Bài giảng về an toàn điện Nếu bạn muốn tìm thêm nhiều tài liệu miễn phí trong danh mục ĐiệnĐiện tử, vui lòng truy cập vào link sau: http:mivi.proyseQ
Trang 1BÀ BÀI I GIẢ GIẢNG AN NG AN TOÀ TOÀN ĐI N ĐIỆ ỆN N
UNIVERSITY OF TECHNICAL EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng :
Cung cấp cho người học những thuật ngữ, những khái niệm cơ bản trong môn học này
NỘI DUNG
Nội dung bài học trình bày các phần sau:
Đặt vấn đề
Tai nạn điện
Tác động của dòng điện đối với cơ thể người
Các yếu tố ảnh hưởng đến tai nạn điện
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Dòng điện tản trong đất
Điện áp bước
Điện áp tiếp xúc
Phân loại công trình và trang thiết bị điện
Nguyên nhân chính gây ra tai nạn điện
Sản xuất, thương mại, dịch vụ
Sinh hoạt công dân
Công nghiệp
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Thành thị
Nông thôn
Mối nguy hiểm điện chỉ biết khi ta tiếp xúc với các phần tử mang điện,
nhưng như vậy là có thể nguy hiểm đến tính mạng
Số người làm việc liên quan đến điện ngày càng nhiều
Cần quan tâm đến vấn đề an toàn điện
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
TAI NẠN ĐIỆN
Điện giật
Các dạng tai nạn điện
PGS.TS.Quyền Huy ÁnhĐốt cháy do điệnHoả hoạn cháy nổ Các tai nạn điện
Trang 2TAI NẠN ĐIỆN
ĐỐT CHÁY ĐIỆN
Ngắn mạch kéo theo phát sinh hồ quang
Phóng điện do điện áp cao
HỎA HOẠN, CHÁY NỔ
Dòng điện vượt quá giới hạn
dòng lớn, nhiệt độ cao gây nổ
Hỏa hoạn, cháy nổ xảy ra ở
môi trường dễ cháy nổ : bụi
bặm, hóa chất,…
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ
THỂ CON NGƯỜI
TÁC DỤNG KÍCH THÍCH
Hệ hô hấp, hệ tuần hoàn.
Các cơ ngực bị co rút, các thớ cơ tim co bóp hỗn loạn
Tim thiếu oxy ngừng đập
Ensuring Enhanced Education
TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ
THỂ CON NGƯỜI
TÁC DỤNG GÂY CHẤN THƯƠNG
Hồ quang điện gây ra sự hủy diệt lớp da bên ngoài
Nặng hơn là hủy diệt cơ bắp,lớp mỡ, gân, xương.
Đốt cháy do điện gây nóng toàn thân nếu giá trị dòng
lớn và thời gian tồn tại dài sẽ gây tử vong
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CƠ
Trang 3FEEE
Ensuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
ĐẶC TUYẾN DỊNG ĐIỆN – THỜI GIAN
Giá trị dịng điện qua người an tồn :
Đối với dịng điện xoay chiều (50-60 Hz) phải nhỏ hơn 10mA
Đối với dịng một chiều phải nhỏ hơn 50mA
Thời gian điện giật càng lớn thì nguy hiểm càng cao
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Giá trị Imax và thời gian tồn tại để tim khơng ngừng đập
Dịng điện I max (mA) 10 60 90 110 160 250
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
ĐẶC TUYẾN DỊNG ĐIỆN – THỜI GIAN
Đặc tuyến dịng điện thời gian đối với dịng điện xoay chiều tần số (15÷ 100 Hz) :
Khơng phản
Xác xuất nghẹt tâm thất 5% Xác xuất nghẹt tâm thất 50%
Xác xuất nghẹt tâm thất >50%
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
ứng
Khơng gây tác hại về sinh lí
Bắp thịt co lại, cĩ thể gây rối loạn nhịp tim nếu I tăng và t kéo dài
Tim ngừng đập, ngừng
hơ hấp …
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
ĐẶC TUYẾN ĐIỆN ÁP – THỜI GIAN
Là quan hệ giữa điện áp tiếp xúc UT(V) và thời gian
dịng điện qua người.
UT < 50V thời gian dịng
qua người là vơ hạn
UT= 50V thời gian cho
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
ĐIỆN TRỞ CỦA NGƯỜI
Là trị số điện trở đo được giữa hai điện cực đặt trên cơ thể người.
thay đổi phụ thuộc vào:
Lớp sừng trên daDiệ tí h tiế ú
R 1 , C 1 : Điện trở và điện dung lớp da ở vị trí I ng đi vào người
Rng: Điện trở nội tạng cơ thể người
Thời gian tiếp xúc
Mơi trường tiếp xúc
Để đảm bảo an tồn thường lấy Rng= 1000Ω Sơ đồ tương đương điện trở người
Ensuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
ĐƯỜNG ĐI DỊNG ĐIỆN QUA NGƯỜI
Là trị số điện trở đo được giữa hai điện cực đặt trên cơ
thể người.
1,5 1,3
Đường đi của dịng điện
Thừa số Mức độ nguy hiểm
Tay trái đến chân 1 Nguy hiểm, ít xảy ra
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
1 0,8
0,7
0,3 1,3
0.7
Phân lượng dịng điện qua tim
Tay phải đến chân 0,8 Nguy hiểm, thường xảy ra Lưng đến tay trái 0,7 Khá nguy hiểm Lưng đến tay phải 0,3 Ít nguy hiểm Ngực đến tay trái 1,5 Nguy hiểm nhất, ít xảy ra Ngực đến tay phải 1,3 Rất nguy hiểm
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
TẦN SỐ DỊNG ĐIỆN
Dịng điện DC ít nguy hiểm hơn dịng điện AC.
Dịng điện AC tần số cơng nghiệp (50÷ 60Hz) đặc biệt nguy hiểm
Tần số càng cao càng ít nguy hiểm
Tác hại đối với người ở nhũng dải tần khác nhau
điện Gia nhiệt điện mơi tế bào 100MHz ÷ 100GHz Sĩng
Trang 4FEEE
Ensuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH
Độ ẩm càng lớn điện trở người giảm xuống.
