Kỹ thuật an toàn điện potx

KĨ THU T AN TOÀN ĐI NẬ Ệ
Khái ni m chung ệ
Khoa h c hi n nay phân tích t ng đ i đ y đ v s tác h i c a dòng đi n v iọ ệ ươ ố ầ ủ ề ự ạ ủ ệ ớ
con ng i. D a vào s li u l y t th c t x y ra hay thí nghi m trên các đ ng v t.ườ ự ố ệ ấ ừ ự ế ả ệ ộ ậ
Trong s các tai n n do đi n gi t tr m tr ng nh t là ch t ng i.ố ạ ệ ậ ầ ọ ấ ế ườ
100% tai n n thì ạ 76,4% tai n n U<1000Vạ ở
23,6% tai n n U>1000V.ạ ở
Phân tích theo ngh nghi p có: - N n nhân có ngh đi n: 42,2%.ề ệ ạ ề ệ
- N n nhân không có ngh đi n: 57,8% .ạ ề ệ
Nguyên nhân
- Do ch m tr c ti p vào các b ph n có dòng đi n ch y qua: 55,9% trong đó:ạ ự ế ộ ậ ệ ạ
+ Không ph i do công vi c yêu c u 30,6%.ả ệ ầ
+ Do công vi c yêu c u 1,7%.ệ ầ
+ Đóng nh m đi n lúc s a ch a, thao tác 23,6%.ầ ệ ử ữ
- Ch m ph i b ph n b ng kim lo i c a thi t b có đi n áp 22,8% trong đó:ạ ả ộ ậ ằ ạ ủ ế ị ệ
+ Lúc không có n i đ t 22,2%.ố ấ
+ Lúc có n i đ t 0,6%.ố ấ
- Ch m ph i v t không b ng kim lo i có đi n áp: n n nhà, t ng nhà 20,1%.ạ ả ậ ằ ạ ệ ề ườ
- Do h quang lúc thao tác 1,12%.ồ
- B ch n th ng do t tr ng, đi n tr ng cao áp, siêu cao áp, c c cao áp 0,08%.ị ấ ươ ừ ườ ệ ườ ự
Nguyên nhân chính gây tai n n là do ch quan, sai quy trình quy ph m, qu n líạ ủ ạ ả
ch a t t, h c t p đào t o ch a chu đáo.ư ố ọ ậ ạ ư

1
CH NG IƯƠ
TÁC D NG C A DÒNG ĐI N Đ I V I C TH CON NG IỤ Ủ Ệ Ố Ớ Ơ Ể ƯỜ
Th c t ng i có b đi n gi t hay không là do có dòng đi n đi qua ng i gâyự ế ườ ị ệ ậ ệ ườ
sinh lí ph c t p, nó có th hu ho i th n kinh, hu ho i c quan tu n hoàn máu và hôứ ạ ể ỷ ạ ầ ỷ ạ ơ ầ
h p. Dòng càng cao, th i gian càng l n càng nguy hi m. Tuy nhiên n u dòng đi n điấ ờ ớ ể ế ệ
qua ng i đúng v trí và c ng đ có th ch a b nh.Dòng đi n tác h i càng m nhườ ị ườ ộ ể ữ ệ ệ ạ ạ
v i ng i nghi n r u.ớ ườ ệ ượ

S t n th ng do dòng đi n gây nên có th chia thành 4 lo i:ự ổ ươ ệ ể ạ
- Ch m ph i v t có mang đi n áp.ạ ả ậ ệ
- Ch m ph i b ph n kim lo i, v thi t b mang đi n áp do h th ng cách đi n h ng.ạ ả ộ ậ ạ ỏ ế ị ệ ệ ố ệ ỏ
- Tác h i c a đi n áp b c.ạ ủ ệ ướ
- B ch n th ng do đi n t tr ng m nh, đi n áp cao.ị ấ ươ ệ ừ ườ ạ ệ
Tác h i dòng đi n l n khi tr s dòng đi n tăng, th ng Iạ ệ ớ ị ố ệ ườ
ng
> 100mA gây tử
vong, có tr ng h p 5 → 10mA gây t vong tuỳ tr ng thái c th ng i. ườ ợ ử ạ ơ ể ườ
I
ngAT(~)
< 10mA
I
ngAT(-)
< 80mA
Nguyên nhân ch y u làm ng i ch t ng i là kích thích th n kinh, tim, ph i.ủ ế ườ ế ườ ầ ổ
1.1 Đi n tr c a c th ng iệ ở ủ ơ ể ườ
Đi n tr c a c th ng i r t ph c t p, thay đ i trong ph vi r ng, t vài ch cệ ở ủ ơ ể ườ ấ ứ ạ ổ ạ ộ ừ ụ
kΩ đ n 600 Ω. Ng i bình th ng có đi n tr 1000Ω, đi n tr c th do l p s ngế ườ ườ ệ ở ệ ở ơ ể ớ ừ
c a da quy t đ nh. ủ ế ị
2
R
da
C
da
R
c thơ ể
C
cothể
R

ng

R
da
C
da
U
ng


Đi n tr ng i không n đ nh mà tuỳ thu c vào:ệ ở ườ ổ ị ộ
- Đi n áp (đi n áp tăng thì Rệ ệ
ng
gi m).ả
- Áp l c lên ng i.ự ườ
1.2 nh h ng c a tr s dòng đi n gi tẢ ưở ủ ị ố ệ ậ
Nguyên nhân gây nên t n th ng là do dòng đi n đi qua ng i. V nguyên t cổ ươ ệ ườ ề ắ
dòng càng l n càng nguy hi m, th i gian t n t i dòng qua ng i càng lâu càng nguyớ ể ờ ồ ạ ườ
hi m nh ng n u ngu n vào đúng các huy t và có giá tr nh có tác d ng ch a b nh.ể ư ế ồ ệ ị ỏ ụ ữ ệ
Tr s dòng đi n (mA)ị ố ệ Tác d ng c a dòng ~ụ ủ
f=50÷60Hz
Tác d ng c a dòng 1 chi uụ ủ ề
0,6÷1,5 B t đàu th y tê ngón tayắ ấ Không c m giác gì.ả
2÷3 Ngón tay tê m nhạ Không c m giác gì.ả
5÷7 B p th t co, rungắ ị Dau nh kim đam nóngư
8÷10 Tay khó r i kh i v t có đi n,ờ ỏ ậ ệ
đau và nh c kh p tayứ ớ
Nóng tăng lên.
20÷25 Tay không r i đ c, khó thờ ượ ở Nóng tăng m nh, b p t t coạ ắ ị
qu p nh ng ch a m nhắ ư ư ạ

