Tóm tắt bài giảng môn học an toàn điện

Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN
TÓM TẮT MÔN HỌC AN TOÀN ĐIỆN

1. Tên môn học:

An toàn điện

2. Vò trí môn học:

Môn cơ sở

3. Điều kiện môn học:
4. Mục đích
-

Học sinh có cái nhìn tổn g quát về sự nguy hiểm khi thao tác với lưới điện từ đó có hàn h độn g
phù hợp để trách nguy hiểm cho bản thân đồng thời biết cách cứu người khác bò tai nạn điện .

-

Học sinh phân tích được các biện pháp bảo vệ như nối trung tính, nối đất

-

Ngoài ra môn học còn giúp học sinh biết được tác hại của trường điện từ, tónh điện, sét . . . và
các biện pháp đề phòn g.

5. Số đơn vò học trình:

2 ( 30 tiết)

6. Đán h giá

ĐTBMH = [Điểm trung bình kiểm tra + Điểm Thi] : 2

7. Giáo trình, tài liệu:
Tài liệu tham khảo chính :
-

GIÁO TRÌNH AN TOÀN ĐIỆN – vụ THCN – NXB giáo dục
Tài liệu tham khảo :

-

Bài giảng an toàn điện – TS Quyền Huy Ánh – trường ĐH SPKT


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

MỤC LỤC
Trang
Bài 1 : Tổng quan về tai nạn điện ..............................................................................................4
1.1

Tai nạn điện ........................................................................................................................4

1.2

Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người ...................................................................4

1.3

Các yếu tố ảnh hưởng đến tai nạn điện giật......................................................................5

Bài 2 : Sơ cứu người bò điện giật ................................................................................................7
2.1

Phương pháp tách người bò nạn ra khỏi mạng điện ...........................................................7

2.2

Phương pháp sơ cứu ngay người bò nạn..............................................................................8

2.3

Phương pháp hô hấp nhân tạo ............................................................................................9

Bài 3 : Hiện tượng dòng điện đi vào đất ...................................................................................11
3.1

Dòng điện tản trong đất ......................................................................................................12

3.2

Điện áp bước .......................................................................................................................13

3.3

Điện áp tiếp xúc..................................................................................................................13

Bài 4 : Phân tích an toàn trong mạng điện .................................................................................14
4.1

Mạng một pha đơn giản .....................................................................................................14

4.2

Mạng điện 3 pha 3 dây .......................................................................................................15

4.3

Điện tích tàn dư .................................................................................................................17

Bài 5 : Bảo vệ nối dất .................................................................................................................18
5.1

Ý nghóa của việc nối đất.....................................................................................................18

5.2

Phạm vi ứng dụng ...............................................................................................................19

5.3

Bộ phận nối đất ...................................................................................................................19

5.4

Điện trở nối đất ...................................................................................................................21

5.5

Điện trở xuất của đất ..........................................................................................................22

Bài 6 : Bảo vệ nối dây trung tính ...............................................................................................23
6.1

Bảo vệ nối dây trung tính trong các mạng điện .................................................................23


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

6.2

Nối đất lặp lại dây trung tính ............................................................................................24

6.3

Phạm vi ứng dụng ...............................................................................................................25

Bài 7 : Bảo vệ chống điện áp cao xâm nhập điện áp thấp .......................................................26
7.1

Sự nguy hiểm khi có sự xâm nhập của điện áp cao sang điện áp thấp ..........................26

7.2

Các biện pháp bảo vệ khi điện áp cao xâm nhập điện áp thấp .....................................27

Bài 8 : Các biệ n pháp thu sét ......................................................................................................30
8.1

Sự hình thành sét ..............................................................................................................30

8.2

Các tham số của sét ..........................................................................................................30

8.3

Các biện pháp thu sét .......................................................................................................31

Bài 9 : Trường điện từ tần số cao – tónh điện ............................................................................35
9.1

Sự hình thành trường điện từ tần số cao ...........................................................................35

9.2

Tónh điện..............................................................................................................................36

Bài 10 : Biện pháp kỹ thuật an toàn điện................................................................................... 37
10.1

Các loại công cụ bảo vệ .................................................................................................. 37

10.2

An toàn khi sử dụng và vận hành các thiết bò dùng điện ............................................... 38

10.3

Tổ chức vận hành ............................................................................................................. 39

Phụ lục : Các từ viết tắt ............................................................................................................... 42


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Bài 1 : TỔNG QUAN VỀ TAI NẠN ĐIỆN
A.