Mồ hôi, các chất hóa học làm tăng độ dẫn điện của da
Nhiệt độ môi trường tăng, điện trở người giảm xuống
Mức độ bẩn của cơ thể cũng làm giảm điện trở của da
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
ĐIỆN ÁP CHO PHÉP
Là giá trị điện áp qui định mà con người có thể chịu đựng lâu dài.
Giá trị điện áp cho phép phụ thuộc :
Hệ thống phân phối điện
Thời gian cắt sự cố của thiết bị bảo vệ
Ensuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
DÒNG ĐIỆN TẢN TRONG ĐẤT
Do hư hỏng cách điện, mạch điện chạm đất, dòng điện sự cố tản ra trong đất
trong một dây dẫn mà tiết
diện tăng theo bậc 2 của
U d = 0
10
Trang 5FEEE
Ensuring Enhanced Education
ĐIỆN ÁP BƯỚC
Là điện áp mà con người phải chịu khi chân tiếp xúc hai
điểm trên mặt đất (sàn), có sự chênh lệch điện thế do
dòng tản trong đất tạo nên.
Các điểm cách đều điểm
Ub nhỏ không gây nguy hiểm do đặc tính sinh lý dòng từ
chân qua chân
Với Ub= 100÷ 250V, chân có thể bị co rút và sẽ nguy
hiểm nêu ngã vì lúc này dòng đi từ tay qua chân
Để hạn chế ĐAB, người ta quy định trị số điện trở nối
đất cực đại cho phép đối với từng trường hợp cụ thể
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
đất cực đại cho phép đối với từng trường hợp cụ thể.
Khi xảy ra chạm đất phải cấm người đến gần với khoảng
cách :
4 ÷ 5m đối với thiết bị trong nhà
8 ÷ 10m đối với thiết bị ngoài trời
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
ĐIỆN ÁP BƯỚC
Bài tập ví dụTính điện áp bước Ub lúc người đứng cách chỗ chạm đất
x = 15m dòng điện chạm đất Iđ = 5kA điện, điện trở xuất
ρ = 150Ωm khoảng cách giữa hai bước chân người a = 0,8m
Giải
Điện áp Ub được tính như sau :
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
d max
ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC
Điện áp tiếp xúc tăng khi càng xa cực nối đất
Trị số điện áp tiếp xúc đặt lên người :
UT< 250V (có thiết bị bảo vệ)
Trang 6ĐIỆN ÁP BƯỚC
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Giả sử tiếp xúc theo đường tay-chân
Điện áp đặt lên người khi ngắn mạch trong vùng tản dòng điện :
Điện áp tiếp xúc giả
định (V) Thời gian cắt lớn nhất của thiết bị bảo vệ (s) Dòng xoay chiều Dòng một chiều
Thời gian cắt lớn nhất của thiết bị bảo vệ (s)
Dòng xoay chiều Dòng một chiều
PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ TRANG
THIẾT BỊ ĐIỆN
Công trình ít nguy hiểm :
Môi trường làm việc khô ráo, không có bụi bẩn dẫn điện, to< 25oC
Không có phần kim loại nối đất
Sàn được cách điện
Công trình nguy hiểm :
Môi trường làm việc có độ ẩm 75 - 97% có bụi dẫn điện to≤ 30oC
PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Môi trường làm việc có độ ẩm 75 97%, có bụi dẫn điện, t ≤ 30 C
Phần kim loại dẫn điện khá nhiều
Sàn dẫn điện
Công trình đặc biệt nguy hiểm :
Môi trường làm việc có độ ẩm >97%, có bụi dẫn điện, to> 30oC
Phần kim loại nối đất nhiều (60% vùng làm việc)
Sàn kim loại
Trang 7FEEE
Ensuring Enhanced Education
PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ TRANG
THIẾT BỊ ĐIỆN
Theo điện áp
Trang thiết bị có điện áp cao U ≥ 1000V
Trang thiết bị có điện áp thấp U < 1000V
Theo việc bố trí vị trí các trang thiết bị
NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN
Nguyên nhân chủ yếu là do người chạm vào :
Dây dẫn đang mang điện không bọc cách điện
Cách điện bị hư hỏng, xuống cấp
Ensuring Enhanced Education
NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN
Nguyên nhân chủ yếu là do hồ quang điện :
MẠNG CAO ÁP
Khi người đến gần thiết bị hay
đường dây có điện áp cao, dù
NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN
ĐIỆN ÁP BƯỚC
Khi dây dẫn mang điện bị đứt
và rơi xuống đất, dòng điện đi vào đất, tại mỗi điểm của đất
có một điện thế Càng gần điểm chạm đất điện thế càng cao
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
cao.
Nếu người ở trong vùng chạm đất sẽ bị tác động bởi điện áp bước.
Bước chân càng lớn điện áp đặt lên người càng cao.
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN
KHÔNG CHẤP HÀNH QUI TRÌNH KĨ THUẬT AN
TOÀN ĐIỆN
Tự ý trèo lên cột điện.
Vi phạm hành lang an toàn lưới điện
Sửa chữa điện trong nhà không cắt cầu dao điện
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Tự ý trèo lên cột điện
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
Trang 8FEEE
Ensuring Enhanced Education
NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
ĐIỆN
NGƯỜI SỬ DỤNG ĐIỆN
Người sử dụng điện không được đào tạo, trang bị kiến
thức về an toàn điện một cách đầy đủ, hệ thống.