50÷80 Tê li t hô h p, tim đ p m nhệ ấ ậ ạ Nóng m nh, b p th t co rút,ạ ắ ị
khó th .ở
90÷100 Tê li t hô h p, tim ng ng đ pệ ấ ừ ậ Tê li t hô h pệ ấ
=> Dòng xoay chi u có tác h i m nh h n dòng m t chi u. Vì v y dòng an toàn:ề ạ ạ ơ ộ ề ậ
I
ng an toàn
≤ 10mA (xoay chi u). Iề
ng an toàn
≤80mA (m t chi u).ộ ề
Đôi khi ch v i dòng đi n r t nh v n có th gây nên ch t ng i tuỳ thu c vàoỉ ớ ệ ấ ỏ ẫ ể ế ườ ộ
tr ng thái c th con ng i con ng i ho c tr ng thái b tai n n.ạ ơ ể ườ ườ ặ ạ ị ạ
1.3 nh h ng c a th i gian dòng đi n gi tẢ ưở ủ ờ ệ ậ
- Th i gian càng dài thì tác h i càng l n.ờ ạ ớ
- Do tuỳ thu c nh p tim: trong quá trình đ p c a tim có 0,1 giây tim ng ng làmộ ị ậ ủ ừ
vi c, th i gian này r t nh y c m v i tác d ng c a dòng đi n, d làm tim ng ng đ p.ệ ờ ấ ạ ả ớ ụ ủ ệ ễ ừ ậ
Đ i v i ng i cao huy t áp ho c nghi n r u thì càng nguy hi m.ố ớ ườ ế ặ ệ ượ ể
3
- Đ i v i đi n áp cao khi phóng đi n qua ng i thì th ng có dòng l n nh ngố ớ ệ ệ ườ ườ ớ ư
khi phóng đi n thì ng i luôn tr ng thái th th ho c ngã ra làm đ t đo n dòng,ệ ườ ở ạ ế ủ ặ ứ ạ
dòng t n t i trong th i gian ng n nên không vào tim nên không b nguy hi m. N uồ ạ ờ ắ ị ể ế
th i gian l n thì đ t cháy c th ng i.ờ ớ ố ơ ể ườ
- Khi tr c ti p ti p xúc ngu n ph i có bi n pháp phòng ng a đ gi m dòng quaự ế ế ồ ả ệ ừ ể ả
ng i.ườ
1.4 Đ ng đi c a dòng điên gi tườ ủ ậ
Dòng qua tim ph i quy t đ nh tác h i c a nó v i c th con ng iổ ế ị ạ ủ ớ ơ ể ườ
- Dòng đi n qua tay – tay thì có 3,3%Iệ
ng
qua tim.
- Tay ph i – chân có 6,7%Iả
ng

qua tim.
- Chân – chân có 0,4I
ng
qua tim.
Đ ng đi c a dòng đi n có ý nghĩa c c kì quan tr ng, vì v y dòng đi n qua timườ ủ ệ ự ọ ậ ệ
ho c c quan hô h p ph thu c cách ti p xúc c a ng i v i m ch đi n. Khi dòngặ ơ ấ ụ ộ ế ủ ườ ớ ạ ệ
đi n qua ng i thì phân b đèu trên c quan l ng ng c. Phân l ng dòng qua timệ ườ ố ơ ồ ự ượ
trong tr ng h p “tay – chân” có tr s l n nh t nên c n có bi n pháp phòng ng a.ườ ợ ị ố ớ ấ ầ ệ ừ
1.5 nh h ng c a t n s dòng đi n gi tẢ ưở ủ ầ ố ệ ậ
Z = R
ng
+ jX ; X = 1/ωC = 1/2πfC
Trong th c t thì t n s càng cao thì càng b t nguy hi m.ự ế ầ ố ớ ể
STT T n s (Hz)ầ ố U
thí nghi mệ
(V) S chó thíố
nghi mệ
Xác su t chó bấ ị
ch tế
1 50 117÷120 15 100%
2 100 117÷120 21 45%
3 125 100÷121 10 20%
4 150 120÷125 10 0%
Gi i thích nh h ng c a t n s c a dòng đi n gi t có th d a vào t bàoả ả ưở ủ ầ ố ủ ệ ậ ể ự ế
máu. Khi t n s th p thì m c đ co và giãn c a t bào máu l n d b phá ho i, n uầ ố ấ ứ ộ ủ ế ớ ễ ị ạ ế
t n s tăng lên thì m c đ kích thích c a t bào máu ít h n. N u t n s quá cao (ti vi,ầ ố ứ ộ ủ ế ơ ế ầ ố
4
đài) và tác d ng lâu dài thì nguy hi m. N u t n s cao, công su t l n càng nguy hi mụ ể ế ầ ố ấ ớ ể
(lò vi sóng).
1.6 Đi n áp cho phépệ

- Càng bé càng t t. M t s n c quy đ nh đi n áp cho phép khác nhau.ố ộ ố ướ ị ệ
VD: Hà Lan, Th y Đi n, Pháp : U = 24 V.ụ ể
Ba Lan, Th y S , Ti p Kh c : U = 50 V.ụ ỹ ệ ắ
Liên Xô, Vi t Nam : U = 65, 36, 12 V.ệ

