Bài giảng Cấp điện công trình xây dựng: Phần 2 - Nguyễn Mạnh Hà

Tiếp nội dung phần 1, Bài giảng Cấp điện công trình xây dựng: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Chống sét cho công trình xây dựng; an toàn điện; chiếu sáng nhân tạo bên trong công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

CHƯƠNG 4 CHỐNG SÉT CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

4.1 Hiện tượng sét và hậu quả của nó ñối với công trình xây dựng

4.1.1 Hiện tượng sét:

Sét là hiện tượng bí ẩn, phức tạp ñến nay con người vẫn chưa hiểu hết

Nghiên cứu thực nghiệm ñầu tiên về sét là một nhà kho học Mỹ tên là Franklin 1790) Franklin nêu lên giả thuyết về bản chất ñiện của các tia chớp ðể chứng tỏ các ñám mây có tích ñiện, ông ñề nghị làm một cái chòi trên ñỉnh một chiếc tháp cao, từ cái chòi ñó dựng lên một cây sào nhọn bằng sắt cao khoảng 10m gắn trên ñế cách ñiện ñể quan sát những tia ñiện phóng từ những ñám mây dông xuống chiếc sào Năm 1752, ông thực hiện ở Mỹ một thí nghiệm nổi tiếng bằng cách dùng một chiếc diều thả lên trời khi có những ñám mây dông

(1706-ñang bay tới Ông gắn trên diều một thanh sắt nhọn ñầu và ở phía cuối dây diều ông buộc

một chiếc chìa khóa và một dải lụa ñể làm chỗ tay cầm ñể chứng minh cọc sắt nhọn “rút lửa

ñiện” từ ñám mây

Năm 1752, tại Petecbua (Nga) nhà khoa học Richman ñã làm lại thí nghiệm nguy hiểm này và trong cơn giông, Richman ñã bị sét ñánh thiệt mạng,…

Cơ chế hình thành một cơn sét nói chung khá phức tạp, có nhiều công trình nghiên cứu

về quá trình nhiễm ñiện của một ñám mây dông cũng như cơ chế phát triển của tia sét hướng xuống ñất, rong ñó giả thuyết của Simson ñược nhiều người biết ñến do giải thích cơ chế hình thành sét một cách ñơn giản, dễ hiểu:

Dông là hiện tượng khí quyển liên quan với sự phát triển mạnh mẽ của ñối lưu nhiệt và các nhiễu ñộng khí quyển, nó thường xảy ra vào mùa hè là thời ñiểm mà sự trao ñổi nhiệt giữa mặt ñất và không khí rất lớn Những luồng không khí nóng mang theo hơi nước bay lên

ñến một ñộ cao nào ñấy và nguội dần, lúc ñó hơi nước tạo thành những giọt nước nhỏ hay

gọi là tinh thể băng chúng tích tụ trong không gian dưới dạng những ñám mây Trái ñất càng

bị nóng thì không khí nóng càng bay lên cao hơn, mây càng dày hơn ñến một lúc nào ñó thì

Tranh vẽ minh hoạ Franklin cùng con trai làm thí nghiệm về sét năm 1752 bằng cách thả diều có gắn thanh sắt nhọn

D H K T D N

Sét dây Sét ñánh thẳng Giả thiết Simson về cơ chế hình thành sét

các tinh thể băng trong mây sẽ lớn dần và rơi xuống thành mưa Mây càng dày thì màu của

nó càng ñen hơn Sự va chạm của các luồng khí nóng ñi lên và các tinh thể băng ñi xuống trong ñám mây sẽ làm xuất hiện các ñiện tích mà ta gọi là mây tích Các phần tử ñiện tích âm

có khối lượng lớn nên nằm dưới ñáy ñám mây còn các phần tử ñiện tích dương nhẹ hơn nên

bị ñẩy lên phần trên của ñám mây Cụ thể là:

+ H2O
H+ + OH-

+ H+ sẽ ở phần trên còn OH- nặng hơn ở dưới
dễ bị tách ra
mây tích

+ Các mây tích trái dấu gặp nhau trên trời
sét dây

+ Các mây tích gần mặt ñất (OH-) làm mặt ñất cảm ứng ñiện tích +, khi cường ñộ ñiện trường lớn thì xảy ra phóng ñiện
sét ñánh thẳng

+ Sét lan truyền: sét ñánh vào ñường dây ñiện, ñiện thoại ở xa nhưng truyền vào nhà gây hỏng thiết bị
sét lan truyền

+ Sét cảm ứng: Sét ñánh bên ngoài nhà nhưng vật dụng bằng kim loại trong nhà bị nhiễm

ñiện

+ Sét hòn: xuất hiện ñột ngột dạng quả cầu lửa di chuyển, sau ñó biến mất cùng với tiếng

nổ lớn
hiện tượng bí ẩn chưa giải thích ñược (Nhà bác học Nga là Kapitsa xây dựng lý

thuyết sét hòn ñược giải Nobel 1978 nhưng vẫn chưa giải thích ñược hết các hiện tượng)

D H K T D N

Tòa nhà cao nhất thế giới Burj Khalifa ở Dubai cao 818m - 160 tầng sau khi khai trương ít ngày (04/01/2010) thì bị sét ñánh Nhiếp ảnh gia Alisdair Miller ghi lại

Tia sét ngược do ðại học Duke (Mỹ) chụp ngày 21/7/2008 Tranh minh hoạ sét hòn xuất hiện

Sét ñánh thẳng vào tượng nữ thần tự do tối 22/9/2010

Sét ñánh vào máy bay

D H K T D N

- đặc ựiểm tia sét:

+ Cường ựộ dòng ựiện cực lớn 50kA Ờ 200kA

+ Nhiệt ựộ: 10.0000C

+ Gây ra tiếng nổ lớn gọi là sấm

4.1.2 Hậu quả của sét:

- Nguy hiểm cho người

- Hư hỏng công trình, thiết bị

- Việt Nam là nước có cường ựộ hoạt ựộng của sét lớn (>100 ngày sét) Viện vật lý ựịa cầu ựã xây dựng bản ựồ sét làm cơ sở tắnh toán chống sét cho từng vùng trên cả nước Vắ dụ

đà Nẵng= 7,3 ; Ninh Thuận =1;Long An =16,2 (lần/km2/năm)

4.2 Yêu cầu chống sét cho công trình

Các tiêu chuẩn chống sét hiện nay bao gồm:

- TCXDVN 46:2007 chống sét cho công trình xây dựng - Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra

và bảo trì hệ thống

- QCVN 02: 2008/BCT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn trong bảo quản, vận chuyển, sử dụng và tiêu hủy vật liệu nổ công nghiệp - Phần chống sét cho kho chứa vật liệu

nổ

- TCN 68 - 135 2001 Tiêu chuẩn chống sét và bảo vệ các công trình viễn thông

Thông thường chỉ thiết kế chống sét ựánh thẳng, không thiết kế chống sét lan truyền và cảm ứng (chỉ cho ngành ựiện, thông tin)

- Các công trình chắc chắn phải có chống sét:

+ Nơi tụ họp ựông người;

+ Nơi cần phải bảo vệ các dịch vụ công cộng thiết yếu;

+ Nơi mà quanh khu vực ựó thường xuyên xảy ra sét ựánh;

+ Nơi có các kết cấu rất cao hoặc ựứng ựơn ựộc một mình;

+ Nơi có các công trình có giá trị văn hoá hoặc lịch sử;

+ Nơi có chứa các loại vật liệu dễ cháy hoặc nổ

- Các công trình khác việc ựặt hệ thống chống sét dựa trên các yếu tố:

+ Công năng của toà nhà

+ Tắnh chất của việc xây dựng toà nhà ựó

+ Giá trị vật thể trong nhà hoặc những hậu quả do sét ựánh gây ra

D H K T D N

nếu chỉ có kim mà không có hệ thống nối ñât thì cực kỳ nguy hiểm vì trường hợp này giống như gọi sét về ñánh vào công trình

Kim thu sét xuất hiện ñầu tiên trên thế giới vào năm 1760 do phát minh của Franklin và ngày nay người ta gọi là hệ thống chống sét thụ ñộng Franklin Hệ thống này có thể là kim hoặc là dây thu sét Khi sét ñánh nó thu lấy dòng ñiện sét ñưa xuống ñất Hệ thống này ñã tồn tại hàng trăm năm nay và phát huy hiệu quả, ngày nay nó vẫn ñược sử dụng phổ biến do rkết cấu ñơn giản, tính toán dễ dàng, giá thành rẻ nhưng lắp ñặt không ñược mỹ quan