Mục tiệu :

B.

-

Học sinh liệt kê được các dạng tai nạn điện.

-

Tóm tắt được tác hại của dòng điện khi đi qua cơ thể

-

Nêu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến người bò điện giật.

Nội dung :

1.1 Tai nạn điện
Tai nạn điện có thể phân làm 3 loại như sau :
1.1.1

Điện giật
Điện giật là do tiếp xúc trực tiếp của cơ thể con người với các phần tử mang điện như:

dây dẫn hỏng cách điện, máy điện, thiết bò điện bò chạm vỏ … hoặc do tiếp xúc gián tiếp khi
cơ thể người tiếp xúc với 2 điểm có sự chênh lệch điện áp.
1.1.2

Bỏng điện hoặc đốt cháy điện
Khi người đóng mở điện hoặc khi đến gần vật mang điện có điện áp cao thì sẽ phát

sinh hồ quang đốt cháy da thòt, gây bỏng sâu, nếu nặng có thể dẫn đến tử vong.
1.1.3

Cháy nổ
Khi dòng điện đi qua dây dẫn lớn hơn giá trò cho phép, cách điện bò nóng chảy dẫn đến

ngắn mạch, hồ quang điện phát sinh trong quá trình ngắn mạch sẽ đốt cháy nhựa cách điện,
các vật dễ cháy khác tiếp xúc với nó gây nên hỏa hoạn. Hoả hoạn thường để lại nhiều hậu
quả thương tâm.

1.2 Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người
-

Dòng điện khi đi vào cơ thể người sẽ gây nên hiện tượng co cơ. Đầu tiên các ngón tay
tê, nếu dòng điện lớn hơn, cơ tay chân sẽ co lại. Nếu thời gian tiếp xúc tăng lên, cơ
ngực co rút làm ngừng hô hấp. Nếu dòng điện lớn hơn cơ tim sẽ co bóp hỗn loạn, quá
trình tuần hoàn rối loạn và tim sẽ ngừng đập

Trang 4


Đại học Tôn Đức Thắng
-

Phòng THCN – DN

Dòng điện đi vào cơ thể sẽ gây kích thích hệ thần kinh trung ương. Lúc đầu cơ thể
phản ứng rất mạnh sau đó cảm giác dần dần bò tê liệt, nạn nhân chuyển sang trạng thái
mê man rồi chết.

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tai nạn điện giật
Người bò tai nạn nặng hay nhẹ tùy thuộc vào các yếu tố sau :
1.3.1

Giá trò dòng điện qua người.
Giá trò dòng điện qua người là một trong những yếu tố quyết đònh mức độ tác hại của

người bò điện giật. Giá trò dòng điện càng cao thì tác hại càng tăng. Ta có bảng trò số dòng
điện và mức độ tác hại như sau :
Bảng 1.1 trò số dòng điện tác hại đến con người.

Dòng điện
[mA]
0.6÷1.5
2÷3
6÷7
8÷10

20÷25
50÷80
90÷100
1.3.2

TÁC HẠI ĐỐI VỚI CƠ THỂ NGƯỜI
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện một chiều
Bắt đầu thấy tê ngón tay
Không có cảm giác
Ngón tay tê rất mạnh
Không có cảm giác
Bắp thòc co lại và rung
Đâu như kim đâm và thấy nóng
Tay khó rời vật mang điện nhưng Nóng tăng lên rất mạnh
có thể rời được, ngón tay, khớp
tay, bàn tay cảm thấy đâu
Tay không rời được vật mang
Nóng tăng lên và có hiện tượng co
điện, đâu tăng lên, khó thở
quắp
Hô hấp tê liệt, tim đập mạnh
Rất nóng, các bắp thòt co quắp, khó

thở
Hô hấp tê liết, kéo dài 3giây thì
Hô hấp tê liệt.
tim ngường đập

Thời gian bò điện giật
Thời gian bò điện giật càng lâu thì nguy hiểm càng lớn. Thời gian bò điện giật nhỏ từ