CH NG IIƯƠ
C P C U NG I B ĐI N GI TẤ Ứ ƯỜ Ị Ệ Ậ
B t kì ng i nào làm vi c trong ngành đi n đ u ph i bi t c p c u. Tr c khiấ ườ ệ ệ ề ả ế ấ ứ ướ
c p c u ph i tách n n nhân ra kh i dòng đi n càng nhanh càng t t và ngay sau đóấ ứ ả ạ ỏ ệ ố
ph i làm m i cách đ n n nhân có tim ph i ho t đ ng tr l i.ả ọ ể ạ ổ ạ ộ ở ạ
+ Sau 1 phút n n nhân đ c c p c u thì 90% đ c c u s ng.ạ ượ ấ ứ ượ ứ ố
+ Sau 6 phút n n nhân đ c c p c u thì 10% d c c u s ng.ạ ượ ấ ứ ượ ứ ố
+ Sau > 10 phút n n nhân đ c c p c u thì 0% đ c c u s ng.ạ ượ ấ ứ ượ ứ ố
N u n n nhân b ng t, choáng thì cho ng i mùi NHế ạ ị ấ ử
3
và cho thoáng.
N u n n nhân b t t th thì hà h i th i ng t, kéo l i ra. Khi tim đã đ p và thế ạ ị ắ ở ơ ổ ạ ưỡ ậ ở
đ c không đ c đ a đi c p c u ngay mà ph i đ n m im t i ch , m ngay, choượ ượ ư ấ ứ ả ể ằ ạ ỗ ủ ấ
u ng n c nóng…ố ướ

CH NG IIIƯƠ
5
NH NG KHÁI NI M C B N V AN TOÀN ĐI NỮ Ệ Ơ Ả Ề Ệ
3.1 Hi n t ng dòng đi n đi vào đ tệ ượ ệ ấ
Khái ni m c b n v an toàn đi n xu t phát t phân tích các hi n t ng doệ ơ ả ề ệ ấ ừ ệ ượ
dòng đi n ch m đ t gây nên. Khi cách đi n c a thi t b đi n b h ng s có dòng đi nệ ạ ấ ệ ủ ế ị ệ ị ỏ ẽ ệ
ch m đ t, dòng đi n này tr c ti p đi vào đ t hay qua b ph n n i đ t c a máy.ạ ấ ệ ự ế ấ ộ ậ ố ấ ủ
Khi dòng đi n ch m đ t s làmệ ạ ấ ẽ
thay đ i tr ng thái m ng đi nổ ạ ạ ệ
t o nên m t vùng rò đi n ph thu cạ ộ ệ ụ ộ

vào đi n tr đ t (Rệ ở ấ
dât
). Chúng ta có
th xem tr ng dòng đi n đi vào đ tể ườ ệ ấ
nh tr ng tĩnh đi n nh là t p h pư ườ ệ ư ậ ợ
đ ng s c, đ ng đ ng th .ườ ứ ườ ẳ ế
G i: J : là m t đ dòng đi n trong đ t.ọ ậ ộ ệ ấ
γ : là đi n d n su t c a đ t.ệ ẫ ấ ủ ấ
ρ : đi n tr su t c a đ t.ệ ở ấ ủ ấ
E : c ng đ đi n tr ng đi trong đ t.ườ ộ ệ ườ ấ
=> J = γE = E/ρ =>E = Jρ (1)
Bi t Iế
đ tấ
=> J = I
đ tấ
/(2πx
2
) (2)
I
đ tấ
ρ I
đ.
ρ
du = E.dx = Jρ.dx = dx ; φ
A
= U
A
=
2πx
2

2πx
A
U
A
= k/x
A
Phân b đi n áp trong vùng rò đi n đ i v i đ t có d ng là đ ng hypebolố ệ ệ ố ớ ấ ạ ườ
(đ ng hi u th ), th ng khi g n đi n c c ( kho ng 1m) thì đi n áp r i trong đo nườ ệ ế ườ ầ ệ ự ả ệ ơ ạ
này chi m 68%, còn ngoài 20m tr ra có th coi đi n áp này b ng 0. Vì v y càngế ở ể ẹ ằ ậ
đ ng xa ch v t rò đi n càng an toàn.ứ ỗ ậ ệ
6
Thi t bế ị
Tính toán :
Có : U
đ
, I
đ
=> R
đ
= U
đ
/I
đ
( đi n tr t n )ệ ở ả
Z = R
đt
- jX
đt
(đt - giá tr đ ng tr )ị ẳ ị
I

đ
I
đ
I
hđ
VD: C
B
A
U
cđ
I
đ
r
0
U
0
U
A
U
cđ
= I
đ
.R
đ(A)
( cđ - cách đi n )ệ
U
o
= I
đ
.r

o
R
A
= U
A
/I
A
r
o
= U
o
/I
đ
Xoay chi u : Z = U/Iề
đ

=> Đi n tr t n là t s gi a đi n áp trên v t n i đ t v i dòng đi n đi qua v t n i đ tệ ở ả ỉ ố ữ ệ ậ ố ấ ớ ệ ậ ố ấ
vào trong đ t.ấ
7
3.2 Đi n áp ti p xúcệ ế
U
đ
= αT
đ
.r
0
= U
đ
– U
α

