Phân tích an toàn trong các mạch điện đơn giản

phân tích an toàn trong các mạch điện
đơn giản
khái niệm chung
khái niệm chung
•
Mạng điện đơn giản là mạng một chiều hay xoay
chiều một pha.
•
Trường hợp nguy hiểm nhất là chạm vào 2 cực của
mạng. Khi này, dòng qua người sẽ là: Ing=U/Rng.
Với U là điện áp của mạng, Rng là điện trở của
người.
khái niệm chung
khái niệm chung
•
Trường hợp này tương tự như ở mạng có
U<1000V mà không dùng găng tay cách điện như
quy trình đề ra, khi người sửa chữa thiết bị có
mang điện áp, một tay sờ vào một cực của mạng,
chạm vào cực kia có thể bằng tai, cùi tay hay tay
kia…dù có găng tay cách điện dầy vẫn không bảo
vệ an toàn cho người sửa chữa.
•
Trong thực tế, ít khi xảy ra trường hợp chạm vào
hai cực mà thường là chạm vào một cực và hậu
quả của tai nạn tùy thuộc vào trạng thái làm việc
của mạng đối với đất.
mạng điện cách điện đối với đất.
mạng điện cách điện đối với đất.
•
Với mạng điện cách điện đối với đất có U<1000V,

khi người chạm vào một cực của mạng sẽ tạo nên
một mạch kín vì cách điện của mạch không bao giờ
đạt lý tưởng cho nên R1 và R2 không phải bao giờ
cũng vô cùng lớn nên giữa mạng và đất có trị số
điện dẫn nào đó.
mạng điện cách điện đối với đất.
mạng điện cách điện đối với đất.
•
Dòng điện đi qua người:
•
Nếu R1 =R2 =Rcđ (điện trở cách điện)


mạng điện cách điện đối với đất.
mạng điện cách điện đối với đất.
•
Hình: Mạch điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất.
mạng điện cách điện đối với đất.
•
Nếu dòng an toàn với người là 0,01A


Rcđ  100U – 2Rng
Rcđ  100U – 2Rng
•
Ta thấy rõ vai trò của Rcđ với điều kiện an toàn.
•
Nguy hiểm thứ nhất là khi chạm vào pha mà pha đó
chạm đất, khi này: Ing= U/Rng giống như khi chạm

vào 2 cực của mạng.
mạng điện cách điện đối với đất.
mạng điện cách điện đối với đất.
•
Ngoài ra còn phải tính đến điện trở của nền nhà.
Với Rn là điện trở nền nhà
•
nếu R1 =R2 =Rcđ thì ta có:
•
Vậy nền nhà có ý nghĩa cách điện (nếu Rn lớn thì
Ing nhỏ)
mạng điện có một cực hay một
mạng điện có một cực hay một
pha nối đất.
pha nối đất.
•
Mạng một dây
Mạng chỉ có một dây, còn một dây khác là đất hay
Mạng chỉ có một dây, còn một dây khác là đất hay
đường ray tàu điện hay tàu hỏa chạy bằng điện.
đường ray tàu điện hay tàu hỏa chạy bằng điện.
R0 : điện trở của nối đất.
R0 : điện trở của nối đất.
R1: điện trở cách điện
R1: điện trở cách điện
của dây.
của dây.
Rn: điện trở của nền.
Rn: điện trở của nền.
Rng: điện trở người.

Rng: điện trở người.
mạng điện có một cực hay một
mạng điện có một cực hay một
pha nối đất.
pha nối đất.
•
Mạng một dây
Ta có:
Ta có:
R0 : điện trở của nối đất.
R0 : điện trở của nối đất.
R1: điện trở cách điện của dây.
R1: điện trở cách điện của dây.
Rn: điện trở của nền.
Rn: điện trở của nền.
Rng: điện trở người.
Rng: điện trở người.
mạng điện có một cực hay một
mạng điện có một cực hay một
pha nối đất.
pha nối đất.
•
Mạng một dây
Và:
Và:
Nếu R0 ≈ 0
Nếu R0 ≈ 0
mạng điện có một cực hay một
mạng điện có một cực hay một
pha nối đất.

pha nối đất.
•
Mạng hai dây
Mạng này dùng để đo lường một pha cung cấp cho
Mạng này dùng để đo lường một pha cung cấp cho
MBA hàn hay MBA cho đèn cầm tay.
MBA hàn hay MBA cho đèn cầm tay.
mạng điện có một cực hay một
mạng điện có một cực hay một
pha nối đất.
pha nối đất.
•
Mạng hai dây
Khi bình thường nếu chạm vào dây có nối đất thì
Khi bình thường nếu chạm vào dây có nối đất thì
không nguy hiểm vì điện áp đặt vào người không
không nguy hiểm vì điện áp đặt vào người không
lớn:
lớn:
Ung = Uab = IRab
Ung = Uab = IRab
với I:dòng làm việc
với I:dòng làm việc
Rab:điện trở của đoạn dây ab
Rab:điện trở của đoạn dây ab
mạng điện có một cực hay một
mạng điện có một cực hay một
pha nối đất.
pha nối đất.
•

