BÀI GIẢNG MÔN HỌC AN TOÀN ĐIỆN

BẨI GI NG MỌN H C
AN TOẨN ĐI N

1

N i dung môn h c
Phần 1. Khái ni m vƠ phơn tích an toƠn trong các m ng đi n
• Chư ng 1. Những khái ni m c b n
• Chư ng 2. Phơn tích an toƠn trong m ng đi n đ n gi n
• Chư ng 3. Phơn tích an toƠn trong m ng đi n 3 pha
Phần 2. Các bi n pháp kỹ thuật an toƠn
• Chư ng 4. B o v nối đất
• Chư ng 5. B o v nối dơy trung tính
• Chư ng 6. B o v an toƠn bằng thiết bị chống dòng đi n rò
Chư ng 7. Các bi n pháp an toƠn khác
• Chư ng 8. Xử lý, cấp cứu người bị đi n giật
• Chư ng 9. Phịng chống đi n từ trường
2

1


TƠi li u tham kh o
1. TS Nguy n Đình Thắng, TS Nguy n Minh Chước
K thu t an toƠn đi n - NXB ĐHBKHN
2. Nguy n Xuơn Phú (Chủ biên)
K thu t an toƠn trong s d ng vƠ cung c p đi n - NXB
KHKT, 2003
3. Titres d'habilitation électrique
4. RCD protection

3

Phần 1. Khái ni m vƠ phơn tích an toƠn

trong các m ng đi n
Ch

ng 1. CÁC KHÁI NI M C

B N

1.1. CÁC TAI N N V ĐI N
1.1.1. Phơn lo i tai n n đi n

Đi n giật

Ho ho n cháy nổ do đi n

Các tai n n đi n

Phỏng đi n
4

2


1.1.2. Nguyên nhơn d n đ n tai n n đi n
Nguyên nhơn d n đ n tai n n đi n

Ch m đi n trực tiếp

Ch m vƠo các phần tử
bình thường có đi n áp

Khác
• HQ đi n
• Xuất hi n trong
KV đi n trường m nh

Ch m đi n gián tiếp

Ch m vƠo các phần tử bình
thường khơng có đi n áp

5

tiÕp xóc trùc tiÕp

Ph
N
. .

. .

Ing
§Êt
Pha - Trung tÝnh

Pha - ®Êt
6

3


Ch m vƠo thanh cái

7

TI P XỎC GIÁN TI P

Ph
N
. .

Đất

Ing

8

4


TI P XỎC GIÁN TI P

Ph
N
. .

Ing

Đ t

9

1.1.3. S li u th ng kê tai n n đi n
a. Theo c p đi n áp:
• U ≤ 1kV: 76,4%
• U > 1kV: 23,6%

b. Theo ngh nghi p:
• Thuộc ngành đi n: 42,2%
• Các ngành khác: 57,8%

S li u th ng kê
tai n n đi n

d. Theo nguyên l a tu i:
• Dưới 20: 14,5%
• 21-30: 51,7%
• 31-40: 21,3%
• Trên 40: 12,5%

c. Theo nguyên nhân ti p xúc đi n:

• Trực tiếp: 55,9%
• Gián tiếp: 42,8%
• HQ đi n: 1,12%
• Xuất hi n trong KV đi n trường m nh:0.08%
10

5


1.2. TÁC D NG C A DọNG ĐI N
Khi ngêi tiếp xúc với các phần tử có điện áp (kể cả tiếp xúc trực tiếp hoặc gián
tiếp), sẽ có dòng điện chạy qua cơ thể, các bộ phận của cơ thể phải chịu tác động
nhiệt, điện phân và tác dụng sinh học của dòng điện làm rối loạn, phá huỷ các bộ
phận này, có thể dẫn đến tử vong.
a) Tác động về nhiệt: của dòng điện đối với cơ thể ngời thể hiện qua hiện tợng gây
bỏng, phát nóng các mạch máu, dây thần kinh, tim, nÃo và các bộ phận khác trên cơ
thể dẫn đến phá huỷ các bộ phận này hoặc làm rối loạn hoạt động của chúng khi dòng
điện chạy qua.
b) Tác động điện phân: của dòng điện thể hiện ở sự phân huỷ các chất lỏng trong cơ
thể, đặc biệt là máu, dẫn đến phá vỡ các thành phần của máu và các mô trong cơ thể.
c) Tác động sinh học: của dòng điện biểu hiện chủ yếu qua sự phá huỷ các quá trình
điện - sinh, phá vỡ cân bằng sinh học, dẫn đến phá huỷ các chức năng sống.
Mức độ nguy hiểm của dòng điện đối với cơ thể ngời tuỳ thuộc vào trị số của dòng
điện, loại dòng điện (dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều) và thời gian
duy trì dòng điện chạy qua cơ thể (IEC 60479-1).
11

