điện

- Đặt ra khỏi tầm với các vật mang điện

Nhằm giảm thấp giá trị dòng điện qua người hay cắt nhanh dòng điện qua người cần tiến hành các giải pháp chống chạm điện gián tiếp như:

- Sử dụng phương pháp nối đất vỏ thiết bị

- Sử dụng phương pháp tự động ngắt nguồn

- Sử dụng cách điện bổ sung hay cách điện cưỡng bức

- Sử dụng máy biến áp cách ly để cách ly nguồn với tải

CÂU HỎI ÔN TẬP CUỐI CHƯƠNG

Câu 1: Tính dòng điện qua người khi chạm vào 2 cực của nguồn 240V Cho biết tay

người lúc đó đang bị ướt do mồ hôi (Rng = 800)

Câu 2: Xác định trị số cần thiết của điện trở cách điện để đảm bảo an toàn khi chạm

vào một cực của mạng điện một pha điện áp 240V, cách điện so với đất Cho biết dòng điện an toàn qua cơ thể người là 10mA, giá trị điện trở cơ thể người

là 1000

Câu 3: Xác định trị số cần thiết của điện trở cách điện để đảm bảo an toàn khi chạm

vào một cực của mạng điện ba pha có điện áp dây 380V, cách điện so với đất Cho biết dòng điện an toàn qua cơ thể người là 10mA, giá trị điện trở cơ thể người là 1000

Câu 4: Xác định điện áp tiếp xúc khi người đứng và không đứng trên thảm cách điện

có Rn = 10 k và chạm vào dây dẫn không nối đất của mạng điện một pha nối đất Biết U = 220V; Rng = 1k; bỏ qua điện trở dây và điện trở nối đất

- Tiêu chuẩn IEC: Tiêu chuẩn IEC 60364 là tiêu chuẩn về thiết kế điện Trong tiêu chuẩn này người ta quy định về tiêu chuẩn nối đất Theo tiêu chuẩn này người ta quy định hệ thống điện nối đất được định nghĩa bằng hai chữ cái, đó là hệ thống điện

IT, TT, TN Trong đó:

Chữ cái thứ nhất thế hiện tính chất của trung tính nguồn, chỉ mối quan hệ giữa nguồn điện với hệ thống nối đất: T – nối đất trực tiếp; I là tất cả các phần mang điện được cách ly với đất hoặc 1 điểm được nối đất thông qua cuộn trở kháng

Chữ cái thứ hai thể hiện hình thức bảo vệ, xác định mối quan hệ của các phần dẫn điện để lộ ra ngoài của hệ thống, mạng điện lắp đặt và hệ thống nối đất T nối đất trực tiếp ( vỏ thiết bị điện được nối đến hệ thống nối đất) N nối đất trực tiếp các phần dẫn điện lộ ra ngoài bằng môt dây dẫn bảo vệ với một điểm đã được nối đất của nguồn điện, thường chính là điểm trung tính

Mạng TN còn dùng thêm một hoặc hai chữ cái đó là C, S hoặc CS để định nghia cách bố trí dây trung tính và dây bảo vệ Với:

C: là dây PE và dây N chung thành một dây gọi là dây PEN

S: là 2 dây PE và N tách biệt với 2 chức năng riêng

CS: là 2 dây kết hợp chung một vài phần trong hệ thống

3.1.1 Hệ thống TT

Trong hệ thống TT, tất cả các phần lộ ra ngoài (vỏ kim loại của thiết bị điện) trong hệ thống lắp đặt được nối với hệ thống nối đất Hệ thống này không kết nối về điện với đất tại nguồn cấp điện

Hình 3.1: Hệ thống nối đất TT

Đặc điểm:

 Sơ đồ đơn giản

 Do sử dụng hai hệ thống nối đất riêng biệt nên cần lưu ý bảo vệ quá áp

 Tiết diện dây PE có thể nhỏ hơn tiết diện của dây trung tính và thường được xác định theo dòng sự cố lớn nhất có thể xảy ra