Mạng hai dây
Dù chạm vào điểm b cách xa điểm nối đất bao nhiêu,
Dù chạm vào điểm b cách xa điểm nối đất bao nhiêu,
điện áp không bao giờ >5% điện áp toàn mạng. Điều
điện áp không bao giờ >5% điện áp toàn mạng. Điều
này chỉ đúng khi làm việc bình thường. Khi ngắn
này chỉ đúng khi làm việc bình thường. Khi ngắn
mạch thì lại rất nguy hiểm vì khi này điện áp tại c gần
mạch thì lại rất nguy hiểm vì khi này điện áp tại c gần
bằng U/2 và điện áp phân bố theo điện trở dây dẫn
bằng U/2 và điện áp phân bố theo điện trở dây dẫn
nên càng gần a càng giảm, càng xa a càng tăng
nên càng gần a càng giảm, càng xa a càng tăng
(a:điểm nối đất).
(a:điểm nối đất).
Khi bình thường, nếu chạm vào mạng hai dây không
Khi bình thường, nếu chạm vào mạng hai dây không
nối đất cũng giống như chạm vào một dây của mạng
nối đất cũng giống như chạm vào một dây của mạng
một dây khi xét điều kiện an toàn.
một dây khi xét điều kiện an toàn.
mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.
có điện dung lớn.
•
Các mạng trên xét không kể đến điện dung của
mạch.
•
Các điều kiện đã xét chỉ đúng với mạng điện

đường dây trên không, điện áp dưới 1000V. Với
mạng có điện áp cao hơn 1000V thì phải tính đến
điện dung của mạng đường dây trên không và với
cả mạng có điện áp nhỏ hơn 1000V là mạng điện
đường dây cáp vì điện dung của lõi cáp đối với đất
rất lớn.
mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.
có điện dung lớn.
1. Nguy hiểm của điện tích tàn dư.
1. Nguy hiểm của điện tích tàn dư.
•
Nếu người cách điện đối với đất mà chạm vào hai
cực thì sẽ có dòng điện đi qua người:
Trong đó:
Trong đó:
U0: điện áp tàn dư của đường dây ứng với thời điểm
U0: điện áp tàn dư của đường dây ứng với thời điểm
khi chạm vào mạch.
khi chạm vào mạch.
Rng: điện trở người.
Rng: điện trở người.
C12 : điện dung giữa các dây dẫn của đường dây bị
C12 : điện dung giữa các dây dẫn của đường dây bị
cắt.
cắt.
mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.

có điện dung lớn.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
•
Nếu điện dung C12 càng lớn thì trị số điện tích tàn
dư càng cao và làm dòng điện duy trì càng lâu và
trị số trung bình của dòng điện tác dụng vào người
càng lớn.
•
Đánh giá sự nguy hiểm của điện tích không những
chỉ được đo trị số dòng điện phóng điện và thời
gian phóng điện mà còn ở nhiệt lượng
Q= 0,12CU2
Q= 0,12CU2
•
Nhiệt này đốt nóng thân thể khi chạm vào mạch
điện.
mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.
có điện dung lớn.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
•
Nếu bỏ qua dòng rò và chỉ kể đến các điện dung
C11, C12, C22 ta có hiện tượng sau: Khi người
chạm vào mạch thì C11 và C22 mắc nối tiếp nhau,
ta có: U1/U2 = C22/C11. Vì điện dung của các dây
dẫn nối với đất thường bằng nhau C11 = C22 nên
U1=U2= U/2. Khi người chạm vào một dây nào đó

thì C11 phóng điện qua người còn C22 nạp điện.
mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.
có điện dung lớn.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.
có điện dung lớn.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
2. Điện dung trong mạch một chiều.
•
Vậy qua người có dòng điện chạy qua. Dòng nạp
và phóng của C11 và C22 đều đi qua điện trở
người Rng dưới tác dụng của điện áp U/2 và dòng
qua người sẽ là:
•
Dòng này qua người tồn tại trong một thời gian
ngắn.
•
Với mạng dây cáp dài có U<1000V phải tính đến cả
C và điện dẫn của cách điện.
mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.
có điện dung lớn.
3. Điện dung trong mạch xoay chiều.
3. Điện dung trong mạch xoay chiều.

mạng điện cách điện đối với đất
mạng điện cách điện đối với đất
có điện dung lớn.
có điện dung lớn.
3. Điện dung trong mạch xoay chiều.
3. Điện dung trong mạch xoay chiều.
•
Khác với ở mạch một chiều khi người chạm vào
một cực của mạng (~0)
•
Nếu điện dẫn của dây đối với đất bé (Rcđ = ∞) thì
ta chỉ xét điện dung của dây dẫn đối với đất.
•
Khi này dòng điện điện dung đi qua người liên tục.
Dạng dòng điện phụ thuộc vào dạng sức điện
động, trị số dòng điện phụ thuộc điện dung dây dẫn
đối với đất.
•
Nếu dây dẫn lớn thì không thể bỏ qua điện trở của
nó
bài tập ứng dụng
bài tập ứng dụng