0.1 đến 0.2 giây thì không gây nguy hiểm. Thời gian càng tăng do ảnh hưởng phát nóng, lớp
sừng trên da bò chọc thủng, điện trở người giảm xuống nhanh, dòng điện sẽ tăng vọt và càng
nguy hiểm hơn.
1.3.3

Điện trở người
Cơ thể con người có thể xem như một điện trở có giá trò khoảng vài chục Ω vài trăm

KΩ. Điện trở người không điều, lớp sừng trên da có điện trở lớn nhất, tiếp theo là da. Nếu lớp
sừng trên da bò ẩm thì điện trở của người chỉ còn 80 -1.000Ω
Trang 5


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Điện trở người không phải cố đònh mà thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : tình
trạng lớp sừng, độ ẩm của da, diện tích tiếp xúc, áp lực tiếp xúc, giá trò dòng điện, trạng thái
bệnh lý, tâm lý, sức khoẻ của người tiếp xúc.
1.3.4

Đường đi của dòng điện qua người

Dòng điện khi qua tim sẽ làm tê liệt hệ tuần hoàn dẫn đến chết người
-

Dòng điện từ chân sang chân thì 0.4% dòng điện qua tim ( kém nguy hiểm)

-

Dòng điện từ tay qua tay thì 3.3% dòng điện qua tim ( nguy hiểm)

-

Dòng điện đi từ tay trái qua chân 3.7% dòng điện qua tim(nguy hiểm)

-

Dòng điện từ tay phải qua chân 6.7% dòng điện qua tim ( nguy hiểm nhất)

1.3.5
-

Tần số dòng điện.
Dòng điện một chiều được xem là ít nguy hiểm hơn dòng điện xoay chiều tần số 50Hz60Hz. Dòng điện tần số càng cao càng ít nguy hiểm.

1.3.6

Điện áp đặt vào người
Điện áp đặt vào người càng lớn thì càng nguy hiểm. Điện áp cho phép là điện áp tại

đó con người tiếp xúc sẽ không nguy hiểm. Điện áp cho phép phụ thuộc vào môi trườ ng xung
quanh.
-

Môi trường bình thường là môi trường nhiệt độ nhỏ hơn 35oC, độ ẩm trung bình <75%,
không có bụi dẫn điện. Khi đó điện áp cho phép khoảng 65V

-

Môi trường nguy hiểm là môi trường có một trong các yếu tố trên . Khi đó điện áp cho
phép là 36V

-

Môi trường đặt biệt nguy hiểm là môi trường có 2 hay nhiều yếu tố nói trên. Khi đó
điện áp cho phép là 12V-24V
Điện áp cho phép này lấy theo chuẩn của Nga.
Câu hỏi ôn tập :
1. Dòng điện có tác dụng như thế nào đối với cơ thể người ?
2. Trình bày các loại tai nạn điện ?
3. Trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến người bò điện giật ?
Trang 6


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Bài 2 : SƠ CỨU NGƯỜI BỊ ĐIỆN GIẬT
A. Mục tiệu:

-

Học sinh nắm rõ cách tách nạn nhân ra khỏi lưới điện

-

Học sinh nhận dạng được tình trạng nạn nhân bò điện giật và sơ cưu phù hợp.

-

Học sinh trình bày được các phương pháp hô hấp nhân tạo.

B. Nội dung :
2.1 Phương pháp tách người bò nạn ra khỏi mạng điện
-

Người bò điện giật thường bò tê liệt không tự dứt ra khỏi lưới điện, do đó, việc đầu tiên
là phải nhanh chóng tách nạn nhân ra khỏi lưới điện.