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
NGUYÊN NHÂN CHÍNH GÂY RA TAI NẠN
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
Ensuring Enhanced Education
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TAI NẠN
ĐIỆN GIẬT
ĐIỆN ÁP CHO PHÉP
Hệ thống IT
Thời gian cắt sự cố lớn nhất tmax (s) tương ứng với điện áp hiệu
dụng xoay chiều pha - trung tính / pha - pha U0/ U (V)
Điện áp danh định
Không có dây trung tính Có dây trung tính
PGS.TS.Quyền Huy ÁnhThời gian cắt lớn nhất với hệ thống IT
Không có dây trung tính Có dây trung tính
Trang 9BÀ BÀI I GIẢ GIẢNG AN NG AN TỒ TỒN ĐI N ĐIỆ ỆN N
UNIVERSITY OF TECHNICAL EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
NỘI DUNG
Nội dung bài học gồm các phần
Mạng điện cách điện với đất (IT)
Mạng điện nối đất (TT, TN)
Các biện pháp bảo vệ
PGS.TS.Quyền Huy ÁnhCác biện pháp bảo vệ
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Dịng điện qua người cĩ trị số lớn nhất
Là trường hợp nguy hiểm nhất
• Ing : Dịng điện qua người
• Rng : Điện trở cơ thể người
• Rd : Điện trở dây dẫn (cĩ thể bỏ qua)
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
R 2
I C
I ng
L 1
0
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Người chạm vào một cực của mạng một pha
Dịng điện qua người phụ thuộc vào :
• Điện trở người, điện trở cách điện của dây dẫn
• Điện áp của mạng điện
Trang 10FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Tính đến điện dung đường dây với đất
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
U
I =
R3.R +3
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Bài tập ví dụ :
Ví dụ 1:Xác định Rc để đảm bảo an toàn cho người khi chạm vào một cực của mạng điện 3 pha 400V, cách điện so với đất
Ví dụ 2:Xác định Ing khi người chạm vào một cực của mạng điện 3 pha 400V, cách điện so với đất
Trang 11FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
Kết luận :
Ưu điểm của mạng điện này là Ing nhỏ khi Rc lớn
Tuy nhiên, thực tế trong mạng này người có thể bị điện giật khi :
• Nhóm thiết bị kết nối vào mạng có Rc giảm
• Mạng điện có C lớn (đường cáp dài) Ing lớn hơn nhiều so với
Mạng điện làm việc bình thường
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Bài tập ví dụ : Mạng điện một pha 220V, cấp cho tải bởi dây có
R Từ đặc tuyến thời gian – dòng điện
an toàn cho người
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Toàn bộ điện áp U sẽ đặt lên người
Dòng điện qua người:
Trang 12 Xác định điện áp tiếp xúc khi người dứng và không đứng trên
thảm cách điện có Rn = 10kΩ và chạm vào dây nóng của mạng
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Dòng điện qua người:
Nếu Rđ= R = 0 hoặc người
ng
U
I =3(R +R +R )
Nguy hiểm nhất là chạm vàohai dây pha :
ng ng
U
I =3R
ng ng
U
I =R
• Ưu : Mạch bảo vệ sẽ cắt ngay sự cố, giảm thời gian tồn tại của
điện áp giáng ngay chỗ chạm
• Khuyết : Dòng ngắn mạch lớn
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Đối với mạng điện U 35kV, trung tính ít khi nối đất trực tiếp mà
thông qua cuộn dập hồ quang, giảm dòng điện qua chỗ chạm đất
nên giảm U quanh chỗ chạm đất
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Cách điện phần tử mang điện bằng vật liệu cách điện
Che chắn hay bao bọc các phần tử mang điện
Rào chắn các phần tử mang điện
Đặt ra khỏi tầm với các phần tử mang điện
Trang 13 Sử dụng cách điện bổ sung hay cưỡng bức
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ
Sử dụng máy biến áp cách ly
Ph N
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Ph N
Ph N
PE
Trang 14FEEE
Ensuring Enhanced Education
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Trang 15BÀ BÀI I GIẢ GIẢNG AN NG AN TOÀ TOÀN ĐI N ĐIỆ ỆN N
UNIVERSITY OF TECHNICAL EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Có khả năng tính toán, thiết kế, thi
công hệ thống nối đất thỏa các tiêu
chuẩn hiện hành
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Chữ cái thứ nhất thể hiện tính chất trung tính nguồn :
• T : trung tính nguồn trực tiếp nối đất
I : trung tính của nguồn cách ly với đất
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
• I : trung tính của nguồn cách ly với đất
Chữ cái thứ hai thể hiện hình thức bảo vệ :
• T : nối đất trực tiếp
• N : nối đất trực tiếp bằng dây dẫn bảo vệ với điểm đã nối đất
của nguồn (thường là dây trung tính)
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
TỔNG QUAN
cách bố trí dây trung tính và dây bảo vệ
C : dây trung tính N và dây bảo vệ PE chung nhau thành một dây PEN
S : Dây trung tính N và dây PE tách biệt nhau
CS : Dây trung tính N và dây bảo vệ PE kết hợp trong một vài
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
phần của hệ thống
Trang 16 Trung tính cách ly hay nối đất qua điện trở
Vỏ thiết bị, vật dẫn tự nhiên được nối với điện cực nối đất
riêng
Dây PE tách biệt, và có tiết diện nhỏ hơn dây N
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
HỆ THỐNG IT
cao sang cuộn hạ của MBA nguồn
Khi sự cố thứ hai xảy ra trên pha khác sẽ tạo nên dòng ngắn mạch và gây nguy hiểm
Trung tính được nối đất trực tiếp
Vỏ thiết bị được nối tới cực nối đất bằng dây nối đất, cực
nối đất này thường độc lập với cực nối đất của nguồn.
Dây PE riêng biệt với dây trung tính
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
HỆ THỐNG TT
theo dòng sự cố
Khi sự cố, xung điện áp trên dây PE thấp
Cần đặt bộ chống sét van nhằm đảm bảo mức bảo vệ cần thiết
Cần có RCD với dòng >500mA để chống hỏa hoạn
kiểm tra hay mạng điện có thể mở rộng cải tạo
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
HỆ THỐNG TN
Trung tính của nguồn nối đất trực tiếp
Vỏ kim loại và các vật dẫn tự nhiên của lưới được nối với dây trung tính.
TN-C : dây trung tính và dây bảo vệ nối đất được dùng chung vàgọi là dây PEN
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
gọi là dây PEN
TN-S : dây bảo vệ (PE) và dây trung tính (N) là riêng biệt
TN-C-S : là hệ thống kết hợp giữa TN-C và TN-S
Hệ thống TN
Thiết bị
Trang 17 Trung tính của nguồn nối đất trực tiếp
Vỏ kim loại và các vật dẫn tự nhiên của lưới được nối với
dây trung tính.