Khoảng vài chục năm trở lại ñây xuất hiện hệ thống chống sét chủ ñộng: Nó chủ ñộng tạo phóng ñiện sớm ñể thu hút dòng ñiện sét dẫn xuống ñất Hệ thống này ñang xuất hiện ngày một nhiều (nhất là ở thành phố) và có vài chục hãng trên thế giới cung cấp Về nguyên

lý thì các hãng sản xuất hệ thống này ñều cùng nguyên lý nhưng về công nghệ thì có khác nhau Nhược ñiểm là ắt tiền, dùng ở nơi cần mỹ quan, hiệu quả chống sét cao

4.3.1 Hệ thống chống sét Franklin

a) Cấu tạo:

a.1) Bộ phận thu sét: ñặt cao hơn công trình, kim ñặt tại nơi ñỉnh nhọn

Bao gồm các loại:

+ Kim thu sét: thép mạ kẽm, mạ ñồng, dài 200-400mm, ñầu nhọn

+ ðai thu sét: ñể liên kết các kim thu sét ñồng thời làm nhiệm vụ thu sét với phạm vi

hẹp hơn kim thu sét

+ Lưới thu sét: ðối với nhà mái bằng rất rộng không dùng kim mà dùng lưới thu sét

khẩu ñộ 10mx20m

+ Dây thu sét: ðối với công trình dạng tuyến như ñường dây tải ñiện trên không người ta

treo dây chống sét ñể thu sét

a.2) Bộ phận dẫn sét

- Dẫn dòng sét xuống ñất

- Ở ñộ cao < 3m có người qua lại phải chôn ngầm hoặc bọc trong ống

- Mỗi công trình có ít nhất 2 dây dẫn sét

- Cách mặt ñất 1m bố trí ñiểm nối dây có thể tháo ra ñể ño ñiện trở ñất

- Làm bằng dây thép hoặc dây ñồng

D H K T D N

a.3) Bộ phận nối ñất

- Làm nhiệm vụ tản dòng ñiện sét vào các lớp ñất xung quanh

- Thường ñặt ở vị trí khuất, ít người qua lại (tránh ñiện áp bước)

- Gồm các cọc và dây thép mạ kẽm liên kết nhau bằng hàn ñiện (dây và cọc bằng thép) hoặc hàn hoá nhiệt (dây và cọc bằng ñồng), chôn ở ñộ sâu 0,8-1m Khoảng cách cọc-cọc tối thiểu gấp ñôi chiều dài cọc

Cọc nối ñất Công trình

Kim thu sét

Dây dẫn sét

2m 2m

Công trình Dây thu sét

Cọc nối ñất

Lưới 10x20m2

140m 70m

Khuôn hàn hoá nhiệt

Mối hàn hoá nhiệt 2 dây ñồng

D H K T D N

- ðược kiểm tra trị số ñiện trở hằng năm Rnñ càng nhỏ càng tốt

- Hệ thống nối ñất có kết cấu rất phong phú, có thể kết cấu hình tia (không có cọc) hoặc cọc-tia kết hợp mạch hở hoặc cọc-tia kết hợp mạch kín

b) Tính toán bộ phận thu sét

b.1) Một kim thu sét:

Hiện nay có nhiều mô hình tính toán phạm vi bảo vệ của 1 kim thu sét, trong ñó mô hình càng chính xác thì càng phức tạp (ví dụ: mô hình ñiện hình học) Trong thực tế thường dùng

mô hình tính toán do Franklin ñề xuất:

Phạm vi bảo vệ là một mặt nón cong tròn xoay xác ñịnh từ thực nghiệm

Việc tính toán theo ñường cong này khá phức tạp nên người ta ñơn giản hoá bằng các mặt nón gãy khúc

*) Cho trước hệ thống chống sét có ñộ cao h thì vùng bảo vệ ñược xác ñịnh như sau: Rx=1,5(h-1,25hx).Ph Khi hx<2/3h

Rx=0,75(h-hx).Ph Khi hx≥2/3h

Trong ñó:

Rx gọi là bán kính bảo vệ

hx gọi là chiều cao ñược bảo vệ

Kiểu nối ñất hình tia

D H K T D N

Ph là xác suất sét ñánh vòng ở ñộ cao h

Ph=1 khi h ≤ 30m Ph=5, 5

b.2) Hai kim thu sét cao bằng nhau:

Phạm vi bảo vệ ở ñoạn giữa 2 kim có tính ñến sự hỗ trợ lẫn nhau của 2 kim ðộ cao bảo

vệ ở khoảng giữa 2 kim giới hạn bởi ñường tròn ñi qua ñỉnh 2 kim, tâm ñường tròn nằm trên

ñường thẳng vuông góc với ñường thẳng nối 2 ñầu kim và bán kính có ñộ dài là:

D H K T D N

bx là nửa bề rộng của phạm vi bảo vệ chỗ hẹp nhất

R là bán kính cung tròn qua 2 ñầu kim, tâm cách ñất một khoảng 4h

bx là nửa bề rộng của phạm vi bảo vệ chỗ hẹp nhất

b.3) Hai kim thu sét có ñộ cao khác nhau:

Trường hợp này hay gặp khi công trình có nhiều ñộ cao khác nhau

- Giới hạn phạm vi bảo vệ ở ñộ cao hx:

+ Rx bán kính bảo vệ cột A

+ rx bán kính bảo vệ cột B

+ bx Nửa bề rộng chỗ bảo vệ hẹp nhất

Cách xác ñịnh phạm vi bảo vệ:

- Vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao hơn (ký hiệu cột cao là cột A)

- Từ ñỉnh kim cột thấp hơn (ñiểm B), vẽ ñường nằm ngang cắt ñường sinh cột A tại B’

- Tại ñiểm B’ ta giả tưởng có một kim thu sét cao bằng cột B

- Vẽ phạm vi bảo vệ của 2 cột bằng nhau B và B’ ñể xác ñịnh bx

- Từ ñiểm bx vẽ các ñường thẳng tiếp xúc với ñường tròn Rx và rx

Trong ñó: R, h0 là các tham số của 2 kim bằng nhau B và B’

RB là khoảng cách giữa kim A và B’

*) Cho trước hệ thống chống sét có ñộ cao 2 kim khác nhau ta xác ñịnh phạm vi bảo vệ như sau:

bx là nửa bề rộng của phạm vi bảo vệ chỗ hẹp nhất

PhA, PhB và Ph0 là xác suất sét ñánh vòng ở ñộ cao hA, hB và h0

*) Nếu cho biết kích thước cần bảo vệ của công trình (hx và bx ) ta tính ñược chiều cao của hB như sau:

Ta phải chọn trước tham số a và a’

Chiều cao hA ñược chọn lớn hơn sao cho bán kính bảo vệ của nó Rx ñảm bảo yêu cầu

ñường biên ngoài của nó

b.4) Ba kim thu sét cao bằng nhau:

- ðường biên bên ngoài xác ñịnh phạm vi bảo vệ của từng ñôi kim như trường hợp 2 kim

- Phần trong lòng ña giác (hình tam giác) chỉ cần kiểm tra an toàn ở ñộ cao hx phải thoả mãn:

D là ñường tròn ngoại tiếp tam giác

Hx ñộ cao cần kiểm tra an toàn

b.5) Bốn kim thu sét cao bằng nhau:

- ðường biên bên ngoài xác ñịnh từng ñôi một như trường hợp 2 kim

- Phần trong lòng ña giác (hình chữ nhật) chỉ cần kiểm tra an toàn ở ñộ cao hx phải thoả mãn:

Câu hỏi: Xác ñịnh D khi 4 kim thu sét tạo thành tứ giác không có ñường tròn ngoại tiếp?

b.6) Trường hợp nhiều kim thu sét có ñộ cao khác nhau bố trí theo ña giác bất kỳ:

Trường hợp này ta kiểm tra phạm vi bảo vệ như sau:

- Xét từng tam giác với 3 kim liền kề nhau

- Trong lòng tam giác này vẫn áp dụng công thức sau:

Trong ñó D là ñường kính ñường tròn ngoại tiếp tam giác

- Tiếp tục xét các tam giác khác cho ñến hết thì thôi

b.8) Hai dây thu sét cách nhau a:

- Phạm vi bảo vệ phía ngoài xác ñịnh như các dây ñơn

- Phạm vi bảo vệ khoảng giữa 2 dây ñược xác ñịnh bằng cung tròn ñi qua 3 ñiểm là 2 dây chống sét và ñiểm giữa có ñộ cao 0

hx

h

2/3h Dây thu sét

4.3.2 Hệ thống thu sét chủ ñộng:

- Hệ thống này gọi là kim thu sét phóng ñiện sớm vì khi có ñám mây tích, nó chủ ñộng phóng ra tia ñiện ñể thu hút sét

- Có rất nhiều hãng sản xuất với nhiều công nghệ khác nhau nhưng giá thành khá ñắt

- Bán kính bảo vệ rất lớn từ vài chục ñến hàng trăm mét nên thường chỉ cần dùng 1 kim

là ñủ

a) Kim thu sét Dynasphere của ERICO

a.1) Cấu tạo:

+ Dạng hình cầu bọc bên ngoài

+ Phía trong là bộ phận cảm ứng ñể tạo ion với tốc ñộ lớn

a.2) Nguyên lý làm việc:

a.3) Vùng bảo vệ:

- Do nhà chế tạo ñưa ra hoặc dùng phần mềm nhà chế tạo cấp ñể tính

- Vùng hấp thụ sét giới hạn bởi paraboloit (có ñáy tại quả cầu) và các bán cầu có tâm tại quả cầu phóng ñiện

Bình thường quả cầu ñược

nối ñất, ñiện trường bề mặt

quả cầu thấp Có tiên ñạo sét

nhưng không phóng ñiện

Khi có mây sét, qu ả cầu tạo

ra ion trái dấu bằng bộ phận cảm ứng trong quả cầu với cường ñộ rất mạnh

Khi cường ñộ ñiện trường

ñủ lớn sẽ xảy ra phóng ñiện sớm

D H K T D N

Toàn bộ tia sét xuất hiện trong vùng này ñều ñược phóng ñiện sớm với xác suất cho trước

- ðiểm cạnh tranh: Tại các ñiểm nhọn của công trình, xây dựng vùng hấp thụ sét của các

ñiểm nhọn này guống như của quả cầu Dynasphere

- Căn cứ váo vùng hấp thụ của quả cầu, vùng hấp thụ của các ñiểm cạnh tranh ñể xác

ñịnh vùng bảo vệ Bán kính bảo vệ ñược nhà chế tạo lập thành bảng, ví dụ ở ñộ cao 20m thì

Rbảo vệ =84m với mức bình thường

b) Giới thiệu một số kim thu sét phóng ñiện sớm khác

b.1) Kim Stormaster của Lightning Protection International (Úc):

b.2) Kim Saint Elmo Active của Franklin France Patent (Pháp):

D H K T D N

b.3) Kim SI Interceptor của ERICO:

D H K T D N

- TCXDVN 46:2007 quy ñịnh Rnñ ≤ 10Ω cho nối ñất chống sét

- Cách tính ñiện trở nối ñất xem chi tiết trong chương 5

D H K T D N

CHƯƠNG 5

AN TOÀN ðIỆN

5.1 Những vấn ñề chung về an toàn ñiện:

An toàn ñiện là một bộ phận của khoa học bảo hộ lao ñộng An toàn ñiện nghiên cứu ảnh hưởng của dòng ñiện ñến cơ thể người, các nguyên nhân gây mất an toàn và biện pháp phòng tránh nhằm ñưa lại hiệu quả sản xuất cao nhất

Theo thống kê hàng năm: tai nạn lao ñộng chết người do ñiện chiếm khoảng hơn 10% tổng số tai nạn lao ñộng chết người nói chung, thậm chí có năm chiếm tới 20% tổng số tai nạn lao ñộng chết người [1]

5.1.1 Tác dụng của dòng ñiện khi chạy qua cơ thể người

Khi tiếp xúc trực tiếp với mạch ñiện ñang có ñiện áp thì xuất hiện dòng ñiện chạy qua cơ thể người Mức ñộ tác dụng lên cơ thể người phụ thuộc nhiều yếu tố như:

a) Biên ñộ dòng ñiện

Bảng 5.1 Thống kê tác dụng lên cơ thể người ứng với các mức dòng ñiện khác nhau:

I ng (mA) ðiện xoay chiều 50Hz (AC) ðiện một chiều (DC)

8 – 10 Tay không rời vật có ñiện Nóng tăng dần

20 – 25 Tay không rời vật có ñiện, bắt ñầu khó thở Bắp thịt co và rung

50 – 80 Tê liệt hô hấp, tim bắt ñầu ñập mạnh Tay khó rời vật có ñiện, bắt ñầu

khó thở

90 - 100 Nếu kéo dài với t ≥ 3s tim ngừng ñập Hô hấp tê liệt

Theo bảng trên người ta thống nhất giới hạn mức ñộ nguy hiểm ñối với người như sau:

Dòng ñiện chạy qua cơ thể vượt quá các trị số này ñều ñược coi là nguy hiểm

b) ðường ñi của dòng ñiện

Về ñường ñi của dòng ñiện qua người có thể có rất nhiều trường hợp khác nhau, tuy vậy

có những ñường ñi cơ bản thường gặp là: dòng ñi qua tay - chân, tay - tay, chân - chân

ðường ñi nguy hiểm nhất phụ thuộc vào số phần trăm dòng ñiện qua tim và phổi, do ñó dòng ñiện ñi từ tay phải qua chân, ñầu qua chân, ñầu qua tay là những ñường ñi nguy hiểm nhất vì

theo thống kê:

Dòng ñi từ tay qua tay có 3,3% qua tim

Dòng ñi từ tay trái qua chân có 3,7% qua tim

Dòng ñi từ tay phải qua chân có 6,7% qua tim

D H K T D N

Dòng ñi từ chân qua chân có 0,4% qua tim

Dòng ñi từ ñầu qua tay có 7% qua tim

Dòng ñi từ ñầu qua chân có 6,8% qua tim

c) Thời gian tồn tại của dòng ñiện:

Về mặt trực quan, dòng ñiện tác dụng càng lâu lên cơ thể thì càng nguy hiểm

Về mặt y sinh học còn nguy hiểm hơn Thật vậy quả tim có nhịp ñập với chu kỳ khoảng

1 giây, trong ñó 1 lần tim co lại và 1 lần tim giãn ra Giữa 2 lần tim co-giãn thì có một khoảng thời gian 0,4 giây tim bị bất ñộng mà trong y học gọi là pha T Nếu ñúng lúc này biên

ñộ dòng ñiện ñạt ñỉnh thì gây ñứng tim luôn nên rất nguy hiểm

d) Tần số dòng ñiện:

Tần số nguy hiểm nhất là 50Hz÷60Hz Tần số cao hơn hay thấp hơn ñều ít nguy hiểm hơn Các hệ thống ñiện trên thế giới ñều sử dụng tần số 50Hz÷60Hz nên ñều là những nguồn nguy hiểm nhất xét về mặt tần số

e) Tình trạng sức khỏe:

Dòng ñiện qua cơ thể của người phụ thuộc vào ñiện trở của cơ thể và ñiện trở này thường không ổn ñịnh mà phụ thuộc vào trạng thái sức khoẻ và các yếu tố môi trường Người có sức khoẻ tốt, tâm lý thoải mái thì ñiện trở cao và ngược lại

5.1.2 Các trạng thái nguy hiểm khi cơ thể người bị ñiện giật:

Khi dòng ñiện chạy qua cơ thể người ñạt ñến một mức ñộ nào ñó thì nó có thể gây ra những tác dụng vô cùng nguy hiểm sau ñây:

- 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 ñiện phân: Làm phân ly máu và các chất lỏng hữu cơ có trong cơ thể dẫn ñến

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 ñến co rút

các bắp thịt trong ñó có tim và phổi Kết quả có thể ñưa ñến phá hoại, thậm chí làm ngừng hẳn hoạt ñộng hô hấp và tuần hoàn

ðiện giật có thể gây bỏng nặng, cơ thể bị liệt, mang tật suốt ñời, mất khả năng lao ñộng

thậm chí là chết người Khi bị ñiện giật, cơ thể người có các biểu hiện lâm sàng sau ñây:

- Tim ngừng ñập: là trường hợp nguy hiểm nhất Tác dụng dòng ñiện ñến 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

