CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐIỆN 1.1 Tai nạn điện Tai nạn điện có thể gặp ở ba dạng: điện giật, đốt cháy điện do hồ quang, nổ và hỏa hoạn. Điện giật: Do chạm trực tiếp hoặc gián tiếp vào phần tử mang điện: Chạm trực tiếp xảy ra khi người tiếp xúc với các vật có mang điện trong tình trạng làm việc bình thường, với các thiết bị đã được cắt ra khỏi nguồn điện nhưng vẫn còn tích điện ( mạch điện dung) hay vật này vẫn còn chịu điện áp cảm ứng do ảnh hưởng của điện từ hay cảm ứng tĩnh điện do các trang thiết bị điện ở gần. Chạm gián tiếp xảy ra khi người tiếp xúc với phần bên ngoài của các vật mang điện mà lúc bình thường không có điện nhưng trở nên có điện do cách điện bị hư hỏng hay do các nguyên nhân khác. Dòng điện sự cố làm điện áp của phần bên ngoài của các vật mang điện tăng lên giá trị nguy hiểm cho người.
Đốt cháy điện: Đốt cháy điện có thể sinh ra do: Ngắn mạch kéo theo phát sinh hồ quang điện; Người đến gần các vật mang điện áp cao tuy chưa chạm phải, nhưng điện áp cao sinh ra hồ quang điện mà dòng điện hồ quang chạy qua người khá lớn khiến nạn nhân có thể bị chấn thương hoặc chết do hồ quang đốt cháy da thịt. Tai nạn này ít xảy ra vì đối với điện áp cao luôn có biển báo và hàng rào an toàn bảo vệ. Hỏa hoạn: Do điều kiện vận hành, dòng điện đi qua dây dẫn vượt quá giới hạn cho phép gây nên phát nóng, do hồ quang điện gây ra do tiếp xúc điện gây nên hỏa hoạn. Do hợp chất ở gần các thiết bị điện có dòng điện quá lớn, nhiệt độ thiết bị vượt quá giới hạn cho phép sinh ra vụ nổ.
Hỏa hoạn, nổ xảy ra ở môi trường dễ cháy nổ ( bụi bặm, hơi hóa chất, khí dễ cháy) khi có sự cố điện, tai nạn này gây thiệt hại cả về người và vật chất.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tai nạn điện giật 1.1 Cường độ dòng điện Dòng điện là nhân tố vật lý trực tiếp gây tổn thương khi bị điện giật. Cho tới nay vẫn còn nhiều ý kiến khác nhau về giá trị dòng điện có thể gây nguy hiểm chết người. Trường hợp chung thì dòng điện 100mA xoay chiều gây nguy hiểm chết người. Tuy vậy cũng có trường hợp dòng điện chỉ khoảng 5- 10mA đã làm chết người bởi vì còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa như điều kiện nơi xảy ra tai nạn, sức khoẻ trạng thái thần kinh của từng nạn nhân, đường đi của dòng điện .Trong tính toán thường lấy trị số dòng điện an toàn là 10mA đối với dòng điện xoay chiều và 50mA với dòng điện một chiều.
SVTH: Sơn Phước 7 LUẬN VĂN ĐẠI HỌC: “AN TOÀN ĐIỆN” GVHD: Ths. Lê Văn Nhạn Bảng 1. Ngưỡng giá trị dòng điện Ing giới hạn gây tác hại lên cơ thể người. Ing,[mA] Tác hại đối với người Điện xoay chiều AC, f = (50 - 60)[Hz] Điện một chiều DC 0,6 - 1,5 Bắt đầu thấy tê Chưa có cảm giác 2-3 Tê tăng mạnh Chưa có cảm giác 5-7 Bắp thịt bắt đầu co Đau như bị kim đâm 8 - 10 Tay không rời vật có điện Nóng tăng dần 20 - 25 Tay không rời vật có điện, bắt đầu khó thở Bắp thịt co và rung 50 - 80 Tê liệt hô hấp, tim bắt đầu đập mạnh Tay khó rời vật có điện, khó thở 90 - 100 Nếu kéo dài với t ≥ 3[s] tim ngừng đập Hô hấp tê liệt Qua bảng trên ta thấy dòng điện xoay chiều nguy hiểm hơn dòng một chiều.2 Đường đi của dòng điện Về đường đi của dòng điện qua người có thể có rất nhiều trường hợp khác nhau, tuy vậy có những đường đi cơ bản thường gặp là: dòng qua tay - chân, tay - tay, chân - chân.