TN-C : dây trung tính và dây bảo vệ nối đất được dùng chung và
gọi là dây PEN
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
gọi là dây PEN
TN-S : dây bảo vệ (PE) và dây trung tính (N) là riêng biệt
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
HỆ THỐNG TN
Điểm trung tính của nguồn được nối đất 1 lần tại đầu vào của lưới
Vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên được nối với dây bảo vệ
Dòng sự cố và Utx lớn nên cần trang bị thiết bị tự động ngắt nguồn
Dây PE tách biệt với dây N, không nối đất lặp lại và tiết diện được xác định theo dòng sự cố
Hệ thống thường được sử dụng trong :
• Mạch sử dụng dây/cáp đồng, tiết diện < 10mm2hay dây /cáp
nhôm tiết diện < 16mm2
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
HỆ THỐNG TN
Trung tính của nguồn được nối đất trực tiếp
Vỏ kim loại và vật dẫn tự nhiên được nối với dây trung tính
Dây trung tính nối đất lặp lại càng nhiều càng tốt
Dây PE với dây N là một
Dòng sự cố và Utx lớn nên cần trang bị thiết bị tự động ngắt nguồn
• Mạch sử dụng dây/cáp đồng, tiết diện > 10mm2hay dây /cáp
nhôm tiết diện > 16mm2
Hệ thống TN-S
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
HỆ THỐNG TN
Là hệ thống kết hợp của TN-C và TN-S
TN-C không được dùng sau TN-S
Điểm phân dây PE khỏi dây PEN là điểm đầu của lưới
Trang 18 An toàn chống điện giật
An toàn chống hỏa hoạn do điện
Bảo vệ chống quá áp
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Bảo vệ chống nhiễu điện từ
Liên tục cung cấp điện
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Nối các vật dẫn tự nhiên và vỏ kim loại không mang điện của các
thiết bị tạo lưới đẳng áp
Thường được bọc cách điện màu vàng sọc xanh lục
Trên dây không chứa thiết bị đóng cắt
QUI ĐỊNH VỀ DÂY PE VÀ PEN
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Dây PEN :
Có chức năng của dây trung tính và dây bảo vệ có tiết diện không
nhỏ hơn dây trung tính
Không sử dụng cho cáp di động
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
Phương pháp chọn tiết diện dây PEN và dây PE :
Phương pháp đơn giản hóa :
Phương pháp đẳng trị nhiệt :
•Cần qua tâm đến hệ số K
•Hệ số K có thể trabảng hoặc theo công thức :
QUI ĐỊNH VỀ DÂY PE VÀ PEN
20
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
• n : dòng điện định mức của dây dẫn
•Qc : nhiệt dung trên một đơn vị thể tích của VL (J/oCmm3)
•B : gía trị nghịch đảo của điện trở suất dây dẫn ở 0oC
•Ρ20 : điện trở suất của dây dẫn ở 20oC
•Өi,Өf : nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng của dây dẫn
Trang 19ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT
Là điện trở của khối lập phương đất mỗi cạnh 1cm có đơn
vị Ωm hay (Ωcm)
Các loại đất khác nhau có điện trở suất khác nhau
Điện trở suất của đất có thể xác định bằng máy đo hoặc xác định bằng biểu thức :
Ensuring Enhanced Education
ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT
Trường hợp a > 20b :
Vì ρ thay đổi theo mùa nên :
ρtt: điện trở suất tính toán của đất
ρ : điện trở suất đo được
Hệ số thay đổi điện trở suất của đất theo mùa
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT
Tính toán sơ bộ có thể dùng trị số gần đúng của điện trở suất của một số loại đất sau :
Loại đất Giá trị điện trở suất
giới hạn (Ωm) Giá trị điện trở suất khi thiết kế (Ωm)
Ensuring Enhanced Education
ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA ĐẤT
Tính toán sơ bộ có thể dùng trị số gần đúng của điện trở
suất của một số loại đất sau :
Loại đất Giá trị điện trở suất
giới hạn (Ωm) Giá trị điện trở suất khi thiết kế (Ωm)
LOẠI NỐI ĐẤT
Sử dụng các ống dẫn nước hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống nhiên liệu lỏng, khí dễ cháy, nổ) làm trang thiết bị nối đất
Điện trở nối đất được đo thực tế hoặc tính toán gần đúng theo tài liệu
Trang 20FEEE
Ensuring Enhanced Education
LOẠI NỐI ĐẤT
Đảm bảo giá trị điện trở đất nằm trong giới hạn cho phép
và ổn định trong thời gian dài
Nối đất bằng cọc thép, thanh thép dẹp (dài 2 ÷ 3m) đóng
sâu xuống đất, đầu trên cách đất 0,5 ÷ 0,8m
Tiết diện cọc nối đất :
NỐI ĐẤT NHÂN TAO
LOẠI NỐI ĐẤT
Đặc điểm các trang thiết bị nối đất kiểu cũ và kiểu mới
NỐI ĐẤT NHÂN TAO
Sử dụng khi phạm vi công trình hẹp hoặc trang thiết bị có
U > 1000V, dòng chạm đất lớn.