Hình 5.2 Hình ảnh bàn tay bị ñiện giật làm cháy lớp biểu bì da tay

Hình 5.1 Cánh tay bi bỏng ñộ 3 do

ñường dây cao thế phóng ñiện

D H K T D N

tim làm cho các mạch máu trong cơ thể bị ngừng hoạt ñộng dẫn ñến tim ngừng ñập hoàn toàn

- Ngừng thở: thường xảy ra nhiều hơn so với ngừng tim, người ta thấy bắt ñầu khó thở

do sự co rút do có dòng ñiện 20-25mA tần số 50Hz chạy qua cơ thể Nếu dòng ñiện tác dụng lâu th sự co rút các cơ lồng ngực mạnh thêm dẫn ñến ngạt thở, dần dần nạn nhân mất thức, mất cảm giác rồi ngạt thở cuối cùng tim ngừng ñập và chết lâm sàng

- Sốc ñiện: là phản ứng phản xạ thần kinh ñặc biệt của cơ thể do sự hưng phấn mạnh bởi

tác dụng của dòng ñiện dẫn ñến rối loạn nghiêm trọng tuần hoàn, hô hấp và quá trình trao ñổi chất Tình trạng sốc ñiện kéo dài ñộ vài chục phút cho ñến một ngày ñêm, nếu nạn nhân ñược cứu chữa kịp thời thì có thể bình phục

5.1.3 Dòng ñiện chạm ñất và ñiện áp bước:

Các thiết bị ñiện ñều ñược ñặt trên mặt ñất hoặc cấu kiện xây dựng nào ñó Về mặt an toàn ñiện thì các bề mặt ñặt thiết bị ñiện ñều ñược coi là ñất Khi thiết bị ñiện bị chạm ñiện ra

vỏ, dòng ñiện sẽ truyền xuống ñất, nơi có người vận hành và có thể gây nguy hiểm nếu không có kiến thức phòng tránh

Một trường hợp khác có thể xảy ra là dây ñiện bị ñứt, rơi xuống ñât cũng tạo thành dòng

ñiện ñi vào ñất

Dòng ñiện ñi vào ñất sẽ tạo nên một vùng ñiện áp xung quanh ñiểm chạm ñất ðộ lớn của

ñiện thế ñược phân bố trên mặt ñất theo quy luật hypebol xung quanh ñiểm chạm ñất Càng

ra xa giá trị ñiện thế càng giảm, càng gần ñiểm chạm thì gí trị ñiện thế càng lớn

Khi người ñứng trong vùng ñiện thế chạm ñất, 2 chân ở 2 vị trí có ñiện thế khác nhau nên

giữa 2 chân hình thành một ñiện áp gọi là ñiện áp bước.Ví dụ ở hình vẽ sau: ñiện áp bước

của người ñứng ở vị trí 2 là U2 có sải chân rộng sẽ lớn hơn người ñứng ở vị trí 1 là U1 có sải chân hẹp hơn Với người ñứng ở vị trí 3 chỉ ñứng 1 chân nên ñiện áp ñặt lên người U3=0

Theo quy ước: ñiểm trên mặt ñất cách xa trên 20m so với ñiểm chạm ñất thì coi như ñiện

áp bước ở khu vực ñó bằng không vì khi ñó ñường hypebol tương ñối bằng phẳng

5.1.4 ðiện áp tiếp xúc:

ðiện áp ñặt vào người (thường do chạm tay hay chạm chân) khi người chạm phải vật có

mang ñiện áp gọi là ñiện áp tiếp xúc Nói cách khác ñiện áp giữa tay người khi chạm vào vật

có mang ñiện áp và ñất nơi người ñứng gọi là ñiện áp tiếp xúc

Hầu hết người chạm phải dây dẫn ñiện ñều là dây pha, do ñó ñiện áp khi xảy ra chạm

ñiện ñều là ñiện áp pha

Hình vẽ trên vẽ một nhà xưởng có 2 thiết bị “máy 1” và “máy 2” Nhà xưởng có hệ thống nối ñất tập trung với ñiện trở Rñ

Nếu cách ñiện của thiết bị 1 bị chọc thủng sẽ có dòng ñiên chạm ñất Iñ ñi từ vỏ thiết bị vào ñất dây nối ñất (bọc cách ñiện PVC) ñến hệ thống tiếp ñịa chung có ñiện trở Rnñ Lúc này

vỏ thiết bị 1 cũng mang ñiện áp là Uñ = Iñ.Rñ, trong ñó Iñ là dòng ñiện chạm ñất (tại hệ thống nối ñất chung ñược coi là ñiểm chảm ñất của toàn bộ nhà máy) Tay người chạm vào vỏ thiết

bị 1 nên có ñiện áp là Uñ , trong lúc ñó ñiện áp của chân người Uch1 lại phụ thuộc vị trí của người ñó so với hệ thống nối ñất chung Rñ Kết quả là người bị tác ñộng của hiệu số ñiện áp

ñặt vào tay và chân ñó là ñiện áp tiếp xúc: U1=Uñ –Uch1

Phân tích tương tự với “máy 2” nhưng ñặt ở xa hơn so với “máy 1”, kết quả tại máy 2 thì

ñiện áp tiếp xúc lớn hơn máy 1

5.1.5 ðiện áp cho phép:

Trị số dòng ñiện qua người là ñại lượng dùng ñể ñánh giá mức ñộ nguy hiểm ñối với người tuy nhiên xác ñịnh trị số dòng ñiện qua người trong nhiều trường hợp không thể làm

ñược bởi vì nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố bất ñịnh

Vì vậy một cách tương ñối người ta xác ñịnh giới hạn an toàn cho người thông qua khái

niệm ñiện áp cho phép U cp Dùng Ucp rất thuận lợi vì với mỗi mạng ñiện thường có một ñiện

Máy 2

Dây ñiện bọc PVC nối vỏ máy

Tuỳ theo mỗi nước mà ñiện áp cho phép quy ñịnh khác nhau, ví dụ: Ba Lan, Thụy Sĩ là 50V; Hà Lan, Thụy ðiển là 24V; Pháp là 24V; Ở Việt Nam Ucp ñối với chiếu sáng cục bộ ở các máy công cụ, chiếu sáng ở những nơi nguy hiểm (trong buồng kín, hầm mỏ ) là 36V và 24V còn ở những nơi ñặc biệt nguy hiểm lấy Ucp = 12V

5.2 Nguyên nhân xảy ra tay nạn về ñiện trong hoạt ñộng sử dụng ñiện

- Do trình ñộ tổ chức, quản lý công tác lắp ñặt, xây dựng, sửa chữa công trình ñiện chưa tốt

- Do vi phạm quy trình kỹ thuật an toàn, ñóng ñiện khi có người ñang sửa chữa, tác vận hành thiết bị ñiện không ñúng qui trình

- Tai nạn về ñiện thường xảy ra ở cấp ñiện áp U ≤ 1000 V

+ Chạm gián tiếp

+ Chạm trực tiếp

- Tai nạn do sự phóng ñiện hồ quang

- Tai nạn xảy ra do “ñiện áp bước”

5.3 Các biện pháp kỹ thuật bảo vệ an toàn trong hoạt ñộng sử dụng ñiện

Có hàng ngàn biện pháp và quy trình kỹ thuật an toàn ñược áp dụng tuỳ vào ñặc ñiểm từng nhà máy, cơ quan Ở ñây chỉ trình bày những biện pháp kỹ thuật chung nhất có tính chất phổ biến nhất áp dụng ñược cho mọi loại hình nhà máy

5.3.1 Kiểm tra cách ñiện ñịnh kỳ và thường xuyên

Cách ñiện tốt là biện pháp quan trọng hàng ñầu ñể bảo vệ không cho ñiện rò ra vỏ máy gây nguy hiểm cho người sử dụng, tránh truyền ñiện giữa các pha gây ra ngắn mạch

Trong thực tế sản xuất có thể do việc sử dụng máy móc cũ kỹ, cách ñiện bị già cỗi, hoặc

có thể do lắp ráp, giữ gìn bảo quản cách ñiện không tốt, nên hiện tượng ñiện rò ra vỏ thiết bị trở thành phổ biến Vì vậy trong quá trình sử dụng thiết bị, phải nghiêm chỉnh chấp hành các chế ñộ về sử dụng, kiểm tra, thử nghiệm cách ñiện của thiết bị Nếu sử dụng quá ñiện áp, cách ñiện sẽ hư hỏng Thiếu sự kiểm tra, thí nghiệm sẽ không phát hiện ñược kịp thời ñể sửa chữa hoặc thay thế

