Giáo trình Trang bị điện 2 (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng)

tăng áp suất gây nổ. VD: Chất pH3 bình 23 thường không gây nổ khi có oxy, nhưng khi hạ áp suất xuống lại gây ra nổ. - Trong công nghiệp hay dùng các thiết bị có nhiệt độ cao như lò đốt, lò nung, các đường ống dẫn khí cháy, các bể chứa nhiên liệu dễ cháy gặp lửa hay tia lửa điện có thể gây cháy, nổ. - Nổ: + Nổ lý học: là trường hợp nổ do áp suất trong một thể tích tăng cao mà vỏ bình chứa không chịu nổi áp suất nén đó nên bị nổ. + Nổ hoá học: là hiện tượng nổ do cháy cực nhanh gây ra (thuốc súng, bom, đạn, mìn, ... ) ò Nổ thường có tính cơ học và tạo ra môi trường áp lực lớn làm phá huỷ nhiều thiết bị, công trình, ... xung quanh. Cháy nhà máy, cháy chợ, các nhà kho,.. gây thiệt hại về người và của, tài sản của nhà nước, doanh nghiệp và của tư nhân. ảnh hưởng đến an ninh trật tự và an toàn xã hội. Vì vậy cần phải có biện pháp phòng chống cháy, nổ một cách hữu hiệu. 3.2.1. Biện pháp hành chính, pháp lý Điều 1 Pháp lệnh phòng cháy chữa cháy 4.10-1961 đã quy định rõ: “Việc phòng cháy và chữa cháy là nghĩa vụ của mỗi công dân” và “ trong các cơ quan xí nghiệp, kho tàng, công trường, nông trường, việc PCCC là nghĩa vụ của toàn thể cán bộ viên chức và trước hết là trách nhiệm của thủ trưởng đơn vị ấy”. Ngày 31/5/1991 Chủ tịch HĐBT (nay là Thủ tướng chính phủ) đã ra chỉ thị về tăng cường công tác PCCC. Điều 192, 194 của Bộ luật hình sự nước CHXHCNVN quy định trách nhiệm hình sự đối với mọi hành vi vi phạm chế độ, quy định về PCCC. 3.2.2. Biện pháp kỹ thuật 3.2.2.1 Nguyên lý phòng, chống cháy, nổ - Nguyên lý phòng cháy, nổ là tách rời ba yếu tố: chất cháy, chất ôxy hoá và 24 mồi bắt lửa, thì cháy nổ không thể xảy ra được. - Hạ thấp tốc độ cháy của vật liệu đang cháy đến mức tối thiểu và phân tán nhanh nhiệt lượng của đám cháy ra ngoài. Để thực hiện hai nguyên lý này trong thực tế có thể sử dụng các giải pháp khác nhau: + Trang bị phương tiện PCCC (bình bọt, bột khô như cát, nước, ...). + Huấn luyện sử dụng các phương tiện PCCC, các phương án PCCC. + Cơ khí và tự động hoá quá trình sản xuất có tính nguy hiểm về cháy, nổ. + Hạn chế khối lượng của chất cháy (hoặc chất ôxy hoá) đến mức tối thiểu cho phép về phương diện kỹ thuật. + Tạo vành đai phòng chống cháy. Ngăn cách sự tiếp xúc của chất cháy và chất ôxy hoá khi chúng chưa tham gia vào quá trình sản xuất. Các kho chứa phải riêng biệt và cách xa các nơi phát nhiệt. Xung quanh các bể chứa, kho chứa có tường ngăn cách bằng vật liệu không cháy. + Cách ly hoặc đặt các thiết bị hay công đoạn dễ cháy nổ ra xa các thiết bị khác và những nơi thoáng gió hay đặt hẳn ngoài trời. + Loại trừ mọi khả năng phát sinh ra mồi lửa tại những chỗ sản xuất có liên quan đến các chất dễ cháy nổ. + Thiết bị phải đảm bảo kín, để hạn chế thoát hơi, khí cháy ra khu vực sản xuất. + Dùng thêm các chất phụ gia trơ, các chất ức chế, các chất chống nổ để giảm tính cháy nổ của hỗn hợp cháy. 3.3.2.2 Các phương tiện chữa cháy Bảng 1. Phân loại phương tiện và thiết bị chữa cháy. Nhóm phương tiện và thiết bị chữa Phương tiện và thiết bị chữa cháy cụ thể cháy 1. Phương tiện chữa cháy cơ giới: Xe chữa cháy có téc nước. 25 a). Ô tô chữa cháy - xe chuyên dụng. Xe bơm chữa cháy. Xe chữa cháy sân bay. Xe chở thuốc bọt chữa cháy. Xe chở vòi chữa cháy. Xe thang chữa cháy Xe thông tin và ánh sáng. b).Máy bơm chữa cháy Máy bơm chữa cháy đặt trên rơ moóc. 2. Bình chữa cháy cầm tay và bình lắp Bình chữa cháy bằng bọt hóa học trên giá có bánh xe. Bình chữa cháy bằng bọt hòa không khí. Bình chữa cháy bằng khí .. Bình chữa cháy bằng bột khô 3. Hệ thống thiết bị chữa cháy tự Hệ thống chữa cháy tự động / nửa tự động động, nửa tự động. bằng nước Hệ thống chữa cháy bằng bọt. Hệ thống chữa cháy bằng khí. Hệ thống chữa cháy bằng bột. Hệ thống phát hiện nhiệt . Hệ thống phát hiện khói. Hệ thống phát hiện lửa. 4. Các phương tiện và thiết bị chữa Phương tiện chứa nước, đựng cát chữa cháy khác. cháy. Họng nước chữa cháy bên trong nhà. 26 Tín hiệu báo: “Nguy hiểm”; “An toàn”... Tủ đựng vòi, giá đỡ bình chữa cháy. Xẻng xúc. 3.3.2.3 Kiểm tra, bảo trì, bảo dưỡng - Mỗi tuần 1 lần kiểm tra số lượng các phương tiện múc nước, xúc cát kèm theo các thiết bị đựng nước đựng cát. Nếu thấy lượng nước, lượng cát không đúng quy định phải bổ sung thêm. Thay cát mới, nước mới nếu thấy không đảm bảo để chữa cháy. - Hệ thống ống dẫn cung cấp nước cho các hệ thống chữa cháy tự động, nửa tự động bằng nước hoặc bọt hòa khí, đảm bảo áp suất không giảm quá 15% trị số định mức. - Ở các cơ sở có trang bị bơm nước chữa cháy cao áp thì việc kiểm tra bảo dưỡng tiến hành theo quy chế kiểm định. - Việc ngắt nước, sửa chữa đường ống hoặc giảm áp suất, giảm lưu lượng trong hệ thống cấp nước chữa cháy chỉ được tiến hành khi thật cần thiết và được sự thỏa thuận của cơ quan phòng cháy và chữa cháy, đồng thời phải báo trước cho đội chữa cháy gần nhất biết kế hoạch, tiến độ thực hiện sửa chữa ít nhất trước 1 ngày. - Các thiết bị của họng nước chữa cháy, đặt trong hộp bảo vệ, phải đảm bảo khô, sạch. Ở mỗi hộp bảo vệ phải có bản nội quy và bản hướng dẫn sử dụng gắn bên ngoài. - Mỗi tuần 1 lần tiến hành kiểm tra số lượng thiết bị của mỗi họng nước, đệm lót giữa các đầu nối các thiết bị để trong hộp bảo vệ. - Ít nhất 6 tháng 1 lần kiểm tra khả năng làm việc các thiết bị của họng nước: kiểm tra độ kín các đầu nối khi lắp với nhau, khả năng đóng mở các van và phun thử 1/3 tổng số họng nước. - 12 tháng 1 lần phải tiến hành phun thử kiểm tra chất lượng toàn bộ số vòi đã trang bị, chất lượng đầu nối, lau dầu mỡ. 27 - Các phương tiện và thiết bị chữa cháy sau khi bố trí thành cụm thì việc kiểm tra, bảo dưỡng các phương tiện và thiết bị chữa cháy của từng cụm tiến hành theo yêu cầu đối với từng loại phương tiện và thiết bị. - Mỗi phương tiện và thiết bị chữa cháy sau khi bố trí sử dụng phải được kiểm tra, bảo dưỡng thường xuyên. Kết quả của từng đợt kiểm tra phải được ghi vào sổ theo dõi và ghi vào thẻ kiểm tra gắn liền với phương tiện thiết bị chữa cháy 4 T ông gi công ng iệp 4 ầ qu tr ủ t ô ó tr ô 4.1.1. Tầm quan trọng Thông gió trong nhà máy, xí nghiệp có hai nhiệm vụ chính sau: - Thông gió chống nóng: Nhằm mục đích đưa không khí mát, khô ráo vào nhà máy, đẩy không khí nóng ẩm ra ngoài, tạo điều kiện vi khí hậu tối ưu. Tại những vị trí thao tác có với cường độ cao, những chỗ làm việc gần nguồn bức xạ có nhiệt độ cao, người ta bố trí những hệ thống quạt với vận tốc gió lớn(2-5m/s) để làm mát không khí. - Thông gió khử bụi và hơi độc: Ở những nơi có nhiều bụi và hơi khí có hại, cần bố trí hệ thống hút không khí ô nhiễm để thải ra ngoài, đồng thời đưa không khí sạch từ bên ngoài bù lại phần không khí bị thải đi. Trước khi thải có thể cần phải lọc hoặc khử hết chất độc trong không khí để tránh bị ô nhiễm không khí xung quanh. 