häc viÖn kü thuËt qu©n sù bé m«n Kü ThuËt ®iÖn - khoa kü thuËt ®iÒu khiÓn nguyÔn huy minh Kü thuËt an toμn ®iÖn (Dïng cho ®µo t¹o ®¹i häc) Hμ néi - 2007 Môc lôc Trang Môc lôc …………………………………………………………………. 7 Ch−¬ng 1: nh÷ng kh¸i niÖm chung vÒ an toμn ®iÖn…. T¸c dông cña dßng ®iÖn lªn c¬ thÓ ng−êi…………………………. Nh÷ng yÕu tè x¸c ®Þnh t×nh tr¹ng nguy hiÓm cña ®iÖn giËt vµ nh÷ng giíi h¹n cho phÐp……………….
§iÖn trë c¬ thÓ ng−êi. ¶nh h−ëng cña trÞ sè dßng ®iÖn giËt…………………………. ¶nh h−ëng cña thêi gian ®iÖn giËt. §−êng ®i cña dßng ®iÖn giËt.
¶nh h−ëng cña tÇn sè ®iÖn giËt. HiÖn t−îng dßng ®iÖn ®i trong ®Êt, ®iÖn ¸p tiÕp xóc vµ ®iÖn ¸p b−íc. HiÖn t−îng dßng ®iÖn ®i trong ®Êt……………………………. 18 Ch−¬ng 2: ph©n tÝch an toμn trong c¸c m¹ng ®iÖn….
Ph©n tÝch an toµn m¹ng ®iÖn mét pha. M¹ng ®iÖn c¸ch ®iÖn víi ®Êt. M¹ng ®iÖn cã mét cùc hay mét pha nèi ®Êt. M¹ng ®iÖn c¸ch ®iÖn víi ®Êt cã ®iÖn dung lín…………………….
Nguy hiÓm cña ®iÖn tÝch tµn d−………………………………. Ch¹m vµo mét d©y cña m¹ng xoay chiÒu 1 pha ®ang vËn hµnh khi cã tÝnh ®Õn ®iÖn dung. Ph©n tÝch an toµn m¹ng ®iÖn ba pha. M¹ng ®iÖn cã trung tÝnh c¸ch ®iÖn ………………………….
M¹ng ®iÖn cã trung tÝnh nèi ®Êt. Ph¹m vi øng dông chÕ ®é trung tÝnh cña m¹ng ®iÖn ba pha. 32 Ch−¬ng 3: c¸c biÖn ph¸p b¶o ®¶m an toμn……………… 34 3. Môc ®Ých ý nghÜa cña viÖc nèi ®Êt.
Thùc hiÖn b¶o vÖ nèi ®Êt. LÜnh vùc sö dông cña b¶o vÖ nèi ®Êt. TÝnh to¸n b¶o vÖ nèi ®Êt. B¶o vÖ nèi d©y trung tÝnh.
Môc ®Ých ý nghÜa cña viÖc b¶o vÖ nèi d©y trung tÝnh……. Ph¹m vi øng dông cña b¶o vÖ nèi d©y trung tÝnh. Nèi ®Êt lµm viÖc vµ nèi ®Êt lÆp l¹i. Thùc hiÖn b¶o vÖ nèi d©y trung tÝnh.
B¶o vÖ b»ng c¸c biÖn ph¸p ng¨n c¸ch ®iÖn bæ sung…………………. Ng¨n c¸ch b¶o vÖ ®èi víi trang thiÕt bÞ ®iÖn. Ng¨n c¸ch gi÷a ng−êi vµ ®Êt. B¶o vÖ b»ng biÖn ph¸p sö dông biÕn ¸p ng¨n c¸ch ………………….
Nguyªn lý lµm viÖc vµ c¸c ®iÒu kiÖn ®Ó ¸p dông biÖn ph¸p b¶o vÖ sö dông biÕn ¸p ng¨n c¸ch. C¸c yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi biÕn ¸p ng¨n c¸ch. B¶o vÖ b»ng biÖn ph¸p c¾t tù ®éng khu vùc bÞ sù cè ra khái l−íi ®iÖn 52 3. Kh¸i qu¸t chung.
B¶o vÖ tù ®éng khi xuÊt hiÖn ®iÖn ¸p tiÕp xóc nguy hiÓm. B¶o vÖ tù ®éng khi xuÊt hiÖn dßng ®iÖn sù cè nguy hiÓm. B¶o vÖ chèng sù x©m nhËp cña ®iÖn ¸p cao sang phÝa ®iÖn ¸p thÊp. Nguy hiÓm cña sù x©m nhËp cña ®iÖn ¸p cao sang phÝa ®iÖn ¸p thÊp.
C¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ chèng sù x©m nhËp cña ®iÖn ¸p cao sang phÝa ®iÖn ¸p thÊp. 58 Ch−¬ng 4: Chèng sÐt vμ nèi ®Êt…………………………. Qu¸ ¸p thiªn nhiªn vµ ®Æc tÝnh cña sÐt……………………………. HËu qu¶ cña phãng ®iÖn sÐt.
B¶o vÖ c¸c c«ng tr×nh vµ tr¹m ®iÖn®èi víi sÐt ®¸nh trùc tiÕp. Cét thu sÐt vµ ph¹m vi b¶o vÖ cña nã. B¶o vÖ chèng sÐt cho ®−êng d©y vµ tr¹m. 66 Ch−¬ng 5: nh÷ng vÊn ®Ò vÒ ¶nh h−ëng cña tr−êng ®iÖn tõ tÇn sè cao, tr−êng ®iÖn tõ tÇn sè c«ng nghiÖp vμ ®Ò phßng tÜnh ®iÖn………………………….
Tr−êng ®iÖn tõ tÇn sè cao. Sù h×nh thµnh tr−êng ®iÖn tõ tÇn sè cao trong mét sè thiÕt bÞ c«ng nghiÖp. T¸c dông cña tr−êng ®iÖn tõ lªn c¬ thÓ ng−êi………………. C¸c biÖn ph¸p ®¶m b¶o an toµn.
Tr−êng ®iÖn tõ tÇn sè c«ng nghiÖp. §Ò phßng tÜnh ®iÖn. 76 Ch−¬ng 6: nh÷ng ph−¬ng tiÖn vμ dông cô cÇn thiÕt 78 cho an toμn ®iÖn…………………………. B¶o vÖ khái nguy hiÓm khi tiÕp xóc bÊt ngê víi vËt dÉn ®iÖn…….
Chän ®iÖn ¸p cho c¸c trang bÞ ®iÖn th«ng dông…………………. Ph−¬ng tiÖn b¶o vÖ vµ dông cô kiÓm tra ®iÖn cho ng−êi khi lµm viÖc. CÊu t¹o mét sè ph−¬ng tiÖn b¶o vÖ c¸ch ®iÖn……………. ThiÕt bÞ thö ®iÖn di ®éng.
ThiÕt bÞ b¶o vÖ nèi ®Êt t¹m thêi di ®éng. TÊm ch¾n di ®éng t¹m thêi, n¾p ®Ëy b»ng cao su……. 84 Ch−¬ng 7: CÊp cøu ng−êi bÞ ®iÖn giËt. Kh¸i niÖm chung.
Ph−¬ng ph¸p cøu ng−êi bÞ n¹n ra khái m¹ng ®iÖn………………. C¸c ph−¬ng ph¸p cøu ch÷a ngay sau khi ng−êi bÞ n¹n tho¸t khái m¹ng ®iÖn. Ph−¬ng ph¸p h« hÊp nh©n t¹o, hµ h¬i thæi ng¹t hoÆc hµ h¬i thæi ng¹t kÕt hîp víi Ên tim ngoµi lång ngùc. 112 Tµi liÖu tham kh¶o.
119 5 6 Lêi nãi ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, nguån c«ng suÊt vµ s¶n l−îng ®iÖn n¨ng ë n−íc ta ®−îc ph¸t triÓn víi tèc ®é rÊt nhanh. §iÖn n¨ng ®· gãp phÇn tÝch cùc cho sù ph¸t triÓn cña nÒn kinh tÕ quèc d©n vµ phôc vô sinh ho¹t ë c¸c thµnh phè lín còng nh− c¸c vïng n«ng th«n xa x«i. §Ó ®¶m b¶o sö dông ®iÖn n¨ng mét c¸ch hîp lý vµ tiÕt kiÖm, mét vÊn ®Ò cÊp b¸ch ®Æt ra lµ ph¶i ®¶m b¶o tuyÖt ®èi an toµn cho con ng−êi vµ thiÕt bÞ trong qu¸ tr×nh sö dông ®iÖn. VÊn ®Ò nµy sÏ ®−îc ®Ò cËp trong gi¸o tr×nh "Kü thuËt an toµn ®iÖn".
