Bài giảng an toàn điện

Phạm vi bảo vệ của hệ 3 cột (kim) thu lôi thành tam giác hay nhiều cột thành đa giác kết hợp bảo vệ, được hình thành bởi sự kết hợp tất cả các phạm vi bảo vệ kết hợp của các cặp đôi kim thu lôi đặt tại các đỉnh của tam giác hay đa giác đó. Nếu là các đa giác thì hệ luôn có thể chia thành các tam giác kim thu lôi. Trong một tam giác kim thu lôi luôn có duy nhất một đường tròn ngoại tiếp tam giác thu lôi đi qua chân của tất cả các cột. Để đảm bảo an toàn thì tất cả 3 cặp đôi phạm vi bảo vệ kết hợp (trên các cạnh tam giác) phải kết hợp phủ kín hết vùng diện tích mặt bằng bên trong hình tam giác kim thu lôi đó. Điều này liên quan tới 3 bán kính nhỏ nhất (bmin1, bmin2, bmin3) của phạm vi bảo vệ kết hợp trên mỗi cạnh tam giác (là khoảng các giữa 2 cột trong 1 cặp) tại cao độ chân cột về mỗi phía của trục 2 cột (cạnh tam giác). Các bán kính nhỏ nhất này đạt được tại vị trí trung điểm của mỗi cạnh tam giác thu lôi và

1 Nhiệm vụ của sinh viên :

- Sinh viên phải tham gia đầy đủ các tiết học

(tối thiểu 80% số tiết học trên lớp) dưới sự hướng dẫn của giảng viên;

- Đọc và nghiên cứu tài liệu bắt buộc ở nhà trước khi đến lớp;

- Có đầy đủ điểm thường xuyên, điểm đánh giá nhận thức

và thái độ tham gia thảo luận;

- Có 2 bài kiểm tra ;

- Tham gia dự kỳ thi kết thúc học phần;

1

Mét sè tµi liÖu tham kh¶o.

1- Nguyễn Xuân Phú – Trần Thanh Tâm

Kỹ thuật an toàn trong cung cấp và sử dụng điện NXB KHKT năm 1996.

2- Giáo trình: Quản trị doanh nghiệp – Trường ĐH KTQD.

3- Sở điện lực Hà Nội 1989 Quy trình kỹ thuật an toàn điện

4- Bộ môn hệ thống điện trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Kỹ thuật an toàn điện

5- Nguyễn Đình Thắng Giáo trình an toàn điện NXB giáo dục năm 2002.

3

CHƯƠNG IV BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP

CHƯƠNG V CÁC BIỆN PHÁP CẤP CỨU NGƯỜI BỊ ĐIỆN GIẬT

CHƯƠNG II:

PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN ĐƠN

GIẢN VÀ MẠNG ĐIỆN 3 PHA

CHƯƠNG II:

PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN ĐƠN

GIẢN VÀ MẠNG ĐIỆN 3 PHA

CHƯƠNG II:

PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN ĐƠN

GIẢN VÀ MẠNG ĐIỆN 3 PHA

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN ĐƠN

GIẢN VÀ MẠNG ĐIỆN 3 PHA

4

Mục đích: Trang bị cho SV kiến thức về :

 Trang bị cho sinhviên những kiến thức cơ bảnvề an toàn điện cho người, thiết bị.

Giúp cho sinh viên có những kiến thức cơ bản về an toàn điện.

5

Yêu cầu: Hiểu và nắm được

Nắm được các kỹ năng lắp đặt sử dụng và vận hành các thiết bị điện,điện

tử đúng quy cách.

Tạo cho SV ý thức an toàn là trên hết

6

Tai nạn điện gây bị thương hoặc tử vong cho con người

7

Tai nạn điện dẫn đến hoả hoạn, cháy nổ …

8

10

Dây điện trần gác lên cây

khi trời mưa

Cột đỡ dây điện bằng tre, trúc

bị gẫy

11

Quan sát các hình sau thảo luận theo

nhóm và nêu nguyên nhân gây

tai nạn điện ở từng hình?