4.2. t ô ó ô 4.2.1. Thông gió tự nhiên Thông gió tự nhiên là chủ động sử dụng lực của gió hay sự chênh lệch về áp suất không khí ở xung quanh để đưa không khí vào trong công trình. Thông gió tự nhiên là cách dễ nhất, phổ biến nhất và thường ít tốn chi phí nhất trong vấn đề chủ động làm mát cho công trình. 28 Hình 4.1 Sử dụng gió cho việc làm mát thụ động và tận hưởng không khí tự nhiên Hiệu quả của thông gió được xác định bởi lượng nhiệt được thoát ra ngoài và lượng không khí tươi mát thay thế, và việc sử dụng rất ít hoặc hoàn toàn không sử dụng năng lượng của hệ thống làm mát và thông gió chủ động . Giải pháp cho việc thông gió tự nhiên bao gồm các cửa sổ mở, lá sách thông gió, lỗ thông hơi trên mái,cũng như các thiết kế lấy gió. Sử dụng cửa sổ là giải pháp phổ biến nhất. Các hệ thống tiên tiến có thể được trang bị các loại cửa tự động hoặc cửa lá sách được điều chỉnh hoạt động bởi mức độ nhiệt. Nếu không khí di chuyển vào bên trong thông qua các lối mở một cách có chủ ý, như vậy công trình đã đạt được thông gió tự nhiên. Nếu không khí di chuyển thông qua khoảng hở không theo chủ ý như hệ thông gió tự nhiên, công trình được xem như là đang bị xâm nhập hay nói cách khác đó là sự thông gió không mong muốn ( sự rò rỉ không khí) Khi đặt các lối mở thông gió, bạn đang đặt cửa gió vào và gió ra để tối ưu hóa đường gió lưu thông qua tòa nhà. Các cửa sổ hay các ống thông hơi được đặt ở mặt đối diện của ngôi nhà tạo ra luồng khí tự nhiên thành một con đường thông qua các cấu trúc. Điều này được gọi là thông gió ngang. Kiểu thông gió ngang là dạng thức hiệu quả nhất của sự thông gió. Hình 4.2 Thông gió ngang (hình bên dưới) hiệu quả hơn sự thông gió không xuyên 29 qua toàn bộ không gian (hình phía trên) Phương pháp tối ưu nhất không phải là đặt các ô mở đối diện trực tiếp nhau trong cùng một không gian.Mặc dầu vẫn mang lại hiệu quả thông gió, tuy nhiên có sự không đồng đều không khí bên trong, bên này mát mẻ nhưng bên kia lại nóng. Thiết kế các ô mở đối diện nhau nhưng không đối diện trực tiếp sẽ tạo nên sự pha trộn không khí từ đó mang lại hiệu quả tốt hơn trong việc phân bố không khí trong lành. Ngoài ra, bạn có thể gia tăng hiệu ứng thông gió ngang bằng cách mở rộng các ô mở lớn hơn ở cả mặt đón gió và dưới gió của công trình và đặt cửa hút gió ở nơi có áp suất cao hơn và cửa thoát gió ở nơi có áp suất thấp hơn. Hình 4.3 Mức độ thông gió khác nhau và sự pha trộn không khí với những ô mở khác nhau Đặt cửa hút gió thấp và cửa thoát gió cao hơn ở trong phòng có thể làm mát không gian hiệu quả hơn nhờ tận dụng được sự đối lưu tự nhiên trong không khí. Về nguyên tắc, không khí lạnh chìm thấp bên dưới và không khí nóng ở trên cao vì vậy đặt ô mở xuống thấp để đẩy không khí mát thông qua các không gian trong khi đặt các ống xả ở các vị trí trên cao giúp kéo không khí nóng ra bên ngoài. 30 Hình 4.4 Chiều cao của ô mở ảnh hưởng đến sự thông gió bị động 4.2.2 Thông gió nhân tạo Bản chất là dùng quạt hút khí từ trong nhà xưởng ra hoặc đẩy khí từ bên ngoài vào hoặc kết hợp cả 2 biện pháp trên tạo sự chênh lệch áp suất, không khí bị ô nhiễm sẽ bị thay thế bằng không khí mới Hình 4.5 Quạt thông gió cơ khí Các quạt thông gió sử dụng cho các công trình thường có 2 loại chủ yếu: - Thông gió cục bộ: Khi cần thông gió cho một khu vực nhỏ hẹp. Trong công nghiệp, người ta sử dụng 2 cách là: Thông gió thổi cục bộ và thông gió hút cục bộ. Trong các công trình dân dụng, khi thông gió cục bộ, người ta sử dụng các quạt gắn tường, gắn trần hút trực tiếp không khí từ bên trong phòng thổi ra ngoài. Ngoài ra để thông gió, có thể thổi không khí từ bên ngoài vào phòng, tuy nhiên nếu phòng có sinh ra nhiều chất độc hại thì không làm theo cách này vì như vậy, khí độc sẽ tràn sang các phòng xung quanh. - Thông gió tổng thể: Thông gió tổng thể là thông gió cho một vùng rộng lớn hoặc một tập hợp gồm nhiều phòng. Để thực hiện đượcthông gió tổng thể cần thiết phải có hệ thống kênh gió. Quạt thông gió thường đặt trên các la phông và có lưu lượng lớn. Thông gió tổng thể có thể kết hợp với hệ thống điều hòa trung tâm với chức năng cung cấp khí tươi cho hệ thống. 31 Hình 4.6 Hệ thống thông gió tổng thể 5 P ng tiện p ng ộ c n ân tr t v â tr 5.1.1. Khái niệm Căn cứ thông tư số 04/2014/TT-BLĐTBXH ngày 12 tháng 2 năm 2014 của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về hướng dẫn thực hiện chế độ trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân có thể hiểu phương tiện bảo vệ cá nhân là những dụng cụ, phương tiện cần thiết mà người lao động phải được trang bị để sử dụng trong khi làm việc hoặc thực hiện nhiệm vụ để bảo vệ cơ thể khỏi tác động của các yếu tố nguy hiểm, độc hại phát sinh trong quá trình lao động, khi các giải pháp công nghệ, thiết bị, kỹ thuật an toàn, vệ sinh lao động tại nơi làm việc chưa thể loại trừ hết. Phương tiện bảo vệ cá nhân trang bị cho người lao động phải phù hợp với việc ngăn ngừa có hiệu quả các tác hại của các yếu tố nguy hiểm, độc hại trong môi trường lao động, dễ dàng trong sử dụng, bảo quản và không gây tác hại khác. Các phương tiện bảo vệ cá nhân phải đảm bảo chất lượng, quy cách theo quy chuẩn, tiêu chuẩn và các quy