Một vấn đề còn tranh cải là đường đi nào là nguy hiểm nhất. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng đường đi nguy hiểm nhất phụ thuộc vào số phần trăm dòng điện tổng qua tim và phổi. Theo quan điểm này thì dòng điện đi từ tay phải qua chân, đầu qua chân, đầu qua tay là những đường đi nguy hiểm nhất vì: Dòng đi từ chân qua chân có 0.4% dòng điện tổng qua tim Dòng đi từ tay qua tay có 3.3% dòng điện tổng qua tim Dòng đi từ tay trái qua chân có 3.7% dòng điện tổng qua tim Dòng đi từ tay phải qua chân có 6.7% dòng điện tổng qua tim Dòng đi từ đầu qua chân có 6.8% dòng điện tổng qua tim. Dòng đi từ đầu qua tay có 7% dòng điện tổng qua tim 1.3 Điện trở cơ thể: Thân thể người gồm có da, thịt, xương, máu.tạo thành và có một tổng trở nào đó đối với dòng điện chạy qua người.
Lớp da có điện trở lớn nhất mà điện trở của da là do điện trở của lớp sừng trên da quyết định. Điện trở của người là một đại lượng rất không ổn định và không chỉ phụ thuộc vào trạng thái sức khoẻ của cơ thể người từng lúc mà còn phụ thuộc vào môi trường xung quanh, điều kiện tổn thương.Qua nghiên cứu rút ra một số kết luận cơ bản về giá trị điện trở cơ thể người như sau: Điện trở cơ thể người là một đại lượng không thuần nhất. Khi người chạm vào hai cực hay hai điểm của một mạch điện, cơ thể người trở thành một bộ phận của mạch điện, điện trở của người là trị số điện trở đo được giữa hai điện cực đặt trên cơ thể người. Có thể chia điện trở người thành ba phần: điện trở lớp da tại thời điểm đi vào của dòng điện, điện trở da tại thời điểm đi ra và điện trở của các bộ phận nội tạng bên trong cơ thể.
Da của người bình thường có một lớp sừng, nên điện trở của da khá cao, chiếm tỷ lệ chủ yếu trong điện trở của cơ thể người, nó phụ thuộc vào trạng SVTH: Sơn Phước 8 LUẬN VĂN ĐẠI HỌC: “AN TOÀN ĐIỆN” GVHD: Ths. Lê Văn Nhạn thái của cơ thể người. Nhìn chung có thể coi lớp sừng là lớp cách điện ( điện trở của nó khoảng 400 đến 500 KΩ), độ ẩm của da sẽ làm giảm điện trở của lớp sừng. Nếu da khô, lành lặn thì điện trở của nó ứng với điện áp 10V có thể lên đến gần 100 KΩ.
Nếu ở trạng thái ướt hoặc bị xây xát, thì điện trở của nó có thể giảm xuống chỉ còn 1 KΩ, thậm chí còn thấp hơn, nếu có mồ hôi muối, hoặc ở trạng thái say rượu.còn điện trở của các bộ phận nội tạng thì không đáng kể. Khi dòng điện qua lớp sừng thì sẽ bị chọc thủng do tác động nhiệt và tác động sinh học khác, do đó điện trở nhanh chóng bị giảm. Điện áp tiếp xúc càng cao thì khả năng chọc thủng da càng lớn. Ví dụ: - Khi tiếp xúc điện, nếu da người bị dí mạnh trên các cực điện, điện trở da cũng giảm đi.