Standard IEC 60479-1
Time/current zones defining the effects of AC current
(15 Hz to 100 Hz)
• Vùng 1: Khơng c m nhận được
a

• Vùng 2: C m thấy khó chịu
• Vùng 3: Co các c , b (10 mA) let-go
threshold

• Vùng 4: Rung c tim, c1(30 mA)
b -c1: probability 0 %
c1 -c2: probability ~ 5 %
c2 -c3: probability ~ 50 %
>c3: probability > 50 %

Đường a - Ngưỡng c m nhận có dịng đi n qua người
Đường b - Ngưỡng buông - nh
12

6


Standard IEC 60479-1: Ng ng dòng đi n t i h n
(Critical current thresholds)
AC

Tim ngừng đập
Tim đập m nh - Ngưỡng RCT
Tê li t c quan hô hấp-Nghẹt thở
Bắt đầu co c - Ngưỡng bng nh
Có c m giác nhói nhẹ - Ngưỡng c m nhận

13

Ng

ng dòng đi n t i h n
DC

130
100
Khụng xỏc nh

?
5

Dòng điện xoay chiều: Icp= 10 mA
Dòng điện một chiều: Icp = 50 mA
14

7


1.3. ĐI N ÁP TI P XỎC & T NG TR
Đi n áp tiếp xúc và tổng trở
c thể là hai đ i lượng dùng
để xác định trị số dòng đi n
qua người.
1.3.1. Đi n áp ti p xúc Utx: Là
điện áp giữa hai điểm trên đờng
đi của dòng điện qua cơ thể ngời
(hay chính là điện áp đặt lên cơ
thể ngời khi ngời tiếp xúc điện)
thờng là giữa tay với tay hoặc
giữa tay và chân.
1.3.2. T ng tr c th ng

i:

C

TH NG

I

ZT = Zng = Zp + Zi
15

Đường điện

Diện tích,
áp suất

Điện áp tx

Zng
Tình trạng
da

Nhiệt độ

Thời gian đi qua
16

8


1.3.3. Đi n áp ti p xúc cho phép Utxcp
• Tiêu chu n Pháp:

NhƠ x

ng

Utx = Ung = Rng.Ing
1200 * 10 mA = 12 V
2500 * 10 mA = 25 V

Utxcp
12 V
24 V

5000 * 10 mA = 50 V

48 V

1200 * 10 mA = 12 V

12 V

m ướt

2500 * 10 mA = 25 V

25 V

Khô ráo

5000 * 10 mA = 50 V

50 V

Ngập nước
m ướt
Khơ ráo

• Tiêu chu n IEC:
Ngập nước

17

1.4. CÁC Y U T

Chức vụ có tư cách

Luật lao động

NH H

NG Đ N CỌNG TÁC ATĐ

Dụng cụ
Những phương pháp

Công tác
An tồn

Năng lực

Những quy phạm

Điện áp
Mơi trường
18

9


1.5. HI N T

NG DọNG ĐI N T N VẨO TRONG Đ T

Khi TBĐ có dịng ch m vỏ, đường dây đi n đứt r i xuống
đất,… t i chỗ ch m đất sẽ có dịng đi n t n vào trong đất.
Dòng đi n này t n ntn vào trong đất? Để tr lời câu hỏi này là
một vấn đề hết sức phức t p, nhưng có thể hình dung một
cách đ n gi n: Xét TH dòng đi n này t n vào trong đất thông
qua một bán cầu kim lo i có bán kính r0 chơn sát mặt đất. Với
gi thiết:
• Mơi trường chơn đi n cực có đi n trở suất ρ là thuần nhất.
• Dịng đi n ch m đất Iđ đi từ tâm bán cầu to vào trong đất
theo đường bán kính.
• Trường của dòng đi n Iđ là d ng trường tĩnh (tức là tập hợp
các đường sức và đường đẳng thế của chúng giống nhau).
19