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CÁC KIỂU NỐI ĐẤT
Trước khi đặt xuống đất, cọc nối đât phải được đánh sạch
gỉ, không sơn, nơi an mòn cao cần tráng kẽm hay dùng cọc thép bọc đồng
Đường dây nối đất chính :
Chôn sâu 0,5 ÷ 0,7m nếu đặt ngoài trời
Đặt trong rãnh hay đặt nối theo tường nếu ở trong nhà
THI CÔNG HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Đặt trong rãnh hay đặt nối theo tường nếu ở trong nhà
Dây nối đất chính :
Được nối vào bảng đồng nối đất
Các trang thiết bị được nối vàobảng đồng bằng dây nhánh
Cấm mắc nối tiếp trang thiết bịđiện vào dây nối đất chính
ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT
Hệ thống nối đất đơn giản :
XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Trang 21ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT
Hệ thống nối đất đơn giản :
Những vùng có điện trở suất cao, diện tích lắp đặt nối đất bị hạn chế thì có thể sử dụng hệ thống nối đất chôn sâu với chiều dài cọc nối đất đạt đến 20m hoặc hơn nữa
Với đất có cấu tạo hai lớp đất có điện trở suất khác nhau thì điện trở cọc nối đất thẳng đứng là :
XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
•ρ1, ρ2,: điện trở suất lớp đất trên và dưới (Ωm)
•h : bề dầy của lớp đất trên (m)
•L : chiều dài cọc nối đất (m)
• Rc, Rth:lần lượt là điện trở của hệ thống cọc và hệ thống thanh (dây)
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
meas th
U
R =I
PP Volt kế – Ampere kế
trị vào hai đầu cọc E và S
Đo Umeas bằng Volt kế
Đo I bằng Ampere kế
Điện trở nối đất cần đo :
V G
Phương pháp này dùng để đo điện trở nối đất có giá trị nhỏ
Phương pháp sử dụng máy đo với cọc phụ và cọc dò :
Khoảng cách giữa điểm dò, điểm phụ và điểm cần đo cần tuân
theo qui định và không nhỏ hơn 20m
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
d : đường chéo lớn nhất của bề dày mặt đất chôn HT nối đất
Cách bố trí khoảng cách giữa điểm dò và điểm phụ
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Trang 22feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Hệ thống nối đất phân xưởng
Sử dụng cọc thép bọc đồng, chiều dài 3m, đường kính 16mm,
được liên kết với nhau bằng cáp đồng trần S = 50mm2, chôn sâu
0,8m so với mặt đất và được bố trí như sau :
Trang 23 Một số hạn chế trong hệ thống nối đất truyền thống :
Điện trở nối đất không giảm tuyến tính theo số lượng cọc
Điện trơ nối đất không ổn định do tác động của thời tiết (mưa làm
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
phân tán muối trong đất làm giảm Rđ)
Liên kết các bộ phận nối đất bằng ốc xiết tuy đơn giản nhưng lại
không đảm bảo mối liên kết tốt và bền về mặt dẫn điện
Không giảm được giá trị tổng trở nối đất của hệ thống nối đất do
không giảm được thành phần dung kháng
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
có ưu điểm : giá rẻ, độ dẫn điện tốt, chống ăn mòn cao bền trong kết
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
mòn cao bền trong kếtnối và lắp đặt
Đường kính cọc được chọn dựa vào độ bền cơ học (không cong, gãy khi đóng xuống đất)
Chiều dài cọc chuẩn
PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
Liên kết giữa các bộ phận nối đất
Ốc xiết
Hàn hóa nhiệt CADWELD :
• Cho phép hàn nhanh chóng với chấtlượng cao các mối nối đồng/đồng,đồng/thép
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI
Mối hàn Cadweld
Trang 24 Đặc điểm mối hàn CADWELD :
•Tải dòng điện hiệu quả hơn
dây dẫn
•Không hư hỏng hay giảm
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
chất lượng theo thời gian
•Là mối nối phân tử nên
không bị hư hỏng hay ăn
mòn
•Chịu được dòng sự cố lặp lại
•Dễ thi công
•Thiết bị nhẹ, không đòi hỏi
nguồn ngoài, không đắt tiền Khuôn và các dạng kết nối
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
Hóa chất giảm điện trở
Giúp giá trị điện trở đất thỏa yêu cầu Rđ≤ 100Ω làm tăng độ ổnđịnh và an toàn của hệ thống nốiđất
Bao gồm các ion kim loại có tính
Hóa chất giảm điện trở hay dùng
là EEC và GEM do công ty Erico Lighting Technologies cung cấp
GEM được sử dụng cho đất có điện trở suất cao
và ổn định với thời gian
•Không bị phân huy hay mục
rửa
•Thích hợp cho việc lắp đặt ở
nơi đất khô hay đất bùn
•Không phụ thuộc vào sự hiện
diện của nước để duy trì tính
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
Cọc hóa chất
Sử dụng cho các vùng :
• Điện trở suất quá cao
• Diện tích thi công hệ thống nối đất bị hạn chế
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI
Đo từng phần tử với sự trọ giúp
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
của TU và TI
Tự động hóa quá trình đo
Tự nhận biết việc kết nối các dây
đo và kết nối nó với đất
Bù trừ điện trở dây đo
Lưu dữ liệu và in kết quả ra giấy
Máy đo và phụ kiện
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
PHÂN TÍCH HỆ CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
HIỆN ĐẠI
Máy đo điện trở nối đất hiện đại
Một số ứng dụng dùng máy đo đo điện trở nối đất
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Đo điện trở từng chân cột điện
Trang 25 Máy đo điện trở nối đất hiện đại
Một số ứng dụng dùng máy đo đo điện trở nối đất
THIẾT BỊ, VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Đo điện trở nối đất của một cọc trong hệ thống nối đất
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Tính năng của phần mềm GEM :
Tính điện trở nối đất của một cọc hay nhiều cọc khi có/không hóa hất iả điệ t ở GEM
PHẦN MỀM PHỤ TRỢ
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
chất giảm điện trở GEM
Tính điện trở nối đất của thanh/dây nối các cọc bố trí theo đường thẳng khi có/không hóa chất giảm điện trở GEM
Tính điện trở nối đất của thanh/dây nối các cọc bố trí theo mạch vòng khi có/không hóa chất giảm điện trở GEM
Hướng dẫn lắp đặt hệ thống nối đất chôn thẳng đứng và chôn nằmngang
Trang 26CÁC HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHUẨN
TIẾT DIỆN DÂY PEN VÀ DÂY PE
Tiết diện dây pha S ph (mm 2 ) Tiết diện