định khác của nhà nước. 5.1.2. Các biện pháp an toàn trong lao động 5.1.2.1. Biện pháp an toàn đối với bản thân người lao động - Thực hiện thao tác, tư thế lao động phù hợp, đúng nguyên tắc an toàn, tránh các tư thế cúi gập người, các tư thế có thể gây chấn thương cột sống, thoát vị đĩa đệm - Bảo đảm không gian vận động, thao tác tối ưu, sự thích nghi giữa người và 32 máy - Đảm bảo các điều kiện lao động thị giác, thính giác, xúc giác. - Đảm bảo tâm lý phù hợp, tránh quá tải, căng thẳng hay đơn điệu. 5.1.2.2. Thực hiện các biện pháp che chắn an toàn Mục đích của thiết bị che chắn an toàn là cách li các vùng nguy hiểm đối với người lao động như các vùng có điện áp cao, có các chi tiết chuyển động, những nơi người có thể rơi, ngã. Biện pháp thực hiện: Thực hiện che chắn mềm hoặc bằng các vật liệu cứng. 5.1.2.3. Sử dụng thiết bị và cơ cấu phòng ngừa Mục đích là để ngăn chặn các tác động xấu do sự cố của quá trình sản xuất gây ra, ngăn chặn, hạn chế sự cố lan rộng. Sự cố gây ra có thể do sự quá tải (về áp suất, nhiệt độ, điện áp) hoặc do các hư hỏng ngẫu nhiên của các chi tiết, phần tử của thiết bị. Ví dụ: ngành điện có sử dụng atomat, mát cắt, cầu chì...trong bảo vệ mạch điện, khi sửa chữa điện cao áp có sử dụng nối đất. 5.1.2.4. Sử dụng các tín hiệu, dấu hiệu an toàn Tín hiệu an toàn nhằm mục đích: - Báo trước cho người lao động những nguy hiểm có thể xảy ra. - Hướng dẫn các thao tác cần thiết . - Nhận biết qui định về kỹ thuật và an toàn qua các dấu hiệu qui ước về màu sắc, hình vẽ (biển báo chỉ đường). Tín hiệu an toàn có thể dùng : - Ánh sáng, màu sắc. - Âm thanh : còi chuông - Màu sơn, hình vẽ, chữ. - Đồng hồ, dụng cụ đo lường. 33 Yêu cầu đối với tín hiệu an toàn : - Dễ nhận biết. - Độ tin cậy cao, ít nhầm lẫn. - Dễ thực hiện, phù hợp với tập quán, cơ sở khoa học kỹ thuật và yêu cầu của tiêu chuẩn hoá. 5.1.2.5. Đảm bảo khoảng cách và kích thước an toàn Khoảng cách an toàn là là khoảng không gian tối thiểu giữa người lao động và các phương tiện, thiết bị, hoặc khoảng cách nhỏ nhất giữa chúng với nhau để không bị tác động xấu của các yếu tố sản xuất. 5.1.2.6. Thực hiện cơ khí hoá, tự động hoá và điều khiển từ xa Các trang thiết bị cơ khí hoá, tự động hoá và điều khiển từ xa thay thế con người thực hiện các thao tác từ xa, trong điều kiện khó khăn, nguy hiểm , đồng thời nâng cao được năng suất lao động. 5.1.2.7. Trang bị các phương tiện bảo vệ cá nhân - Trang bị phương tiện cá nhân phải được sản xuất theo tiêu chuẩn chất lượng nhà nước, việc cấp phát, sử dụng phải theo qui định của pháp luật. - Người sử dụng lao động phải tiến hành kiểm tra chất lượng phương tiện bảo vệ cá nhân trước khi cấp phát và kiểm tra định kỳ theo tiêu chuẩn khi đưa vào sử dụng. 5.1.2.8. Thực hiện kiểm nghiệm dự phòng thiết bị Mục đích là đánh giá chất lượng của thiết bị về các mặt tính năng , độ bền, độ tin cậy để quyết định có đưa thiết bị vào sử dụng hay không. Kiểm nghiệm dự phòng được tiến hành định kỳ, hoặc sau những kỳ sữa chữa, bảo dưỡng. ụ tr t v â ờ - Phương tiện bảo vệ đầu; - Phương tiện bảo vệ mắt, mặt; 34 - Phương tiện bảo vệ thính giác; - Phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp; - Phương tiện bảo vệ tay, chân; - Phương tiện bảo vệ thân thể; - Phương tiện chống ngã cao; - Phương tiện chống điện giật, điện từ trường; - Phương tiện chống chết đuối; - Các loại phương tiện bảo đảm an toàn, vệ sinh lao động khác. Danh mục chi tiết trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân cho người lao động xem trong Phụ lục 1 đi kèm. 35 C ng 2: An toàn điện 1. Tác dụng của d ng điện lên c t ể con ng ời Dòng điện chạy qua cơ thể người sẽ gây ra những tác động về nhiệt, điện phân và sinh lý. Trong đó tác động sinh lý gây sự kích thích các tổ chức tế bào kèm theo sự co giật các cơ bắp, trong đó đặc biệt quan trọng là cơ tim và cơ phổi, gây tổn thương cơ thể sống hoặc làm ngưng trệ cơ quan hô hấp và tuần hoàn. Tuỳ theo giá trị dòng điện đi qua cơ thể mà có tác động khác nhau 1.1. dụ t Tác dụng nhiệt của dòng điện 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. dụ Gây ra sự hưng phấn và kích thích các tổ chức sống dẫn đến co rút các bắp thịt trong đó có tim và phổi. Kết quả có thể đưa đến phá hoại, thậm chí làm ngừng hẳn hoạt động hô hấp và tuần hoàn. dụ t ầ : biểu hiện ở việc phân ly máu và các chất lỏng hữu cơ dẫn đến phá huỷ thành phần hoá lý của máu và các tế bào. 2. Tiêu chuẩn về an toàn điện 2.1.Tiêu chuẩn về dò n 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. Bảng 2.1 cho phép đánh giá tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người: + Dòng điện xoay chiều tần số (50 - 60)[Hz] lấy bằng 10[mA]; + Dòng một chiều lấy bằng 50[mA]. Ing,[mA] Tác hại đối với người 36 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 Bắp thịt co và rung thở 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 Hệ hô hấp tê liệt Bảng 2.1. Ngưỡng giá trị dòng điện Ing giới hạn gây tác hại lên cơ thể người. 2.2. Tiêu chuẩn về n áp - Dự đoán trị số dòng điện an toàn cho phép qua người trong nhiều trường hợp không làm được. - Xác định giới hạn an toàn cho người không dựa vào “dòng điện an toàn” mà phải theo “điện áp cho phép”. - Thường dùng tiêu chuẩn “điện áp cho phép”, vì mỗi mạng điện lực quốc gia có một điện áp tương đối ổn định. - Tiêu chuẩn điện áp cho phép ở mỗi nước khác nhau là khác nhau. Quốc gia Điện áp cho phép(V) Ba lan, Thụy sỹ 50 Hà lan, Thụy điển 2 Pháp 24V xoay chiều Nga 65, 36 , 12V tuỳ môi trường làm việc. Việt nam 42V xoay chiều; 110V một chiều. Bảng 2.2. Tiêu chuẩn điện áp cho phép ở các quốc gia tham khảo 2.3. Tiêu chuẩn về tần s 37 - Tổng trở cơ thể người giảm xuống đối với tần số dòng điện tăng. Tuy nhiên, trong thực tế thì ngược lại, tần số càng tăng thì công suất hiệu dụng càng giảm, mức độ nguy hiểm càng giảm. STT Tần s Điện p(V) Vật t í ng iệm X c xu t bị c ết(%) 1 50 117÷120 15 100 2 100 117÷120 21 45 3 125 110÷121 10 20 4 150 120÷125 10 0 Bảng 2.3 Thí nghiệm tần số - Dòng xoay chiều có tần số (50 – 