= U
tx
r
0
Trong quá trình ti p xúc v i TBĐ, n u có m ch đi n khép kín qua ng i thìế ớ ế ạ ệ ườ
đi n áp giáng trên ng i l n hay nh tuỳ thu c đi n tr m c n i ti p v i thân ng iệ ườ ớ ỏ ộ ệ ở ắ ố ế ớ ườ
(dép, gi y, ng,…), ph n đi n áp đ t vào ng i là đi n áp ti p xúc.ầ ủ ầ ệ ặ ườ ệ ế
Đi n áp ti p xúc ph thu c vào kho ng cách t v thi t b đ c n i đ t đ nệ ế ụ ộ ả ừ ỏ ế ị ượ ố ấ ế
v t n i đ t ( rậ ố ấ
o
) và m c đ cân b ng th α (α ≤ 1). Trong th c t v n hành thi t bứ ộ ằ ế ự ế ậ ế ị
đi n, đi n áp ti p xúc không đ c tiêu chu n hoá.ệ ệ ế ượ ẩ
3.3 Đi n áp b c ệ ướ
Đi n áp đ t lên 2 chân ng i g i là đi n áp b c (th gi a 2 chân khác nhau ).ệ ặ ườ ọ ệ ướ ế ữ
ρI
đ
U
b
= U
x
– U
x+a
=
2π
x
∫
x+a
dx ρI
đ
1 1

= ( - )
x
2
2π x x + a

VD : - kho ng cách > 20m → UỞ ả
b
= 0
- Khi g n ch ch m đ t → Uở ầ ỗ ạ ấ
b
tăng
V i Uớ
b
= 100V đ n 250V thì có th làm b p chân co l i gây ngã d n đ n Uế ể ắ ạ ẫ ế
b
tăng ( do chi u dài c th ng i )→ dòng đi n qua ng i tăng → nguy hi m tínhề ơ ể ườ ệ ườ ể
m ng.ạ
Đi n áp b c cũng không đ c tiêu chu n hoá nh ng có quy đ nh kho ng cáchệ ướ ượ ẩ ư ị ả
an toàn : - thi t b trong nhà cách xa 4m đ n 5mế ị ế
- thi t b ngoài tr i cách xa 8m đ n 10mế ị ờ ế
8
1
2
Đ tránh đi n áp b c m t s n c có quy đ nh ph i đeo gi y, ng khi làmể ệ ướ ộ ố ướ ị ả ầ ủ
vi c ngoài tr i. ệ ờ

CH NG IVƯƠ
PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG CÁC M NG ĐI N Đ N GI NẠ Ệ Ơ Ả
M ng đi n đ n gi n là m ng đi n m t pha xoay chi u hay m t chi u. Tr ngạ ệ ơ ả ạ ệ ộ ề ộ ề ườ
h p nguy hi m nh t là ng i ch m ph i hai c c c a ngu n đi n.ợ ể ấ ườ ạ ả ự ủ ồ ệ

I
ng
=
Rng
U
Trong nhi u tr ng h p không ph i c tình ch m ph i hai c c mà do vô tình,ề ườ ợ ả ố ạ ả ự
m t tay ch m ph i m t c c còn c c kia ch m vào c i tay, l ng, … m c dù đã có b oộ ạ ả ộ ự ự ạ ủ ư ặ ả
h lao đ ng nh ng v n g p nguy hi m.ộ ộ ư ẫ ặ ể
4.1 Phân tích an toàn trong m ng đi n cách đi n đ i v i đ tạ ệ ệ ố ớ ấ
(2)
(1)
r
1
r
2

R
ng
Khi ng i ch m ph i pha (1)ườ ạ ả
r
2
r
2
U U
r’
1
U
ng
r
1

U
ng
R
ng

9
Các b c tính toán:ướ
R
ng
.r
1
1. Tính r’
1
: r’
1
= (1)
R
ng
+ r
1
U
2. Tính I
0
: I
0
= (2)
r’
1
+ r
2

3. Tính U
ng
: U
ng
= I
0
.r’
1
(3)
U
ng
4. Tính I
ng
: I
ng
= (4)
R
ng

U.r’
1
I
ng
= (4’)
R
ng
.(r’
1
+ r

2
)
U.r’
1
I
ng
= (5)
R
ng
(r
1
+ r
2
) + r
1
r
2
U
T (5) , n u rừ ế
1
= r
2
= r
cđ
=> I
ng
= (6)
10
2R
ng

+ rc
đ
D a vào (6), ta th y đ gi m Iự ấ ể ả
ng
đ n tr s an toàn ta c n: ế ị ố ầ
- Tăng c ng rườ
cđ
c a m ng đi n lên. ủ ạ ệ
220 V : r
cđ
≥ 20 Ω
440 V : r
cđ
≥ 42 Ω
=> c n đ u t v n ban đ u l n.ầ ầ ư ố ầ ớ
- M c n i ti p Rắ ố ế
ng
là R
n nề
, đi ng, găng, th m cao su,…ủ ả
U
=> I
ng
= (7)
2(R
ng
+ r
n
) + r
cđ

Trong tr ng h p chung (rườ ợ
1
≠ r
2
), t (5) ta có :ừ
U.r
1
I
ng
= (8)
(R
ng
+ r
n
)(r
1
+r
2
) + r
1
r
2
4.2 Phân tích an toàn trong m ng đi n m t c c ( hay 1 pha) n i đ tạ ệ ộ ự ố ấ
a) M ng đi n m t dâyạ ệ ộ
(1)