Sửa chữa điện không cắt nguồn điện, không sử dụng dụng cụ bảo vệ an toàn điện



13

Sử dụng các đồ dùng điện bị

rò điện ra vỏ (vỏ kim loại)







14

? Quan sát các hình sau thảo luận theo

nhóm và nêu nguyên nhân gây tai nạn điện ở từng hình?(3p’)



Chạm trực tiếp vào dây dẫn điện trần không bọc cách điện hoặc dây dẫn hở cách điện

16

Đang tháo dỡ nhà vì vi phạm hành

lang an toàn điện

Quan sát hình ảnh và cho biết hai anh cơng nhân này đang làm gì? Vì sao?

17

Điện áp Đến

Dâ

y tra àn

Dâ

y bọ c

Dây trầ n

Đ iện áp xoay chiều nguy hiểm hơn

điện áp 1 chiều.

• 42V một chiều t ơng đ ơng 12V xoay

chiều

• 108V môt chiều t ơng đ ơng 36V xoay chiều

• 120V môt chiều t ơng đ ơng 42V xoay chiều

Mức độ t ơng đ ơng gây nguy hiểm giữa điện ỏp 1 chiều và xoay chiều ?

19

Điện áp Đến 35kV 66-110kV 220kV 500kVK/C A.T

Khi gặp trường hợp này

em sẽ làm gì?

Không đến gần và báo ngay cho

trạm quản lí điện

21

Vì sao xảy ra tai nạn

điện?

- Do chạm vào vật mang

điện.

- Do vi phạm khoảng cách an

toàn của lưới điện cao áp và trạm biến áp

- Do đến gần dây điện bị

đứt rơi xuống đất.

Tai nạn do điện dẫn đến hậu

quả như thế nào?

22

Tai nạn điện dẫn đến hoả

hoạn, cháy nổ …

23

Tai nạn điện gây bị thương hoặc tử vong cho con người

24

1.1 Những nguy hiểm dẫn đến tai nạn do dòng điện gây ra

Điện giật

Đốt cháy điện

Hoả hoạn và nổ

Nêu những tại nạn do điện mà em biết

trong thực tế?

1.1 1 Điện giật

Khi người tiếp xúc với các phần tử có điện áp

(chạm điện) sẽ có dòng điện chạy qua cơ thể Nếu dòng điện đủ lớn gây tác dụng sinh lý đối với cơ thể như gây bỏng, làm tê liệt hệ thần kinh, phá vỡ các mô, gây tổn thương mắt, sưng màng phổi, hủy hoại cơ quan hô hấp và tuần hoàn não thì gọi là điện giật.

27

Điện giật: Là dạng tai nạn điện nguy hiểm nhất Nếu trong vòng 4 đền 6 giây người bị nạn không kip thời tách khỏi dòng điện có thể dẫn đến chết người

• HQ điện

• Xuất hiện trong

KV điện trường mạnh

- 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.

1.1.1 Điện giật

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

ba pha ở chế độ mất cân bằng).

- Tiếp xúc đồng thời ở hai điểm trên mặt đất hay trên sàn có các điện thế khác nhau (do đó có dòng điện chạy qua người từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp).

1.1.1 Điện giật

Số liệu thống kê tai nạn điện

Số liệu thống kê tai nạn điện

• Xuất hiện trong KV điện trường mạnh:0.08%

d Theo nguyên lứa tuổi:

• Dưới 20: 14,5%

• 21-30: 51,7%

• 31-40: 21,3%

• Trên 40: 12,5%

Với mạng cao áp, khi điện giật còn gây

ra tác hại gì với

cơ thể người ?

Cháy xém do dòng điện có cường độ lớn

Co quắp chân tay

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.

36

Nạn nhân tại nạn điện do đốt cháy

37

Tác dụng kích thích của dòng điện

40

1.1.3 Hỏa hoạn và nổ.

Do để các vật liệu dễ cháy nổ ngay cạnh các thiết bị điện hay đường dây dẫn điện dẫn đến đốt nóng dây dẫn

Do đóng cắt mạch, chạm chập, phát nổ hồ quang, các vật liệu dễ cháy nổ để gần nên có thể bốc cháy gây hỏa hoạn, cháy nổ

42

Tai nạn điện dẫn đến hoả

hoạn, cháy nổ …

44

NHỮNG nguy hiểm dẫn đến tai nạn do dòng

điện gây ra

1.1.1 Điện giật

1.1.2 Đốt cháy

điện 1.1.3 Hoả hoạn

và nổ

Chiếm đa số các tai nạn do dòng điện gây ra

Chiếm đa số các tai nạn do dòng điện gây ra

45

Dòng điện có độ lớn bao nhiêu thể gây nguy hiểm đối với cơ thể người ?