5.3.2 Bảo vệ bằng biện pháp nối ñất vỏ thiết bị

Khi cách ñiện bị hư hỏng, vỏ kim loại của thiết bị ñiện có thể xuất hiện ñiện áp cao Khi người chạm vào, có thể bị tai nạn ðể an toàn, người ta nối ñất những phần kim loại của vỏ máy, khi có ñiện áp chạm vỏ thì dòng ñiện sẽ ñi xuống ñất ðiện áp trên vỏ thiết bị khi ñó là

Uvỏ =Iñ.Rñ, do ñó nếu Rñ có giá trị càng bé thì Uvỏ giảm xuống Cần phải tính toán Rñ sao cho

Uvỏ giảm ñến một giá trị an toàn, không gây nguy hiểm cho người chạm vào vỏ thiết bị Theo quy ñịnh giá trị ñiện trở nối ñất như sau:

Rñ ≤ 4Ω khi công suất của nguồn ñiện cấp cho nhà máy (máy phát, máy biến áp,…)

Mỗi thiết bị trong nhà xưởng có một hệ thống nối ñất riêng, trong thực tế người ta ñóng

từ 2-3 cọc théo cho mỗi vị trí máy Biện pháp này khó giảm ñược Rnñ ñến giá trị bé do phạm

vi ñóng cọc tiếp ñịa rất nhỏ (xung quanh 1 thiết bị)

Biện pháp này dùng cho các nhà xưởng có phân bố rộng nhưng có nhược ñiểm là phân

bố ñiện thế trong ñất không ñồng ñều nên trong thực tế ít sử dụng

Phân bố ñiện thế của 1 cọc (nét ñứt)

Utx

Utx

A

B C

D H K T D N

Lưới ñược bố trí theo chu vi nhà máy Mỗi một ô lưới thường có kích thước 5x5m và tại

ñiểm giao của lưới người ta ñóng 1 cọc thép có chiều dài 2,5m, ñầu trên cách mặt ñất

0,8÷1m

ðể xây dựng ñường phân bố ñiện thế trên mặt ñất ta lần lượt xây dựng ñường hypebol

cho từng cọc riêng rẽ (ñường nét ñứt) Sau ñó cộng ñộ lớn (giá trị tung ñộ) của tất cả các

ñường hypebol sẽ ñược ñường phân bố ñiện thế tổng hợp (ñường nét liền) Nhìn vào ñường

phân bố ñiện thế tổng hợp ta thấy nó bằng phẳng hơn, do ñó ñiện áp tiếp xúc và ñiện áp bước

sẽ giảm xuống so với khi nối ñất tập trung Ta phân tích nhận ñịnh này như sau:

Ví dụ máy 1 bị hỏng gây ra chạm ñiện vào vỏ máy, khi ñó thiện áp chạm vỏ sẽ lan toả

ñến tất cả các cọc nối ñất và tạp ra ñường phân bố ñiện thế trên mặt ñất là nét liền Khi ñó ñiện áp tiếp xúc ñặt lên người là Utx1 =ϕA-ϕC

Nếu không nối ñất hình lưới mà nối ñất tập trung tại máy 1 thì ñường phân bố ñiện thế là

ñường cong AB (nét chấm), khi ñó ñiện áp tiếp xúc là Utx2 =ϕA-ϕB

Dễ dàng nhận thấy Utx1 < Utx2 do ñó nối ñất hình lưới an toàn hơn

Phương thức nối ñất này tuy tốn kém nhưng trị số nối ñất giảm xuống rất bé, bất kỳ thiết

bị nào trong nhà máy ñều nối ñến hệ thống gần nhất và phân bố ñiện thế trên mặt ñất tương

ñối ñồng ñều nên giảm ñược ñiện áp bước và ñiện áp tiếp xúc

5.3.3 Bảo vệ bằng biện pháp nối vỏ thiết bị với dây trung tính của lưới ñiện

Vỏ của tất cả các thiết bị ñiện ñược nối với dây trung tính, trong ñó dây trung tính ñược nối ñất trực tiếp ñảm bảo trị số Rñ theo yêu cầu Dây trung tính thường nối ñất tại nguồn ñiện cấp cho nhà máy (nối ñất tại trạm biến áp)

Khi có sự cố hỏng máy ñiện (ví dụ máy ñiện 1 pha) thì ñiện áp sẽ chạm vỏ máy, dòng

ñiện ñi từ pha B
vỏ máy ñiện 1 pha
dây nối vỏ
dây trung tính N
Trở về nguồn ñiện Do ñường ñi của dòng ñiện không qua bất kỳ ñiện trở nào nên giá trị của nó rất lớn

(tương ñương dòng ñiện ngắn mạch 1 pha), như vậy thiết bị ñóng cắt tự ñộng ở ñầu nguồn nhận biết ngay sự cố và tách mạch ñiện bị sự cố ra khỏi lưới ñiện

Lưu ý: dù dòng ñiện rất lớn nhưng ñiện áp chạm vỏ thấp do Rñ của trạm biến áp bé, do

ñó người chạm vỏ thiết bị ñược an toàn

Tuy nhiên với phương thức nối ñất này sẽ xảy ra tình trạng cực kỳ nguy hiểm nếu dây trung tính bị ñứt, dòng ñiện chạm vỏ không chạy theo dây trung tính ñược Khi ñó ñiện áp chạm vỏ rất lớn, người chạm vào bị giật rất nguy hiểm ðể khắc phục tình trạng này thì dọc theo dây trung tính phải nối ñất lặp lại (cỡ khoảng 150m÷200m) ñặt 1 bộ Khi ñó dù dây

Máy ñiện 3 pha

trung tính bị ñứt, dòng ñiện khôngvề nguồn ñược thì nó chạy ñến bộ nối ñất lặp lại và ñi xuống ñất

Bảo vệ nối dây trung tính dùng cho mạng ñiện 4 dây ñiện áp < 1000V có trung tính nối

ñất Bảo vệ nối dây trung tính dùng cho mọi cơ sở sản xuất không phụ thuộc vào môi trường

xung quanh Biện pháp này vừa ñơn giản, rẻ tiền lại dễ có khả năng thực hiện, nên hầu hết các cơ sở sản xuất công nghiệp hiện nay ñều dùng loại bảo vệ này

5.3.4 Bảo vệ bằng biện pháp lắp thiết bị tự ñộng phát hiện và cách ly sự cố

Lắp ñặt máy cắt, rơle bảo vệ là biện pháp tự ñộng tách thiết bị ñiện xảy ra sự cố ra khỏi lưới trong thời gian ngắn nhất Khi thiết bị ñiện hỏng, vỏ của nó xuất hiện ñiện áp ñến một giá trị nào ñó thì bảo vệ sẽ tác ñộng cắt thiết bị bị sự cố ra khỏi lưới ñiện, ñảm bảo an toàn cho người nếu người chạm vào vỏ thiết bị Biện pháp này có thể dùng ñể bổ sung hoặc thay thế cho bảo vệ nối ñất và nối dây trung tính

5.4 Tính toán ñiện trở của hệ thống nối ñất

ðiện trở nối ñất là giá trị rất không ổn ñịnh mà nó biến ñổi thường xuyên theo nhiệt ñộ,

ñộ ẩm, … của ñất Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào ñộ sâu chôn cọc nối ñất, kết cấu hệ thống

nối ñất là mạch vòng, mạch thẳng hay mạch hở

Nói chung việc xác ñịnh ñiện trở hệ thống nối ñất một cách chính xác rất khó khăn, ñặc biệt với hệ thống nối ñất kiểu lưới thì càng phức tạp hơn Tuy nhiên nối ñất kiểu lưới thường chỉ áp dụng ñối với các công trình ñiện lớn, ví dụ trạm 110kV trở lên

Với các công trình xây dựng dân dụng, hệ thống tiếp ñất ñơn giản hơn Kết cấu hệ thống nối ñất thường là hệ thống cọc ñóng thẳng ñứng và ñược liên kết bằng các thanh Kiểu liên kết này thường là mạch vòng theo chu vi hoặc theo mạch hở nên việc tính toán ñơn giản hơn

Ở ñây xin trình bày cách tính cho một số kiểu nối ñất ñơn giản nhất

5.4.1 ðiện trở suất của ñất

Thông số quan trọng nhất cần thu thập là ñiện trở suất của ñất ðể chính xác nên dùng máy ño chuyên dụng ñể ño giá trị này Trường hợp không có máy có thể khảo sát sơ bộ ñất tại vùng xây dựng, sau ñó so sánh với bảng sau ñể chọn giá trị phù hợp:

Bảng 5.2 ðiện trở suất của một số loại ñất

Loại ñất ðiện trở suất ρ (ρ (Ω.m)

Cọc Thanh

a

a

Hệ thống nối ñất mạch vòng chu vi Hệ thống nối ñất mạch hở

Hình 5.10 Các phương pháp bố trí hệ thống tiếp ñịa phổ biến

5.4.2 ðiện trở nối ñất của một cọc

Trong thực tế cọc thường dùng loại tròn hoặc thép góc, ñược mạ kẽm nhúng nóng ñể bảo

vệ cọc tránh bị ăn mòn khi nằm trong ñất

l là chiều dài cọc, thường chọn 2÷2,5m

h là khoảng cách từ mặt ñất ñến ñiểm giữa cọc (m)

d là ñường kính thép tròn hoặc bệ rộng thép góc (m)

5.4.3 ðiện trở nối ñất của một thanh

Thanh có thể làm bằng thép tròn hoặc thép dẹt là những loại thép phổ biến Chúng cũng

ñược mạ kẽm nhúng nóng ñể bảo vệ không bị ăn mòn

tia

l R

=

Trong ñó:

l là chiều dài tia (m)

b là bề rộng của thép dẹt hoặc ñường kính của thép tròn (m)

h là ñộ chôn sâu của tia (m)

5.4.4 ðiện trở nối ñất của hệ thống gồm nhiều cọc liên kết

Do tính phức tạp của hệ thống nối ñất, ở ñây chỉnh trình bày cách tính hệ thống nối ñất mạch vòng theo chu vi và hệ thống nối ñất mạch hở ðây cũng là những kiểu nối ñất phổ biến trong công trình xây dựng dân dụng

l

Hình 5.9 Nối ñất bằng một thanh thép nằm ngang

d Mặt ñất

Hình 5.8 Nối ñất bằng một cọc thép

ñóng thẳng ñứng

D H K T D N

Hệ thống mạch vịng chu vi cĩ nghĩa là lưới tiếp đất được tạo thành mạch kín nhưng

đĩng theo một đường chu vi mà khơng tạo thành ơ lưới Hình dáng mạch vịng cĩ thể là chữ

nhật, hình vuơng, hình trịn, đường gấp khúc, đường cong cĩ hình dạng bất kỳ,… Khoảng

cách 2 cọc là a thường được bố trí đều nhau, thơng thường a=2l

Hệ thống mạch hở cĩ thể bố trí dạng đường thẳng, đường cong, đường gấp khúc tuỳ theo

địa hình nơi thi cơng

Với cả 2 hệ thống trên điện trở nối đất tính như sau:

R R R

=+

tia cọc tia cọc

η

= tia tia

(5.8)

Rcọc là điện trở nối đất tương đương của tồn bộ các cọc, cĩ kể đến hệ số ảnh hưởng:

.

R R

nη

= 1 cọc cọc

cọc

n là số lượng cọc

ηcọc là hệ số ảnh hưởng qua lại giữa các cọc, tra trong bảng 5.3

ηtia là hệ số ảnh hưởng của các cọc đến thanh nối đất, tra trong bảng 5.3

*

tia

R là điện trở của tồn bộ chiều dài thanh nối chưa kể đến hệ số ảnh hưởng và được tính theo cơng thức (5.5) hoặc (5.6)

Bảng 5.3 Bảng tra hệ số ảnh hưởng của cọc và tia tiếp địa

Hệ số ηcọc và ηtia ứng với kiểu mạch vịng chu vi

5.5 Sơ cấp cứu người bị ñiện giật

Khi bị ñiện giật, nạn nhân nạn ñược sơ cứu kịp thời, ñúng phương pháp sẽ quyết ñịnh tính sống còn của người ñó Thống kê cho thấy: từ lúc bị ñiện giật ñến lúc ñược sơ cứu trong vòng 1 phút thì 90% trường hợp ñược cứu sống; ñể 6 phút sau mới sơ cứu chỉ có thể cứu sống ñược 10%, nếu ñể 10 phút sau mới sơ cấp cứu thì rất ít trường hợp có thể cứu ñược

Vì vậy khi có tai nạn ñiện, lúc nạn nhân ñã tắt thở, tim ngừng ñập cũng không ñược phép xem nạn nhân ñã chết, mà phải khẩn trương tổ chức cấp cứu ngay lập tức

5.5.1 Tách nạn nhân ra khỏi nguồn ñiện

Nhanh chóng tách nạn nhân ra khỏi nguồn ñiện là công việc có tính chất quyết ñịnh trong việc sơ cứu Vì thời gian dòng ñiện qua người càng lâu thì mức ñộ nguy hiểm càng tăng và càng khó cứu chữa hơn

Việc tách nạn nhân ra khỏi nguồn ñiện phải tuỳ theo từng trường hợp cụ thể mà thực hiện với tinh thần nhanh chóng nhất:

a) Nếu nạn nhân chạm vào mạng hạ áp thì sử dụng các phương pháp sau:

+ Cắt cầu dao ñiện nếu cầu dao ở gần

+ Dùng vật cách ñiện như thanh tre, gỗ khô ñể gạt nạn nhân ra khỏi nguồn ñiện hoặc gạt dây ñiện ra khỏi người nạn nhân

+ Nếu nạn nhân nắm chặt vào dây ñiện thì phải ñứng trên gỗ khô bế xốc nạn nhân ra khỏi nguồn ñiện (khi ñó không còn dòng ñiện qua người nạn nhân nữa)

+ Nắm áo, quần nạn nhân ñể kéo nạn nhân (không chạm vào người nạn nhân)

+ Cắt dây ñiện bằng rìu, dao có cán làm bằng gỗ

Ngoài ra tuỳ vào hiện trường thực tế có thể xử lý linh hoạt theo nguyên tắc: Cứu người phải cách ly với nạn nhân bằng các vật cách ñiện hoặc nếu không cách ly với nạn nhân thì phải cách ly bản thân mình với vật dẫn ñiện khác, hoặc là nhanh chóng bằng mọi cách cắt nguồn ñiện

b) Nếu nạn nhân chạm vào ñiện cao áp:

ðiện áp cao rất nguy hiểm ở chỗ: tuy chưa chạm vào dây nhưng khi ñến gần có thể ñã

xảy ra phóng ñiện Do ñó những người tham gia cấp cứu nạn nhân phải dùng ủng cách ñiện

và găng tay cách ñiện, nhanh chóng cắt nguồn ñiện hoặc dùng sào cách ñiện mà cứu

c) Nếu nạn nhân chạm ñiện ngoài trời, nơi không thể nhanh chóng tách nạn nhân khỏi nguồn ñiện:

Trường hợp chạm ñiện ở trên cao hoặc ở những nơi không thể áp dụng các biện pháp ở mục a) thì phải ném dây tiếp ñất vào dây ñiện ở ñoạn trước người bị nạn về phía nguồn Tuy nhiên phải hết sức thận trọng khi tiến hành biện pháp này Nếu nạn nhân ở trên cao cần bố trí như thế nào ñể nạn nhân không bị thương vong khi rơi xuống ñất

5.5.2 Các phương pháp sơ cứu

Người bị ñiện giật sau khi ñược cắt khỏi nguồn ñiện, có thể xảy ra hai trường hợp bất tỉnh còn thở hoặc bất tỉnh không thở Mỗi trường hợp ñều có phương pháp sơ cứu khác nhau:

a) Trường hợp 1: Bất tỉnh còn thở

1 Lay gọi ñể kiểm tra mức ñộ ñáp ứng của nạn nhân

D H K T D N

Hình 5.12 Mắt nhìn ngực ñể xem nhịp thở, tai ñặt sát mũi nghe nạn nhân thở

Hình 5.13 Hà hơi thổi ngạt Hình 5.14 Ép tim lồng ngực

2 ðể ñầu nạn nhân ngửa tối ña, luôn giữ ñường thở thông, tránh tụt lưỡi

3 Kiểm tra ñường thở và nhịp thở của nạn nhân

bằng cách ghé tai của mình vào miệng hoặc mũi của

nạn nhân xem còn thở không ñồng thời ñặt tay vào

mạch cổ của nạn nhân xem có ñập không, mắt nhìn

xuống ngực của nạn nhân xem có phập phồng không

4 Kiểm tra các tổn thương khác

5 ðưa nạn nhân về tư thế nằm nghiêng an toàn

nếu nạn nhân còn thở và không có các tổn thương khác Tư thế nằm nghiêng sẽ tránh dịch nôn tràn ngược vào phổi gây tắc thở