1.5. HI N T

NG DọNG ĐI N T N VẨO TRONG Đ T

1.5.1. S phơn b th t i ch dịng đi n ch m đ t
ĐL Ơm dưới d ng vi phơn: J = E hay E = J

du  Edx  Jdx 

ρ.I d
dx
2x 2

U x  U x  U    du 


x

j

ρ.I d
2π

x



x

Id
2x 2

1

2

dx 

ρ.I d
2x

20

10


1.5. HI N T

NG DọNG ĐI N T N VẨO TRONG Đ T

1.5.2. Đi n tr t n
Khi dòng đi n đi vƠo trong đất, bị đi n trở của đi n cực vƠ đất c n trở. Đi n
trở nƠy gọi lƠ đi n trở t n Rđ:

Rd 

Ud
ρ

, 
Id
2r0

U tx  U tay - U chan  U d - U x 

1.5.3. Đi n áp ti p xúc Utx

u (V)

u (V)
Ud

ρ.I d ρ.I d

2r0 2x

Ud
Utx
U’tx
Utx = Ud

l (m)

TBĐ
Id


a)

1.5. HI N T

l (m)

l (m)

0

x,

20
b)

J

21

NG DọNG ĐI N T N VẨO TRONG Đ T

1.5.4. Đi n áp ti p xúc Ub

U b  U x - U x a

Từ CT ta thấy rằng càng đứng
xa chỗ dòng điện chạm đất (điện
cực nối đất) điện áp bớc càng có
trị số nhỏ. Khi ngời đứng cách
chỗ chạm đất trên 20 m có thể coi
điện áp bớc bằng 0.

.I d
.I d
.I d .a



2x 2 ( x  a) 2πx(x  a)
u (V)
Ud

Ub

Ví d : Iđ = 1000A; ρ = 102 m
và a = 0,8m
thì Ub = 30,6 V

l (m)

TB§
Id



l (m)

x
a

J

Nh vËy điện áp bớc và điện áp tiếp xúc thay đổi hoàn toàn trái ngợc nhau
khi khoảng cách đến chỗ chạm ®Êt thay ®æi.
22

11

Chư ng 2. PHÂN TệCH AN TOÀN TRONG M NG ĐI N Đ N
Chư ng 2. PTAT TRONG
M NG ĐI N Đ N GI N
GI N
2.1. KHÁI NI N CHUNG
- Khái ni m về m ng đi n đ n gi n
- Phân lo i m ng đi n đ n gi n
+ Theo đi n dung có: M ng đi n dung nhỏ và
m ng đi n dung lớn
+ Theo chế độ làm vi c có: M ng nối đất và
m ng cách đi n với đất.
- Góc độ ch m đi n dẫn đến mất an toàn đi n
trong các m ng đ n gi n có thể do ch m đi n
trực tiếp ho c gán tiếp.
+ Ch m vào hai dây: Rất nguy hiểm
+ Ch m vào 1 dây: Nguy hiểm tuỳ thuộc vào
từng lo i m ng đi n và ch m vào dây nào.
23

2.2. PHỂN TệCH AN TOẨN TRONG M NG ĐI N Đ N GI N
Cị ĐI N DUNG NH
2.2.1. M ng 2 dơy cách đi n v i đ t

I ng 

U
2R ng  R cd

* Như vậy, mức độ nguy hiểm phụ thuộc vƠo:

- Đi n áp của m ng U
- Đi n trở c thể người Rng
- Đi n trở cách đi n của m ng Rcđ
* Chú ý: Khi 1 dơy ch m đất mƠ người ch m vƠo dơy còn l i sẽ rất nguy hiểm.
2.2.2. M ng M ng ch có 1 dơy:

I ng 
* Khi R0 = 0 thì:
9/10/2014

I ng 

U.R cd2
R ng R 0  R cd2   R o .R cd2
U
R ng
24

12


2.2.3. M ng 2 dơy có 1 dơy n i đ t
• TH ch m vƠo dơy khơng nối đất: Ung ả U

2

Ilv

• TH ch m vƠo dơy nối đất: Ungmax = 5%U

U

B

A

Zt

Ilv

C
1

Rng

R0

* Chú ý:
- Khi dơy 1 ch m vƠo dơy 2 vƠ tiết di n 2 dơy như
nhau thì Ungmax = 0,5U
- Khi dơy nối đất đứt ở phía đầu nguồn thì Ung ả U.