Dòng điện có độ lớn bao nhiêu thể gây nguy hiểm đối với cơ thể người ?

46

ảnh h ởng của trị số dòng điện giật.

cảm giác thấy nóng

nh ng vẫn rời đ ợc Ngón tay, khớp tay, lòng bàn tay cảm thấy

hoặc dài hơn, tim bị tê liệt đi

đến ngừng đập

Thở bị tê liệt

47

Một số biện pháp an toàn điện

Từ những nguyên nhân xảy

ra tai nạn điện hãy tìm ra biện pháp an toàn khi sử dụng và sưả chữa điện

Những biện pháp an toàn khi sử dụng và sửa chữa điện

4

48

Kìm tuốt dây

Kìm điện

MỘT SỐ

MỘT SỐ DỤNG CỤ BẢO VỆ AN TOÀN ĐIỆN

49

Tại sao chim đứng trên dây trần mang điện lại không bị điện giật?

50

Tổn thương do chạm phải vật có mang điện áp.

Khi dòng

điện đi qua người gây ra tác dụng gì?

Rp2

Tæng trë cña c¬ thÓ ng êi

Z P1 tæng trë cña líp da dßng ®iÖn ®i vµo c¬ thÓ

Z i tæng trë cña c¸c bé

trong c¬ thÓ

Z P2 tæng trë cña líp da dßng ®iÖn

®i ra c¬ thÓ

52

1.2 Tæng trë c¬ thÓ ng êi

Da khô ρ = (1 ữ 2)10 4 Ω m

Da là bộ phận quan trọng quyết

định điện trở cơ thể ng ời

1.2 Tổng trở cơ thể ng ời

Tổng trở người là một đại l ợng không thể thuần nhất

Tổng trở cơ thể là một đại l ợng phi tuyến

 Đặc tính tổng trở của từng ng ời thì

khác nhau

Với một ng ời thì tổng trở khác nhau

trong những thời điểm khác nhau

1.2.1 Khỏi niệm chung

Điện trở người

* ¶nh h ëng cña thêi gian

®iÖn giËt.

Thời gian tác dụng của dòng điện ảnh hưởng đến điện trở người Thời gian tác dụng càng lâu điện trở người càng bị giảm

Khi dòng điện tác động trong thời gian ngắn thì tính chất nguy hiểm phụ thuộc vào nhịp đập của tim

56

- Vị trí: 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 là: vùng đầu (đặc

biệt là vùng: óc, gáy, cổ, thái dương), vùng ngực, vùng cuống phổi, vùng bụng và thông thường là những vùng tập trung dây thần kinh như đầu ngón tay, chân

Đường đi dòng điện qua người

Vị trí nào của người tiếp xúc với phần tử mang điện thì nguy hiểm nhất?

Đường đi của dòng điện

Đường đi của dòng điện qua cơ thể có tầm quan trọng rất lớn, điều đó phụ thuộc vào có bao nhiêu phần trăm dòng điện tổng đi qua cơ quan hô hấp và tim.

a §é Èm

Zng

Điện áp tiếp xúc

Câu hỏi trả lời nhanh: Hãy quan sát hình

sau và điền chữ a,b,c,d vào các dấu

(…) cho đúng?

1.Thực hiện tốt cách điện dây dẫn điện

2 Kiểm tra cách điện của đồ dùng điện

3 Thực hiện nối đất các thiết bị, đồ

dùng điện

4 Không vi phạm khoảng cách an toàn

đối với lưới điện cao áp và trạm biến

Nguyên nhân gây ra hoả hoạn và nổ là do đâu:

10 0:

A Dây dẫn bị nóng quá mức trong môi trường dễ nổ

B Mối nối không tốt, gây nóng và tạo hồ quang

Điện trở của người không phụ thuộc vào yếu tố nào?

10 0:

Giá trị điện trở của cơ thể lúc bình thường là

bao nhiêu?

10 0:

Điện trở cơ thể do bộ phận nào trên cơ thể quyết định?

10 0:

Tiếp xúc trực tiếp là tiếp xúc với??