Gi¸o tr×nh "Kü thuËt an toµn ®iÖn" ®−îc biªn so¹n phôc vô gi¶ng d¹y cho sinh viªn ®¹i häc, cao ®¼ng ë c¸c chuyªn ngµnh ®iÖn, ®iÖn tö, tù ®éng ho¸. Tµi liÖu cung cÊp cho ng−êi ®äc nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n ®Ó hiÓu vµ phßng ngõa tèt c¸c tai n¹n nguy hiÓm do ®iÖn giËt, c¸ch xö trÝ khi cã tai n¹n ®iÖn giËt. Tµi liÖu cßn giíi thiÖu c¸c vÊn ®Ò cÇn chó ý khi thiÕt kÕ, l¾p ®Æt m¹ng ®iÖn nh»m ®¶m b¶o an toµn cho con ng−êi vµ thiÕt bÞ. Bªn c¹nh ®ã, tµi liÖu còng giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p chèng sÐt ®¸nh th¼ng cho c¸c c«ng tr×nh, ®−êng d©y vµ tr¹m biÕn ¸p, c¸ch phßng ngõa ¶nh h−ëng cña tr−êng ®iÖn tõ tÇn sè cao, tÇn sè c«ng nghiÖp vµ c¸c biÖn ph¸p ®Ò phßng tÜnh ®iÖn.
MÆc dï ®· cè g¾ng tËp trung nghiªn cøu, biªn so¹n nh−ng gi¸o tr×nh khã tr¸nh khái vÉn cã nh÷ng h¹n chÕ nhÊt ®Þnh. RÊt mong nhËn ®−îc sù gãp ý cña b¹n ®äc ®Ó tµi liÖu cã thÓ hoµn thiÖn h¬n. 7 8 Ch−¬ng 1 Nh÷ng kh¸i niÖm chung vÒ an toμn ®iÖn 1. T¸c dông cña dßng ®iÖn lªn c¬ thÓ con ng−êi Qua nghiªn cøu thùc tÕ cho thÊy khi ch¹m vµo vËt cã ®iÖn ¸p hËu qu¶ cña tai n¹n ®iÖn phô thuéc vµo ®é lín ®ßng ®iÖn ®i qua c¬ thÓ con ng−êi.
Dßng ®iÖn ®i qua c¬ thÓ con ng−êi g©y nªn c¸c ph¶n øng sinh lý phøc t¹p nh− lµm huû ho¹i hÖ thèng thÇn kinh, lµm tª liÖt cö ®éng cña c¬ b¾p, g©y s−ng mµng phæi vµ g©y ngõng trÖ ho¹t ®éng cña hÖ thèng tuÇn hoµn, h« hÊp. Tai n¹n ®iÖn cßn g©y báng, ®èt ch¸y ®iÖn do hå quang ®iÖn. Ngoµi ra cßn c¸c biÓu hiÖn còng rÊt nguy hiÓm nh− dÊu ®iÖn, kim lo¹i hãa líp da. Nghiªn cøu c¸c biÓu hiÖn vµ t¸c h¹i cña dßng ®iÖn lªn c¬ thÓ con ng−êi lµ rÊt phøc t¹p.
Cho ®Õn nay vÉn ch−a cã mét lý thuyÕt hoµn chØnh vµo vÒ t¸c dông cña dßng ®iÖn lªn c¬ thÓ con ng−êi. Mét trong nh÷ng yÕu tè chÝnh g©y ra tai n¹n cho con ng−êi lµ trÞ sè dßng ®iÖn (phô thuéc vµo ®iÖn ¸p vËt mang ®iÖn mµ con ng−êi ch¹m ph¶i) vµ ®−êng ®i cña dßng ®iÖn qua c¬ thÓ con ng−êi vµo ®Êt. Tai n¹n ®iÖn cã thÓ x¶y ra do nh÷ng nguyªn nh©n sau: - Do ch¹m ph¶i vËt dÉn ®iÖn cã mang ®iÖn ¸p. - Do ch¹m ph¶i nh÷ng bé phËn b»ng kim lo¹i hay vá thiÕt bÞ b×nh th−êng kh«ng mang ®iÖn ¸p nh−ng bÞ nhiÔm ®iÖn do h− háng c¸ch ®iÖn.
- Tai n¹n do ®iÖn ¸p b−íc xuÊt hiÖn t¹i l©n cËn c¸c vÞ trÝ cã sù cè ch¹m ®iÖn. Dßng ®iÖn cã thÓ t¸c ®éng vµo c¬ thÓ con ng−êi qua mét m¹ch ®iÖn kÝn hay t¸c ®éng bªn ngoµi nh− phãng ®iÖn hå quang. TÝnh chÊt t¸c h¹i cña dßng ®iÖn g©y nªn vµ hËu qu¶ cña nã phô thuéc vµo ®é lín vµ lo¹i dßng ®iÖn, ®−êng ®i cña dßng ®iÖn qua c¬ thÓ con ng−êi, thêi gian t¸c dông vµ t×nh tr¹ng søc khoÎ cña n¹n nh©n. §Õn nay vÉn cã nhiÒu ý kiÕn kh¸c nhau vÒ trÞ sè dßng ®iÖn cã thÓ g©y nguy hiÓm chÕt ng−êi.