9/10/2014

25

2.3. PHỂN TệCH AN TOẨN TRONG M NG ĐI N Đ N GI N
Cị ĐI N DUNG L N
2.3.1. S nguy hi m c a đi n tích tƠn d
a. Người chạm vào 2 cực của đường dây đã cắt điện:

i ng 

U 0  R ngC12
.e
R ng
t


U0
R (2C  C )

.e ng 12 1
2R ng
t

b. Người chạm vào 1 cực của đường dây đã cắt điện:

i ng

26

13


2.3.2. Ch m vƠo 1 c c c a đ

I ng 

ng dơy xoay chi u đang v n hƠnh

CU
1  4 2 C 2 R 2ng

27

Cơu h i vƠ bƠi t p ơn t p ch

ng 2

1. Phân tích an toàn khi người ch m vào một cực của m ng đi n đ n gi n có đi n
dung nhỏ?
2. Phân tích an tồn khi người ch m vào một cực của m ng đi n đ n gi n có đi n
dung lớn?
3. Hãy xác định dịng đi n qua người ở m ng đi n 2 dây cách đi n đối với đất đi n
dung nhỏ trong các trường hợp người ch m vào:
– Đồng thời 2 dây?
– Một dây?
Và cho biết người có nguy hiểm khơng trong từng trường hợp, gi i thích?
Biết: - M ng đi n có đi n áp U = 220V;
- Đi n trở cách đi n Rcđ = 30 k;
4. Hãy xác định dòng đi n qua người trong m ng đi n 1 pha của nước ta trong các
trường hợp người ch m vƠo:
– Đồng thời 2 dơy: dơy pha vƠ dơy nối đất (dơy trung tính)?
– Dây pha?
VƠ cho biết người có nguy hiểm khơng trong từng trường hợp, gi i thích?
Biết: - M ng đi n có đi n áp U = 220V, f =50Hz ;
- Đi n trở nối đất đầu nguồn R0 = 4 ;
- Đi n trở người Rng = 1000.
28

14


Cơu h i vƠ bƠi t p ôn t p ch

ng 2

5.* Hãy xác định dòng đi n qua người khi người ch m vào dây trung tính của m ng
đi n 1 pha nước ta trong các trường hợp:
– Chỗ ch m cách nguồn đi n 1 kho ng L1 = 30m?
– Chỗ ch m ở ngay điểm đấu với phụ t i?
– Chỗ ch m cách nguồn đi n 1 kho ng L1 = 30m trong khi m ng x y ra ngắn
m ch t i phụ t i?
– Chỗ ch m ở ngay điểm đấu với phụ t i khi dây trung tính bị đứt t i đầu
nguồn?
– Ch m khi dây pha bị đứt?
* Cho biết người có nguy hiểm khơng trong các trường hợp trên, gi i thích? * So sánh
mức độ nguy hiểm khi ch m đi n trong các trường hợp trên?
Biết rằng:
- M ng đi n có đi n áp U = 220V, f =50Hz; dùng dây đồng mềm M22,5 (r0 =
8,06/km) dài L = 50m cấp đi n cho phụ t i có cơng suất 5,5 kW, cos = 0,85;
- Gi thiết đi n trở nối đất đầu nguồn Rđ = 0 ; đi n trở người Rng = 1000.
29

Cơu h i vƠ bƠi t p ôn t p ch

ng 2

6. Hãy xác định dòng đi n qua người khi người ch m đường dây t i đi n cao áp t i thời

điểm vừa cắt ra khỏi nguồn có chiều dài 1km kể từ nguồn đến chỗ ch m đi n trong
trường hợp:
– Ch m vào một dây?
– Ch m vào c hai dây?
Biết: - Đi n áp giữa 2 dây t i thời điểm t = 1s người ch m đi n là 6kV;
- Gi thiết đi n dung giữa 2 dây và 2 dây với đất cùng bằng 0,3F/km.
- Đi n trở người Rng = 1,5k
7. Hãy xác định dòng đi n qua người khi người ch m vào hai cực của một tụ đi n ngay
sau khi cắt ra khỏi lưới đi n?
Biết: - Đi n áp giữa 2 cực t i thời điểm t = 0,5s người ch m đi n là 3kV;
- Gi thiết đi n dung của tụ bằng 3F.
8. Hãy xác định dòng đi n qua người khi người ch m vào một dây của m ng đi n 2 dây
cách đi n với đất cấp đi n cho 1 phụ t i đang làm vi c cách nguồn 500m?
Biết: - Đi n áp nguồn 6kV, f = 50Hz;
- Chỗ ch m đi n: t i điểm đấu với phụ t i.
- Gi thiết đi n dung giữa các dây với đất bằng nhau và bằng 0,3F/km.
- Đi n trở người Rng = 1,5k.
30