10 0:

A Công tắc bị hư cách điện

B Dây dẫn không bọc cách điện

Giá trị dòng điện lớn nhất không gây nguy hiểm đến người là:

10 0:

Tiếp xúc trực tiếp là tiếp xúc với?

10 0:

1 Cắt cầu

dao (hoặc aptomat tổng).

a

b

c

Trước khi sữa chữa điện phải

cắt nguồn điện

69

*Cũng cố: Những hành

động sau đây hành động

nào đúng, hành động nào

sai?

a) Chơi đùa và trèo lên cột điện cao

áp.

b) Thả diều gần đường dây điện.

c) Không buộc trâu, bò…vào cột

điện cao áp.

d) Không xây nhà gần sát đường

dây điện cao áp.

e) Chơi gần dây néo, dây chằng cột

điện cao áp.

g) Tắm mưa dưới đường dây điện cao

áp.

S S

Đ Đ

S S

70

Theo em những hành dộng sau đây

là đúng hay sai ? vì sao?

Quan sát và cho biết những hành động sau dây là đúng hay sai? Vì sao?

SA

I

72

Phân bố điện áp đối với đất trong vùng dòng

điện tản trong đất

1.3 Hiện t ợng dòng điện đi trong đất

Dòng điện tản trong đất

Bằng thực nghiệm, ta có:

- 68% điện áp rơi trong phạm vi 1 m.

- 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 bán kính là 20m.

Nếu có điện áp đặt lên thiết bị nối đất R d là U d thì dòng điện đi vào trong đất I d được xác định:

d

d d

R

U

I =

74

* Điện ỏp tiếp xỳc U tx :

Là điện áp giữa hai

điểm trên đ ờng đi của dòng điện qua cơ thể ng ời (hay chính

là điện áp đặt lên cơ thể ng ời khi ng ời tiếp xúc điện) th ờng là giữa tay với tay hoặc giữa tay và chân

1.3.2 điện áp tiếp

xúc

Điện áp tiếp xúc phụ thuộc vào:

Khoảng cách từ vỏ thiết bị đ ợc nối đất đến vật nối đất

Khoảng cách từ 20m trở lên điện áp tiếp xúc Mức độ cân bằng thế

Từ biểu thức thấy: U tx càng lớn khi người đứng càng xa

cực tiếp đất Nếu người đứng cỏch xa vật 20m thỡ U ch = 0

→ U tx =U d

Điện áp tiếp xúc cho phép U txcp

Khi người đứng trên mặt đất thường 2 chân ở 2 vị trí khác nhau, nên

người sẽ phải chịu sự chênh lệch giữa hai

Sự chênh lệch điện thế như vậy được gọi

là điện áp bước:

Trong đó:

a là độ dài của bước chân (0,4 - 0,8)m.

x là khoảng cách đến chỗ chạm đất.

Điện áp bước bằng 0 khi đứng ở khoảng

cách xa hơn 20m hoặc 2 chân đứng trên

vòng tròn đẳng thế.

a x

a x

I a

x x

I U

U

a x x

ρ 1

1 π 2

ρ

Phân bố điện áp tiếp xúc và điện áp bước

1.3.3 Điện áp bước

79

80

Để đảm bảo an toàn, qui định là khi có chạm đất phải cấm người đến gần chỗ bị chạm đất với khoảng cách sau:

+ Từ 4 m ÷ 5 m đối với thiết bị trong nhà + Từ 8 m ÷ 10 m với thiết bị ngoài trời. 

81

Câu hỏi chương 1

Câu 1: Trình bày những nguy hiểm dẫn đến tai nạn điện do dòng điện gây ra?

Câu 2 :Trình bày những nhân tố ảnh hưởng đến tổng trở cơ thể người ?

Câu 3 : Điện áp tiếp xúc là gì? Trình bày cách tính toán điện

áp tiếp xúc và cho biết yếu tố phụ thuộc của điện áp tiếp xúc?

Câu 4 : Điện áp bước là gì? Cách tính điện áp bước? Trong khu vực điện thế phân bố như nhau, người đứng trên đất

mà điện trở suất của đất lớn và đứng trên đất có điện trở suất nhỏ thì ở đâu nguy hiểm hơn?