60)hz là nguy hiểm nhất, tần số càng cao hơn càng ít nguy hiểm, khi tần số 500.000 Hz sẽ không gây giật nhưng có thể bị bỏng. Nguyên nhân là khi có nguồn xoay chiều đặt vào tế bào, các phần tử trong tế bào bị phân cực thành các ion ,các ion này bị hút và chạy ra ngoài màng tế bào gây ra các tác hại cho người , do điện AC đổi chiều nên các ion này có thể di chuyển theo chiều ngược lại người ta đã thí nghiệm và kiểm chứng tần số công nghiệp thì các ion có thể đập 2 lần vào màng tế bào mà số lần này là lớn nhất nên ở tần số này là nguy hiểm nhất - Khi tần số tăng cao thì đường đi các ion rút ngắn ở một tần số cao nào đó nó không thể đập vào màng tế bào nên không thể gây ra tác hại ,có tần số cao mà các ion không kịp di chuyển theo sự biến thiên dòng điện luôn , nên không gây tác hại. 3. Nguyên nhân gây tai nạn điện 3.1.Chạm tr c ti p vào nguồ n - Chạm trực tiếp Khi làm việc với đường dây hay các thiết bị điện, con người có thể chạm vào các phần mang điện, như chạm vào dây dẫn trần đang mang điện. Khi sử dụng thiết bị điện, có thể có các chỗ cách điện bị nứt, rách, vỡ để hở phần mang điện, hoặc do gió to, do giông bão làm cho dây điện đứt rơi xuống, con người hay gia súc có thể chạm vào mà gây ra tai nạn điện. 38 Có trường hợp do sửa chữa điện hạ áp không cắt điện cũng có thể chạm vào phần mang điện. Cũng có khi đã cắt điện để sữa chữa hay kéo dây điện, khi đang làm thì lại có điện trở lại, gây ra tai nạn điện, do ở chỗ khác bị chạm vào dây đang có điện hay các hộ dùng điện ở phía sau đóng điện hay phát nguồn điện dự phòng. - Chạm điện gián tiếp Khi có sự cố do hỏng cách điện, điện dò ra vỏ máy, khi người chạm vào vỏ máy thì điện đã truyền từ vỏ máy sang người, gây tai nạn. Cách điện hỏng do chất lượng cách điện kém hoặc do vật liệu làm cách điện bị lão hoá theo thời gian, do bụi bẩn hoặc không đảm bảo khe hở cách ly. Những thiết bị hay dụng cụ điện tự lắp cũng có thể là nguyên nhân gây tai nạn, do vật liệu sử dụng không đảm bảo độ bền điện theo yêu cầu. Bị tai nạn do hồ quang điện cũng tương tự như bị tai nạn điện gián tiếp, nhưng đôi khi vừa bị hồ quang vừa bị dòng điện truyền qua người. Đ ớ , n áp ti p xúc Khi một pha của lưới điện bị chạm đất, xung quanh điểm chạm đất xuất hiện sự phân bố điện thế có dạng hình bán cầu bao quanh điểm chạm đất, càng gần điểm chạm đất thì điện thế càng lớn và ngược lại. Nếu ta đứng bằng một chân hoặc hai chân chụm lại thì chênh lệch điện thế giữa hai chân là rất nhỏ như vậy cũng sẽ có dòng điện rất nhỏ chảy qua, nếu ta bước đi với tư thế hai chân cách xa nhau khi đó hai chân sẽ đặt ở hai vòng đẳng thế khác nhau có chênh lệch điện thế lớn hơn như vậy dòng điện qua hai chân cũng lớn hơn, nguy hiểm hơn. Buớc chân càng lớn thì chênh lệch điện thế càng lớn, càng nguy hiểm và ngược lại, nguy hiểm nhất là nếu khi đó bị ngã, nạn nhân có thể bị điện giật chết. 3.3. Hồ qu n Các sự cố có kèm theo hồ quang với mức năng lượng cao thường phát ra một lượng nhiệt rất lớn. Nhiệt lượng này làm nóng chảy, bốc hơi và giãn nở vật liệu dẫn điện, đồng thời, không khí bao quanh vật liệu điện cũng bị bốc cháy và giãn nở theo, và do đó, nó tạo nên sóng áp lực. Về góc độ điện học, sự bùng phát của sóng áp lực này là một nguy hiểm ghê gớm, nhưng lại thường không dễ nhận 39 diện. Đến lúc đã có thể phát hiện được nó và thực hiện công tác cứu hộ, dù có khẩn trương di chuyển các nạn nhân khỏi khu vực có nguồn phát nhiệt của hồ quang điện thì, thường là đã phải gánh chịu hậu quả đổ vỡ nặng nề, kèm theo các thương vong thể chất như chấn thương sọ não, ù tai, điếc tai hoặc thương vong do bị va đập vào các vật thể khác. Mảnh kim loại bay ra từ các bộ phận cơ khí của mạch điện hay những giọt kim loại đã bị nóng chảy cũng có thể gây thương tích. Những người ở kề sát với vùng đang có áp lực ghê gớm này cũng rất dễ bị tổn hại nhất thời về thần kinh, thậm chí có khi không còn nhớ gì về vụ nổ mãnh liệt ngay trước đó từ hồ quang điện đã tác động đến mình như thế nào. 3.4. ó n Nếu người đứng gần thiết bị hoặc đường dây có điện áp cao( 35KV, 110KV, 220KV, 500KV) dù người không chạm phải thiết bị hay đường dây nhưng vẫn có thể bị tai nạn do hồ quang điện vì khi khoảng cách giữa người và vật mang điện nhỏ hơn khoảng cách an toàn tồi thiểu, sẽ xuất hiện sự phóng điện qua không khí đến cơ thể con người gây nên sự đốt cháy cơ thể. 4. Các biện p p s c p c u cho nạn nhân bị điện giật 4.1.Trình t cấp c u nạn nhân 4.1.1. Tách người bị điện giật ra khỏi mạch điện - Trường hợp cắt được mạch điện Tức khắc cắt điện bằng những thiết bị đóng cắt gần nhất như: Cầu dao, áp tô mát, công tắc điện, cầu chì, hoặc rút phích cắm... Nhưng khi cắt điện cần phải chú ý: + Nếu mạch điện bị cắt sẽ mất ánh sáng thì phải chuẩn bị ngay nguồn ánh sáng khác để thay thế + Nếu người bị nạn ở trên cao thì phải có phương tiện hứng đỡ. 40 - Trường hợp không cắt được mạch điện + Nếu ở mạch điện hạ áp: Người đi cấp cứu phải có biện pháp an toàn cá nhân tốt như : Đứng trên bàn, ghế gỗ khô, đi dép hoặc ủng cao su, đeo găng cao su để dùng tay kéo nạn nhân tách ra khỏi mạch điện. Nếu không có các phương tiện trên có thể dùng tay nắm áo, quần khô của nạn nhân để kéo ra, hoặc dùng gậy gỗ, tre khô gạt dây điện hoặc đẩy nạn nhân để tách ra khỏi mạch điện. Có thể dùng kìm cách điện, búa, rìu có cán bằng gỗ để cắt đứt dây điện đang gây tai nạn. Tuyệt đối không được chạm trực tiếp vào nạn nhân khi không đủ biện pháp an toàn. + Nếu ở mạch điện cao áp: Tốt nhất là người đi cứu phải được trang bị các dụng cụ cách điện như : ủng và găng tay cách điện, sào cách điện cao áp. Dùng sào cách điện để gạt hoặc đẩy nạn nhân ra khỏi mạch điện và lưu ý đến các biện pháp an toàn hứng đỡ nạn nhân. Trong các trường hợp không đủ khả năng xử lý đối với lưới điện cao áp thì tốt nhất phải điện thoại để đơn vị quản lý vận hành thiết bị hoặc báo điều độ cho cắt điện ngay. 4.1.2. Phương pháp cấp cứu sau khi nạn nhân được tách khỏi lưới điện Sau khi nạn nhân được tách khỏi mạch điện thì phải tiến hành cấp cứu ngay trên