 Trong điều kiện làm việc bình thường, trên dây PE không có sụt áp

 Trong trường hợp hư hỏng cách điện, xung điện áp xuất hiện trên dây PE thấp

và các nhiễu điện từ có thể bỏ qua

Hệ thống TT thường được sử dụng cho mạng diện bị hạn chế về sự kiểm tra hay mạng diện có thể mở rộng, cải tạo mà mạng điện công cộng hay mạng điện khách hàng là một ví dụ

3.1.2 Hệ thống IT

Trong hệ thống IT, trung tính nguồn được cách ly với đất hoặc nối đất thông qua tổng trở Z Tổng trở Z có giá trị từ 1 – 2 K Và phần vỏ thiết bị được nối đất qua dây bảo

vệ

 Trong điều kiện làm việc bình thường,trên dây PE không có sụt áp

 Giảm ngưỡng quá áp khi xuất hiện sự cố chạm từ cuộn cao sang cuộn hạ của máy biến áp nguồn

 Khi hư hỏng cách điện dòng sự cố thứ nhất thường thấp và không gây nguy hiểm

 Khi sự cố thứ 2 xảy ra trên pha khác, nó sẽ tạo nên dòng ngắn mạch và gây nguy hiểm Vì vậy, cần sử dụng thiết bị bảo vệ có thể vận hành khi sự cố hai điểm hay lắp đặt thiết bị kiểm soát cách điện Thiết bị này sẽ theo dõi và chỉ thị điểm sự cố thứ nhất nhằm giúp định vị và loại trừ nó

Hệ thống IT thường được sử dụng khi yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao mà mạng cấp điện cho các thiết bị xử lí

 Dây PE tách biệt với dây trung tính, không được nối đất lặp lại và tiết diện dây

PE thường được xác định theo dòng sự cố lớn nhất có thể xảy ra

 Trong điều kiện làm việc bình thường, không có sụt áp và dòng điện trên dây

PE nên tránh được hiểm hoạ cháy và nhiễu điện từ

Hình 3.4: Hệ thống TN-C

3.1.3.2 Hệ thống TN-C: Trong hệ thống TN-C dây trung tính và dây bảo vệ là một và

gọi chung là dây PEN

Đặc điểm:

 Sử dụng nhiều điểm

nối đất lặp lại để

đảm bảo dây PEN

được tiếp đất trong

mọi trường hợp

 Dòng sự cố và điện áp tiếp xúc lớn nên

cần trang bị thiết bị bảo vệ tự động ngắt

nguồn khi có sự cố hỏng cách điện

 Trong điều kiện làm việc bình thường , vỏ thiết bị, đất và trung tính có cùng điện thế

 Khi hư hỏng cách điện, dòng sự cố gây độ sụt áp nguồn, nhiễu điện từ lớn

và khả năng gây cháy cao

 Trường hợp tải không đối xứng, trong dây PEN sẽ xuất hiện dòng điện Dòng điện này có thể gây nhiễu cao cho các máy tính hay hệ thống thông tin

Hệ thống TN-C thường được sử dụng cho mạng điện không cải tạo hay mở rộng và có tiết diện dây cáp lớn hơn 10mm2 đối với đồng và lớn hơn 16mm2 đối với nhôm

3.1.3.3 Hệ thống TN-CS:

Là hệ thống kết hợp giữa hệ thống TN-C và TN-S Không sử dụng hệ thống TN-C và TN-S cho các công trình mà khả năng cháy và khả năng lây nhiễm nhiễu điện từ cao Lưu ý rằng, sơ đồ TN-C không bao giờ sử dụng sau sơ đồ TN-S

Hình 3.5: Hệ thống TN-CS

Các yêu cầu thực tế trong việc chọn loại hệ thống nối đất căn cứ vào các yêu cầu sau:

 An toàn chống điện giật

 An toàn chống hoả hoạn do điện

 Bảo vệ chống quá áp

 Bảo vệ chống nhiễu điện từ

 Lên tục cung cấp điện

3.1.4 Qui định về dây bảo vệ PE và PEN

Dây PE là dây liên kết các vật dẫn tự nhiên và các vỏ kim loại không có điện của các thiết bị điện để tạo lưới đẳng áp Dẫn dòng sự cố do hư hỏng cách điện tới điểm trung tính nối đất của nguồn Dây PE sẽ được nối đất vào đầu nối đất chính của mạng Đầu nối đất chính sẽ được nối với các điện cực nối đất thông qua dây nối đất

Dây PE thường được bọc và thường có màu vàng sọc xanh lục, Không được chứa đựng bất kỳ hình thức hay thiết bị đóng cắt nào Trong sơ đồ nối đất dạng IT và

TN, dây PE nên đặt gần dây pha nhằm đảm bảo được giá trị cảm kháng nhỏ nhất trong mạch có sự cố chạm đất

Dây PEN có chức năng của dây trung tính và dây bảo vệ, không được sử dụng cho cáp di động và tiết diện của nó không được nhỏ hơn giá trị cần thiết của dây trung tính

Mạng điện rất lớn với điện trở nối

phần vật dẫn không được che chắn

có giá trị R < 10

TT, TN,

IT hay hỗn hợp Mạng điện rất lớn với điện trở nối

phần vật dẫn không được che chắn

Tải nhạy cảm với dòng sự cố lớn

Tải với mức cách điện thấp ( lò

Thiết bị một pha sử dụng điện áp L

IT có dây N Công trình dễ cháy

TN-S;

TT

3.2 ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT:

Điện trở suất của đất là yếu tố chủ yếu, quyết định điện trở tản của cực nối đất Điện trở suất của đất là điện trở của một khối lập phương đất mỗi cạnh dài 1cm Đơn

vị là m Điện trở suất của đất phụ thuộc vào cấu tạo của đất, độ ẩm, nhiệt độ, độ dính giữa hạt đất, sự hiện diện của các thành phần kim loại muối acid …

Điện trở suất thực tế được xác định bằng máy đo điện trở nối đất Còn trong tính toán sơ bộ thể sử sụng các trị số gần đúng của điện trở suất ρ của một số loại đất trong bảng trị số điện trở suất của đất:

Bảng 3.2: Trị số điện trở suất của đất

Loại đất

Giá trị điện trở suất giới hạn (Ωm)

Giá trị điện trở suất khi thiết kế (Ωm)

3.3 1 Nối đất tự nhiên: là trang bị thiết bị nối đất sử dụng các ống dẫn nước chôn

ngầm trong đất hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ ống nhiên liệu lỏng

và khí dễ cháy nổ), các kết cấu kim loại của công trình nhà của có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất Nối đất tự nhiên không kiểm tra chặt chẽ về chất lượng nên nối đất tự nhiên chỉ được coi là nối đất bổ sung chứ không được gọi là nối đất

chính và được xác định bằng cách đo thực tế tại chỗ hay dựa theo các tài liệu để tính toán gần đúng

3.3.2 Nối đất nhân tạo: thường được thực hiện bằng cọc thép và có hình dẹp chữ

nhật hay hình thép góc dài 2 3m đóng sâu xuống đất sao cho đầu trên của chúng cách mặt đất khoảng 0,5÷08m Các thanh thép dẹp có chiều dài không nhỏ hơn 4m và tiết diện không nhỏ hơn 48mm2 cho các trang thiết bị có điện áp đến 1000V và không nhỏ hơn 100mm2 cho trang thiết bị có điện áp lớn hơn 1000V

Đặc điểm của trang thiết bị nối đất kiểu cũ và kiểu mới được trình bày ở bảng 3.3:

Hình 3.7: Các kiểu nối đất

3.4.1 Nối đất tập trung: thường dùng nhiều cọc đóng xuống đất và nối với nhau

bằng các thanh ngang hay cáp đồng trần Khoảng cách giữa các cọc thường bằng 2 lần chiều dài cọc Trong trường hợp hạn chế về mặt bằng thi công thì khoảng cách này không nhỏ hơn chiều dài của cọc Nối đất tập trung thường chọn nơi đất ẩm, điện trở suất thấp, ở xa công trình

3.4.2 Nối đất mạch vòng: các điện cực được đặt theo chu vi công trình cần bảo vệ

(cách mép ngoài từ 1  1.5m) khi phạm vi công trình rộng Nối đất mạch vòng còn đặt ngay trong khu vực công trình Nối đất mạch vòng nên dùng ở các trang thiết bị có điện áp trên 1000V, dòng điện chạm đất lớn

** Về vấn đề thi công hệ thống nối đất cần chú ý đến các điểm sau:

 Các cọc nối đất bằng sắt hoặc thép trước khi đóng xuống đất cần phải đánh sạch gỉ không sơn Ở nơi có khả năng ăn mòn kim loại thì phải dùng sắt tráng kẽm hoặc dùng bằng cọc thép đồng

 Đường dây nối đất chính đặt ở ngoài nhà phải chôn sâu 0.5÷0.7m, ở trong nhà thì đặt trong rãnh hoặc nối theo tường sao cho việc kiểm tra được thuận tiện

 Dây nối đất chính được nối vào bảng đồng nối đất, các trang thiết bị điện được nối đất với bảng đồng bằng một đường dây nhánh Cấm mắc nối tiếp các trang thiết bị vào dây nối chính

a) sơ đồ nối đất tập trung:

Để xác định điện trở của hệ thống nối đất cần phải xác định số cọc và cách chôn cọc Bởi tùy thuộc cách chôn (nằm đứng, nằm ngang, chôn sâu hay chôn cạn) và

số lượng cọc mà có cách tính toán khác nhau

Bảng 3.4: Bảng xác định điện trở hệ thống nối đất theo phương pháp tính toán

3.5.2 Phương pháp và dụng cụ đo điện trở nối đất

Điện trở nối đất cần đo là tổng điện trở kết cấu nối đất nằm trong đất và điện trở dây dẫn nối đất Điện trở nối đất được xác định bằng tỉ số điện áp đặt vào kết cấu nối đất so với đất và dòng điện đi qua kết cấu nối đất vào đất

Hình 3.9: PP dùng máy đo với cọc phụ

và cọc dò

Hình 3.8: Phương pháp dùng Volt kế - Ampe kế

Điên trở nối đất có thể biến đổi theo thời gian và thời tiết, do đó nên đo vào mùa khô, khi đó điện trở suất là lớn nhất

Điện trở nối đất được đo bằng nhiều phương pháp khác nhau như:

3.5.2.1 Phương pháp dùng ampe kế và volte kế

Phương pháp dùng ampe kế và volte kế

để đo điện trở nối đất hoặc trình bày ở

20m Sử dụng biến áp cách ly, phía

thứ cấp cung cấp một nguồn điện áp

xoay chiều có trị số điều chỉnh được vào giữa kết cấu nối đất (điểm E) và cọc S Sau khi đóng điện, đo dòng điện I bằng ampe kế G và đo điện áp Umeas bằng volte kế V Điện trở nối đất của kết cấu nối đất cần đo RE được xác định bằng công thức:

n

meas E

I

U

Phương pháp này dùng để đo điện trở nối đất có giá trị nhỏ

3.5.2.2 Phương pháp máy đo có cọc phụ và cọc dò:

Để thuận tiện khi đo điện trở nối đất, thường sử

dụng máy đo điện trở nối đất có cọc nối đất

phụ H và cọc dò S (hình 3.8) Khoảng cách

giữa các điểm dò (Rc) điểm phụ (Rh) và điểm

cần đo điện trở nối đất là (Rx) phải tuân theo

khoảng cách quy định (hình 3.9), nhưng

thường không nhỏ hơn 20m

3.5.2.3 Phương pháp dùng máy đo không cần

cọc dọc và cọc dò:

Phương pháp được sử dụng để đo được điện trở nối đất riêng của một cọc nối đất trong hệ thống nối đất nhiều cọc Xét hệ thống nối đất có (n+1) cọc nối song song (hình 3.11)

Điện trở nối đất tương đương của n cọc nối song song:

1

2 1 , 1

1

R R

R R