U r
1
R
ng

r
n
r
0

VD : Tàu đi n ng m, … ệ ầ
11
R
ng
U
r
n
r
1

r
0

U.r
1
I
ng
= (9)
(R
ng
+ r
n
)( r
1
+ r

0
) + r
1
.r
0
R
0
≈ 0 => I
ng
= U/(R
ng
+ r
n
) (10)
Qua (10) ta th y đi n tr cách đi n c a m ng đi n không có tác d ng làm gi mấ ệ ở ệ ủ ạ ệ ụ ả
I
ng
. N u đ ng trên đ ng ray ho c vùng đ t m (rế ứ ườ ặ ấ ẩ
n
= 0) => I
ng
l n nh t => r tớ ấ ấ
nguy hi m , Iể
ng
= U/R
ng

b) M ng đi n 2 dâyạ ệ
(2)
U R

t iả
(1)
U/2
r
0
Khi t i làm vi c bình th ng => toàn b đi n áp s đ t lên t i => an toàn.ả ệ ườ ộ ệ ẽ ạ ả
12
Nh ng khi t i b ng n m ch thì đi n áp b ng U/2 => ch m vào s nguy hi m đ nư ả ị ắ ạ ệ ằ ạ ẽ ể ế
tính m ng tuỳ thu c vào v trí ng i đ ng => c n ki m tra thi t b có Rạ ộ ị ườ ứ ầ ể ế ị
t iả
m t cáchộ
liên t c.ụ
4.3 Phân tích an toàn trong m ng đi n cách đi n đ i v i đ t có đi n dung l nạ ệ ệ ố ớ ấ ệ ớ
M ng đi n đi n áp bé có đi n dung l n th ng xu t hi n trong m ng dùng cápạ ệ ệ ệ ớ ườ ấ ệ ạ
đi n.ệ
a) S nguy hi m c a đi n tích dự ể ủ ệ ư
Khi m ng đi n c t kh i ngu n thì đi n áp v n còn d , n u đúng th i đi m quáạ ệ ắ ỏ ồ ệ ẫ ư ế ờ ể
trình quá đ thì đi n áp có th tăng g p 2 l n.ộ ệ ể ấ ầ
Khi ch m 2 c c:ạ ự U
0
i
ng
= e
-τ/Rng.C
12

R
ng
I
U

0
R
ng
2C
12



C
12
τ
1
τ τ
2
τ
N u C = Cế
12

=> ing = (U/R
ng
). e-τ/2R
ng
.C
12
=> đi n dung càng l n càng nguy hi m.ệ ớ ể
N u cùng tr s dòng đi n thì τế ị ố ệ
2
> τ
1.
=> Đi n dung l n h n nguy hi m l n h n.ệ ớ ơ ể ớ ơ

Đ tránh đ c đi n tích tàn d đôi khi ng i ta dùng bi n pháp ng n m ch 2ể ượ ệ ư ườ ệ ắ ạ
c c sau khi ng t ngu n đi n.ự ắ ồ ệ
13
+(2)
C
12
-(1)
R
ng
C
11
C
22


Chuy n đ i s đ :ể ổ ơ ồ
+(2)
C
22
2C
12
U/2
U
R
ng
C
11
2C
12
U/2

-(1)
C
11
+ C
22
R
ng
U -τ
I
ng
= . e Rng (C
11
+ 2C
22
) (11)
2R
ng
Khi ng i ch m vào 1 pha → có dòng đi n dung phóng đi n qua ng i, dòngườ ạ ệ ệ ườ
đi n này ph thu c vào:ệ ụ ộ
14
+ Đi n áp U.ệ
+ R
ng
+ Đi n dung c a m ng đi n.ệ ủ ạ ệ
+ Th i gian.ờ
Khi ch m ph i t đi n thì nhi t l ng đ c sinh ra làm đ t nóng c th conạ ả ụ ệ ệ ượ ượ ố ơ ể
ng i => Rườ
ng
gi m => Iả
ng

tăng => gây nguy hi m.ể
b) Đi n dung trong m ng đi n m t chi uệ ạ ệ ộ ề
+(2)
U C
12
-(1)
R
ng
C
11
r
1
r
2
C
22
+(2)
+ C
22
R
2
- C
12

C
11
R
ng
R
1

-
- (1)
Tr c khi ng i ch m ph i dây (1) thì Cướ ườ ạ ả
11
và C
22
m c n i ti p v i nhauắ ố ế ớ
( C
11
= C
22
) => Q
11
= Q
22

U
1
/U
2
= C
22
/C
11
=> U
1
= U
2
= U/2
Khi ng i ch m vào pha (1) thì đi n tích c a Cườ ạ ệ ủ

11
s phóng đi n qua ng i =>ẽ ệ ườ
đi n áp c a t 1 gi m t U/2 đ n 0. Còn đi n áp c a t 2 tăng t U/2 đ n Uệ ủ ụ ả ừ ế ệ ủ ụ ừ ế
15
(1)
U/2 C
11
C
22
R
ng
U -τ
i
ng
= . e
Rng (C11 + 2C22)
2R
ng
(12)
Đ i v i đi n áp th p thì đi n tr cách đi n n i đ t m i pha đ u có. Khi ng iố ớ ệ ấ ệ ở ệ ố ấ ỗ ề ườ
ch m pha (1) => Rạ
ng
// R
1

R
ng
.R
1
R’

1
=
R
ng
+ R
1
U’
1
= I
rò
.R’
1
U’
2
= U – U’
1
=> ΔU = U – U’
1
= U’
2
– U
2

U -τ
=> ing = . e
Rng (C11 + 2C22)
R
ng
U.R
1

I
ng
=
R
ng
.R
1
+ R
ng
.R
2
+ R
1
R
2
16
∑I
ng
∑I
ng
i
ng
R
ng
T
c) Đi n dung trong m ng đi n xoay chi uệ ạ ệ ề
U
R
ng
C

11
C
22
Mu n tính iố
ng
=> tính Z
(2)
X
2
rđt đ ng trẳ ị
X
đt

(1)
(2)
Z
2
= X
2
R
ng
Z
1
= X
1

(1)

Do ngu n là xoay chi u → dòng đi n dung đi qua ng i lý thuy t ph thu cồ ề ệ ườ ế ụ ộ
vào s c đi n đ ng c a ngu n đi n, ph thu c vào đi n dung c a các dây d n n i đ tứ ệ ộ ủ ồ ệ ụ ộ ệ ủ ẫ ố ấ