-

Người cứu phải thực hiện các bước sau để đảm bảo an toàn cho bản thân tránh việc
tiếp xúc vào lưới điện sẽ trở thành nạn nhân thứ 2

2.1.1

Trường hợp cắt được mạch điện
Phương pháp tốt nhất là tức khắc cắt điện bằng cách cắt cầu

dao, CB, rút dây khỏi ổ cắm … nơi gần nạn nhân nhất.

Cần lưu ý :

H2.1 Cắt cầu dao điện

-

Nguồn dự phòng khi cắt điện vào ban đêm.

-

Nếu nạn nhân ở trên cao thì phải có phương tiện hứng đỡ nạn nhân rơi xuống.

2.1.2

Trường hợp không cắt được mạch điện
Đối với mạng hạ áp (220/380V). Người cứu chữa phải có biện pháp an toàn cá nhân

thật tốt như đi dép cao su hoặc đi ủng cách điện, mang găng tay cách điện… Dùng tay đeo
găng cao su kéo nạn nhân ra khỏi lưới điện, hoặc dùng cây khô gạt dây điện ra khỏi nạn
nhân, hoặt túm áo quần (khô) của nạn nhân kéo ra. Ngoài ra cũng có thể dùng búa rìu cán
bằng gỗ để chặt đứt dây điện.
Đối với mạng cao áp (thường ít xảy ra) tốt nhất thông tin cho điện lực gần nhất để cắt
điện. Người cứu phải được trang bò đầu đủ găng tay, ủng các h điện … như đối với mạng hạ
áp.

Trang 7


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

H 2.2 Một số cách tách người bò nạn ra khỏi lưới điện
2.2 Phương pháp sơ cứu người bò nạn
Ngay sau khi tách nạn nhân ra khỏi lưới điện căn cứ vào tình trạng của nạn nhân mà
xử lý sơ cứu, đồng thời báo cho y tế để hỗ trợ cấp cứu.
2.2.1

Nạn nhân chưa mất tri giác
Khi nạn nhân chưa mất tri giác, chỉ bò mê trong chóc lát, còn thở yếu… thì phải để nạn

nhân nơi thoáng khí, yên tónh và tức khắc đi mời y, bác só. Nếu không mời được thì phải
chuyển nạn nhân đến cơ quan y tế gần nhất.
2.2.2

Nạn nhân mất tri giác
Khi nạn nhân đã mất tri giác nhưng vẫn còn thở nhẹ, tim đập yếu thì đặt nạn nhân ở

nơi thoáng khí, yên tónh, nới rộng quần áo, thắt lưng, lấy vật lạ trong miệng nếu có, cho nạn
nhân ngữi Amoniac hoặc nước tiểu, xoa bóp toàn thân cho ấm lên, đồng thời cho người đi mời
ngây y, bác só. Tuyệt đối không vẩy nước lạnh lên nạn nhân vì như thế nạn nhân có thể sẽ

Trang 8


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

mau tónh nhưng dễ bò xung huyết (cơ thể đang nóng gặp lạnh đột ngột) để lại nhiều biến

chứng về sau.
2.2.3

Nạn nhân đã tắt thở
Khi nạn nhân tắt thở cần đưa nạn nhâ n ra chỗ thoáng khí, nới rộng quần áo, thắt lưng,

moi vật lạ trong miệng nạn nhân, rồi nhanh chón g làm hô hấp nhân tạo, kết hợp xoa bóp tim
cho đến khi có y, bác só đến và có quyết đònh mới thôi.
2.3 Phương pháp hô hấp nhân tạo
2.3.1

Phương pháp hô hấp nhân tạo kiểu nằm sấp

Đặt nạn nhân nằm sấp, một tay gối vào đầu, một tay duỗi thẳng, mặt nghiên về phía tay
duỗi thẳng, moi nhớt trong miệng và kéo lưỡi nạn nhân ra nếu lưỡi bò thụt vào.
Người cứu ngồi trên mông nạn nhân, hai đầu gối ép vào 2 bên sườn nạn nhân, xòe 2 bàn
tay đặt lên lưng phía dưới sương sườn cụt. Dùng sức nặng toàn thân đưa người về phái trước,
ấn hai bàn tay xuống theo nhòp đếm 1,2,3… đều đặn, rồi lại từ từ thẳng người lên, tay vẫn để
ở lưng và làm lại như lần đầu với nhòp 12 lần trên phút. Người cứu phải bình tónh kiên trì làm
liên tục cho đến khi nào thấy nạn nhân tự thở được hoặc cho đến khi có quyết đònh của y, bác
só mới thôi.