dây PE Tiết diện dây PEN Tiết diện dây nối đất
Phương pháp đơn giản hóa
<16 <16 S PE = S ph S PEN = S ph
10mm 2 (Cu)
16 2 (Al) (Có BV cơ)
I t
S =K
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
16mm 2 (Al)
10mm 2 (Cu) 25mm 2 (Al)
pháp đẳng trị nhiệt
Bất kì kích cỡ
25mm 2 cho Cu 50mm 2 cho thép mạ
PE
I t
S =K
GIÁ TRỊ K CHO DÂY PE
Dây bọc không đặt chung với cáp
hay dây trần tiếp xúc với vỏ cáp
Nhiệt độ ban đầu :
Dây dẫn trong cáp nhiều lõi Nhiệt độ ban đầu :
30 o C Nhiệt độ ban đầu : 30 o C
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
0,78 0,74 0,70 0,63 0,59 0,54 0,49 0,43
0,80 0,77 0,74 0,72 0,62 0,50 0,42 0,31
0,86 0.83 0,81 0,77 0,75 0,70 0,68 0,65
0,92 0,87 0,86 0,83 0,75 0,64 0,56 0,46
0,91 0,88 0,87 0,83 0,81 0,78 0,77 0,75
0,95 0,92 0,90 0,88 0,82 0,74 0,68 0,58
0,45 0,40 0,36 0,34 0,27 0,24 0,21 0,20 0,19
0,78 0,73 0,71 0,69 0,64 0,60 0,56 0,54 0,52
0,55 0,48 0,43 0,40 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24
0,85 0,80 0,78 0,76 0,71 0,68 0,66 0,64 0,62
0,70 0,64 0,60 0,56 0,47 0,41 0,37 0,35 0,33
Trang 27BÀ BÀI I GIẢ GIẢNG AN NG AN TOÀ TOÀN ĐI N ĐIỆ ỆN N
UNIVERSITY OF TECHNICAL EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
CHƯƠNG IV
THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ
HẠ ÁP
PGS.TS.Quyền Huy ÁnhẠ
Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm
việc, các thông số cơ bản và
phương pháp lựa chọn các thiết bị :
diện rộng và thường xuyên có
người làm việc với các thiết bị
MÁY CẮT HẠ ÁP
CẤU TẠO
Circuit breaker – CB là thiết bị điều khiển bằng tay, có khả năng tự động cắt mạch khi có ngắn mạch, quá tải hoặc sụt áp
7.Cơ cấu cắt điện từ
Trang 28 Khi dòng điện qua cuộn dây vượt quá
giá trị định trước, lực điện động do
cuộn dây sinh ra sẽ tác động vào cơ
cấu đóng ngắt làm cho các tiếp điểm
của CB mở ra
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Cơ cấu ngắt nhiệt :
Khi nhiệt độ tăng quá nhiệt độ cho
phép, sẽ làm cong thanh lưỡng kim tác
động vào cơ cấu đóng ngắt của CB
quang, hồ quang sẽ được dẫn vào
buồng dập và dập theo nguyên tắc
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
MÁY CẮT HẠ ÁP
PHÂN LOẠI
MCB (Miniature Circuit Breakers)
Dùng trong công nghiệp thương mại và dân dụng
Thích hợp cho việc bảo vệ cáp, thiết bị chiếu sáng, mạch nung, mạch điều khiển và bảo vệ động cơ công suất nhỏ
Giống MCB tuy nhiên :
• Có giá trị định mức cao hơn nên đặt gần
hệ thống nguồn hơn
• Các giá trị U định mức cao hơn có thể
lên đến 1000VAC hay 1200VDC
Điện áp làm việc cực đại (UBmax)
Điện áp làm việc cực tiểu (UBmin)
C 5÷ 10In Bảo vệ hệ thông tải có tính cảm kháng
cao (MBA, đèn cao áp cảm ứng)
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
DIN VDE
0641/A4
BS3871 Phần 1
cao (MBA, đèn cao áp cảm ứng)
D 10÷ 14In Ứng dụng trong công nghiệp
MA 12In Bảo vệ khởi động động cơ và các thiết
bị chuyên dụng (không bảo vệ quá tải)
DIN VDE 0660
Z 2,4÷ 3,6In Bảo vệ mạch bán dẫn và mạch điện tử
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
tác động từ
Trang 29Cực nối nguồn
Các
PGS.TS.Quyền Huy Ánh Cấu tạo bên trong của một thiết bị chống dòng rò điển hình
Dây thử
Các tiếp điểm
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
THIẾT BỊ CHỐNG DÒNG RÒ
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
chống dòng rò là so sánh dòng điện theo các chiều đi
và về trong mỗi chu kỳ, nếu phát hiện sự chênh lệch nhau
A
I L
I N C
được chia làm 2 loại :
Tiếp điểm
Cơ cấu tác động Dòng đến
THIẾT BỊ CHỐNG DÒNG RÒ
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
được chia làm 2 loại :
RCD (Residual Current devices) :
Bảo vệ quá dòng và hỏng cách điện
THIẾT BỊ CHỐNG DÒNG RÒ
PHÂN LOẠI
và GFCI (Ground Fault Circuit Interrupper) tác động khi có dòng
rò ở bất cứ nơi nào
với kiểu nối đất TN S khi tổng trở
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
với kiểu nối đất TN-S khi tổng trở ngắn mạch không kiểm soát được
dụng hay công nghiệp có Iđm lên đến 1200A
Trang 30THIẾT BỊ CHỐNG DÒNG RÒ
PHÂN LOẠI
with Overload) là tổ hợp của RCD và MCB nên có thể :
Có hai dạng bảo vệ phân biệt
Phân biệt theo hàng ngang Phân biệt theo hàng dọc
rò mắc nối tiếp cần phải thỏa :
Đặc tuyến không tác động dòng-thời gian của thiết bị ở phía nguồn
nằm trên đặc tuyến của thiết bị phía tải
Dòng tác động định mức của thiết bị phía nguồn lớn hơn dòng của
THIẾT BỊ CHỐNG DÒNG RÒ
CÁC HÌNH THỨC BẢO VỆ
hạ áp chống rủi ro cháy, nổ điện
RCD cấp 100mA : bảo vệ thiết bị dễ xảy ra chạm vỏ liên tục với dòng rò có trị số lớn
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
RCD cấp 30mA thời gian tác động 0,1s : phổ biến bảo vệ chống điện giật
như bệnh viện, trường học, nhà trẻ
Trang 31THIẾT BỊ CHỐNG DỊNG RỊ
CÁC HẠN CHẾ
Khơng loại trừ tất cả các rủi ro do sốc điện và nguy hiểm cháy
pha - trung tính hay ngắn mạch pha - pha
Là thiết bị bảo vệ bằng cách chảy
một hay nhiều dây chảy để ngắt
mạch nếu dịng vượt quá giá trị
cài đặt trong khoảng thời gian
cho phép
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Cĩ hai loại cầu chì :
Loại dân dụng (gG) : bảo vệ quá tải
và ngắn mạch
Loại cơng nghiệp : bảo vệ khởi động
và ngắn mạch
• gM : khơng bảo vệ quá tải
• aM : kết hợp role bảo vệ quá tải
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
I f (A)
Thời gian qui ước (h)
gG gM
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
(*) I ch cho cầu chì gM
Đường cong thời gian
tối thiểu tiền hồ quang
CẦU CHÌ
ngắn mạch bị cắt trước khi đạt giá trị đỉnh
PGS.TS.Quyền Huy Ánh
Thời gian tổng cắt dịng
Thời gian chảy tiền
Trang 32Dòng đỉnh giới hạn so với dòng sự cố hiệu dụng
xoay chiều
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
Điều kiện lựa chọn :
Un≥ UnL( điện áp định mức lưới điện )
In ≥ Itt ( dòng điện tính toán của dây dẫn )
In ≥ Itt = 2500/220 = 11,36AChọn CB có Un= 230V, In = 20A, Icu= 6kA, f = 50Hz
• Vì hộ dân xa trạm BA nên không cần kiểm tra ngắn mạch