C
11
, C
22
17

CH NG 5ƯƠ
PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG CÁC M NG ĐI N BA PHAẠ Ệ
Khái ni m ệ
Theo quy trình m ng đi n, các thi t b đi n phân theo đi n áp : th p Uạ ệ ế ị ệ ệ ấ
lv
<
1000V
cao U
lv
> 1000V
- Đi n áp th p : 380/220V, 220/127V, … đ u có 3 dây l a và 1 dây trung tính. Dâyệ ấ ề ử
trung tính n i đ t qua đi n tr n i đ t. Dây trung tính luôn có dòng đi n và đi n áp điố ấ ệ ở ố ấ ệ ệ
qua.
- Đi n áp cao. C p đi n áp : ệ ấ ệ
+ Trung áp 6, 10, 12, 22, 35kV → th ng là trung tính cách đi n ho c n i đ tườ ệ ặ ố ấ
qua m t đi n tr tác d ng.ộ ệ ở ụ
+ Cao áp 110, 220, 330kV. M ng đi n này th ng có trung tính tr c ti p n iạ ệ ườ ự ế ố
đ t → khi có ng n m ch ( 1 pha n i đ t ) → dòng ng n m ch l n.ấ ắ ạ ố ấ ắ ạ ớ
+ Siêu cao áp 500, 750, …kV. Theo dòng ng n m ch : bé Iắ ạ
n
< 500A
l n Iớ
n
> 500A

Khi dòng ng n m ch l n thì t i ch b ng n m ch s có dòng đi n đi qua đ tắ ạ ớ ạ ỗ ị ắ ạ ẽ ệ ấ
→ t o 1 vùng rò đi n → nguy hi m (đi n áp b c ).ạ ệ ể ệ ướ
t i đi m trung tính → có dòng đi vào đ t có tr s l n, n u phân b không t tỞ ạ ể ấ ị ố ớ ế ố ố
→ gây đi n áp b c → nguy hi m tính m ng.ệ ướ ể ạ
=> C n th n v i m ng đi n ba pha có th x y ra th ng vong trong các tr ngẩ ậ ớ ạ ệ ể ả ươ ườ
h p :ợ + Ch m ph i 2 ho c 3 c cạ ả ặ ự
+ Ch m ph i 1 c c và đ tạ ả ự ấ
18
+ Ch m ph i v t bình th ng không mang đi n áp nh ng xu t hi n đi n ápạ ả ậ ườ ệ ư ấ ệ ệ
b t ng do cách đi n b h ng.ấ ờ ệ ị ỏ
+ Tác d ng c a đi n áp b c.ụ ủ ệ ướ
5.1 Phân tích an toàn trong m ng đi n có trung tính cách đi nạ ệ ệ
1. Tr ng h p chung :ườ ợ g
1


≠ g
2
≠

g
3
≠ g
1
; C
1
≠ C
2
≠ C
3

≠ C
1
g
1
g
2
g
3
C
1
C
2
C
3

R
ng
Theo đ nh lý Kirhoff I : tr c khi ng i ch m ph i pha 1 ta cóị ướ ườ ạ ả
g
1
.u
1
+ g
2
.u
2
+ g
3
.u
3

+ C
1
.du
1
/dt + C
2
.du
2
/dt + C
3
.du
3
/dt = 0 (1)
( u
1
, u
2
, u
3
: tr s t c th i c a đi n áp pha )ị ố ứ ờ ủ ệ
u
1
– u
2
= u
1
– u
2
= u
21

u
2
– u
3
= u
f2
–u
f3
= u
32
u
3
– u
1
= u
f3
– u
f1
= u
13
( u
21
, u
32
, u
13
: tr s t c th i c a đi n áp dây )ị ố ứ ờ ủ ệ
=> u
2
= u

1
– u
12

u
3
= u
1
– u
13
thay vào (1)
=> (g
1
+ g
2
+ g
3
).u
1
+ (C
1
+ C
2
+ C
3
).du
1
/dt – g
2
.u

21
– C
2
.du
21
/dt + g
3
.u
13
+ C
3
du
13
/dt = 0
đ t ặ g
1
+

g
2
+

g
3
= g

C
1
+

C
2
+

C
3
= C (3)
U → u.e
jωt
; du/dt → jωu.e
jωt
19
Ũ
1
(g + jωC) = Ũ
21
(g
2
+ jωC
2
) –Ũ
13
(g
3
+ jωC
3
) (4)
Ũ
21
= Ũ

1
–Ũ
2
= Ũ
1
(1- a
2
)
Ũ
13
= Ũ
3
– Ũ
1
= Ũ
1
(a-1)
v i ớ Ũ là giá tr ph c c a đi n áp.ị ứ ủ ệ
a = e
j2π/3
= - 1/2 + j
3
/2
đ tặ A = [3(g
3
+ g
2
) +
3
ω(C

3
– C
2
)]
2
+ [
3
(g
2
– g
3
) + 3ω(C
2
+ C
3
)]
2
B = (g
1
+ g
2
+ g
3
)
2
+ ω2(C
1
+ C
2
+ C

3
)
2
=> U
1
= U/2 .
B
A

=> I
ng
= U
1
.g
ng
(5)
Công th c (5) là chìa khóa m ra m i tr ng h p c a m ng đi n.ứ ở ọ ườ ợ ủ ạ ệ
M ng đi n áp th p thì thu n tr trung tính cách đi n : Cạ ệ ấ ầ ở ệ
1
= C
2
= C
3
= 0
r
1
= r
2
= r
3

= r
cđ
(1)
(2)
(3)
r
1
r
2
r
3

R
ng
I
ng
= 3U/(3R
ng
+ r) (6)
Qua (6) ta th y đ gi m dòng đi n :ấ ể ả ệ
+ tăng c ng cách đi n cho m ngườ ệ ạ
+ m c n i ti p v i nhi u Rắ ố ế ớ ề
n nề
( ng, b thao tác, th m cách đi n)ủ ệ ả ệ
Trong tr ng h p ba pha cách đi n khác nhau : R1 ≠ R2 ≠ R3ườ ợ ệ
20
√3 .U.r
1
.√r
2