cơ sở thể trạng nạn nhân như sau: - Nạn nhân chưa mất tri giác Nạn nhân chỉ hôn mê bất tỉnh trong chốc lát, còn thở yếu thì phải đưa nạn nhân đến chỗ thoáng khí, nới lỏng quần áo, thắt lưng và chăm sóc theo dõi, đồng thời khẩn cấp đi mời cán bộ y tế gần nhất đế cấp cứu. - Nạn nhân mất tri giác Nếu nạn nhân nhân mất tri giác nhưng vẫn còn thở nhẹ, tim đập yếu thì phải nhanh chóng đưa nạn nhân đế nơi thoáng khí, nới rộng quần áo, thắt lưng, đồng 41 thời moi trong miệng nạn nhân xem có đờm, máu, nôn để lấy ra, sau đó xoa nóng người nạn nhân, đồng thời khẩn trương đi mời cán bộ y tế. - Nạn nhân đã tắt thở Nếu nạn nhân tắt thở, tim ngừng đập, toàn thân bị co giật thì phải nhanh chóng đưa nạn nhân đến nơi thoáng khí, nới lỏng quần áo, thắt lưng, bành miệng ra để kiểm tra xem có đờm, máu, nôn lấy ra, sau đó làm hô hấp nhân tạo hoặc hà hơi thổi ngạt kết hợp ép tim ngoài lồng ngực cho đến khi nào có bác sĩ, y sĩ đến và cho ý kiến quyết định mới thôi 4 ô ấp nhân tạo 4.2.1. Hô hấp nhân tạo 4.2.1.1 Khái niệm Con người giữ sự sống bằng cách hít thở không khí vào phổi. Khi một người ngưng thở thì đây là một tình trạng đe dọa mạng sống được gọi là ngưng hô hấp. Thường thì khi nạn nhân ngừng thở, họ có thể thở lại nếu người ta tìm cách đưa không khí vào phổi họ, làm kích thích cho họ thở lại. Tuy nhiên, nếu nạn nhân ngừng thở thì có thể kéo theo việc tuần hoàn – hô hấp ngừng hoạt động, nghĩa là họ không còn thở và tim cũng không còn đập. Nếu phổi của nạn nhân ngừng tiếp nhận khí oxy, thì nạn nhân sẽ bị tổn thương não tùy theo thời gian dài hay ngắn, tính từ lúc nạn nhân ngưng thở như sau: - Từ 4 – 6 phút: có thể tổn thương não. - Từ 6 – 10 phút: não đã bị tổn thương. - Trên 10 phút: não bị tổn thương không hồi phục và chết. Vì thế, một trong những điều quan trọng là chúng ta phải tái lập lại hơi thở một cách nhanh chóng và chính xác. 42 Hô hấp nhân tạo là một phương pháp đưa không khí từ ngoài vào phổi và đẩy không khí ở trong phổi ra ngoài để thay thế cho hô hấp tự nhiên khi nạn nhân ngừng thở. Việc ngừng thở sẽ dẫn đến hiện tượng thiếu oxy trong máu và tế bào thần kinh. Do đó, cấp cứu người bị ngạt thở phải tranh thủ thời gian từng giây. Vì vậy, người cấp cứu cần phải: - Phát hiện sớm sự ngạt thở. - Biết cấp cứu nhanh chóng và đúng phương pháp. - Biết những việc nên làm và những việc không nên làm trong những trường hợp đặc biệt. 4.2.1.2. Nhận biết nạn nhân bị ngạt thở Khi một người bị ngạt thở, họ sẽ có những biểu hiện sau: - Hô hấp ngừng hoàn toàn, lồng ngực, thành bụng bất động. - Nạn nhân nằm yên, bất tỉnh, không cử động. - Sắc mặt nhợt nhạt hoặc tím tái, tứ chi giá lạnh. - Tim có thể ngưng đập, mạch không sờ thấy. Kiểm tra nạn nhân thấy ngưng thở bằng cách đặt má của bạn trước miệng nạn nhân (cách khoảng 3 – 5 cm), và nhìn vào ngực họ. Nếu muốn, bạn cũng có 43 thể đặt một bàn tay lên vùng trung tâm của ngực họ. Việc này giúp bạn kiểm tra được xem nạn nhân có thở không theo phương pháp: Cảm nhận, Nghe, Nhìn, Ngửi: 1. Bạn có thể Cảm n ận hơi thở nạn nhân phả vào má bạn. 2. Bạn có thể Nghe thấy không khí vào và ra khỏi phổi của nạn nhân. 3. Bạn có thể Nhìn thấy độ nâng lên và hạ xuống của ngực nạn nhân. 4. Bạn có thể Ngửi thấy hơi thở của họ khi không khí thoát ra. Nếu bạn đặt tay của bạn lên ngực nạn nhân, bạn cũng có thể cảm thấy ngực của họ nâng lên hạ xuống dựa vào tay bạn. Tìm những dấu hiệu này trong khoảng 10 giây. Nếu không thấy dấu hiệu (hoặc chỉ thở chậm hơn 6 lần/phút), thì nạn nhân không có khả năng để tự đưa không khí vào trong cơ thể họ. Để giúp họ, bạn cần phải thực hiện sơ cứu về hô hấp. 4.2.1.3 Cách sơ cứu Loại bỏ nguyên nhân ngạt thở – Cố gắng khai thông đường thở càng nhanh càng tốt – Tiến hành hô hấp nhân tạo. - Loại bỏ nguyên nhân gây ngạt thở Các bạn cần đưa nạn nhân ra khỏi nơi gây ngạt thở như bới đất cho người bị vùi lấp, vớt người chết đuối, kéo người bị ngạt thở ra khỏi nơi đầy khói, cắt dòng điện đối với người bị điện giật. - Khai thông đường thở: + Nới rộng cổ áo, cà vạt, dây nịt, dây thắt cổ. + Cố gắng mở miệng nạn nhân bằng cách dùng một tay chịu ở trán, một tay ấn ở cằm hoặc đẩy góc xương hàm dưới ra trước. 44 + Lau chùi đất, máu, đờm dãi ở mũi, miệng, dùng ngón tay, nếu có quấn vải càng tốt, thọc tay vào miệng móc đàm, ngoại vật, thức ăn ói mửa ra. Khi cần, ta có thể hút trực tiếp bằng miệng cho sạch đờm dãi. - Tiến hành hô hấp nhân tạo Có nhiều phương pháp nhưng thông dụng và hiệu quả nhất là phương pháp “Miệng qua miệng”. Khi làm hô hấp nhân tạo cần chú ý: - Làm ở chỗ thoáng khí, không để nhiều người xúm quanh. - Không để nạn nhân nằm ở chỗ giá lạnh. - Móc đàm nhớt hay chất ói mửa thường có ở nạn nhân bị ngạt. - Làm rất kiên trì cho đến khi hô hấp tự nhiên hồi phục. L u ý: Bình tĩnh và kiên nhẫn. Các bạn làm các động tác đúng theo nhịp điệu, không nhanh quá và cũng không chậm quá. Các động tác có khi kéo dài hàng giờ nên không được chán nản. Vì vậy các bạn cần phải có người hỗ trợ khi quá mệt mõi. 4.2.1.4. Kỹ thuật tiến hành - P ng p p qua miệng 45 Đây là phương pháp dễ làm và có hiệu quả nhất. Đặt nạn nhân nơi thoáng mát, nới lỏng quần áo, dây nịt, cà vạt Nếu có thể thì nên để nạn nhân nằm ngửa trên một mô đất cao, hay bàn ghế, giường để chúng ta đỡ cúi mặt gập người khi thao tác. Nếu trong miệng và cổ họng nạn nhân có vướng cái gì, quấn vải vào đầu ngón tay móc sạch ra, đoạn lau miệng cho sạch. Cách thao tác: - Kéo đầu nạn nhân càng ngửa về phía sau càng tốt, kéo hoặc đẩy hàm dưới cho miệng nạn nhân mở ra (hình 1). - Dùng bàn tay vừa đẩy trán nạn nhân vừa bịt mũi của họ lại bằng ngón trỏ và ngón giữa. Bàn tay kia dùng banh hàm nạn nhân và kéo miệng mở ra. - Hít đầy lồng ngực, đoạn há miệng rộng rồi áp sát vào miệng nạn nhân. Thổi hơi mạnh đồng thời liếc mắt nhin lồng ngực của nạn nhân xem có phồng lên không? (hình 2). - Nghiêng đầu lắng tai nghe hơi thở trở ra (hình 3). - Lặp lại động tác 2 và 3 với nhịp điệu: Người lớn: 12 lần trong 1 phút 46 Trẻ em; 20 lần (thổi nhẹ) - Tiếp tục như vậy cho đến khi nạn