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Điều kiện lựa chọn :
Un≥ UnL( điện áp định mức lưới điện )
In ≥ Itt ( dòng tính toán của dây dẫn )
Lựa chọn RCD bảo vệ công nhân vận hành máy nâng vật liệu
30kW với yêu cầu dòng rò ≤10mA ? Biết dòng NM tính toán
IN= 10kA
GiảiMáy nâng sử dụng điện áp 3 pha 380V, Cosφ = 0,8
LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Điều kiện lựa chọn :
Un≥ UnL( điện áp định mức lưới điện )
In ≥ Itt ( dòng tính toán của dây dẫn )
Trang 34BÀ BÀI I GIẢ GIẢNG AN NG AN TOÀ TOÀN ĐI N ĐIỆ ỆN N
CHƯƠNG V
BẢO VỆ AN TOÀN CHO NGƯỜI
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Phân tích các trường hợp có thể gây
nguy hiểm cho người
Trình bày được các biện pháp bảo vệ :
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Trình bày được các biện pháp bảo vệ :
•Chống tiếp xúc trực tiếp
•Chống tiếp xúc gián tiếp
•Chống giật (Trực tiếp và gián tiếp)
NỘI DUNG
Nội dung bài học gồm các phần
Bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp
Bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp
Bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp và gián tiếp
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Bảo vệ chống giật do tiếp xúc với vật mang điện
Bảo vệ chống đốt cháy hồ quang
Bảo vệ chống tác hại của trường điện từ
Bảo vệ chống tác hại của tĩnh điện
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
Con người phải được
bảo vệ khỏi nguy hiểm
khi tiếp xúc với các bộ
phận mang điện.
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Các biện pháp bảo vệ an
toàn cho người
Ngăn ngừa dòng điện chạy
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
NGĂN NGỪA DÒNG ĐIỆN QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Cách điện các bộ phận mang điện
Phải phù hợp tiêu chuẩn áp dụng cho thiết bị đó
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Có khả năng chịu đựng lâu dài các ứng suất cơ, hóa, nhiệt và điện khi vận hành bình thường
Trang 35FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
NGĂN NGỪA DÒNG ĐIỆN QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Che chắn hay bao bọc :
Tránh người chạm ngẫu nhiên
Cảnh báo sự nguy hiểm
Tấm chắn hay vỏ bọc cần thỏa :
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
230V
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
NGĂN NGỪA DÒNG ĐIỆN QUA CƠ THỂ NGƯỜI
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Ngăn ngừa tiếp xúc có chủ ý
Rào chắn phải thỏa khoảng cách an toàn qui định
VD 0,35m đối với U=15kV
Cần lắp rào chắn một cách chắc chắn để không bị dở
bỏ một cách ngẫu nhiên
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
NGĂN NGỪA DÒNG ĐIỆN QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Một số loại rào chắn cao áp :
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Tấn chắn kín Tấn chắn hở Lồng chắn
Chắn lưỡi DCL
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
NGĂN NGỪA DÒNG ĐIỆN QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Đặt khỏi tầm với:
Ngăn ngừa tiếp xúckhông chủ ý
Các bộ phận cách nhau ≤ 2,5 m mà có các điện thế khác nhau thì
S R=2,50m
0,75m
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
điện thế khác nhau thì không đặt trong tầm với
Những nơi thường mang vác đồ vật dẫn điện dài hay cồng kềnh thì tầm với phải được tăng thêm
R=1,25m R=1,25m
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
GIỚI HẠN DÒNG ĐIỆN QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Giảm thấp điện áp tiếp xúc:
Nối đất các bộ phận kim loại
Thực hiện các yêu cầu về điện áp
tiếp xúc:
• Utx 50V đối với nhà sản xuất
ế
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
thiết bị điện
• Utx 250V đối với các thiết bị
phân phối đã có biện pháp bảo vệ phụ
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
GIỚI HẠN DÒNG ĐIỆN QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Giới hạn cho phép điện áp tiếp xúc U tx theo thời gian cắt t c của máy cắt
khi xuất hiện dòng chạm đất
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
Ít người qua lại 250 200 165 150 140 130 125
Trang 36FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC TIẾP
CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ BỔ SUNG
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Rc = R1 = R2= R3 : điện trở cách điện pha đất
3.U.R
U 3.R R
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Rđ thỏa điều kiện :
TH Rđ= 10Ω :
đ T
3.U.R
U 1,3(V)3.R R
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Như vậy mạng điện 3 pha trung tính cách ly có RC
và C lớn thì có thể thực hiện biện pháp nối đất vỏ
thiết bị
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
NỐI ĐẤT VỎ THIẾT BỊ
Dòng đi qua điện trở nối đất Rđ:
Với Rđ<< RngcĐiệ á tiế ú U
đ
U
I 3.( R R R )
R C
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
U.R
U 3.( R R )
Trang 37FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
NỐI ĐẤT VỎ THIẾT BỊ
Ví dụ : Xét mạng hạ áp có trung tính trực tiếp nối đất có RđN= 4Ω ,
U = 380V, điện áp tiếp xúc cho phép, UT = 25V, điện trở nối đất yêu
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Rđ có giá trị thấp và khó đạt được trong thực tế Khuynh hướng
bảo vệ bằng biện pháp nối vỏ thiết bị với dây trung tính
T
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
NỐI ĐẤT VỎ THIẾT BỊ
Giá trị nối đất yêu cầu
U(V) Chế độ trung tính nguồn
Giá trị nối đất yêu cầu Đối tượng
cần nối đất
Nối đất
R ≤ 0,5 Ω Riêng nối đất nhân tạo
Trung tính và
vỏ thiết bị
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
R =125/I (Ω) ≤ 10 (Ω)
I : Dòng NM chạm đất
Vỏ thiết bị điện
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Trung tính nguồn và
vỏ biến áp 5(Ω) Cho cấp 380/660 (V)
10(Ω) Cho cấp 220/380 (V) 20(Ω) Cho cấp 110/220 (V)
Nối đất lặp lại
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Thiết bị bảo vệ tự động cắt nguồn khi có sự cố chạm chập giữa phần mang điện và vỏ.