Tr−êng hîp chung th× dßng ®iÖn cã thÓ g©y chÕt ng−êi lµ 100mA. Tuy vËy cã tr−êng hîp dßng ®iÖn chØ kho¶ng 5 - 10mA ®· g©y chÕt ng−êi. §iÒu nµy chØ cã thÓ gi¶i thÝch bëi ®iÒu kiÖn m«i tr−êng lµm viÖc vµ t×nh tr¹ng søc khoÎ cña n¹n nh©n. Chóng ta cÇn chó ý ®Õn yÕu tè thêi gian t¸c dông cña dßng ®iÖn.
Thêi gian t¸c dông cµng l©u cµng nguy hiÓm cho n¹n nh©n. Nguyªn nh©n chÕt ng−êi do dßng ®iÖn g©y ra phÇn lín lµ do c¸c b¾p thÞt bÞ 9 co rót, ngõng trÖ lµm viÖc cña hÖ thèng tuÇn hoµn, h« hÊp. Ngoµi ra cßn kÓ ®Õn c¸c biÕn ®æi sinh hãa phøc t¹p trong c¬ thÓ con ng−êi d−íi t¸c dông cña dßng ®iÖn. Nguy hiÓm chÕt ng−êi còng cã thÓ do bÞ báng trÇm träng.
Theo quan ®iÓm míi nhÊt cña c¸c nhµ khoa häc, nguyªn nh©n tai n¹n lµ do dßng ®iÖn t¸c ®éng ®ét ngét g©y kÝch thÝch ®×nh trÖ ho¹t ®éng cña n·o dÉn ®Õn ngõng trÖ ho¹t ®éng cña c¬ quan h« hÊp vµ tuÇn hoµn. Møc ®é kÝch thÝch hÖ thèng thÇn kinh vµ kh¶ n¨ng chÞu ®ùng cña nã ¶nh h−ëng quyÕt ®Þnh lªn nguån gèc cña tæn th−¬ng. Kh¶ n¨ng chÞu ®ùng cña tõng con ng−êi d−íi t¸c dông cña dßng ®iÖn lµ kh¸c nhau. Ngay c¶ ®èi víi mét ng−êi tuú thuéc vµo t×nh tr¹ng søc khoÎ mµ kh¶ n¨ng chÞu ®ùng dßng ®iÖn t¹i c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau còng thay ®æi.
§iÒu nµy gi¶i thÝch t¹i sao víi dßng ®iÖn nhá cã lóc còng g©y hËu qu¶ chÕt ng−êi. Nh÷ng yÕu tè x¸c ®Þnh t×nh tr¹ng nguy hiÓm cña ®iÖn giËt vμ Nh÷ng giíi h¹n cho phÐp 1. §iÖn trë c¬ thÓ con ng−êi §iÖn trë c¬ thÓ con ng−êi lµ mét ®¹i l−îng rÊt kh«ng æn ®Þnh, phô thuéc vµo t×nh tr¹ng søc khoÎ, ®iÒu kiÖn m«i tr−êng xung quanh vµ møc ®é tæn t−¬ng khi bÞ tai n¹n ®iÖn. ThÝ nghiÖm cho thÊy gi÷a dßng ®iÖn ®i qua ng−êi vµ ®iÖn ¸p ®Æt vµo cã sù lÖch pha.
Nh− vËy ®iÖn trë con ng−êi lµ mét ®¹i l−îng kh«ng thuÇn nhÊt. Líp da con ng−êi ®Æc biÖt lµ líp sõng trªn da cã ®iÖn trë lín nhÊt. Khi da bÞ Èm hoÆc líp sõng bÞ tæn th−¬ng ®iÖn trë con ng−êi sÏ gi¶m xuèng. §iÖn trë con ng−êi còng gi¶m xuèng khi t¨ng thêi gian t¸c dông cña dßng ®iÖn hoÆc t¨ng ®iÖn ¸p ®Æt vµo con ng−êi.
§iÖn trë con ng−êi cã thÓ thay ®æi tõ 600Ω ®Õn hµng tr¨m kΩ. Khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua con ng−êi ®iÖn trë th©n ng−êi sÏ gi¶m ®i. §iÒu nµy cã thÓ ®−îc gi¶i thÝch lµ lóc cã dßng ®iÖn ®i vµo th©n ng−êi lµm cho da bÞ ®èt nãng, må h«i tho¸t ra vµ lµm cho ®iÖn trë gi¶m xuèng. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm cho thÊy: Víi dßng ®iÖn 0,1mA ®iÖn trë ng−êi Rng = 500kΩ.
Víi dßng ®iÖn 10mA ®iÖn trë ng−êi Rng = 8kΩ.