2
+ r
1
r
2
+ r
3
2
I
ng
= (7)
R
ng
.(r
1
r
2
+ r
2
r
3
+ r
1
r
3
) + r
1
r
2
r

3
2. M ng đi n trung tính cách đi n đi n áp > 1000Vạ ệ ệ ệ
r
1
= r
2
= r
3
= ∞ => g = 0
C
1
= C
2
= C
3
= C

C
1
C
2
C
3

R
ng
3U
I
ng
=

√ 9R
ng
2
+ 1/(ωC)
2
V i m ng đi n đi n áp càng cao, đ ng dây dài, tr s C càng cao → Iớ ạ ệ ệ ườ ị ố
ng
càng
l n → càng nguy hi m.ớ ể
3. M ng đi n trung tính cách đi n, đi n áp < 1000V, v i C l n ạ ệ ệ ệ ớ ớ
21
1
2
3 r
đt
R
ng
g
1
g
2
g
3
C
1
C
2
C
3
C

đt
r
1
= r
2
= r
3
= r ; C
1
= C
2
= C
3
= C ; Z = rđt + jXđt =
jXr
jrX
−
−
3 Ũ 3Ũ(r – jX)
Ĩ
ng
= =
3R
ng
+ (-jX)/(r – jX) 3R
ng
.r – j(3R
ng
+ rX)
đi n áp t ng đ i cao th ng trung tính cách đi n. Khi ch m đ t m t phaỞ ệ ươ ố ườ ệ ạ ấ ộ

thì dòng đi n này là dòng đi n dung có tr s t ng đ i l n có th làm h ng cách đi nệ ệ ị ố ươ ố ớ ể ỏ ệ
các cu n dây, th i gian t n t i Iộ ờ ồ ạ
ng
l n, h th ng b o v không tác đ ng, ch báo ch mớ ệ ố ả ệ ộ ỉ ạ
đ t. Đ h n ch Iấ ể ạ ế
ng
th ng m c vào trung tính m t cu n c m, cu n c m đ c n iườ ắ ộ ộ ả ộ ả ượ ố
đ t ( tr s cu n c m ph thu c vào t ng m ng ).ấ ị ố ộ ả ụ ộ ừ ạ
Chú ý : - Đ ng coi m ng đi n h quang là không nguy hi m và an toàn vì trongừ ạ ệ ồ ể
th c t có th tính toán I ≈ 0 nh ng trongn th c hành có đi n áp bù thi u ho c th aự ế ể ư ự ệ ế ặ ừ
s tác d ng lên ng i gây m t an toàn cho ng i. V m t kinh t có l i do dòng hẽ ụ ườ ấ ườ ề ặ ế ợ ồ
quang nh .ỏ
Khi ch m đ t m t pha, ng i ch m vào pha khác thì Uạ ấ ộ ườ ạ
ng
là đi n áp dây nên Iệ
ng
cũng tăng
3
l n. Đó chính là nh c đi m c a m ng đi n trung tính.ầ ượ ể ủ ạ ệ
Trong tr ng h p ng n m ch m t pha c a thi t b và ng n m ch trung tínhườ ợ ắ ạ ộ ủ ế ị ắ ạ
dòng này bé nên khó phát hi n và th i gian t n t i l n.ệ ờ ồ ạ ớ
5.2 M ng đi n có trung tính tr c ti p n i đ tạ ệ ự ế ố ấ
22
1. Ý nghĩa c a vi c n i đ t trung tính ủ ệ ố ấ
U
A
U
ng
U
B

U
C
U
hd
r
0
U
0
- Khi có trung tính tr c ti p n i đ t thì v m t cách đi n d th c thi, đem hi uự ế ố ấ ề ặ ệ ễ ự ệ
qu kinh t cao, kích th c thi t b gi m.ả ế ướ ế ị ả
- Khi đ ng dây có s c ng n m ch : Ing có tr s l n, h th ng b o v tácườ ự ố ắ ạ ị ố ớ ệ ố ả ệ
đ ng,s c t n t i trong th i gian ng n.Khi ch a có ch m đ t :ộ ự ố ồ ạ ờ ắ ư ạ ấ
Ü
A
= Ї
A
Z
A
= Ü
phA
; Ü
B
= Ї
B
Z
B
= Ü
phaB
; Ü
C

= Ї
C
Z
C
= Ü
phaC
.
- Khi ng i ch m pha B ( pha A ng n m ch ) : Üườ ạ ắ ạ
ph
< Ü
ng
< Ü
dây
.
N u h th ng n i đ t trung tính t t : rế ệ ố ố ấ ố
0
= 0 ; U
0
= 0 → U
ng
≈ U
pha
→ b t nguy hi mớ ể
h n tr ng h p trung tính cách đi n. N u rơ ườ ợ ệ ế
0
≠ 0 ; U
0
≠ 0 : U
phđ
= I

đ
.r
phđ
U
ng
= (U
0
2
+ U
fB
2
+ U
0
. U
fB
)
1/2
K t qu tính toán cho th y khi m ng đi n có trung tính tr c ti p n i đ t, khi 1 pha bế ả ấ ạ ệ ự ế ố ấ ị
ch m đ t thì đi n áp các pha còn l i s v t quá đi n áp pha và đi n áp đ t lênạ ấ ệ ạ ẽ ượ ệ ệ ặ
ng i ph thu c đ i l ng rườ ụ ộ ạ ượ
0
, r
fđ
.
I
ng
= U
f
/(R
ng