Kết hợp đặc tính dây dẫn, thiết bị bảo vệ và các hình thức nối đất.
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Các thiết bị bảo vệ chạm đất :
CB kiểu từ nhiệt và CB kiểu điện tử
CB kiểu điện tử kết hợp với bảo vệchạm đất
CB kiểu điện tử kết hợp với bảo vệdòng rò
CB chống dòng rò
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
thường lớn Rt phải có giá trị thấp (thường < 1 Ω) khó thực hiện
Tuy nhiên, nếu sử dụng RCD, Rtcóthể có giá trị đến hàng ngàn Ω dễđạt được trong thực tế
Trang 38FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng TT :
Vậy để bảo vệ tất cả tải trong mạng
TT nên dùng RCD để đạt một lúc hai mục đích :
• Cắt mạch nhanh khi có sự cố
Yê ầ điệ t ở ối đất khô
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
• Yêu cầu điện trở nối đất không quá thấp
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng TN :
Điểm trung tính của nguồn cấp điện được nối đất trực tiếp
Vỏ kim loại của thiết bị nối với điểm trung tính của nguồn cấp điện
Tránh được trị số cao của điện trở nối đất
Mạng điện TN thường có các dạng như sau :
• Mạng TN C
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng TN :
Mạch vòng sự cố không ảnh hưởng đến hệ thống
Điều khiển cắt nguồn tự động khi có sự cố
Z I U
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Trang 39FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng TN :
Ví dụ 2 : Tổng trở ngắn mạch : ZS= ZAB+ ZBC + ZDE + ZEN + ZNA
Bỏ qua ZAB , ZEN , và ZNA:
BC
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
64,3mΩ
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng IT :
Dòng chạm đất đi qua dung kháng
của đường dây đến điểm trung
tính của nguồn cấp điện
Thiết bị cắt nguồn không cần thiết
nếu thỏa :
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng IT :
Ví dụ 1 : Xác định UT biết mạng có dây dài 1km, dung kháng
Zf= 3500Ω , U = 230/400V.Bỏ qua dòng rò xuyên qua lớp cách điện ?
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Đường đi của dòng điện sự cố trong mạng
IT
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
• d2 qua điện trở RđN
Id2= 3.66 = 198(mA)
• Điện áp tiếp xúc :
UT= Id2.RđN= 198.5.10-3= 0,99(V)
không nguy hiểm cho người
• Dòng đi qua tổng trở nối đất trung tính :
Id1= 230/1500 =153 (mA)
Dòng qua chỗ sự cố là tổng của Id1 và Id2
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng IT :
Ví dụ 1 :
Tình trạng sự cố (hai pha chạm đất)Nguồn cấp được cắt theo thể thức sau :
• Điều kiện bảo vệ tương tự như hệ thống TT khi vỏ thiết bị được :
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
• Cần bố trí thêm RCD tuy nhiên RCD cần có dòng đặt cao hơn dòng chạm đất điểm thứ nhất
Trang 40FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng IT :
Ví dụ 1 :
Tình trạng sự cố (hai pha chạm đất)
Nguồn cấp được cắt theo thể thức sau :
• Điều kiện bảo vệ tương tự như hệ thống TN khi vỏ thiết bị được
nối đất với dây PE chung :
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Vỏ thiết bị được nối chung trong mạng IT
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng IT :
Ví dụ 1 :
Tình trạng sự cố (hai pha chạm đất)Nguồn cấp được cắt theo thể thức sau :Trong điều kiện khác :
• Không có dây trung tính :
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
• Nếu điều kiện về ZS,, Z’
S không thỏa thì phải sử dụng thêm RCD
• Ngưỡng tác động của RCD phải được chọn cẩn thận để tránh tác động nhầm
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng IT :
Ví dụ 2 :
Kiểm tra khả năng bảo vệ của CB T1B160 ( In = 125A đặc tuyến đã
cho trong ví dụ 1 mạng TN ), cho hệ thống trình bày ở hình sau khi
xuất hiện chạm đất 2 điểm
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Xuất hiện ngắn mạch tại hai điểm trong mạng IT
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
CẮT NHANH BẰNG MÁY CẮT
Mạng IT :
Ví dụ 2 :Giả sử các phần mạch của hai nhánh chạm vỏ có cùng tiết diện và chiều dài, SPE= Spha
Tổng trở mạch vòng 1 (FGHJ) :
ZS1= 2RHJ= 2ρ.L/S = 2.22,5.50/35=64,3(mΩ)
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
Ensuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI CỰC ĐẠI CỦA DÂY DẪN
Để bảo vệ chống chạm đất gián tiếp thì tcắt< ttiêu chuẩn
Để kiểm tra tcắt ta lập tỉ số giữa dòng ngắn mạch cực tiểu
trên phần dẫn điện được bảo vệ với dòng tác động của CB.
Dòng NM cực tiểu xuất hiện giữa dây pha và điểm xa nhất
trên dây bảo vệ và được xác định theo phương pháp gần
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
trên dây bảo vệ và được xác định theo phương pháp gần
đúng với giả thiết :
Điện trở dây tăng 50% (ở 200C) do quá nhiệt
U nguồn giảm 80% do ảnh hưởng dòng NM
Điện cảm dây dẫn chỉ được xem xét đối với dây dẫn có tiết diện
S > 95 mm2
feee.hcmute.edu.vn
FEEEEnsuring Enhanced Education
BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN TIẾP
XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI CỰC ĐẠI CỦA DÂY DẪN
Một số hằng số sẽ được sử dụng trong công thức :
0,8 : hệ số tính đến sụt giảm điện thế
1,5 : hệ số tính đến độ gia tăng điện trở
1,2 : sai số ngưỡng tác động từ cho phép
k1 : hệ số hiệu chỉnh tính đến điện cảm dây dẫn
PGSPGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnhPGS
PGS TSTS QuyQuyềềnn Huy Huy ÁÁnhnh
k2 : hệ số hiệu chỉnh cho dây dẫn đi song song
k2= 4(n-1)/n
S(mm 2 ) 120 150 185 240 300
k 1 0,9 0,85 0,8 0,75 0,72