82

Ch ơng 2 : Phân tích an Toàn trong mạng điện đơn giản và mạng điện 3

pha

2.1 Kh¸i niÖm chung

C¸c thiÕt bÞ ®iªn chia ra

 Chạm vào hai cực hay ba cực của vật dẫn điện

 Chạm vào một cực (pha-đất)

có điện áp xuất hiện bất ngờ

 Bị tác dụng của điện áp b ớc

Một số tr ờng hợp bị tổn th ơng do dòng

điện nh sau :

86

2 U

Hình 2-1: Người chạm vào hai cực của mạng điện đơn giản

2.2 Phân tích an toàn trong các mạng điện đơn giản

87

*) Dòng điện qua người

Dòng điện qua người sẽ có trị số lớn

Rng Ing

Hình 2-1: Người chạm vào

hai cực của mạng điện đơn giản

88

*) Các biện pháp an toàn

- Trang bị cho công nhân đầy đủ

kiến thức về an toàn điện.

- Tổ chức công việc và thực hiện

từng bước công việc sao cho không

Rng Ing

Hình 2-1: Người chạm vào hai cực của mạng điện đơn giản

89

2.2.1 Mạng điện cách điện đối với đất

Hình 2-2: Người tiếp xúc với 1 cực của mạng điện

a Sơ đồ lưới điện.

b Sơ đồ thay thế của mạng khi người chạm phải dây dẫn 1

1

2 U

* ) Dòng điện qua người

Sơ đồ thay thế của mạng khi người chạm phải dây dẫn 1.

R

1

c

.

cd ng

ng

R R

R

R R

+

dßng ®iÖn tæng trë cña m¹ch

Ung = I.R

2

cd

R R

U I

(

.

cd ng

ng

ng ng

R R R

R

U R

U I

cd cd

ng

cd ng

R R

R R

R

R

U I

+ +

=

cd cd

ng

cd ng

R R

R R

R

R

U I

+ +

=

Nếu Rcđ1 = Rcđ2 = Rcđ,

cd ng

ng

R R

U I

+

= 2

Tính toán đ ợc điện trở cách điện với điều kiện an toàn

cp cd

ng

R R

U

+

= 2

Icp =10mA thì điện trở cách điện không đựơc

bé hơn trị số sau⇒ R

cd ≥ 100 U - 2Rng

⇒ Rcd ≥ 100 U - 2Rng

*) Các biện pháp an toàn

- Giảm điện áp vận hành của mạng.

- Từ các biểu thức trên ta thấy, tăng R cd đủ lớn có thể giảm được

dòng điện I ng đến mức an toàn.

Khi biết dòng điện an toàn qua người cho phép I ngcp , ta có thể xác

định được trị số an toàn của điện trở cách điện để đảm bảo an toàn như sau:

Trong đó: R cd.at là điện trở cách điện an toàn.

Khi tính toán thường lấy:

at

2.2.2 Mạng điện có một cực (một dây) nối đất

ro - điện trở của nối đất làm việc

r1 - điện trở cách điện của dây

điện

rn - điện trở của nền

Sơ đồ thay thế

( 1 0) 1 0

1

) (

.

r r r

r r R

r U I

n ng

ng

+ +

+

=

Nếu ta xem điện trở ro có trị số gần bằng 0

)( ng n

ng

r R

U I

+

=

 Vận hành mạng nói trên rất nguy

hiểm và thế phải mắc dây dẫn trên

cao cách mắt đất một khoảng cách an

toàn hay có biện pháp cách ly dây dẫn

không nối đất

2.2.2.2 M¹ng ®iÖn hai d©y

Ilv

a

rab - điện trở của đoạn dây ab

Dù chạm vào điểm b ở cách xa điểm nối đất bao

nhiêu, điện áp không bao giờ lớn hơn 5% điện áp

an toàn mạng điện

Lúc xảy ra ngắn mạch

Ih

c

b

U

Chạm vào một cực của mạng điện hai dây có nối đất

 Khi ngắn mạch tại điểm C :

 Dòng điện qua người được xác định :

 Nếu người cách điện bởi điện trở R s thì dòng qua người :

2

=

UCN = IN Rab ͌ U/2

) (

2 ng S

ng

R R

U I

+

=

* Các biện pháp an toàn

- Để giảm dòng điện qua người:

Giảm điện áp của mạng

Tăng điện trở sàn

102