15


Chư ng 3. PHÂN TÍCH AN TỒN
TRONG M NG ĐI N BA PHA
3.1. KHÁI NI N CHUNG
 Khái ni m về m ng đi n 3 pha
 M ng được dùng rộng rãi trong công nghi p
 Phơn lo i m ng đi n 3 pha
- Theo cấp đi n áp:
- Theo chế độ lƠm vi c của trung tính:

 Các tình huống ch m đi n dẫn đến tai n n đi n giật:
- Ch m trực tiếp: 1 pha; 2 pha; 3 pha
- Ch m gián tiếp: Thường 1 pha bị hỏng cách đi n → nên có
thể coi trường hợp nƠy như trường hợp ch m trực tiếp vƠo 1
pha.
31

3.2. PHỂN TệCH AN TOẨN KHI NG
I CH M VẨO 1 PHA
TRONG M NG ĐI N 3 PHA TT CÁCH ĐI N V I Đ T
3.2.1. Tr

I ng 

ng h p chung:

U.gng
2

3  gB  gC    3  C C  C B     3  gB  gC   3  C C  C B 




2

 gA  gB  gC  gng 

2

  2 C A  CB  CC 

2

2

32

16


3.2. PHỂN TệCH AN TOẨN KHI NG
I CH M VẨO 1 PHA
TRONG M NG ĐI N 3 PHA TT CÁCH ĐI N V I Đ T
3.2.2. M ng h áp U ≤ 1kV:

I ng 

3.2.3. M ng cao áp U > 1kV:

I ng 

3U P
3Rng  Rcd
3 CU

1  9 2 C 2 R2ng

Chú ý: TH người ch m 1 pha trong khi 1 trong hai pha còn l i
ch m đất → Rất nguy hiểm.

33

3.3. PHỂN TệCH AN TOẨN KHI NG
I CH M VẨO 1 PHA
TRONG M NG ĐI N 3 PHA TT N I Đ T
3.3.1. Đ i v i m ng cao áp:
Vi c nối đất trung tính chủ yếu bởi lý do kinh tế. Vì ở m ng đi n TT nối chỉ
chọn cách đi n theo đi n áp pha, trong khi đó m ng đi n trung tính cách
đi n chọn theo đi n áp dây.

3.3.2. Đ i v i m ng h áp:
• Vi c nối đất trung tính chủ yếu với lý do an tồn cho người và thiết bị.
• Có thể so sánh tổng hợp dưới góc độ an tồn giữa m ng TT nối đất với
m ng TT cách đi n ở b ng sau:

34

17


Mạng trung tính cách điện đối đất

Mạng trung tính nối đất

Khi người chạm vào một pha trong chế độ làm việc bình
thường
Vì có thành phần điện dung và điện dẫn giữa các pha với Dòng điện qua người lớn hơn nhiều mạng trung tính cách
đất nên dịng điện qua người nhỏ, có thể khơng nguy hiểm điện (vì người gần như phải chịu tồn bộ điện áp pha đặt
đến tính mạng.

vào), nguy hiểm đến tính mạng.
Khi có một pha chạm đất
- Các pha còn lại, điện áp pha tăng lên điện áp dây. Dòng
điện chạm đất nhỏ các thiết bị bảo vệ (cầu chì, áptơmát...)
khơng 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 khơng 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.

- Các pha còn lại, điện áp được giữ gần như khơng thay đổi.
Dịng điện chạm đất lớn, thiết bị bảo vệ dễ dàng tác động cắt
phần tử bị chạm đất ra khỏi mạng điện mà khơng ảnh hưởng
đến thiết bị khác. Vì thế:
+ Sẽ an tồn cho người và thiết bị khi có chạm đất.
+ Phụ tải một pha nối dây trung tính với pha khơng chạm
đất vẫn làm việc được bình thường.
+ Người chạm vào pha khơng chạm đất thì mức độ nguy
hiểm gần như lúc chưa có một pha chạm đất.