Với điện áp nhỏ (50 - 60)[V] có thể xem điện trở tỷ lệ nghịch với diện tích tiếp xúc. - Khi tiếp xúc điện U > 250[V], có khi chỉ cần (10 - 30)[V], thì sẽ có hiện tượng đánh thủng điện, lúc này điện trở người có thể xem như tương ứng với trường hợp bị bóc hết lớp da ngoài. - Khi có dòng điện qua người, da bị đốt nóng, mồ hôi toát ra làm điện trở người giảm xuống: với dòng điện 0,1 [mA] điện trở người Rngười = 500.000 [Ω] với dòng điện 10 [mA] điện trở người Rngười = 8.000 [Ω] Khi có dòng điện qua người, điện trở người giảm tỷ lệ với thời gian tác dụng của dòng điện, vì da bị đốt nóng, mồ hôi thoát ra và có sự thay đổi về điện phân. Giá trị điện trở da người.
Điện áp tiếp Da khô Da ẩm Da ướt Da ướt sũng xúc (V) R(Ω) R(Ω) R(Ω) R(Ω) 25 5000 2500 1000 500 50 4000 2000 850 440 250 1500 1000 650 325 >250 1000 1000 650 325 1.4 Ảnh hưởng của thời gian tác dụng của dòng điện Yếu tố thời gian tác động của dòng điện vào cơ thể người rất quan trọng và biểu hiện dưới nhiều hình thái khác nhau. Đầu tiên chúng ta thấy thời gian tác dụng của dòng điện ảnh hưởng đến điện trở của người. Thời gian tác dụng càng lâu, điện trở của người càng bị giảm xuống vì lớp da bị nóng dần và lớp sừng trên da bị chọc thủng càng nhiều. Và như vậy tác hại của dòng điện với cơ thể người càng tăng lên.
Thứ hai là thời gian tác dụng của dòng điện càng lâu thì xác suất trùng hợp với thời điểm chạy qua tim với pha T (là pha dễ thương tổn nhất của chu trình tim) tăng lên. Hay nói một cách khác trong mỗi chu kỳ của tim kéo dài độ một giây có 0,4s tim nghỉ làm việc (giữa trạng thái co và giãn) ở thời điểm này tim rất nhạy cảm với dòng điện đi qua nó. Nếu thời gian dòng điện qua người lớn hơn 1 giây thế nào cũng trùng với thời điểm nói trên của tim. Thí nghiệm cho thấy rằng dù dòng điện lớn (gần bằng 10 mA) đi qua người mà không gặp thời điểm nghỉ của tim cũng không có nguy hiểm gì.
SVTH: Sơn Phước 9 LUẬN VĂN ĐẠI HỌC: “AN TOÀN ĐIỆN” GVHD: Ths. Lê Văn Nhạn Căn cứ vào lý luận trên, ở các mạng cao áp 110 kV, 35 kV, 10 kV, và 6 kV. tai nạn do điện gây ra ít dẫn đến trường hợp tim ngừng đập hay ngừng hô hấp. Với điện áp cao dòng điện xuất hiện trước khi người chạm vào vật mang điện, dòng điện này tác động rất mạnh vào người và gây cho cơ thể người một phản xạ tức thời.
Kết quả là hồ quang điện bị dập tắt ngay (hoặc chuyển qua bộ phận bên cạnh), dòng điện chỉ tồn tại trong khoảng vài phần của giây. Với thời gian ngắn như vậy rất ít khi làm tim ngừng đập hay hô hấp bị tê liệt. Tuy nhiên, không nên kết luận điện áp cao không nguy hiểm vì dòng điện lớn này qua cơ thể trong thời gian ngắn nhưng có thể đốt cháy nghiêm trọng và làm chết người. Hơn nữa khi làm việc trên cao do phản xạ mà để bị rơi xuống đất rất nguy hiểm.
Thời gian và điện áp điện giật (xem bảng dưới): (theo quy định của Uỷ ban điện quốc tế IEC). Điện áp và thời gian tiếp xúc cho phép.5 Tần số của dòng điện Theo lý luận thông thường thì khi tần số f tăng lên thì tổng trở cơ thể người giảm xuống vì điện kháng của da người do điện dung tạo ra: dẫn đến dòng điện tăng nên càng nguy hiểm.