H 2.3 Hô hấp nhân tạo kiểu nằm sấp
2.3.2

Phương pháp hô hấp nhân tạo kiểu nằm ngữa

Đặt nạn nhân mằm ngữa, lấy quần áo kê dưới lưng để cho đầu hơi ngửa. Một người lấy
tay kéo lưỡi và giữ cho lưỡi khỏi thụt vào. Người cứu quỳ hai đầu gối cách xa đầu nạn nhân
khoảng 20-30cm, cằm cẳng tay của nạn nhân từ từ đưa lên đầu sao cho 2 tay gần chạm vào

nhau, giữ khoảng 2-3 giây rồi đưa cánh tay nạn nhân xuống, lấy sức đè 2 tay nạn nhân vào
Trang 9


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

lồng ngực của họ. Cần làm cho thật đều và miệng đếm 1,2,3… cho lúc đưa tay lên và đếm
1,2,3… cho lúc đưa tay xuố ng. Cố gắng làm 16-18 lần trong một phút, liên tục cho đến khi có
ý khiến của y, bác só.

H 2.4 Hô hấp nhân tạo kiểu nằm ngữa

H 2.5 Hô hấp nhân tạo kiểu nằm ngữa kết hợp xoa bóp tim
2.3.3

Phương pháp hà hơi thổi ngạt
Đặt nạn nhân nằm ngữa, nới rộng quần áo, moi nhớt và các vật trong miệng ra nếu có,

để đầu nạn nhân hơi ngữa về phía sau, hai tay duỗi thẳng. Đặt một miếng gạt sạch lên miệng
nạn nhân. Người cứu một tay bòt mũi, một tay giữ miệng nạn nhân, hít không khí đầy lồng
ngực rồi thổi mạnh vào miệng nạn nhân. Thực hiện động tác này từ 14-16 lần trong một phút.
Trong khi đó, một người đứng bên cạnh làm động tác xoa tim. Lấy hai bàn tay chồng
lên nhau và đặt lên lồng ngực bên trái của nạn nhân, vừa ấn vừa dây nhòp nhàng khoảng 6080 lần trong một phút. Phối hợp với việc thổi gạt, cứ ấn 5-6 lần thì thổi gạt một lần. Người cứu
phải làm liên tục cho đến khi có dấu hiệu sống hoặc có dấu hiệu chết hẳn.

Trang 10

Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

H 2.6 Hô hấp nhân tạo kiểu hà hơi thổi ngạt

H 2.7 Hô hấp nhân tạo kiểu hà hơi thổi ngạt kết hợp xoa bóp tim
Câu hỏi ôn tập
1. Anh chò phải làm gì khi thấy người bò điện giật ?
2. Trình bày các phương pháp hô hấp nhân tạo ?

Trang 11


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Bài 3 : HIỆN TƯNG DÒNG ĐIỆN ĐI VÀO ĐẤT
A.

Mục tiệu:
-

Học sinh giải thích được hiện tượng dòng điện đi vào đất.

-

Trình bày được điện áp bước và liệ t kê được các yếu tố của điện áp bước

B.

Nội Dung

3.1 Dòng điện tản trong đất
Khi có dây dẫn điện bò đứt chạm đất hoặc khi thiết bò điện có nối đất hỏng cách điện
thì xuất hiện hiện tượng dòng điện đi vào đất.
Tại vò trí chạm đất sẽ hình thành những vòng tròn đẳng áp có giá trò lớn nhất tại tâm là
vò trí chạm đất và giảm dần khi xa điểm chạm đất.

Rd
H 3.1 Hiện tượng dòng điện đi vào đất
3.2 Điện áp bước
Khi có người đứng trong khu vực có đòng
điện đi vào đất thì giữa 2 chân người đó hình
Ub

thành một điện áp người ta gọi là điện áp
bước.