Khidây
dâypha
trung
tính bị đứt (phía đầu nguồn)
Phụ tải một pha nối dây trung tính với
bị ngừng
cấp điện  Khơng đảm bảo tính cung cấp điện liên tục.
Phụ tải một pha nối dây trung tính với dây pha khơng bị
ngừng cấp điện (vì cịn có nối đất lặp lại)  Đảm bảo tính

cung cấp điện liên tục.
Khi có sự xâm nhập từ điện áp cao sang điện áp thấp (cách điện trung áp và hạ áp của MBA bị
Trung tính sẽ phải chịu điện áp pha bên hỏng
trung hoặc
áp (hoặc
khi mạng bị sét đánh)
chịu sóng điện áp khi bị sét đánh)  rất nguy hiểm cho Vì trung tính được nối đất với điện trở nhỏ nên điện áp trung
người và thiết bị.
tính nhỏ  An toàn hơn cho người và thiết bị.
35

Cơu h i vƠ bƠi t p ôn t p ch

ng 3

1. Phân tích an tồn trong các m ng đi n 3 pha?
2. So sánh m ng đi n 3 pha trung tính cách đi n với đất và m ng trung tính nối đất dưới góc
độ an tồn đi n?
3. * Hãy xác định dòng đi n qua người khi người ch m vào 1 pha của m ng đi n 3 pha trung
tính cách đi n với đất trong các trường hợp:
– Người ch m đi n trong chế độ m ng đi n làm vi c bình thường?
– Người ch m đi n trong chế độ m ng đi n đang x y ra ch m đất pha khác?
* Có nhận xét gì sau khi tính tốn 2 trường hợp trên?
Biết: - M ng có đi n đi n áp 380/220 V, f = 50Hz;
- Đi n trở cách đi n Rcđ = 40k; đi n dung không đáng kể;
- Đi n trở người Rng = 1k.
* Hãy xác định Rcđ tối thiểu để người có Rng = 1000 ch m vào 1 pha vẫn an toàn?
4. * Hãy xác định dòng đi n qua người khi người ch m vào 1 pha của m ng đi n 3 pha trung
tính cách đi n với đất trong chế độ m ng đi n làm vi c bình thường.
Biết: - M ng có đi n đi n áp 10 kV, f = 50Hz; có chiều dài L = 10km;

- Đi n dẫn cách đi n gcđ  0; đi n dung đ n vị C0 = 0,3F/km;
- Đi n trở người Rng = 2k.
* Cho biết dòng đi n này có nguy hiểm đối với người khơng?
* Theo b n để gi m dòng đi n qua người khi tiếp xúc 1 pha trong m ng này có các bi n
pháp nào?
36

18


Cơu h i vƠ bƠi t p ôn t p ch

ng 3

5. Hãy xác định dòng đi n qua người khi người ch m vào 1 pha của m ng
đi n 3 pha trung tính nối đất trong chế độ m ng đi n làm vi c bình
thường và khi có ch m đất 1 pha khác?
Biết: - M ng có đi n đi n áp 380 V, f = 50Hz;
- Đi n trở người Rng = 1k, đi n trở nối đất trung tính R0 = 4
6. * Hãy xác định dòng đi n qua người khi người (Rng = 1k) ch m vào 1 pha
của m ng đi n 3 pha trung tính nối đất 380/220 V ở chế độ m ng đi n
làm vi c bình thường trong trường hợp người ch m:
–
–
–

Tiếp xúc trực tiếp với đất (đi chân đất)?
Đi giầy có đi n trở Rg = 10k?
Đi giầy có đi n trở Rg = 10k nhưng l i ch m vào phần nhô khỏi đất của một
kết cấu kim lo i chôn trực tiếp trong đất gần đó?

Gi thiết: đi n trở nối đất trung tính R0 = 4 và đi n trở của kết cấu kim
lo i R = 20.
* Có nhận xét gì trong các trường hợp kể trên?
37