+ r
n nề
+ r
0
)
Cách đi n gi ac các pha không h n ch dòng đi n qua ng i. Đây là m t trong nh ngệ ư ạ ế ệ ườ ộ ữ
nh c đi m c a m ng trung tính tr c ti p n i đ t.ượ ể ủ ạ ự ế ố ấ
2. M ng đi n có Uạ ệ
lv
> 1000V
Khi ng n m ch dòng có tr s l n, r le b o v s tác đ ng trong th i gian ng nắ ạ ị ố ớ ơ ả ệ ẽ ộ ờ ắ
c t ngu n đi n kh i s c . T i n i ng n m ch gây đi n áp b c.ắ ồ ệ ỏ ự ố ạ ơ ắ ạ ệ ướ
23
V i m ng 6, 10kV trung tính c a máy phát th ng n i đ t qua đi n tr , có tácớ ạ ủ ườ ố ấ ệ ở
d ng gi m b t dòng ng n m ch đi qua cu n dât máy phát, tránh tr ng h p cháy dâyụ ả ớ ắ ạ ộ ườ ợ
qu n MBA. Còn v i MBA 6, 10kV thì trung tính cách đi n.ấ ớ ệ
3. M ng đi n có Ulv < 1000Vạ ệ
Th ng có s c ch m đ t gây nguy hi m cho ng i và thi t b . Dòng ch mườ ự ố ạ ấ ể ườ ế ị ạ
đ t nh : Iđ = 380/[(12 + 4)ấ ỏ
3
] = 13,7A
Dòng đi n này ch làm ch y c u chì 4-6A, đôi khi trong th c t g p c u chì 15-20Aệ ỉ ả ầ ự ế ặ ầ
nên dòng ch m đ t t n t i lâu. Khi ng i ch m ph i pha khác thì đi n áp đ t lênạ ấ ồ ạ ườ ạ ả ệ ặ
ng i g n b ng đi n áp dây gây nguy hi m tính m ng con ng i => ph i tránh ch mườ ầ ằ ệ ể ạ ườ ả ạ
đ t b ng cách tăng cách đi n c a dây, ki m tra cách đi n đ ng dây, thi t b đi n vàấ ằ ệ ủ ể ệ ườ ế ị ệ
dùng các h th ng b o v tác đ ng nhanh ho c báo đ ng ch m đ t.ệ ố ả ệ ộ ặ ộ ạ ấ
Tóm l i : ạ V i m ng đi n ba pha đi n áp trên d i 1000V đ u có th gây s c r tớ ạ ệ ệ ướ ề ể ự ố ấ
nguy hi m. Ph i có nh ng ph ng pháp phòng ng a đúng đ n, quy trình v n hành anể ả ữ ươ ừ ắ ậ
toàn.

CH NG 6ƯƠ
B O V N I Đ TẢ Ệ Ố Ấ
6.1 M c đích và ý nghĩa c a n i đ t ụ ủ ố ấ
Căn c vào th c t chúng ta có 3 lo i n i đ t :ứ ự ế ạ ố ấ
- N i đ t làm vi c. VD : MBA có trung tính n i đ t, n i đ t c a kháng đi n, t đi nố ấ ệ ố ấ ố ấ ủ ệ ụ ệ
…
- N i đ t an toàn : là n i đ t c a v thi t b ho c nh ng ph n d n bình th ng khôngố ấ ố ấ ủ ỏ ế ị ặ ữ ầ ẫ ườ
có đi n áp nh ng xu t hi n đi n áp b t ng .ệ ư ấ ệ ệ ấ ờ
- N i đ t ch ng sét : khi b sét đánh thì t n dòng đi n sét xu ng đ t ( vài trăm kA ).ố ấ ố ị ả ệ ố ấ
Khi cách đi n t t Uệ ố
lv
≥ 110kV, có th dùng chung cho c ba lo i n i đ t.ể ả ạ ố ấ
24
Đ th c hi n n i đ t (t o đi n tr n i đ t)ể ự ệ ố ấ ạ ệ ở ố ấ
R
HT
: + n i đ t t nhiên Rố ấ ự
tn
+ n i đ t nhân t o Rố ấ ạ
nt
R
HT
= R
tn
// R
nt
N i đ t t nhiên là ta t n d ng công trình khác n i v i nhau t o thành m t hố ấ ự ậ ụ ố ớ ạ ộ ệ
th ng. VD : ng c p n c, v cáp, móng nhà … n i v i nhau thành m t h th ng.Cácố ố ấ ướ ỏ ố ớ ộ ệ ố
c t đi n, đ ng dây đ u có n i đ t, các c t t 110kV tr lên đ u treo dây ch ng sétộ ệ ườ ề ố ấ ộ ừ ở ề ố

n i v i h th ng n i đ t, nh ng đ ng dây trung áp (≤ 35kV) ch có n i đ t đ uố ớ ệ ố ố ấ ữ ườ ỉ ố ấ ở ầ
phía g n tr m nh ng không đ c n i v i h th ng n i đ t c a tr m vì cách đi nầ ạ ư ượ ố ớ ệ ố ố ấ ủ ạ ệ
trung áp kém không ch u đ c đi n áp c a sét.ị ượ ệ ủ
M c đích n i đ t đ đ m b o an toàn cho ng i lúc ch m vào các b ph n cóụ ố ấ ể ả ả ườ ạ ộ ậ
mang đi n áp. N i đ t là s ch đ ng n i các b ph n c a thi t b đi n bình th ngệ ố ấ ự ủ ộ ố ộ ậ ủ ế ị ệ ườ
không mang đi n áp v i h th ng n i đ t.ệ ớ ệ ố ố ấ
H th ng n i đ t g m : thanh kim lo i chôn xu ng đ t, c c đóng sâu, thanhệ ố ố ấ ồ ạ ố ấ ọ
c c ph i h p ho c n i đ t hình ô l i. Có th dùng n i đ t t p trung ho c n i đ tọ ố ợ ặ ố ấ ướ ể ố ấ ậ ặ ố ấ
phân tán xung quanh tr m.ạ
6.2 N i đ t t p trungố ấ ậ
25