Ub =0

Điện áp bước lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào
các yếu tố sau :
-

Trò số điện áp lưới

-

Khoảng cách người đứng đến điểm
chạm đất

Ub



Rd

>20m
H 3.2 Điện áp bước
Trang 12


Đại học Tôn Đức Thắng
-

Chiều dài bước chân

-

Điện trở suất của đất

Phòng THCN – DN

Khi có hiện tượng dòng điện đi vào đất ta phải chụm hai chân lại và di chuyển ra khỏi
khu vực nguy hiểm bằng cách bước chân sao cho nhỏ nhất. Ra khỏi khu vực nguy hiểm từ 45m với điện trong nhà, từ 8-10m với điện ngoài trời.
3.3 Điện áp tiếp xúc
Khi có 2 hay nhiều thiết bò vỏ bọc kim loại được nối chung một hệ thống nối đất thì khi
có 1 thiết bò chạm vỏ các thiết bò khác xem như cũng bò chạm vỏ. Khi có người chạm vào các

thiết bò trên người đó sẽ chòu một điện áp tiếp xúc như sau
Trong đó :

UTX = Ud - UX

Ud là điện áp đi vào đất ( có thể bằng điện áp lưới)
Ux là điện áp tản trong đất có độ lớn phụ thuộc vào xa hay gần điểm chạm đất.

Do đó, nếu người tiếp xúc với thiết bò gần điểm chạm đất thì U TX = 0, nếu người tiếp
xúc với thiết bò ở xa điểm nối đất thì U TX = Ud (gằn bằng điện áp nguồn)

Câu hỏi ôn tập :
1. Trình bày hiện tượng dòng điện đi vào đất ?
2. Trình bày sự hình thành điện áp bước và yếu tố ảnh hưởng đến điện áp bước ?

Trang 13


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Bài 4 : PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN
A.

Mục tiêu :
-

Học sinh nhận dạng được các loại mạng điện

-

Nêu rõ tác hại trong từng trường hợp tiếp xúc vào lưới điện cho từng loại mạng điện

B.

Nội dung :

4.1 Mạng một pha đơn giản
Là mạng một chiều hoặc mạng 1 pha. Được chia làm 2 dạng là trung tích cách ly và
trung tính trực tiếp nối đất.
4.1.1

Mạng trung tính nối đất

Người ta lấy một đầu của máy phát hoặc một đầu cuộn sơ cấp máy biến áp nối đất ta có
mạng trung tính trực tiếp nối đất (nối đất làm việc).
Ta có các trường hợp tiếp xúc điện như sau :
L

N



1



2



3

Rd
H 3.1 Các trường hợp tiếp xúc điện, mạng trung tính nối đất
1. Chạm dây trung tính, chân tiếp đất
2. Chạm dây pha, chân tiếp đất
3. Chạm cả 2 dây


Chạm vào dây trung tính (dây nối đất) (1)

Người đứng trên đất chạm vào dây trung tính sẽ không nguy hiểm cho người.


Chạm vào dây pha (dây không nối đất) (2)

Người đứng trên đất chạm vào dây pha, dòng điện qua người sẽ là I=

U
Rng
Trang 14


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Dòng điện này là rấ t nguy hiểm, trong thực tế đây là tai nạn điện thường gặp. Do đó,

người ta yêu cầu khi thao tác với lưới điện cần mang giầy cách điện.


Chạm vào cả dây pha và dây trung tính (3).

Đây là trường hợp nguy hiểm nhất vì toàn bộ điện áp lưới đặt lên người bò nạn.
4.1.2

Mạng trung tính cách ly

Ta có các trường hợp tiếp xúc điện như sau :
L

N

 
1

2

R1

R2

3

H 3.2 Các trường hợp tiếp xúc điện, mạng trung tính cách ly
1. Chạm dây trung tính, chân tiếp đất
2. Chạm dây pha, chân tiếp đất
3. Chạm cả 2 dây



Chạm vào một trong 2 dây (1)(2).

Chạm vào 1 trong 2 dây pha điều ít nguy hiểm.