Chú ý: Không ñưa nạn nhân về tư thế nằm nghiêng nếu nghi ngờ có tổn thương cột sống

6 Thường xuyên kiểm tra mạch, nhịp thở và các dấu hiệu toàn thân khác trong khi chờ

ñợi ñơn vị y tế xuống cấp cứu

b) Trường hợp 2: Bất tỉnh không thở

1 Lay gọi ñể kiểm tra mức ñộ ñáp ứng của nạn nhân

2 ðể ñầu nạn nhân ngửa tối ña, luôn giữ ñường thở thông, tránh tụt lưỡi

3 Kiểm tra và làm sạch ñường thở bằng cách:

- Nghiêng ñầu và mở miệng nạn nhân

- Dùng ngón tay chỏ kiểm tra và lấy dị vật trong miệng (nếu có)

4 Kiểm tra nhịp thở, mạch của nạn nhân

Nếu nạn nhân không thở, không có mạch thì tiến hành hà hơi thổi ngạt và ép tim ngoài lồng ngực như sau:

Hình 5.11 Tư thế nằm nghỉ an toàn nhất khi nạn nhân còn thở

D H K T D N

- ðặt nạn nhân nằm ngửa trên nền phẳng, cứng

- Dùng 2 bàn tay và lực của 2 cánh tay ép vuông góc lên vị trí 1/3 dưới của ñoạn giữa hõm ức trên và hõm ức dưới của nạn nhân với tần suất 30 lần ép tim và 2 lần hà hơi thổi ngạt (một chu kỳ)

- Thực hiện 5 chu kỳ liên tục, sau ñó dừng lại kiểm tra mạch, nhịp thở của nạn nhân Làm liên tục cho ñến khi nạn nhân có ñáp ứng

Chú ý: Tuỳ từng lứa tuổi và thể trạng của nạn nhân mà ép tim ngoài lồng ngực với lực tương ứng ñể tránh tổn thương thêm cho nạn nhân (thông thường ép sâu khoảng 3 ÷ 5 cm) Khi nào dừng ép tim ngoài lồng ngực và hà hơi thổi ngạt cần báo ngay ñơn vị y tế ñến cấp cứu

5.6 Những phương tiện và dụng cụ cần thiết cho an toàn ñiện

5.6.1 Phương tiện bảo vệ và dụng cụ kiểm tra ñiện cho người khi làm việc

a) Sào cách ñiện

Sào cách ñiện dùng trực tiếp ñể ñiều khiển dao cách ly, ñặt nối ñất di ñộng, thí nghiệm cao áp Về mặt cấu tạo gồm 3 phần: phần cách ñiện, phần làm việc và phần cầm tay ðộ dài của sào phụ thuộc vào ñiện áp Khi dùng sào cần ñứng trên bệ cách ñiện, tay ñeo găng cao su, chân mang giày cao su

b) Kìm cách ñiện

Hình 5.15 : a) Sào cách ñiện; b) Kìm cách ñiện ; c) Găng tay cách ñiện; d) Giầy ống; ñ)

Ủng cách ñiện; e) ðệm và thảm cao su; g) Bệ cách ñiện; h) Những dụng cụ sửa chữa có

tay cầm cách ñiện; k) Cái chỉ ñiện áp di ñộng

D H K T D N

Kìm cách ñiện dùng ñể ñặt và lấy cầu chì, ñẩy các nắp cách ñiện bằng cao su Kìm là phương tiện chính dùng với ñiện áp dưới 35kV Gồm 3 phần: phần làm việc phần cách ñiện, phần cầm tay

c) Găng tay ñiện môi, giày ống, ñệm lót

Dùng với thiết bị ñiện, các dụng cụ này ñược sản xuất riêng với cấu tạo phù hợp với quy trình

d) Bệ cách ñiện:

Bệ cách ñiện có kích thước khoảng 75 x 75 nhưng không quá 150 x 150cm, làm bằng gỗ tấm ghép Khoảng cách giữa các tấm gỗ không quá 2,5cm Chiều cao bệ từ sàn gỗ ñến nền nhà không nhỏ hơn 10cm

5.6.2 Thiết bị thử ñiện di ñộng

Thiết bị thử ñiện di ñộng dùng ñể kiểm tra có ñiện áp hay không và ñể ñịnh pha Dụng cụ

có bóng ñèn neon, ñèn sáng khi có dòng ñiện dung ñi qua

Khi dùng thiết bị thử ñiện chỉ ñưa vào thiết bị thử ñến mức cần thiết ñể có thể thấy sáng Chạm vào thiết bị chỉ cần khi vật ñược thử không có ñiện áp

5.6.3 Thiết bị bảo vệ nối ñất tạm thời di ñộng

Bảo vệ nối ñất tạm thời di ñộng là phương tiện bảo vệ khi làm việc ở những chỗ ñã ngắt mạch ñiện những dễ có khả năng ñưa ñiện áp nhầm vào hoặc dễ bị xuất hiện ñiện áp bất ngờ trên chúng Cấu tạo gồm những dây dẫn ñể ngắn mạch pha, cần nối ñất với các chốt ñể nối vào phần mang ñiện Chốt phải chịu ñược lực ñiện ñộng khi có d.ng ngắn mạch Các dây dẫn làm bằng ñồng tiết diện không bé hơn 25mm2 Chốt phải có chỗ ñể tháo dây ngắn mạch bằng

ñòn

Nối ñất chỉ ñược thực hiện khi ñ kiểm tra, không ñóng ñiện vào bộ phận ñược nối ñất

ðầu tiên nối ñầu cuối của cái nối ñất vào ñất sau ñó thử có ñiện áp hay không rồi nối dây vào

vật mang ñiện Khi tháo nối ñất th làm ngược lại

5.6.4 Những cái chắn tạm thời di ñộng, nắp ñậy bằng cao su

Cái chắn tạm thời di ñộng bảo vệ cho người thợ sửa chữa khỏi bị chạm vào ñiện áp Những vật này làm bình phong ñể ngăn cách, chiều cao chừng 1,8m

Vật lót cách ñiện ñặt che vật mang ñiện phải làm bằng vật mềm, không cháy (cao su, tectolit, bakelit ) Có thể dùng chúng ở những thiết bị dưới 10 kV trong trường hợp không tiện dùng bình phong

Bao ñậy bằng cao su ñể cách ñiện dao cách ly phải chế tạo sao cho dễ ñậy và tháo dễ dàng bằng k.m

CHƯƠNG 6 CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO BÊN TRONG CÔNG TRÌNH

6.1 Các khái niệm cơ bản

6.1.1 Quang thông Φ:

ðịnh nghĩa về mặt vật lý rất chặt chẽ: quang thông là thông lượng năng lượng bức xạ

(W) từ một nguồn sáng có tính ñến hệ số cảm thụ của mắt người (màu sắc)

Do quang thông là ñại lượng quan trọng nhất ñặc trưng cho năng suất của nguồn sáng, trong khi khuôn khổ bài giảng có hạn nên ở ñây xin diễn giải dễ hiểu như sau: nếu nguồn phát tia tử ngoại (mắt không thấy) thì dù cường ñộ năng lượng phát xạ (W) lớn ñến mấy mắt cùng không nhìn thấy Ngược lại nếu nguồn sáng phát ra màu vàng nhưng năng lượng phát rất bé thì mắt cũng khó cảm nhận Vậy quang thông là tổ hợp của ñộ lớn năng lượng phát và các màu sắc phát ra bởi nguồn

Có thể ñịnh nghĩa một cách hình thức: quang thông là “lượng ánh sáng” do nguồn sáng

= , trong ñó dΦ là quang thông toàn phần do

nguồn gửi ñến diện tích vi phân dS lân cận ñiểm M ñã cho

ðộ rọi E là khái niệm liên quan chặt chẽ với một ñiểm

cụ thể trên mặt S, do ñó nếu nói ñộ rọi của một mặt thì ñó

chính là ñộ rọi trung bình trên mặt ñó Trong thực tế bề mặt

S có dạng mặt cong phức tạp nên ñộ rọi tại các ñiểm trên

mặt S thường không ñồng ñều, do ñó người ta thường ñánh

giá ñộ rọi trên mặt S qua trị số ñộ rọi trung bình:

tb

E S

Φ

Với Φ là tổng quang thông gửi ñến toàn bộ mặt có diện tích S

ðương nhiên ñộ rọi nhỏ nhất trên mặt S là Emin sẽ bé hơn Etb, do ñó ñể ñánh giá mức ñộ