nhân trở lại bình thường. Chú ý: Nếu thấy thổi hơi vào và không thở hơi ra. Hãy kiểm soát lại vị trí đầu và cằm. 4.2.2. Phương pháp xoa bóp tim ngoài lồng ngực 4.2.2.1. Mục đích Khi nạn nhân bị ngưng tim (áp tai vào lồng ngực không nghe tim đập và sờ mạch không thấy mạch đập), bạn phải tiến hành cấp cứu tại chỗ ngay lập tức bằng cách bóp tim ngoài lồng ngực nhằm kích thích tim hoạt động trở lại. 4.2.2.2. Cách thao tác Để nạn nhân nằm trên mặt phẳng cứng, bạn quỳ gối bên trái nạn nhân. Hai bàn tay chồng lên nhau rồi để trước tim, tương ứng với điểm giữa hai núm vú, ấn sâu xuống khoảng 4 – 5 cm rồi nới lỏng tay ra. Nhịp độ ép nén 100 lần/phút. Trẻ sơ sinh có thể phải ép tim đến 120 lần/phút. Phải kết hợp cả ép tim với thổi ngạt, cứ 30 lần ép tim lại thổi ngạt 2 lần. Để nạn nhân nằm trên mặt phẳng cứng, người tiến hành ép tim quỳ gối bên trái nạn nhân. Hai bàn tay chồng lên nhau rồi để trước tim, tương ứng với điểm giữa hai núm vú hoặc khoang liên sườn 4 - 5 bên ngực trái, từ từ ấn sâu xuống khoảng 1/3 cho đến một nửa bề dày lồng ngực, sau đó nới lỏng tay ra. 47 Người lớn và trẻ em trên 1 tuổi, số lần ép tim trong một phút khoảng 100 lần. Trẻ dưới 1 tuổi, mỗi phút ép tim hơn 100 lần. Trẻ sơ sinh có thể phải ép tim đến 120 lần/phút. Khi nạn nhân vừa ngưng tim vừa ngưng thở: Phải kết hợp cả ép tim với thổi ngạt, cứ 15 lần ép tim lại thổi ngạt hai lần, với trẻ sơ sinh là ba lần ép tim thổi ngạt một lần. Sau khi bệnh nhân tự thở được cần đưa ngay đến cơ sở y tế gần nhất để được điều trị kịp thời. 5. Các biện pháp bảo vệ an toàn cho người và thiết bị khi sử dụng điện 5.1.Trang b b o h ng 5.1.1. Các biện pháp chung để đảm bảo an toàn điện Để phòng ngừa, hạn chế tác hại do tai nạn điện, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật an toàn điện sau: - Các biện pháp chủ động đề phòng xuất hiện tình trạng nguy hiểm có thể gây tai nạn: + Đảm bảo cách điện của thiết bị điện + Đảm bảo khoảng cách an toàn, bao che, rào chắn các bộ phận mang điện + Sử dụng điện áp thấp, máy biến áp cách ly + Sử dụng tín hiệu, biển báo, khoá liên động. - Các biện pháp để ngăn ngừa, hạn chế tai nạn điện khi xuất hiện tình trạng nguy hiểm + Thực hiện nối không bảo vệ. + Thực hiện nối đất bảo vệ, cân bằng thế. + Sử dụng máy cắt điện an toàn. + Sử dụng các phương tiện bảo vệ dụng cụ phòng hộ. 5.1.2 Các biện pháp về tổ chức 48 - Nhân viên phục vụ điện phải hiểu biết về kỹ thuật điện, hiểu rõ các thiết bị, sơ đồ và các bộ phận có thể gây ra nguy hiểm, biết và có khả năng ứng dụng các quy phạm về kỹ thuật an toàn điện, biết cấp cứu người bị điện giật. - Khi tiếp xúc với mạng điện, cần trèo cao, trong phòng kín ít nhất phải có 2 người, một người thực hiện công việc còn một người theo dõi và kiểm tra và là người lãnh đạo chỉ huy toàn bộ công việc. - Phải chọn đúng điện áp sử dụng và thực hiện nối đất hoặc nối dây trung tính các thiết bị điện cũng như thắp sáng theo đúng quy chuẩn. - Nghiêm chỉnh sử dụng các thiết bị, dụng cụ an toàn và bảo vệ khi làm việc. - Tổ chức kiểm tra vận hành theo đúng các quy tắc an toàn. - Phải thường xuyên kiểm tra dự phòng cách điện của các thiết bị cũng như của hệ thống điện 5.1.3 Phương tiện bảo vệ và dụng cụ kiểm tra điện cho người khi làm việc Để bảo vệ con người khi làm việc với các thiết bị điện khỏi bị tác dụng của dòng điện, hồ quang cần phải sử dụng các phương tiện bảo vệ cần thiết.Các phương tiện bảo vệ chia thành nhóm: - Phương tiện cách điện, tránh điện áp (bước, tiếp xúc, làm việc) gồm: sào cách điện, kìm cách điện, dụng cụ có tay cầm cách điện, găng tay cao su, giày cao su, ủng cao su, đệm cách điện cao su. - Thiết bị thử điện di động, kìm đo dòng điện. - Bảo vệ nối đất di chuyển tạm thời, hàng rào, bảng báo hiệu. - Phương tiện bảo vệ tránh tác dụng của hồ quang, mảnh kim loại bi nung nóng, các hư hỏng cơ học: kính bảo vệ, găng tay bằng vải bạt, dụng cụ chống khí độc. 49 Hình Phương tiện bảo vệ và dụng cụ a. Sào cách điện; b. Kìm cách điện; c. Găng tay điện môi d. Giày ống; đ. Ủng điện môi; e. đệm và thảm cao su; g. bệ cách điện h. Những dụng cụ sửa chữa có tay cầm cách điện; k. Cái chỉ điện áp di động Phương tiện bảo vệ cách điện chia làm hai loại chính và phụ. Phương tiện bảo vệ chính có cách điện đảm bảo không bị điện áp của thiết bị chọc thủng, có thể dùng chúng để sờ trực tiếp những phần mạng điện. Phương tiện bảo vệ phụ chỉ làm phương tiện phụ vào phương tiện chính bản thân chúng không thể bảo vệ. Loại bảo vệ Điện p cao n 1000V Điện áp th p n 1000V Chính Sào, kìm Sào, kìm, găng tay cách điện, dụngcụ của thợ điện có cán cách điện (10cm) Phụ Găng tay cách điện, đệm, bề, Giày, đệm, bệ cách điện giày ống ngắn và dài 5.2. N ất và dây trung tính 5.2.1. Nối đất 5.2.1.1. Khái niệm Bảo vệ nối đất là nối tất cả các phần kim loại của thiết bị điện hoặc của các kết cấu kim loại mà có thể xuất hiện điện áp khi cách điện bị hư hỏng với hệ thống 50 nối đất. 5.2.1.2. Mục đích và ý nghĩa của bảo vệ nối đất - Mục đích: Bảo vệ nối đất nhằm bảo vệ an toàn cho người khi người tiếp xúc với thiết bị đã bị chạm vỏ bằng cách giảm điện áp trên vỏ thiết bị xuống một trị số an toàn. - Ý nghĩa: Ý nghĩa bảo vệ nối đất là tạo ra giữa vỏ thiết bị và đất một mạch điện có điện dẫn lớn làm giảm phân lượng dòng điện qua người (nói cách khác là giảm điện áp trên vỏ thiết bị) đến một trị số an toàn khi người chạm vào vỏ thiết bị để bị chạm vỏ. 5.2.1.3. Các hình thức nối đất Có hai hình thức nối đất: - Nối đất tập trung Là hình thức dùng một số cọc nối đất tập trung trong đất tại một chỗ, một vùng nhất định phía ngoài vùng bảo vệ. Nhược điểm của nối đất tập trung là trong nhiều trường hợp nối đất tập trung không thể giảm được điện áp tiếp xúc và điện áp đến giá trị an toàn cho người. Từ đó thấy, càng xa vật nối đất thì điện áp tiếp xúc càng lớn. 51 - Nối đất mạch vòng Đó là hình thức dùng nhiều cọc đóng theo chu vi và có thể ở giữa khu vực đặt thiết bị điện. Có rất nhiều điểm trên mặt đất có thế cực đại (các điểm nằm trên trục thẳng của vật nối đất), cho