Kỹ thuật an toàn điện

LOGO SỞ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ Xà HỘI TP. HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM KIỂM ĐỊNH VÀ HUẤN LUYỆN KỸ THUẬT AN TOÀN LAO ĐỘNG TP.HCM Giảng viên: Nguyễn Văn Lộc 0988.221198 – 0943.221198 Email: lockiemdinh@gmail.com Website: huanluyenkiemdinh.com huanluyenantoan.com PHẦN I: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DÒNG ĐIỆN Định nghĩa dòng điện:  Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dưới tác dụng của lực điện trường.  Thông thường để biểu hiện cho độ lớn của dòng điện người ta sử dụng khái niệm cường độ dòng điện ký hiệu: I, nó là tỉ số giữa mật độ điện tích đi qua tiết diện dây dẫn trong 1 đơn vị thời gian I = S/t hay I = Q/t Phân loại:  Theo tần số: Dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều ( thường là hình sin)  Theo số pha: Dòng điện xoay chiều một pha, dòng điện xoay chiều ba pha Các đơn vị đo cơ bản:  Đo dòng điện: ký hiệu I, đơn vị thường dùng là Ampe (A) hoặc Kilo Ampe (KA)  Đo điện áp: ký hiệu U, đơn vị thường dùng là Vôn (V) hoặc Kilo Vôn (KV)  Đo điện trở: ký hiệu R, đơn vị thường dùng là Ôm (Ω) hoặc Kilo Ôm (KΩ) Một số định luật thƣờng dùng:  Định luật Ôm : I = U/R  Định luật Jun – Lenxơ: Q = RI2t Hiện tƣợng dòng điện đi trong đất  Trong trường hợp dây dẫn bị chạm đất hay cách điện của thiết bị điện bị chọc thủng sẽ có dòng rò chạm đất và tạo ra xung quanh điểm chạm đất những vùng có điện thế khác nhau. Cách điểm chạm đất 20m điện thế gần bằng 0.  Điện áp tiếp xúc (Utx) là điện áp giữa hai điểm trên đường đi của dòng điện mà người chạm phải.  Điện áp bước (Ub) là điện áp giữa hai chân người trong vùng có điện thế chạm đất, ở xa >20m thì Ub = 0.  Điện áp cho phép (Ucp): là điện áp mà không gây chết người ở điều kiện bình thường.  Mỗi quốc gia có điện áp cho phép khác nhau. Theo TCVN 4756-89 thì Ucpxc là <42V và Ucpmc là <110V. Một số giải thích về điện áp: Điện áp tiếp xúc cho phép Utxcp (tham khảo) Nhà xưởng Ngập nƣớc Utx = Ung = Rng.Ing 1200 * 10 mA = 12 V Ẩm ƣớt 2500 * 10 mA = 25 V Khô ráo 5000 * 10 mA = 50 V Utxcp 12 V 24 V 48 V Ngập nƣớc 1200 * 10 mA = 12 V Ẩm ƣớt 2500 * 10 mA = 25 V Khô ráo 5000 * 10 mA = 50 V 12 V 25 V 50 V • Tiêu chuẩn Pháp: • Tiêu chuẩn IEC: SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN  Sơ đồ IT: Trung tính cách ly SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN  Sơ đồ TT: Trung tính nối đất SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN  Sơ đồ TN-S: SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN  Sơ đồ TN-C: PHẦN II: TÁC HẠI CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỐI VỚI CON NGƢỜI  Điện giật: Xảy ra khi người tiếp xúc vào vật mang điện làm tê liệt và phá hủy các bộ phận trên cơ thể đặc biệt là hệ tim, hệ thần kinh, hệ hô hấp dẫn đến chết người nếu không cắt điện và cứu chữa kịp thời. Đốt cháy điện: - Xảy ra khi người lại gần đường dây điện cao áp, đóng cắt tải lớn mà không có phương pháp dập hồ quang hoặc ngắn mạch hệ thống. - Xảy ra khi dòng điện quá lớn qua người sau khi đã bị điện giật. PHẦN III: NHỮNG YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN TAI NẠN ĐIỆN Loại và trị số dòng điện Thời gian đi qua Tần số dòng điện Đƣờng đi của dòng điện Điện trở ngƣời Điện áp tiếp xúc Điện trở ngƣời: khoảng 200 – 500.000 Ω  Da ẩm hay khô.  Da dày hay mỏng.  Điều kiện thời tiết.  