ñồng ñều của ñộ rọi trên mặt S người ta ñưa ra khái niệm ñộ ñồng ñều của ñộ rọi Z

min

tb

E Z E

Bảng 6.1 Thông số ñộ rọi của một số ñối tượng ñiển hình:

ðối tượng ðộ rọi (Lux) ðối tượng ðộ rọi (Lux)

Trời có mây 2.000 Phố ñược chiếu sáng 20 ÷ 50

Nếu quang thông là ñại lượng quan trọng nhất của nguồn sáng thì ñộ rọi là ñại lượng quan trọng nhất của vật ñược chiếu sáng Các tiêu chuẩn chiếu sáng ñều ñặt ra yêu cầu ñộ rọi tối thiểu cho từng loại công trình, do ñó mọi tính toán thiết kế chiếu sáng ñều phải lấy chỉ tiêu ñộ rọi ñể làm cơ sở

Ký hiệu ñộ rọi là E, ñơn vị Lux, viết tắt là Lx

6.1.3 Cường ñộ sáng I

a) Khái niệm góc khối

Xét một ñường cong kín bất kỳ (L) Từ một ñiểm O cố

ñịnh trong không gian ta vẽ ñường thẳng ñi qua O và tựa

trên (L) Khi cho ñường thẳng này chạy trên (L) nhưng vẫn

ñi qua ñiểm O thì nó sẽ vạch nên một mặt nón cong có

ñỉnh tại O Phần không gian giới hạn bởi mặt nón này

ñược gọi là góc khối nhìn ñường cong (L) từ ñỉnh O

ðộ ño của góc khối là diện tích phần mặt cầu có bán

kính r = 1, tâm tại ñiểm O bị cắt bởi góc khối trên

- Ký hiệu góc khối : Ω (Chữ cái Hy Lạp, ñọc là

Ký hiệu cường ñộ sáng là I, ñơn vị Cadela, viết tắt là Cd

Chữ Cadela trong Tiếng Anh có nghĩa là cây nến, theo nghĩa ñó ta hiểu 1Cd tương ñương cường ñộ sáng của 1 ngọn nến (thực tế Ingọn nến ≈ 0,8Cd)

Mặt biểu kiến Sα là mặt có pháp tuyến vuông góc với hướng nhìn, nó quan hệ với mặt

ñược chiếu sáng theo công thức:

Trong ñó góc α là góc giữa pháp tuyến của mặt S với phương quan sát

Thông số ñộ chói ñặc biệt có ý nghĩa với mắt người, nó phản ánh tiện nghi nhìn của người cảm nhận Với thiết kế chiếu sáng giao thông, tiêu chuẩn chiếu sáng quy quy ñịnh rất

cụ thể giá trị ñội chói vì ñây là thông số ảnh hưởng ñến an toàn giao thông

Ký hiệu ñộ chói là L, ñơn vị Cadela/m2, viết tắt là Cd/m2

6.1.5 Hệ số phản xạ ρρρρ

Khi ánh sáng chiếu vào bất kỳ vật liệu nào cũng ñều tồn tại 3 tính chất: phản xạ, hấp thụ, truyền qua Trong thiết kế chiếu sáng công trình xây dựng ta chỉ quan tâm ñến hệ số phản xạ

ρ của vật liệu (tường, trần, sàn nhà, mặt ñường,….)

Hệ số phản xạ ρ của một vật thể là tỷ số giữa quang thông phản xạ Φr với quang thông rọi tới Φt:

r t

6.1.6 Nhiệt ựộ màu của nguồn sáng

Màu sắc ánh sáng có ảnh hưởng ựến tâm sinh lý của người cảm nhận Vắ dụ màu trắng cho cảm giác mát mẻ, thư giãn, màu ựỏ cho cảm giác ấm cúng,Ầ Do ựó việc sử dụng ánh sáng có màu sắc như thế nào là ựiều rất quan trọng

để làm cơ sở chọn màu sắc của ánh sáng, màu sắc của tất cả các ựèn chiếu sáng ựều ựược so sánh với nhiệt ựộ của một vật ựen tuyệt ựối ựược nung nóng ựến một nhiệt ựộ tương ứng

Trong vật lý ta biết rằng một vật ựen tuyệt ựối (vắ dụ sắt) khi nung ở nhiệt ựộ thấp thì nó màu ựỏ, nung nhiệt ựộ cao hơn thì nó trắng dần và khi nung ựến nhiệt ựộ rất cao thì nó trắng xanh

Trên cơ sở này người ta ựưa ra khái niệm nhiệt ựộ màu của nguồn sáng, ựó là màu sắc

tương ứng với màu do vật ựen tuyệt ựối phát ra khi bị nung nóng ựến nhiệt ựộ xác ựịnh Nhiệt ựộ màu ký hiệu là T, ựơn vị là Kelvin, viết tắt là 0K

Vắ dụ: đèn tuyp có nhiệt ựộ màu là 28000K ta hiểu màu của nó tương ứng với màu của vật ựen tuyệt ựối bị nung ựến 28000K (ở nhiệt ựộ này vật ựen tuyệt ựối có màu trắng xanh) Trên cơ sở nhiệt ựộ màu, Kruithof ựã làm thắ nghiệm về sự phù hợp của màu sắc ánh sáng với tâm sinh lý người cảm nhận và ông ựã vẽ ựược biểu ựồ mang tên ông - Biểu ựồ Kruithof Theo biểu ựồ này việc chọn ựèn chiếu sáng phải có nhiệt ựộ màu phù hợp với ựộ rọi, tức là nằm trong Ộmôi trường tiện nghiỢ của biểu ựồ Kruithof (vùng bôi ựậm trên biểu

ựồ) Nếu không tuân theo ựiều kiện này thì người cảm nhận sẽ bị ức chế về tâm sinh lý

6.1.7 Nguồn sáng

Nguồn sáng còn có tên gọi rất quen thuộc là bóng ựèn Nguồn sáng là nơi phát ra ánh

sáng mà mắt người cảm nhận ựược Nguồn sáng sử dụng trong công trình có nhiều loại:

- Bóng ựèn nung sáng: ánh sáng phát ra do sự ựốt nóng sợi dây tóc bóng ựèn

- Bóng ựèn huỳnh quang (ựèn tuyp): ánh sáng phát ra nhờ tia tử ngoại (không nhìn thấy) sinh ra trong ống chiếu vào chất huỳnh quang (ựược quét lên vỏ ống ựèn tuyp)

- Bóng ựèn compact: là một dạng của ựèn huỳnh quang nhưng hiệu suất rất cao, kết cấu như ựèn nung sáng, khởi ựộng bằng mạch ựiện tử nên không có hiệu ứng nhấp nháy như ựèn huỳnh quang

50 100 200 300 400 500 1000 1500 2000

độ rọi (lux)

Nhiệt ựộ

màu (0K) 7000

Hình 6.6 Biểu ựồ Kruithof

D H K T D N

- Bóng dèn phóng ñiện: Là loại ñèn công suất lớn làm việc dựa trên hiện tượng phóng

ñiện hồ quang trong một bầu thuỷ tinh ñã nạp khí áp suất cao Ánh sáng sinh ra là ánh sáng

của hồ quang nên lượng quang thông sinh ra rất lớn

ðại lượng ñặc trưng cho năng lực phát sáng của bóng ñèn là quang thông, theo ñó cùng

một công suất ñiện nếu loại bóng ñèn nào có quang thông càng lớn thì hiệu suất càng cao Hiện nay nhờ khoa học kỹ thuật tiến bộ, con người chế tạo ñược nhiều bóng ñèn có hiệu suất ngày càng cao

Thông số quan trọng nhất của bóng ñèn là quang thông do bóng ñèn phát ra Φbñ Thông

số này ñược nhà chế tạo thí nghiệm và ghi trong các catologue do nhà chế tạo công bố

Bảng 6.3 Quang thông bóng ñèn Compact của Công ty ðiện Quang (trích Phụ lục 1÷3)

Hình 6.7 Các loại bóng ñèn sử dụng trong công trình

Bóng ñèn nung sáng Bóng ñèn huỳnh quang

Bóng ñèn compact

Bóng ñèn phóng ñiện

D H K T D N