Chương 6: phân tích an toàn trong các mạng điện

Chương 6: phân tích an
toàn trong
các mạng điện
Kỹ thuật an toàn điện
A. Chế độ trung tính và chế độ nối đất

Trung tính là điểm nối chung của 3 cuộn dây máy phát & máy biến áp.

Có 3 dạng sơ đồ thể hiện 3 chế độ trung tính:
+ Trung tính cách ly với đất.
+ Trung tính nối đất.
+ trung tính nối đất thông qua 1 điện trở.

Để đảm bảo an toàn khi tiếp xúc với thiết bị điện, tất cả các phần tử kim loại bình
thường không mang điện được nối đất gọi là nối đất bảo vệ.
A. Chế độ trung tính và chế độ nối đất

Nối đất làm việc là hệ thống nối đất mà sự có mặt của nó là điều kiện tối cần thiết
để cho các thiết bị làm việc bình thường.

Sơ đồ TN: điểm trung tính được nối đất, còn vỏ thiết bị được nối với dây trung tính.
Thường áp dụng cho những nơi khó khăn về cách điện, tổng chiều dài đường dây
mạng lớn và có thể sử dụng 2 cấp điện áp.
A. Chế độ trung tính và chế độ nối đất

Sơ đồ TT: cả điểm trung tình và vỏ thiết bị đều được nối đất, các hệ thống nối đất
độc lập với nhau.
Là một dạng sơ đồthường dùng cho mạng điện hạ áp(sinh hoạt).

Sơ đồ IT: trung tính được cách ly với đất hoặc nối đất qua điện trở, nối vỏ thiết bị với
đất độc lập với hệ thống nối đất của nguồn.

Dùng cho những nơi cần cung cấp điện ổn định, mạng điện có tổng chiều dài đường
dây không lớn, nguy cơ tiếp xúc 1 pha cao.
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
1, Chạm 2 cực của mạng điện xoay chiều 3 pha.
a, Chạm vào 1 dây pha và 1 dây trung tính:

b, Chạm vào 2 dây pha:

=> Dòng qua người lớn hơn giá trị cho phép.

Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
2, Chạm vào 1 dây pha của mạng điện AC trung tính nối đất.

Tuy nhiên trên thực tế, điện trở nối đất có giá trị rất nhỏ so với R
ng
nên có thể bỏ qua:

=> Mức độ nguy hiểm cũng giống như với trường hợp chạm 1 dây pha, một dây trung tính. Trường hợp này thường
xuyên xảy ra trong thực tế.

Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
2, Chạm vào 1 dây pha của mạng điện AC trung tính nối đất.

Nếu khi chạm vào 1 dây pha nào đó của mạng điện (bất kỳ) ngoài ra đang có sự
ngắn mạch chạm đất ở pha khác sẽ hình thành độ lệch điện áp trung tính U

0
. Vì giá trị
điện trở của hệ thống nối đất nhỏ hơn rất nhiều so với điện trở cách điện của các pha.
Vì vậy giá trị điện áp U
0
thường nhỏ nên điện áp của 2 pha còn lại không thay đổi đáng
kể. Vì vậy mức độ nguy hiểm khi chạm vào pha này khi mạch xảy ra sự cố cũng không
tăng hơn nhiều so với trường hợp tiếp xúc với dây pha khi mạch ở chế độ bình thường.
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
3, Chạm vào 1 dây pha của mạng điện 3 pha trung tính cách ly.

Xét chế độ mạch làm việc bình thường bỏ qua điện dung C
giả thiết mạch điện là đối xứng thỏa mãn:
Giá trị dòng qua người:


Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
3, Chạm vào 1 dây pha của mạng điện 3 pha trung tính cách ly.
Để đảm bảo an toàn giá trị điện trở cần đạt được:

Mạch làm việc bình thường có tính đến điện dung C:
Điện dung C mắc // với điện trở cách điện:

Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
3, Chạm vào 1 dây pha của mạng điện 3 pha trung tính cách ly.


Khi có sự cố
Khi có sự cố ngắn mạch chạm đất tại pha A, người tiếp xúc tại pha C điện thế của
pha A ngắn mạch bằng 0; B,C tăng lần nên có giá trị bằng điện áp dây.

Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
4, Chạm vào 1 dây của mạng điện trung tính cách ly.
Nếu coi dòng chạy qua người là an toàn thì bắt buộc :
5, Chạm tay vào nguồn mạng điện 2 dây trung tính nối đất.

Sơ đồ loại này thường dùng để cung cấp điện cho các thiết bị chuyên dụng như máy hàn. Nếu chạm vào dây nóng thì tương tự như trường hợp mạng điện 3
pha nối đất.

Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
5, Chạm tay vào nguồn mạng điện 2 dây trung tính nối đất.

Ở mạng điện 2 dây này dòng điện chạy trên cả 2 dây là như nhau. Dòng điện làm việc gây ra độ rơi điện áp trên dây nguội:
: công suất phụ tải (KV.A).
: điện trở dây trung tính.
: suất điện trở dây dẫn(/Km).
: là chiều dài dây dẫn từ nguồn tới điểm tiếp xúc(Km).

Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
5, Chạm tay vào nguồn mạng điện 2 dây trung tính nối đất.


Ở chế độ làm việc bình thường: = 510% điện áp lưới, nhìn chung không gây nguy hiểm. Tuy nhiên dòng điện làm việc quá lớn thì sẽ gây độ rơi điện áp đủ
đến mức nguy hiểmkhông thể coi dây nguội là an toàn được.

Đặc biệt nguy hiểm khi có sự cố ngắn mạch xảy ra trùng thời điểm tiếp xúc, vì khi đó điện áp tiếp xúc sẽ bằng ½ giá trị điện áp mạng.

Z
B. Phân tích nguy hiểm trong các trường
hợp tiếp xúc trực tiếp.
6, Mạng điện có điện dung lớn.

Là mạng đường dây cáp hoặc dây cao áp.

Mặc dù đã được cắt nguồn nhưng sự có mặt của điện dung đường dây tạo nên điện áp tàn
dư khi chạm vào dây dẫn có thể gây nguy hiểm.
C. Sự nguy hiểm của điện áp bước.

Khi có dòng điện chạy trong đất trong vòng bán kính 20m sẽ hình thành nên 1 điện thế có thể gây chết người:
: điện trở suất của đất.
r: khoảng cách từ đầu dây tiếp xúc với đất đến điểm xét.

Điện thế đạt giá trị lớn nhất ngay tại đầu dây tiếp xúc với đất.

Điện áp là hiệu điện thế giữa 2 điểm cách nhau khoản 0.70.8 m (1 bước chân).

Z
C. Sự nguy hiểm của điện áp bước.

Trong vùng bán kính 20m, nơi có dòng điện chạy xuống đất:
+ Điện thế phải bằng 0.

+ Nhận xét: dưới tác dụng của điện áp, nạn nhân chịu sự co cơ chân, khi đó không còn điện áp bước nữa nguy hiểm hơn.

Z