Loại dòng điện. Yếu tố tâm, sinh lý.  Khi bị điện giật mức độ tác động chủ yếu được nghiên cứu theo tác động kích thích vì phần lớn các trường hợp chết người là do tác động kích thích. Dòng điện gây chết tương đối nhỏ (25 – 100)mA và điện áp không lớn, thời gian tác động khoảng vài giây.  Khi mới chạm vào điện, điện trở của người còn lớn, dòng điện qua người chỉ gây kích thích cơ bắp làm ngón tay và tay co quắp lại. Nếu không kịp thời tách khỏi vật mang điện, điện trở của người giảm dần, dòng điện tăng lên, sự co quắp cũng tăng lên đên mức cơ thể không còn khả năng tách khỏi vật mang điện, hệ tuần hoàn hệ hô hấp bị tê liệt. Điện trở của người phụ thuộc trạng thái của da: Điện áp(V) Da ẩm Da khô Điện trở của ngƣời (Ω) Cƣờng độ dòng điện (mA) Điện trở của ngƣời (Ω) Cƣờng độ dòng điện (mA) 10 10.000 1,0 20 9.100 2,2 30 2.200 13,5 40 1.950 20,5 50 Ko chịu đƣợc 500.000 0.1 60 75.000 0.8 70 30.000 1,8 80 8.000 10,0 90 Ko chịu đƣợc Ngƣỡng dòng điện tới hạn dòng xoay chiều AC Tim ngừng đập Tim đập mạnh – (Ngưỡng rung cơ tim) Tê liệt cơ quan hô hấp - Nghẹt thở (nguy hiểm) Bắt đầu co cơ - Ngưỡng buông nhả Có cảm giác nhói nhẹ - Ngưỡng cảm nhận Ngƣỡng dòng điện tới hạn dòng một chiều DC 5 ? 100 130 Không xác định Với dòng xoay chiều: Icp= 10 mA Với dòng một chiều: Icp = 50 mA DC Điện áp tiếp xúc: lớn nhất theo thời gian Điện áp xoay chiều (V) Điện áp một chiều (V) Thời gian tiếp xúc (s) < 50 <120 ∞ 50 120 5,00 75 140 1,00 90 160 0,50 110 175 0,20 150 200 0,10 220 250 0,05 280 310 0,03 Đƣờng đi của dòng điện qua ngƣời Đƣờng dòng điện qua ngƣời Phân lƣợng dòng điện tƣơng đối qua tim(%) Từ chân qua chân. Từ tay qua tay. Từ tay trái qua chân. Từ tay phải qua chân. Từ đầu qua chân 0,4 3,3 3,7 6,7 7,0 Tần số của dòng điện: Dòng điện một chiều Ít nguy hiểm do điện giật chủ yếu gây bỏng trong Dòng điện xoay chiều có tần số 50 – 60Hz Rất nguy hiểm do điện giật vì có thể gây ra sự rung tim Dòng điện xoay chiều có tần số >500.000 Hz Ít nguy hiểm do điện giật chủ yếu gây bỏng ngoài PHẦN IV: NHỮNG NGUYÊN NHÂN DẪN ĐẾN TAI NẠN ĐIỆN Chạm vào các phần tử bình thường có điện áp Chạm điện gián tiếpChạm điện trực tiếp Nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện Chạm vào các phần tử bình thường không có điện áp Khác • Do điện áp bước • Hồ Quang điện • Xuất hiện trong khu vực điện trường mạnh CHẠM ĐIỆN TRỰC TIẾP Ph 0 Pha - Trung tính Pha - đất Ing . . . . CHẠM ĐIỆN TRỰC TIẾP Ph Ph Pha - Pha Ing . . CHẠM ĐIỆN GIÁN TIẾP Ph 0 Đất Ing . . Ph 0 Đất Ing . . KHÁI NIỆM CHUNG - Phân loại mạng điện đơn giản + Theo điện dung có: Mạng điện dung nhỏ và mạng điện dung lớn + Theo chế độ làm việc có: Mạng nối đất và mạng cách điện với đất. - Góc độ chạm điện dẫn đến mất an toàn điện trong các mạng đơn giản có thể do chạm điện trực tiếp hoặc gián tiếp. + Chạm vào hai dây: Rất nguy hiểm + Chạm vào 1 dây: Nguy hiểm tuỳ thuộc vào từng loại mạng điện và chạm vào dây nào. Phân tích an toàn trong mạng điện đơn giản PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN CÓ ĐIỆN DUNG NHỎ cdng R2R U   ng I Mạng 2 dây cách điện với đất * Nhƣ vậy, mức độ nguy hiểm phụ thuộc vào: - Điện áp của mạng U - Điện trở cơ thể ngƣời Rng - Điện trở cách điện của mạng Rcđ Mạng chỉ có 1 dây: * Chú ý: Khi 1 dây chạm đất mà người chạm vào dây còn lại sẽ rất nguy hiểm.   cd2ocd20ng cd2 R.RRRR U.R I   ng * Khi R0 = 0 thì: ng