Phần 2. Các bi n pháp k thu t an toƠn
B o v ch ng đi n gi t

Ch ng ti p xúc đi n tr c ti p

S

d ng
Cách
đi n

Kho ng
Cách
an toàn

C n tr ,
VƠ ngăn
cách
b ov

S d ng
Tín hi u,
bi n báo
và khóa

liên đ ng

Ch ng ti p xúc đi n gián ti p

S d ng
d ng c ,
ph ti n
an toàn

Ngu n
đi n áp
th p

N iđ t
b ov

N i dơy
TT
b ov

T đ ng
c t m ch
b ov

38

19


Ch

ng 4. B O V N I Đ T

4.1. KHÁI QUÁT CHUNG
 Trong HTĐ t n t i 3 lo i n i đ t:
- Nối đất làm việc R0: Thực hi n nối các điểm của m ng đi n (thường
là trung tính m ng đi n) với h thống nối đất nhằm đ m b o các chế
độ làm vi c của m ng đi n.
- Nối đất an toàn (BV) Rđ: Thực hi n nối các phần tử bình thường
khơng mang đi n áp (thường là vỏ máy, khung máy, chân sứ,…) với h
thống nối đất nhằm đ m b o an toàn cho người tiếp xúc với các phần
tử này khi vì lý do nào đó (thường là cách đi n bị hỏng) chúng có đi n.
- Nối đất chống sét Rxk: Thực hi n nối các thiết bị chống sét với h
thống nối đất nhằm đ m b o an toàn cho người và các thiết bị, cơng
trình khi có sét đánh.
Trong nội dung mơn học này chủ yếu chỉ đề cập nối đất an tồn. Tuy
nhiên các cơng thức, trị số điện trở nối đất, cách thức tính tốn, thiết kế
và lắp đặt trình bày có thể được áp dụng cho cả 3 loại nối đất kể trên.
39

4.1. KHÁI QUÁT CHUNG
BA

TBĐ

R0

Rđ

40

20


4.1. KHÁI QUÁT CHUNG

 M t h th ng n i đ t có th là:
- Tự nhiên: Tận dụng các bộ phận kim lo i có sẵn trong lịng đất làm h
thống nối đất.
- Nhân tạo: Chủ định dùng các đi n cực kim lo i (bằng đồng là tốt nhất)
chôn sâu trong đất làm h thống nối đất.
- Hỗn hợp: Kết hợp 2 lo i nối đất này.
 Đi n c a m t h th ng n i đ t g m 2 thành ph n: đi n trở của b n
thân đi n cực kim lo i và đi n trở của khối đất tham gia q trình t n dịng
đi n vào trong đất được gọi là điện trở tản. Đi n trở này phụ thuộc vào
kích thước, độ chơn sâu và đi n trở suất của vùng đất.
Đi n trở suất của đất có nh hưởng lớn nhất tới trị số của đi n trở
t n. Do đi n trở suất phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: lo i đất, thời tiết,
độ chặt,…(trong đó đặc bi t lưu ý đến yếu tố thời tiết) nên khi tính tốn
đi n trở t n, đi n trở suất cần được hi u chỉnh theo h số mùa km.
41

4.1. KHÁI QUÁT CHUNG
Bố trí đi n cực
Thanh ngang
Cọc thẳng đứng

Độ chôn sơu t, m

km

0,5

4,5-6,5

0,8

1,6-3

0,8

1,4-2

Ghi chú
Khi đo ẩm lấy trị số lớn
vƠ ngược l i khô lấy trị
số nhỏ

42

21


4.2. M C ĐệCH-ụ NGHƾA C A B O V N I Đ T
 M c đích:
 Nhằm gi m dịng đi n qua người đến trị số an tồn;
 Tăng dòng đi n sự cố pha-vỏ để các thiết bị b o v quá dòng
truyền thống (CC, ATM, BVRL) cắt phần tự này ra khỏi m ng
đi n, an toàn cho người và thiết bị.
 Ý nghƿa: Khi cách đi n giữa pha và phần tử bình thường

khơng mang đi n bị hỏng, nối đất sẽ duy trì 1 đi n áp giữa
các phần tử này với đất nhỏ sẽ an tồn cho người ch m
ph i.
(Xét ví dụ chứng minh)

43

4.4. TệNH TOÁN, TK VẨ L P Đ T HT N I Đ T
B1. Thu thập số li u

 Lo i m ng đi n cung cấp

 Xác định vị trí và đi n trở suất của vùng đất sẽ thực hi n nối đất b o v
…

B2. Xác định đi n trở nối đất yêu cầu Ryc (dựa vào quy ph m phụ lục 1)
B3. Dự kiếm các lo i đi n cực dùng trong h thống nối đất sau đó áp dụng
cơng thức tính tốn đi n trở nối đất (theo phụ lục 1).
B4. So sánh trị số đi n trở t n tính tốn được ở B3 với Ryc. Nếu:
 RHT ≤ Ryc → Chuyển sang B5.

