An toàn trong lưới điện - CHƯƠNG IV

CH NG IVƯƠ
CH NG IVƯƠ
AN TOÀN TRONG L I ĐI N 1 PHA, 3 PHAƯỚ Ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Khi cách đi n c a thi t b đi n b ch c ệ ủ ế ị ệ ị ọ
th ng s có dòng đi n ch m đ t, dòng ủ ẽ ệ ạ ấ
đi n này đi vào đ t tr c ti p ho c qua ệ ấ ự ế ặ
m t c u trúc nào đó. V m t an toàn, ộ ấ ề ặ
dòng đi n ch m đ t làm thay đ i c b n ệ ạ ấ ổ ơ ả
tr ng thái c a m ng đi n (đi n áp gi a ạ ủ ạ ệ ệ ữ
dây d n và đ t thay đ i, xu t hi n các ẫ ấ ổ ấ ệ
th hi u khác nhau gi a các đi m trên ế ệ ữ ể
m t đ t g n ch ch m đ t).ặ ấ ầ ỗ ạ ấ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Dòng đi n đi vào đ t s t o nên đi m ệ ấ ẽ ạ ở ể
ch m đ t m t vùng dòng đi n rò trong ạ ấ ộ ệ
đ t và đi n áp trong vùng này phân b ấ ệ ố
theo m t quy lu t nh t đ nh.ộ ậ ấ ị

Có th xem tr ng c a dòng đi n đi ể ườ ủ ệ
trong đ t gi ng d ng tr ng trong t nh ấ ố ạ ườ ĩ
đi n, t c là t p h p c a nh ng đ ng ệ ứ ậ ợ ủ ữ ườ
s c và đ ng đ ng th c a chúng gi ng ứ ườ ẳ ế ủ ố

nhau.
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Đ đ n gi n vi c nghiên c u hi n t ng ể ơ ả ệ ứ ệ ượ
này, gi thi t dòng ch m đ t đi vào đ t ả ế ạ ấ ấ
qua m t c c kim thu c hình bán c u ộ ự ộ ầ
chôn sát m t đ t thu n nh t và có đi n ặ ấ ầ ấ ệ
tr su t tính b ng [ cm]. Ωở ấ ằ

Đ i l ng c b n trong đi n tr ng c a ạ ượ ơ ả ệ ườ ủ
môi tr ng d n đi n là m t đ dòng ườ ẫ ệ ậ ộ
đi n j. Vect này h ng theo h ng c a ệ ơ ướ ướ ủ
vect c ng đ đi n tr ng.ơ ườ ộ ệ ườ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Ph ng trình kh o sát đi n tr ng trong ươ ả ệ ườ
đ t là ph ng trình theo đ nh lu t Ôm ấ ươ ị ậ
d i d ng vi phân: ướ ạ
j = E hay E = jγ ρ
Trong đó: : đi n d n su tγ ệ ẫ ấ
: đi n tr su tρ ệ ở ấ
E: đi n áp trên đ n v chi u dài ệ ơ ị ề
d c theo đ ng đi c a dòng đi n.ọ ườ ủ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ

Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Ph ng trình kh o sát đi n tr ng trong ươ ả ệ ườ
đ t là ph ng trình theo đ nh lu t Ôm ấ ươ ị ậ
d i d ng vi phân: ướ ạ

Trong đó: I
d
: dòng đi n ch m đ tệ ạ ấ
x: m t đ dòng đi n t i ậ ộ ệ ạ
đi m cách tâm bán c u ể ầ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ
Hi n t ng dòng đi n đi trong đ t.ệ ượ ệ ấ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Đi n áp trên m t đo n vô cùng bé dx ệ ộ ạ
d c trên đ ng đi c a dòng đi n:ọ ườ ủ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ


N u d ch đi m x đ n g n m t c a v t ế ị ể ế ầ ặ ủ ậ
n i đ t ta có hi u đi n th cao nh t ố ấ ệ ệ ế ấ
(đi n áp t i đi m ch m đ t).ệ ạ ể ạ ấ

x
d
= r
0
vì b n thân cái n i đ t đ c xem ả ố ấ ượ
nh v t mà các đi m c a nó có đi n th ư ậ ể ủ ệ ế
nh nhau vì có đi n d n l n.ư ệ ẫ ớ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Ta có:


Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

T i đi m ch m đ t trên m t c a v t ạ ể ạ ấ ặ ủ ậ
n i đ t có đi n áp đ i v i đ t là c c ố ấ ệ ố ớ ấ ự
đ i, t c là đi n áp gi a v t n i đ t v i ạ ứ ệ ữ ậ ố ấ ớ
nh ng đi m c a đ t ngoài vùng dòng ữ ể ủ ấ ở
đi n rò.ệ


T i x=1m có 68% đi n áp r i, x >20m ạ ệ ơ
coi nh ngoài vùng dòng rò.ư
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
Hi n t ng dòng đi n đi trong ệ ượ ệ
lòng đ tấ
lòng đ tấ

Khi đi vào đ t, dòng đi n t n b đi n tr ấ ệ ả ị ệ ở
c a đ t c n tr . Đi n tr này g i là đi n ủ ấ ả ở ệ ở ọ ệ
tr t n hay là đi n tr c a v t n i đ t, ở ả ệ ở ủ ậ ố ấ
là t s gi a đi n th xu t hi n trên v t ỉ ố ữ ệ ế ấ ệ ậ
n i đ t và dòng đi n ch y qua v t n i ố ấ ệ ạ ậ ố
đ t vào đ t:ấ ấ
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế

Khi ti p xúc v i thi t b đi n n u có ế ớ ế ị ệ ế
m ch đi n khép kín qua ng i thì áp ạ ệ ườ
giáng lên ng i l n hay nh tùy thu c ườ ớ ỏ ộ
vào đi n tr khi m c n i ti p v i thân ệ ở ắ ố ế ớ
ng i.ườ

Ph n đi n áp đ t vào ng i g i là đi n ầ ệ ặ ườ ọ ệ
áp ti p xúc (Uế
tx
).
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế

Vì th ng nghiên c u an toàn trong đi u ườ ứ ề

ki n ch m vào c c (1 ph n) nên có th ệ ạ ự ầ ể
xem U
tx
là th gi a 2 đi m trên đ ng ế ữ ể ườ
dòng đi n đi qua mà ng i có th ch m ệ ườ ể ạ
ph i (Ví d : Gi a v thi t b và chân ả ụ ữ ỏ ế ị
đ ng c a ng i). ứ ủ ườ
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế

Hình:
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế

Trong tr ng h p này v t n i đ t và v ườ ợ ậ ố ấ ỏ
thi t b đ u có đi n th đ i v i đ t là:ế ị ề ệ ế ố ớ ấ
U
d
=I
d
R
d

v i Iớ
d
: dòng qua v t n i đ t.ậ ố ấ
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế

Ng i ch m vào thi t b có v đ c n i ườ ạ ế ị ỏ ượ ố

v i v t n i đ t c ng có th là Uớ ậ ố ấ ũ ế
d
. M t ặ
khác chân ng i có th Uườ ế
ch
l i ph thu c ạ ụ ộ
kho ng cách t ch đ ng đ n v t n i ả ừ ỗ ứ ế ậ ố
đ t. V y U đ t lên ng i hay là Uấ ậ ặ ườ
tx
s là:ẽ
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế
Đi n áp ti p xúcệ ế

V y đi n áp ti p xúc ph thu c vào ậ ệ ế ụ ộ
kho ng cách t v thi t b đ c n i đ t ả ừ ỏ ế ị ượ ố ấ
(hay là t ch đ ng) đ n v t n i đ t và ừ ỗ ứ ế ậ ố ấ
m c đ cân b ng th .ứ ộ ằ ế

Có th bi u di n Uể ể ễ
tx
nh sau: ư
U
tx
= Uα
d

( α ≤ 1 là h s ti p xúc)ệ ố ế
Đi n áp ti p xúcệ ế

Đi n áp ti p xúcệ ế

kho ng cách > 20m có th coi: UỞ ả ể
tx
=U
d

vì th c a m t đ t (th chân ng i) ế ủ ặ ấ ế ở ườ
càng xa v t n i đ t thì càng gi m đi. ậ ố ấ ả
Trong th c t Uự ế
tx
luôn nh h n đi n áp ỏ ơ ệ
giáng trên v t n i đ t (dây ch m đ t). ậ ố ấ ạ ấ
U
tx
cho phép không tiêu chu n hóa.ẩ
Đi n áp b cệ ướ
Đi n áp b cệ ướ

Khi có 1 pha ch m đ t ho c 1 thi t b b ạ ấ ặ ế ị ị
ch c th ng cách đi n thì s phân b th ọ ủ ệ ự ố ế
c a các đi m trên m t đ t t i ch ch m ủ ể ặ ấ ạ ỗ ạ
đ t nh sau:ấ ư
+ ch tr c ti p ch m đ t: UỞ ỗ ự ế ạ ấ
d
=I
d
r
d
v i ớ

r
d
:đi n tr t n ch ch m đ t.ệ ở ả ở ỗ ạ ấ
Đi n áp b cệ ướ
Đi n áp b cệ ướ

Khi có 1 pha ch m đ t ho c 1 thi t b b ạ ấ ặ ế ị ị
ch c th ng cách đi n thì s phân b th ọ ủ ệ ự ố ế
c a các đi m trên m t đ t t i ch ch m ủ ể ặ ấ ạ ỗ ạ
đ t nh sau:ấ ư
+ cách xa ch ch m đ t (>20m) đi n Ở ỗ ạ ấ ệ
áp coi nh =0.ư
+ Các vòng tròn đ ng tâm (m t ph ng) ồ ặ ẳ
mà tâm đi m là ch ch m đ t chính là ể ỗ ạ ấ
các vòng tròn đ ng th (hay m t ph ng ẳ ế ặ ẳ
đ ng th ).ẳ ế
Đi n áp b cệ ướ
Đi n áp b cệ ướ

Khi ng i đ ng trên m t đ t thì hai chân ườ ứ ặ ấ
th ng hai v trí khác nhau nên ng i ườ ở ị ườ
s b m t đi n áp nào đó tác d ng.ẽ ị ộ ệ ụ
Đi n áp b cệ ướ
Đi n áp b cệ ướ
Đi n áp b cệ ướ
Đi n áp b cệ ướ

Đi n áp đ t gi a hai chân ng i do dòng ệ ặ ữ ườ
đi n ch m đ t t o nên g i là đi n áp ệ ạ ấ ạ ọ ệ
b c Uướ

b
đ c tính nh sau:ượ ư