nên thế giữa các điểm trong vùng bảo vệ chênh lệch rất ít do đó giảm được điện áp tiếp xúc cũng như điện áp bước. L u ý: Ngoài vùng bảo vệ của mạng nối đất đường phân bố điện áp còn rất dốc nên điện áp bước nguy hiểm. Để tránh điều này người ta chôn các tấm bằng sắt và các tấm sắt này không nối với hệ thống nối đất. 5.2.1.4. Lĩnh vực áp dụng bảo vệ nối đất - Đối với các thiết bị có điện áp > 1000V thì bảo vệ nối đất phải được áp dụng trong mọi trường hợp, không phụ thuộc vào chế độ làm việc của trung tính và loại nhà cửa. - Đối với các thiết bị có điện áp < 1000V: Việc có áp dụng bảo vệ nối đất hay không là phụ thuộc vào chế độ làm việc của trung tính. Khi trung tính cách điện đối với đất thì phải áp dụng bảo vệ nối đất còn nếu trung tính nối đất thì thay bảo vệ nối đất bằng biện pháp bảo vệ nối dây trung tính. 52 + Với mạng có trung tính cách điện và điện áp >150V (như các mạng điện 220, 380, 500...) đều phải được thực hiện nối đất trong tất cả trường hợp. + Khi mạng điện có trung tính cách điện đối với đất từ 150V đến 65V (như mạng 110V) thì cho phép chỉ cần thực hiện đối với các trường hợp đặc biệt nguy hiểm + Khi điện áp <65V cho phép không cần thực hiện nối đất bảo vệ trừ các trường hợp đặt biệt. 5.2.1.5. Điện trở nối đất và điện trở suất của đất - Điện trở nối đất Điện trở nối đất hay điện trở của hệ thống nối đất bao gồm: - Điện trở tản của vật nối đất hay điện trở tản của môi trường đất xung quanh điện cực. Đó chính là điện trở của đất đối với dòng điện đi từ vật nối đất vào đất. - Điện trở của bản thân cực nối đất (điện cực nối đất). - Điện trở của dây dẫn nối đất từ các thiết bị điện đến các vật nối đất. Do nối đất dùng vật liệu kim loại có trị số điện dẫn lớn hơn nhiều so với điện dẫn của đất nên điện trở bản thân của vật nối đất thường được bỏ qua. Điện trở của đất được xác định bằng công thức: Rđ= Uđ/Iđ Trong đó: Uđ là điện áp đo được trên vỏ thiết bị có nối đất khi chạm vỏ có dòng điện đi vào đất là Iđ. - Điện trở suất của đất Do thành phần phức tạp của điện trở suất nên điện trở suất của đất được thay đổi trong một phạm vi rất rộng. Điện trở suất phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Thành phần của đất: Thành phần của đất khác nhau thì có điện trở suất khác nhau. Đất chứa nhiều 53 muối, axít thì có điện trở suất nhỏ. Các trị số gần đúng của điện trở suất của đất tính bằng Ω.m như sau: + Cát 7.10 4 + Đất cát 3.104 + Đất sét, sét lẫn sỏi 1.104 + Đất đen, đất vườn 0,5.104 + Đất bùn 0,2.104 - Độ ẩm Độ ẩm ảnh hưởng rất lớn đến điện trở suất của đất. Ở trạng thái hoàn toàn khô ráo có thể xem điện trở suất của đất bằng vô cùng. Khi tỉ lệ độ ẩm từ 15% trở lên thì ảnh hưởng đến điện trở của đất không đáng kể. Tuy nhiên, lúc độ ẩm lớn hơn 70-80% điện trở đất có thể tăng lên. Độ ẩm càng tăng thì điện trở suất càng giảm - Nhiệt độ Khi nhiệt độ hạ xuống quá thấp sẽ làm cho đất như bị đông kết lại và do đó điện trở suất tăng lên rất nhanh. Khi nhiệt độ < 100 0 C thì điện trở suất giảm xuống vì các chất muối trong đất được hòa tan dễ. Khi nhiệt độ > 100 0 C nước bị bốc hơi và điện trở suất của đất tăng lên. - Độ nén của đất Đất có được nén chặt hay không cũng ảnh hưởng tới điện trở suất của đất, đất được nén chặt tức là mật độ lớn nên điện trở suất của đất giảm. 5.2.1.6. Các quy định về điện trở nối đất tiêu chuẩn - Đối với các thiết bị điện áp > 1000V có dòng chạm đất lớn (>500A) như các thiết bị điện ở mạng điện có điện áp từ 110kV trở lên thì điện trở nối đất tiêu chuẩn: Rđ ≤ 0,5  - Đối với các thiết bị điện có điện áp >1000V có dòng chạm đất bé (<500 A) 54 như các thiết bị ở mạng điện 3-35kV thì điện trở nối đất tiêu chuẩn tại thời điểm bất kỳ trong năm Rđ ≤ 10  - Đối với các thiết bị điện trong các mạng có điện áp < 1000V có trung tính cách điện thì điện trở nối đất tại mọi thời điểm trong năm không quá 4  . Riêng với các thiết bị nhỏ mà công suất tổng của máy phát điện hoặc máy biến áp có công suất không quá 100KVA thì cho phép: Rđ ≤ 10  - Đối với đường dây tải điện trên không: + Khi điện áp của mạng điện U110KV. Trường hợp này thì nối đất ở các cột điện chỉ để chống sét và không yêu cầu nối đất bảo vệ các cột điện ở các mạng có dòng chạm đất lớn. + Với các mạng điện có dòng chạm đất bé (mạng 3-35KV có trung tính cách điện). Phải thực hiện nối đất các cột của đường dây 35KV. Với các đường dây từ 3-22KV cho phép chỉ nối đất các cột trong vùng có dân cư và nối đất các cột các thiết bị chống sét hay thiết bị thao tác đo lường. Bảng 3.1 Điện trở nối đất của cột đường dây cao áp Điện trở su t của đ t Trị s c c đại của điện trở n i đ t Dưới 10 4 10 Từ 10 4 -5. 10 4 15 Từ 5.10 4 -10. 10 4 20 Trên 10. 10 4 30 5.2.1.7. Thực hiện nối đất - Nối đất tự nhiên: là sử dụng các ống dẫn nước, các cọc sắt, các sàn sắt có sẵn trong đất. Hay sử dụng các kết cấu nhà cửa, các công trình có nối đất, các vỏ cáp trong đất làm điện cực nối đất. - Nối đất nhân tạo: thường được thực hiện bằng các cọc thép tròn, thép góc, 55 thép ống, thép dẹt ... dài 2 -5m chôn sâu xuống đất sao cho đầu trên cùng của chúng cách mặt đất 0,5 - 0,8m. 5.2.1.8. Các bước đo điện trở nối đất - Chuẩn bị đồng hồ đo nối đất. - Thực hiện các thao tác sau - Cắm điện cực. Khoảng cách từ điện cực 1 tới nối đất từ 5-10m, điện cực 2 cách điện cực 1 từ 5-10m - Quay thang đo từ x100, hạ dần tới x1. Lấy thang x1 là thang chuẩn. - Đọc giá trị đồng hồ đo 5.2.2. Nối dây trung tính 5.2.2.1. Khái niệm Trong mạng điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000V có trung tính trực tiếp nối đất người ta không áp dụng bảo vệ nối đất mà thay nó bằng hình thức bảo vệ nối dây trung tính. Trong bảo vệ nối dây trung tính người ta nối các phần kim loại của thiết bị điện hoặc các kết cấu kim loại mà những bộ phận đó có thể xuất hiện điện áp khi cách điện bị hư hỏng với dây trung tính. 5.2.2.2. Mục đích, ý nghĩa - Mục đích: Bảo vệ nối dây trung tính nhằm bảo đảm an toàn cho người khi có sự chạm vỏ của 1 pha nào đó bằng cách nhanh chóng cắt phần điện có sự chạm vỏ . - Ý nghĩa: Bảo vệ nối dây trung tính dùng để thay thế cho bảo vệ nối đất trong các mạng điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000 V có trung tính trực tiếp nối đất như ở mạng điện 380/ 220 V, 220/ 127 V... Ý nghĩa của việc thay thế này xuất phát từ thực tế là trong mạng điện 3 pha 4 dây trung tính trực tiếp nối đất mà vẫn áp dụng hình thức bảo vệ nối đất thì không thể bảo đảm an toàn cho người. 56 5.2.2.3. Phạm vi ứng dụng của bảo vệ nối dây trung tính Các mạng điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000 V có trung tính trực tiếp nối đất phải luôn thực hiện biện pháp bảo vệ nối dây trung tính. Tuy vậy cần lưu ý một số điểm sau: - Với các mạng điện 3 pha 4 dây trung tính trực tiếp nối đất, điện áp 220/127 V cho phép chỉ thực hiện bảo vệ nối dây trung tính trong các trường hợp sau: + Xưởng đặc biệt nguy hiểm về mặt an toàn . + Các thiết bị đặt ngoài trời. + Các bộ phận bằng kim loại của các thiết bị điện mà người thường tiếp xúc như tay cầm, cần điều khiển... - Với các phòng làm việc, nhà ở có nền cao ráo thì với điện áp 380/220 V và 220/127 V (trong mạng có trung tính nối đất) cho phép không cần bảo vệ nối dây trung tính. - Trên các đường dây 3 pha 4 dây điện áp 380/ 220 V có trung tính trực tiếp nối đất các cột thép, xà thép phải được nối với dây trung tính. 5.2.2.4. Cách thức thực hiện nối dây trung tính Khi thực hiện bảo vệ nối dây trung tính thì tất cả các phần kim loại của các thiết bị điện, của các kết cấu kim loại (như vỏ thiết bị, khung bệ của thiết bị phân phối điện, vỏ kim loại của cáp...) mà cụ thể xuất hiện điện áp khi có sự cố chạm vỏ đều phải được nối một cách chắc chắn với dây trung tính. Trên hình 4.4 cho ta một cách thực hiện bảo vệ nối dây trung tính: 57 Lưu ý: - Quy định dây trung tính không được đặt cầu chì, cầu dao hoặc các thiết bị đóng cắt khác (trừ trường hợp đặc biệt khi cắt đồng thời các dây pha và dây trung tính) - Dây nối trung tính là dây riêng, không được dùng làm dây dẫn - Trong mạng có trung tính trực tiếp nối đất, nếu vì một nguyên nhân nào đó mà bị mất trung tính, người ta không cho phép dùng đất như một dây dẫn (hình 5.7). - Khi xây dựng đường dây hạ áp phải chú ý bố trí dây trung tính nằm dưới dây pha, vì nếu bố trí trên dây pha có thể gây nguy hiểm. - Dây bảo vệ phải chống được ăn mòn, có kích thước tối thiểu: Loại dây n i bảo vệ Đồng Nhôm Dây trần khi đặt hở 4 6 Dây bọc cách điện 1,5 2,5 Lõi cáp hoặc day dẫn nhiều sợi trong cùng một vỏ 1 1,5 - Trong việc sử dụng vỏ kim loại của cáp vào mục đích bảo vệ nối đất và bảo vệ nối dây trung tính cần chú ý: 58 Qua tính toán nhận thấy rằng vỏ nhôm của cáp có thể sử dụng làm dây trung tính và dây nối bảo vệ v. nó có đủ độ dẫn điện cần thiết còn vỏ chì của cáp thường có độ dẫn điện kém hơn nên không được sử dụng làm dây trung tính hoặc dây nối bảo vệ. Ngược lại vỏ nhôm của cáp lại không được sử dụng như một điện cực nối đất (khi nó đặt trong đất) vì bên ngoài vỏ nhôm của cáp thường có lớp phủ cách điện bên ngoài (để bảo vệ nhôm chống sự ăn mòn) còn vỏ chì của cáp lại có thể sử dụng được như một điện cực nối đất khi có cáp đặt trong đất. 5.2.2.5 Tính toán bảo vệ nối dây trung tính Khi thiết bị đóng cắt không hoạt động do chọn sai thông số, lúc đó trên vỏ thiết bị sẽ có điện áp : U = IN.ZK IN : Dòng điện chạm vỏ (ngắn mạch) . ZK: Tổng trở của dây trung tính từ nguồn đến điểm ngắn mạch. Muốn tăng dòng điện chạm vỏ IN lên đến một giá trị đủ lớn để các thiết bị bảo vệ cắt nhanh tìm cách giảm hợp lý tổng trở của mạch ngắn mạch pha- trung tính. Tổng trở của mạch pha trung tính này bao gồm tổng trở của dây pha, dây trung tính, và cả tổng trở của máy biến áp nguồn. Trong đó, tổng trở của máy biến áp đối với dòng ngắn mạch 1 pha này là gồm cả tổng trở mạch từ của nó chứ không phải chỉ là tổng trở của cuộn dây. Xác định dòng điện ngắn mạch 1 pha: Trong mạng điện 3 pha 4 dây có trung tính trực tiếp nối đất có điện áp nhỏ hơn 1000 V thì dòng điện ngắn mạch 1 pha có thể xác định gần đúng như sau: Trong đó: Uf : Là điện áp pha ( V ). ZB : Là tổng trở của máy biến áp đối với dòng ngắn mạch 1 pha. Zd : Là tổng trở của mạch pha trung tính. Đối với các máy biến áp có công suất lớn 59 hơn 630 KVA có thể lấy Zd = 0. Tổng trở Zd của mạng có thể xác định như sau: Rd: Điện trở tác dụng của mạch pha - trung tính (gồm dây pha và dây trung tính). Rd = Rf + Rtt Rf : Điện trở dây pha. Rtt: Điện trở dây trung tính. Xd: Cảm kháng của mạch pha - trung tính. Trong nhiều sổ tay về điện người ta thường cho chung một trị số Zd ứng với từng loại mạng cụ thể. Để các thiết bị bảo vệ cắt nhanh và chắc chắn khi có sự chạm vỏ bảo đảm an toàn cho người thì dòng ngắn mạch 1 pha phải thỏa mãn bất đẳng thức sau: IN ≥ KBV . Iđm KBV: Hệ số bảo vệ, là tỉ số yêu cầu giữa dòng ngắn mạch so với dòng định mức của thiết bị bảo vệ . Iđm: Dòng định mức của thiết bị bảo vệ ( cầu chì, áp tô mát ) cụ thể đó là : - Dòng điện định mức của dây chảy cầu chì nếu bảo vệ bằng cầu chì. - Dòng điện định mức của bộ phận cắt của bảo vệ bằng áp tô mát có bộ phận cắt hổn hợp (quá tải và ngắn mạch) hay áp tô mát chỉ có bộ phận cắt quá tải (cắt nhiệt). - Dòng điện tác động tức thời của áp tô mát chỉ có bộ phận cắt điện từ (cắt ngắn mạch). Qu định: - KBV ≥3 nếu bảo vệ bằng cầu chì hoặc áp tô mát có bộ phận cắt quá tải. - KBV = 1,4 nếu bảo vệ bằng áp tô mát có bộ phận cắt điện từ khi dòng điện định mức của áptômát ≤ 100A và KBV =1.25 khi dòng định mức của áp tô mát >100A. 60 Trong các xưởng có nguy cơ cháy nổ thì : - KBV ≥ 4 nếu bảo vệ bằng cầu chì . - KBV ≥ 6 nếu bảo vệ bằng áp tô mát có bộ phận cắt quá tải. Các trường hợp còn lại không thay đổi. 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Phú, Trần Thành Tâm –Kỹ thuật an toàn trong cung cấp và sử dụng điện – NXB Khoa học và kỹ thuật – 1998; [2] Nguyễn Đình Thắng – Giáo trình An toàn điện: Sách dùng cho các trường đào tạo hệ trung học chuyên nghiệp – NXB Giáo dục – 2002; [3] Giáo trình an toàn điện – Khoa Điện – Đại học Bách khoa Đà Nẵng. 62