 RHT > Ryc → Cần tăng số lượng đi n cực và tính l i B3 sao để đ t Ryc.
44

22


4.4. TệNH TOÁN, TK VẨ L P Đ T HT N I Đ T
B5. Vẽ mặt bằng, mặt cắt của h thống nối đất vƠ hình vẽ hướng dẫn thi
cơng, lắp đặt

B6. Lắp đặt

B7. Kiểm tra

45

4.5. PH M VI ÁP D NG VẨ 1 S ĐI U C N L U ụ
KHI TH C HI N B O V N I Đ T
4.5.1. Ph m vi ng d ng
Ph m vi áp d ng
M ng cao áp
(U>1000V)
Mọi lo i m ng đi n
đều ph i áp dụng

M ng h áp
(U≤1000V)
M ng TT nối đất

M ng TT cách đi n

Dùng BVNDTT

Khi đi n áp ≥ 150V
Khi đi n áp < 150V
+ N.Xưởng nguy hiểm về ATĐ
+ N.Xưởng nguy c cháy nổ cao
+ Các thiết bị đặt ngoài trời
46

23


4.5.2. M t s đi u c n l u Ủ khi th c hi n BVNĐ

 Đối với những vùng đất có đi n trở suất lớn, có thể sử dụng các gi i pháp
sau:





Lợi dụng thêm các đi n cực nối đất tự nhiên
Thay đất gốc có đi n trở suất cao bằng đất mới có đi n trở suất thấp h n
Sử dụng muối ăn
Sử dụng hóa chất để gi m đi n trở suất cuc bộ:
- Vật li u tăng cường tiếp đất GEM (Earth Enhancing Metarial) gồm các ion
dẫn đi n và h t đất mịn.
- Hợp chất tăng cường tiếp đất EEC (Earth Enhancing Compound) gồm 2
thành phần d ng bột: Sumfat đồng (15%) và Sudium Ferro Cyanide (85%)
hòa vào nước và r i vào hố chơn đi n cực nối đất.
- Hóa chất San-Earth (Nhật b n)
 Công ngh nối đất tầng sâu

 Nối đất đẳng thế
 Vi c kiểm tra định kỳ HTNĐ: 6 tháng/lần

47

Cơu h i vƠ bƠi t p ôn t p ch

ng 4

1. Các lo i nối đất trong h thống đi n?
2. Mục đích, ý nghĩa, trình tự tính tốn và ph m vi
áp dụng của b o v nối đất?
3. Tính tốn nối đất làm vi c và nối đất an toàn
của một tr m biến áp 630kVA/35/0,4kV? Biết:
ρđo = 100Ωm ở mùa khô.

48

24


Chương 5. B O V

N I DỂY TRUNG TệNH

5.1. KHÁI QUÁT CHUNG

 Khái niệm: BVNDTT là thực hi n
nối các phần tử bình thường khơng
mang đi n áp (thường là vỏ, khung
máy) với dây trung tính của m ng h
áp 3 pha 4 dây có trung tính nối đất.

 Mục đích: Nhằm biến sự cố ch m
vỏ thành sự cố ngắn m ch 1 pha, để
các thiết bị b o v (CC, ATM) d dàng

cắt các thiết bị bị sự cố ch m vỏ ra
khỏi m ng đi n sẽ an toàn cho người
tiếp xúc.

R0

49

5.1. KHÁI QUÁT CHUNG

 Phạm vi áp dụng:
 Sử dụng trong m ng đi n 3 pha h áp có trung tính nối đất;
 M ng đi n 1 pha h áp có 1 dây nối đất (nước ta);
 Kết hợp BVNĐ và BVNDTT
5.2. M T S ĐI U C N CHÚ Ý KHI TH C HI N BVNDTT
 Cần có nối đất lặp l i trên các đo n dây trung tính 280-300m (Nối đất với
đi n trở nhỏ h n 1 cấp so với đầu nguồn-xem PL3); riêng nếu dùng cáp
3 pha 4 dây thì khơng cần nối đất lặp l i.
 Khơng được đặt thiết bị đóng cắt, b o v trên dây trung tính. Muốn cắt
ph i cắt đồng thời c dây pha.
 Lắp đặt BVNDTT cũng như BVNĐ, cần nối các vỏ, khung máy trong cùng
1 nhà xưởng với nhau và nối với dây trung tính (xem hình vẽ).

50

25