ng R U I  Mạng 2 dây có 1 dây nối đất • TH chạm vào dây không nối đất: Ung ≈ U • TH chạm vào dây nối đất: Ungmax = 5%U * Chú ý: - Khi dây 1 chạm vào dây 2 và tiết diện 2 dây như nhau thì Ungmax = 0,5U - Khi dây nối đất đứt ở phía đầu nguồn thì Ung ≈ U. U Rng 1 2 B R0 Zt CA Ilv Ilv PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG 3 PHA Mạng 3 pha được dùng rộng rãi trong công nghiệp Phân loại mạng điện 3 pha: - Theo cấp điện áp: - Theo chế độ làm việc của trung tính: Các tình huống chạm điện dẫn đến tai nạn điện giật: - Chạm trực tiếp: 1 pha; 2 pha; 3 pha - Chạm gián tiếp: Thường 1 pha bị hỏng cách điện → nên có thể coi trường hợp này như trường hợp chạm trực tiếp vào 1 pha. PHÂN TÍCH AN TOÀN KHI NGƢỜI CHẠM VÀO 1 PHA TRONG MẠNG ĐIỆN 3 PHA TT CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT Trƣờng hợp chung:             2 2 B C C B B C C Bng ng 2 22 A B C ng A B C 3 g g 3 C C 3 g g 3 C CU.g I 2 g g g g C C C                        Mạng hạ áp U ≤ 1kV: PHÂN TÍCH AN TOÀN KHI NGƢỜI CHẠM VÀO 1 PHA TRONG MẠNG ĐIỆN 3 PHA TT CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT cdng P ng RR U I   3 3 Mạng cao áp U > 1kV: ng 2 2 2 ng 3 CU I 1 9 C R     Chú ý: Trường hợp người chạm 1 pha trong khi 1 trong hai pha còn lại chạm đất → Rất nguy hiểm. Đối với mạng cao áp: Việc nối đất trung tính chủ yếu bởi lý do kinh tế. Vì ở mạng điện TT nối chỉ chọn cách điện theo điện áp pha, trong khi đó mạng điện trung tính cách điện chọn theo điện áp dây. Đối với mạng hạ áp: Việc nối đất trung tính chủ yếu với lý do an toàn cho người và thiết bị. PHÂN TÍCH AN TOÀN KHI NGƢỜI CHẠM VÀO 1 PHA TRONG MẠNG ĐIỆN 3 PHA TT NỐI ĐẤT Mạng trung tính cách điện đối đất Vì có thành phần điện dung và điện dẫn giữa các pha với đất nên dòng điện qua người nhỏ, có thể không nguy hiểm đến tính mạng. - Các pha còn lại, điện áp pha tăng lên điện áp dây. Dòng điện chạm đất nhỏ các thiết bị bảo vệ (cầu chì, áptômát...) không tác động dẫn đến sự chạm đất duy trì và ba pha mất đối xứng quá giới hạn cho phép. Vì thế: + Phụ tải một pha nối dây trung tính với pha không chạm đất có thể bị phá hỏng. + Người chạm vào pha không chạm đất sẽ nguy hiểm hơn nhiều so với mạng trung tính nối đất cùng cấp điện áp. Phụ tải một pha nối dây trung tính với dây pha bị ngừng cấp điện  Không đảm bảo tính cung cấp điện liên tục. Trung tính sẽ phải chịu điện áp pha bên trung áp (hoặc chịu sóng điện áp khi bị sét đánh)  rất nguy hiểm cho người và thiết bị. Mạng trung tính nối đất Dòng điện qua người lớn hơn nhiều mạng trung tính cách điện (vì người gần như phải chịu toàn bộ điện áp pha đặt vào), nguy hiểm đến tính mạng. - Các pha còn lại, điện áp được giữ gần như không thay đổi. Dòng điện chạm đất lớn, thiết bị bảo vệ dễ dàng tác động cắt phần tử bị chạm đất ra khỏi mạng điện mà không ảnh hưởng đến thiết bị khác. Vì thế: + Sẽ an toàn cho người và thiết bị khi có chạm đất. + Phụ tải một pha nối dây trung tính với pha không chạm đất vẫn làm việc được bình thường. + Người chạm vào pha không chạm đất thì mức độ nguy hiểm gần như lúc chưa có một pha chạm đất. Phụ tải một pha nối dây trung tính với dây pha không bị ngừng cấp điện (vì còn có nối đất lặp lại)  Đảm bảo tính cung cấp điện liên tục. Vì trung tính được nối đất với điện trở nhỏ nên điện áp trung tính nhỏ  An toàn hơn cho người và thiết bị. Khi dây trung tính bị đứt (phía đầu