Chạm vào cả dây pha và dây trung tính(3).

Đây là trường hợp nguy hiểm nhất giống như mạng trung tính nối đất.
4.2 Mạng điện 3 pha 3 dây
4.2.1

Mạng trung tính cách ly

Dòng điện đi vào người được tính theo công thức sau :

1
[3( g3 + g2) + 3ω(C3 C 2)]2 + [ 3 (G2 G3) + 3ω(C 2 + C3)]2
Ing = U .gng
2
( g1 + g2 + g3 + gng )2 + ω2 (C1 + C 2 + C3)2
Trong đó :

g là điện dẫn, C là điện dung của các pha với đất.

ω = 2π f , f là tần số.
Trường hợp mạng điện có đường dây ngắn, điện áp thấp dưới 1KV.
Trang 15

Đại học Tôn Đức Thắng
Khi đó

Phòng THCN – DN

C1=C2=C3=0
g1=g2=g3=1/Rcd
L1
L2ø
L3



g1 g2

g3

C1 C2

C3

H 3.3 Tiếp xúc điện, mạng ba pha trung tính cách ly

Suy ra I ng =

3U
3Rng + Rcd

Như vậy, dòng điện đi qua người phụ thuộc vào điện trở cách điện. Thông thường thì

điện trở cách điện khá tốt nên Ing có thể giảm đến mức an toàn.
Trường hợp mạng điện có đường dây dài cách điện tốt, điện áp cao trên 1KV.
Mạng điện lớn hơn 1KV thường đi trên không nên cách điện rất tốt g1=g2=g3=0, điện
dung rất cao C1=C2=C3=C. Khi đó Ing được tính như sau :

3U

I ng =

2
9 Rng
+(

1 2
)
Cω

Ing bây giờ phụ thuộc vào điện dung C nếu điện dung C lớn thì rất nguy hiểm cho người.
4.2.2

Mạng trung tính trực tiếp nối đất
Như đã trình bày ở 2 phần trước, mạng điện 3 pha có trung tính nối đất rất nguy hiểm

khi chạm vào dây pha.

Trang 16


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN
L1
L2ø
L3



g1

g2

g3

C1

C2

C3

Rd
H 3.4 Tiếp xúc điện, mạng ba pha trung tính nối đất
4.3 Sự hình thành điện tích tàn dư
Đường dây điện khi đã cắt điện nhưng trên nó vẫn còn một điện dung khá lớn gọi là
điện tích tàn dư.
t

Điện tích tàn dư sẽ phóng qua người theo công thức sau: I ng

U R C
 0 e ng 12

Rng

Trong đó : U 0 là điện áp tàn dư của đường dây
C12 là điện dung giữa các dây dẫn của đưởng dây bò cắt
Điện tích tàn dư phụ thuộc vào các yếu tố sau :
-

Thời gian sau khi cắt điện.

-

Điện áp lưới

-

Điện dung ( chiều dài dây)

Để khác phục điện áp tàn dư người ta phải tiếp đất các dây trước khi thao tác.
Câu hỏi ôn tập
1. Hãy phân tích an toàn trong mạng điện một pha có trung tính nối đất ?
2. Hãy phân tích an toàn trong mạng điện một pha có trung tính cách ly ?
3. Hãy phân tích an toàn trong mạng điện ba pha ?
4. Trình bày điện áp tàn đư và cách triệt tiêu nó ?

Trang 17


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Bài 5 : BẢO VỆ NỐI ĐẤT
A.

B.

Mục tiêu :
-

Nêu rõ ý nghóa việc nối đất

-

Trình bày cách nối đất

-

Liệt kê các yêu cầu của việc nối đất
Nội dung :
Vỏ thiết bò điện bằng kim loại bình thường không mang điện. Khi nó bò chạm vỏ thì

mang điện, người chạm vào sẽ biện điện giật. Bằng cách nối phần vỏ bằng kim loại của thiết
vào hệ thống nối đất, ta sẽ tránh được tai nạn điện do dòng điện rò ra vỏ máy.
5.1 Ý nghóa của việc nối đất
Xét mạch điện hình :
Khi vