KỸ THUẬT AN TOÀN ĐIỆN

Các tai nạn về điện 1.1 Điện giật và đốt cháy do điện Khi con người tiếp xúc với phần tử có điện áp, sẽ có dòng điện chạy qua cơ thể, nếu dòng điện đủ lớn gây tác dụng sinh sý với cơ thể

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨN TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

BÀI TIỂU LUẬN

TÊN ĐỀ TÀI : KỸ THUẬT AN TOÀN ĐIỆN

THỜI GIAN : THỨ 3, TIẾT 1-2, PHÒNG B108

Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 11 năm 2017

KỸ THUẬT AN TOÀN ĐIỆN

I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1. Các tai nạn về điện

1.1 Điện giật và đốt cháy do điện

Khi con người tiếp xúc với phần tử có điện áp, sẽ có dòng điện chạy qua cơ thể,

nếu dòng điện đủ lớn gây tác dụng sinh sý với cơ thể thì gọi là điện giật.

Còn khi dòng điện rất lớn chạy trong cơ thể có thể gây bỏng các bộ phận trong cơ

thể mà nó đi qua gọi là đốt cháy do điện.

1.2 Hỏa hoạn, cháy nổ do điện

Do để các vật liệu dễ gây cháy nổ cạch các thiết bị điện hoặc đường dây dẫn khi trong dây dẫn có dòng điện quá giới hạn cho phép (quá tải, ngắn mạch, ) dẫn đến đốt nóng dây dẫn, chạm chập, phát ra hồ quang, các vật liệu dễ cháy để gần có thể bốc cháy gây cháy nổ, hỏa hoạn

Theo thống kê, điện giật chiếm khoảng 80% trong tổng số tai nạn và 85%-87%

số vụ tai nạn chết người là do điện giật

2. Các tình huống dẫn đến tai nạn điện giật

Chạm điện trực tiếp và chạm điện gián tiếp

- Chạm điện trực tiếp, xảy ra khi người chạm trực tiếp với các bộ phận mang điện như: chạm vào thanh dẫn, cuộn dây trong máy điện,

- Chạm điện gián tiếp, khi người chạm vào một bộ phận không mang điện, nhưng có một nguyên nhân nào đó khiến chúng mang điện Ví dụ chạm vào

vỏ máy biện áp có bộ phận cách điện bị hỏng,

3. Một vài số liệu thống kê về tai nạn điện giật

Sau đây là một vài số liệu thống kê về tai nạn điện giật theo các tài liệu được công bố của một số nước trên thế giới, qua đó đề ra phương án bảo vệ nhằm hạn chế tối đa mức nguy hiểm do dòng điện gây ra

- Tỷ lệ tai nạn điện giật theo cấp điện áp:

+ Khoảng 76,4% tai nạn xảy ra ở mạng điện hạ áp (U ≤ 1000V)

+ Khoảng 23,6% tai nạn xảy ra ở mạng điện cao áp (U > 1000V)

- Tỷ lệ tai nạn điện theo nghề nghiệp:

+ Khoảng 42,2% tai nạn xảy ra với những người trong ngành điện

+ Khoảng 57,8% tai nạn xảy ra với những người khong thuộc ngành điện

- Tỷ lệ tai nạn điện giật theo nguyên nhân tiếp xúc điện:

+ Khoảng 55,9% tai nạn xảy ra là do chạm điện trực tiếp

+ Khoảng 42,9% tai nạ là do chạm điện gián tiếp

+ Khoảng 1,12% tai nạ xảy ra do hồ quang điện

+ Khoảng 0,08% tai nạ xảy ra do xuất hiện trong khu vực điện trường mạnh

- Tỷ lệ tai nạn điện giật theo lứa tuổi:

Bảng 1: tỷ lệ tai nạn điện giật theo lứa tuổi

4. Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người

Khi người tiếp xúc với các phần tử mang điện áp, sẽ có dòng điện chạy qua cơ thể, các bộ phận có thể chịu các tác động nhiệt, điện phân, sinh học làm rối loạn, phá hủy các bộ phận, có thể dẫn tới tử vong

- Tác động nhiệt: thể hiện qua hiện tượng gây bỏng, phát nóng các mạch máu, thần kinh, tim, não, dẫn đến phá hủy, hoặc gây rối loạn chức năng các bộ phận này

- Tác động điện phân: thể hiện ở việc phân hủy các chất lỏng trong cơ thể, nhất

là máu, gây phá hủy các thành phần của máu và mô

- Tác động sinh học: chủ yếu thông qua sự phá hủy các quá trình điện-sinh, phá

vỡ cân bằng sinh học, chức năng sống

Mức độ nguy hiểm của dòng điện còn phụ thuộc vào trị số của dòng điên, loại dòng điện, và thời gian duy trì dòng điện qua cơ thể

Trị số

dòng

điện

[mA]

Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể

0,6-1,5 Bắt đầu thấy ngón tay tê tê Không có cảm giác 2,0-3,0 Ngón tay tê rất mạnh Không có cảm giác 3,0-7,0 Bắp thịt co lại và rung Đau như kim châm, cảm

thấy nóng 8,0-10 Tay khó rời khỏi vật; ngón tay, khớp tay,

long bàn tay cảm thấy đau Nóng tăng lên 20-25 Tay không rời khỏi vật, đau, khó thở Nóng tăng lê, cơ tay co

nhưng không mạnh

50-80 Cơ quan hô hấp tê liệt, tim đập mạnh Cảm thấy nóng mạnh, cơ

tay co rút, khó thở 90-100 Cơ quan hô hấp tê liệt, quá 3s tim sẽ tê liệt

dẫn đến ngừng đập Cơ quan hô hấp bị tê liệt

- Hiện nay, kỹ thuật sử dụng trị số an toàn điên cho phép của dòng điện (Icp)

+ Dòng điện xoay chiều: Icp= 10mA

+ Dòng điện một chiều: Icp= 50mA

5. Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ nguy hiểm của dòng điện đối với cơ thể

5.1 Điện áp tiếp xúc

Điện áp tiếp xúc (Utx) là điện áp giữa hai điểm trên đường đi của dòng điện qua

cơ thể người thường là giữa tay và tay hoặc là tay và chân:

Utx = Utay – Uchân

Hay Utx = Utay – Utay

Hoặc Utx = Uchân – Uchân

Điện áp tiếp xúc càng cao thì dòng điện qua người càng lớn, vị vậy người sẽ nguy hiểm

5.2 Điện áp bước

Điện áp bước (Ub) là điện áp giữa hai chân người đi vào vùng đấy bị nhiễm điện Xác định qua công thức:

Ub= Ux- Ux+a=

Trong đó: a – khoảng cách bước chân (0,4-0,8m)

x – khoảng cách từ chân đến chỗ dòng điện [m]

5.3 Điện áp cho phép

Trong lĩnh vực an toàn điện, còn sử dụng điện áp cho phép là mức con người khi tiếp xúc khong bị nguy hiểm đến tính mạng

5.4 Tổng trở cơ thể

Tổng trở cũng với điện áp tiếp xúc là hai yếu tố xác định giá trị dòng điện đi qua cở thể người khi tiếp xúc cới phần tử có điện

Bảng 2: Giá trị điện áp cho phép

Nơi khô ráo Nơi ẩm ướt Tiêu chuẩn IEC

TCVN

4756-1989

AC DC

50 80

25 50 Chú ý: ở những nơi nguy hiểm thì Ucp=6-12V

Tổng trở cơ thể phụ thuộc rất nhiều yếu tố từ bên ngoài, trong đó cần kể đến:

a) Điện áp tiếp xúc và thời gian duy trì điện áp

b) Mối trường xung quanh

- Độ ẩm: độ ẩm của môi trường xung quanh càng tăng, thì độ dẫn điện lớp da tăng lên khiến tổng trở giảm, độ nguy hiểm tăng

- Nhiệt độ: Khi nhiệt độ môi trường tăng, tuyến mồ hôi hoạt động nhiều, độ dẫn điện tăng, tổng trở giảm, mức nguy hiểm tăng

c) Diện tích tiếp xúc và tần số của dòng điện

Nếu diện tích tiếp xúc càng lớn thì tổng trở của người sẽ giảm, sự nguy hiểm sẽ tăng lên Sự nguy hiểm của dòng điện cũng có liên qua đến tần số, nhưng chưa kết luận được là nguy hiểm ở mức nào

5.5 Đường đi của dòng điện

Đường đi của dòng điện cũng góp phần quan trọng vào sự nguy hiểm của dòng điện đối với cơ thể, đặc biệt là liên quan đến cơ quan hô hấp và tim

Dòng điện đi qua người Tỷ lệ phần trăm của dòng điện đi qua tim [%]

Từ tay qua tay

Từ tay trái qua chân

Từ tay phải qua chân

Từ chân qua chân

3,3 3,7 6,7 0,4

Bảng 4.5 Phân lượng dòng điện qua tim

Quan bảng trên cho thấy, dong điện đi từ chân snag chân ít nguy hiểm nhất, nhưng nếu không biết xử lý có thể gây có rút, sẽ nguy hiểm nếu ở trên cao

5.6 Tình trạng sức khỏe

Nghiên cứu cho thấy, hiện tượng choáng điện được thể hiện rõ nếu người ở trạng thái mệt mỏi hoặc trong trình trạng say rượu, ở phụ nữ và trẻ em nhạy cảm với hiện tượng này hơn so với nam giới

Bảng 4 Giá trị lớn nhất cho phép để không gây rung cơ tim với người khỏe Dòng điện

Thời gian

điện giật

[s]

Bảng 4.7 Giá trị lớn nhất để không gây cơ tim ở người yếu

Dòng điện

Thời gian

điện giật

[s]

1 0,5 0,15 Không nghiên cứu dưới 1s

6. Phân tích an toàn trong các mạng điện đơn giản

Mạng điện đơn giản là mạng điện xoay chiều một pha hoặc mạng điện một chiều,

có thể đi trên một hoặc hai dây, đi trên không hoặc cá ngầm

Mất an toàn điện: chạm vào hai cực hoặc một cực (dây)

- Trường hợp chạm cả hai dây thì rất nguy hiểm, vì gần như toàn bộ điện áp của mạng sẽ tác dụng lên người:

Ing= U/Rng [A]

Trong đó: U – điện áp mạng điện

Rng- điện trở của người Giá trik Ing nếu lớn hơn giá trị an toàn cho phép (Icp) đã nên trước đó thì rất nguy hiểm

II. CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN ĐIỆN

1. Quy tắc chung

- Phải che chắn các thiết bị và bộ phận mang điện để tránh nguy hiểm khi tiếp xúc bất ngờ vào vật dẫn

- Phải chọn điện áp sử dụng và thực hiện nối đất hoặc nối dây trung tính các phần tử bình thường không mang điện nhưng có nguy cơ rò rỉ

- Nghiêm chỉnh sử dụng các thiết bị, dụng cụ và thiết bị bảo vệ khi làm việc

- Nghiêm chỉnh chấp hành các quy trình, quy phạm về an toàn điện

- Tổ chức kiểm tra, vân hành đúng quy tắc an toàn

- Thường xuyên kiểm tra dự phòng cách điện của thiết bị và hệ thống

2. Các biện pháp kỹ thuật

2.1 Biện pháp chủ động đề phòng xuất hiện tình trạng nguy hiểm có thể gây tai nạn.

- Đảm bảo tốt cách điện của thiết bị

- Đảm bảo khoảng cách an toàn điện

- Sử dụng điện áp thấp, máy biến áp cách ly

- Sử dụng tín hiệu, biển báo, khóa liên động

2.2 Biện pháp ngăn ngừa, hạn chế tai nạn điện khi xuất hiện tình trạng nguy hiểm

- Thực hiện nối dây trung tính bảo vệ

- -Thực hiện nối dất bảo vệ, cân bằng thế, nối không

- Sử dụng máy cắt điện an toàn, chống rò điện

- Sử dụng phương tiện bảo vệ, phòng hộ

III. NỐI DẤT BẢO VỆ

1. Các dạng nối đất

1.1 Nối đất làm việc

Là nối mốt số điểm của mạng điện với hệ thống nối đất, nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, ngay cả khi vân hành hệ thống điện trong chế độ làm việc bình thường cũng như khi xảy ra sự cố

Khi hệ thống nối dất có cham đất ở hai điểm sẽ biến thành ngắn mạch hai pha, đưa đến tự động cắt chỗ bị hỏng

U>1000V

I d <500A

Hình 5 Nối đất

bảo vệ có điện áp trên 1000V 1.2 Nối đất an toàn

Là nối điện các bộ phận bình thường không mang điện áp (khung vỏ máy, giá đỡ kim loại, ) của các thiết bị với hệ thống nối đất nhằm đảm bảo an toàn khi cách điện giữa chúng mà phần tử mang điện

1.3 Nối dất chống sét

Là nối thiết bị chống sét (dây thu, kim thu lôi, ) với hệ thống nối đất nhằm tản dòng điện sét vào trong đất, giữ cho điện áp tại mọi điểm không quá lớn đảm bảo

an toàn điện

a) Nối đất tựu nhiên

Là tận dụng những vật liệu có sẵn trong đất (ống nước kim loại, bê tong cốt thép, ) Điện trở nối đất được đo thực tế

b) Nối đất nhân tạo

Thực hiện bằng cách chôn các điện cực kim loại cực sâu trong đất và nối điện chúng lại với nhau, chôn thẳng đứng hoặc nằm ngang điện cực

Điện trở gồm hai thành phần: điện trở bản thân điện cực và điện trở của khối đất xung quanh điện cực

Điện trở suất của đất phụ thuộc chủ yếu vào những yếu tố sau:

- Loại đất (cát, thịt, axit, )

- Nồng độ muối, axit,

- Độ ẩm, nhiệt độ đất

- Độ chặt của đất

Trong tính toán, điện trở suất được tính như sau:

p = pđo km

Trong đó: pđo- là điện trở suất của đất đo được

Km- hệ số mùa

2. Phạm vi ứng dụng của bảo vệ nối đất

2.1 Thiết bị điện hạ áp (U<1000V)

Ban đầu cần xác định chế độ làm việc của trung tính của mạng cung cấp điện

Nếu mạng có trung tính nối đất trực tiếp nên dung bảo vệ nối dây trung tính

Nếu dây trung tính của mạng cách điện thì nên dung bảo vệ nối đất

- Khi điện áp >150V phải dung bảo vệ nối đất cho tất cả thiết bị điện không phụ thuộc môi trường

- Khi điện áp <150V thì chỉ cần dùng bảo vệ nối đất trong các trường hợp cụ thể sau:

+ Nhà xưởng đặc biệt nguy hiểm về an toàn điện

+ Nhà xưởng có nguy cơ cháy nổ cao

+ Thiết bị đặt ngoài trời

2.2 Thiệt bị điện cao áp (>1000 V)

Phải dùng bảo vệ nối đất trong mọi trường hợp

IV. XỬ LÝ VÀ CẤP CỨU NGƯỜI BỊ ĐIỆN GIẬT

Thực hiện thoe hai bước cơ bản sau:

1. Tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện

1.1 Trường hợp cắt được nguồn điện

- Cần nhanh chóng cắt được nguồn điện, khi cắt cần chú ý:

+ Nếu nạn nhân trên cao thì có biện pháp hứng đỡ người đó.

+ Cắt điện trong trường hợp này cũng có thể dùng dao, búa, có cán cách điện

1.2 Trường hợp không cắt được nguồn điện

Cần phân biệt người bị nạn do điện hạ áp hay cao áp mà thực hiện các biện pháp sau:

- Người bị điện hạ thế: người cứu cần có biện pháp an toàn cho bản thân tốt như dùng các vật cách điện: sào, gậy tre, Để gạt dây điện ra khỏi nạn nhân Nếu nạn nhân bám chặt vào dây thì cần đứng trên các vật cách điện khô như bàn ghế, ủng để cắt dây điện ra khỏi nạn nhân

Hình 6 Tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện

- Nếu người bị nạn do điện cao thế: tốt nhất là người cứu có các dụng cụ an toàn như: đi ủng, đeo găng tay, sào khô cách điện, để tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện Còn nếu như không có thì cần tạo mạch ngắn pha để dây tự động cắt khỏi nguồn

1.3 Cấp cứu sau khi tách nạn nhân ra khỏi nguồn điên

Cần căn cứ vào tính trạng nan nhân để xử lý:

- Nếu nạn nhân chưa mất tri giác, chỉ mê man, thì cần đặt nạn nhân nơi

thoáng khi, và cấp tốc đi mời bác sỹ, nếu không mời được thì đưa đến cơ

quan y tế gần nhất

- Nếu nạn nhân bị mất tri giác nhưng vẫn còn thở nhẹ, tim đập yếu, cần đặt nạn nhân nơi thoáng khí, nới lỏng quần áo, thắt lưng, đồng thời cho ngửi nước

tiểu, amoni, đi mời bác sỹ/

- Khi nạn nhân đã tắt thở, tim ngừng đập, đặt nạn nhân nơi thoáng khí, nới

rộng quần áo, thắt lưng, kiểm tra miệng xem có vướng gì không rồi thực hiện

hô hấp nhân tạo cho đến khi có bác sỹ quyết định

Có 3 phương pháp hô hấp nhân tạo: Nằm sấp- nằm ngửa-thổi ngạt Trước khi

hô hấp, phải thực hiện các công việc sau:

- Nhanh chóng cở quần áo nạn nhân, nới rộng thắt lưng

- Dùng vật cứng nạy miệng nạn nhân, lấy vật trong miệng ra, kéo giữ lưỡi

1.3.1 Phương pháp nằm sấp

Đặt nằm sấp, một tay gối vào đầu, một tay duỗi thẳng, mặt nghiêng về phía tay duỗi, moi rớt rãi trong mồm và kéo lưỡi ra (nếu lưỡi bị thụt vào)

Người làm hô hấp ngồi phía lưng nạn nhân, 2 đầu gối quỳ xuống - kẹp vào hai bên hông nạn nhân, hai bàn tay để vào hai bên cạnh sườn, hai ngón tay cái để sát sống lưng, ấn tay đếm nhẩm “1-2-3” rồi lại từ từ thả tay, thẳng người đếm nhẩm “4-5-6”

Cứ làm như vậy 12 lần trong 1 phút, đều đều theo nhịp thở của mình, làm đến khi nạn nhân thở được hoặc có ý kiến quyết định của y, bác sỹ mới thôi Phương pháp này thường được áp dụng khi chỉ có một người cứu

Hình 7 Phương pháp nằm sấp

1.3.2 Phương pháp nằm ngửa

Dưới thắt lưng đặt gối mềm hoặc quần, áo vo tròn lại, để đầu hơi ngửa, kéo mồm há ra, moi rớt rãi trong mồm và kéo lưỡi ra Một người ngồi bên cạnh giữ lưỡi Nếu mồm mím chặt thì lấy que cứng (không sắc) để cậy ra

Người cứu ngồi phía đầu, cách đầu(20-30)cm, 2 tay cầm lấy hai tay nạn nhân (chỗ gần khuỷu), từ từ đưa lên phía trên đầu sao cho hai bàn tay nạn nhân gần chạm vào nhau Sau (2-3) giây nhẹ nhàng đưa tay nạn nhân gập lại và ép 2 tay nạn nhân lên ngực Sau (2-3) giây lặp lại các động tác trên

Làm từ (16-18) lần trong một phút Làm thật đều và đếm “1-2-3” cho lúc hít vào, “4-5-6” cho lúc thở ra Làm liên tục cho đến khi nạn nhân tự thở được bình thường hoặc có ý kiến quyết định của y, bác sỹ mới thôi Phương pháp này không khí đưa vào phổi được nhiều hơn phương pháp nằm sấp, nhưng phải có hai người

Hình 8 Phương pháp

nằm ngửa

1.3.3 Phương pháp hà hơi thổi ngạt

Để nằm ngửa, nới rộng quần, áo, thắt lưng, moi rớt rãi trong mồm nạn nhân

ra, đặt đầu nạn nhân hơi ngửa ra phía sau Người cứu ngồi (hoặc quỳ) bên cạnh nạn nhân, đặt chéo hai bàn tay lên ngực trái (vị trí tim) rồi dùng cả sức mạnh thân người ấn nhanh, mạnh, làm lồng ngực nạn nhân bị nén xuống (3-4)

cm Sau khoảng 1/3 giây thì buông tay ra để lồng ngực nạn nhân trở lại bình thường Làm theo nhịp độ khoảng 80-100lần/ phút Đồng thời với động tác ép tim, phải hà hơi:

Hà hơi: người cứu ngồi bên cạnh đầu, một tay bịt mũi nạn nhân, một tay giữ cho mồm nạn nhân há ra (nếu lưỡi bị tụt vào thì kéo ra), hít thật mạnh để lấy nhiều không khí vào phổi rồi ghé sát mồm vào mồm nạn nhân mà thổi cho lồng ngực phồng lên (hoặc bịt mồm để thổi vào mũi nếu không thổi vào mồm được)

Nếu 2 người làm: 1 người ép tim, 1 người thổi ngạt; 5 lần ép tim thì 1 lần thổi ngạt

Nếu 1 người làm: cứ 15 lần ép tim thì cứ 2 lần thổi ngạt

2. Lứu ý: kết hợp 2 động tác nhịp nhàng với nhau, nếu không động tác này sẽ

phản động tác kia Sau 2-3 phút dừng, kiểm tra 1 giây Làm liên tục cho đến khi nạn nhân tự thở được hoặc có ý kiến của y, bác sỹ mới thôi

Hình 8 Phương pháp hà hơi thổi ngạt