nguồn) Khi ngƣời chạm vào một pha trong chế độ làm việc bình thƣờng Khi có sự xâm nhập từ điện áp cao sang điện áp thấp (cách điện trung áp và hạ áp của MBA bị hỏng hoặc khi mạng bị sét đánh) Khi có một pha chạm đất PHẦN V: CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT AN TOÀN LƢU Ý “Các thiết bị điện, cáp điện, dây dẫn, vật tiêu thụ điện ... ở trên công trƣờng (không kể trong kho) đều phải coi là có điện áp, không phụ thuộc vào việc chúng đã mắc vào lƣới điện hay chƣa.” Theo TCVN 5308-1991 Bảo vệ chống điện giật Khoảng Cách an toàn Sử dụng Tín hiệu, biển báo và khóa liên động Cản trở, Và ngăn cách bảo vệ Sử dụng Cách điện Tự động cắt mạch bảo vệ Nối đất bảo vệ Nối dây TT bảo vệ Chống chạm điện trực tiếp Chống chạm điện gián tiếp Sử dụng dụng cụ, ph tiện an toàn Nguồn điện áp thấp CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN Đảm bảo khoảng cách, bao che, rào chắn các bộ phận mang điện: Điều 51 Luật điện lực:  4,0m đối với đường dây trần có điện áp đến 22KV  4,0m đối với đường dây trần có điện áp đến 35KV  6,0m đối với đường dây trần có điện áp đến 110KV  6,0m đối với đường dây trần có điện áp đến 220KV  8,0m đối với đường dây trần có điện áp đến 500KV Đảm bảo khoảng cách, bao che, rào chắn các bộ phận mang điện  Cao áp: Tấm chắn kín Tấm chắn hở Lồng chắn Chắn lưỡi DCL Sử dụng biển báo, khóa liên động N 1 2 3 PE Sử dụng phương tiện, dụng cụ an toàn CÁC BIỆN PHÁP TỔ CHỨC Luôn phải có ý thức chấp hành nghiêm chỉnh nội quy, quy định của cơ quan; quy trình, quy phạm; tiêu chuẩn đề ra. Ví dụ: Làm việc theo phiếu công tác PHẦN VI: MỘT SỐ THIẾT BỊ BẢO VỆ AN TOÀN ĐIỆN Inc = 10000 A Un = 230 V ~ In = 40 A IΔ n = 0.03 A 1492 - RCD2 Inc = 10000 A Un = 230/400 V ~ In = 40 A IΔ n = 0.03 A 1492 – RCD4 RCD 1 pha RCD 3 pha RCD (Residual Current Device) CẤU TẠO 5. Cuộn dây điều khiển sự đóng lại tiếp điểm 4 khi nhấn Reset 6. Cuộn dây cảm ứng 7. Mạch cảm ứng 8. Nút TEST 9. Điện trở test 1. Tiếp điểm đầu vào 2. Tiếp điểm đầu ra 3. Nút RESET 4. Tiếp điểm đóng mở RCD RCD CB Circuit Breaker KHI THIEÁT BÒ LAØM VIEÄC BÌNH THÖÔØNG 0 0 0    C NL NL I II     Fault KHI THIEÁT BÒ CHAÏM VOÛ CI  0 0 0    C NL NL I II     MẠCH TEST CUT  Cài đặt giá trị tác động: Ngoài chức năng chống điện giật RCD còn có thể chống được cháy nổ Company Logo www.themegallery.com D©y nèi ®Êt Nối đất bảo vệ Company Logo www.themegallery.com Các động cơ không có nối không bảo vệ Động cơ có nối không bảo vệ Nối dây trung tính (nối không) Chú ý cực tính của nguồn PHẦN VII: BIỆN PHÁP XỬ LÝ KHI CÓ TAI NẠN ĐIỆN Khi thấy người bị tai nạn điện giật, bất cứ ai cũng phải có trách nhiệm tìm mọi biện pháp để cứu người bị nạn. Việc xử lý, cấp cứu càng tiến hành nhanh thì tỷ lệ nạn nhân được cứu sống càng cao. Theo thống kê, trong 1 phút nếu nạn nhân được tách ra khỏi nguồn điện và được cấp cứu kịp thời thì tỷ lệ cứu sống 98%, nhưng nếu để đến 6 phút tỷ lệ này chỉ là 10%. Việc xử lý, cấp cứu người bị điện giật đúng cách cần thực hiện theo 2 bước cơ bản:  Tách nạn nhân ra khỏi nguồn điện. Cấp cứu nạn nhân ngay sau khi tách ra khỏi nguồn điện. PHƢƠNG PHÁP TÁCH NẠN NHÂN RA KHỎI NGUỒN ĐIỆN Cần phải phân biệt người bị điện giật ở mạng điện cao áp hay hạ áp PHƢƠNG PHÁP CẤP CỨU NGƢỜI BỊ ĐIỆN GIẬT An toàn? Tính mạng của bạn Không sử dụng PTBVCN Cẩu thả trong khi làm việc Bệnh tật Chấn thương Môi trường không an toàn LOGO XIN CẢM ƠN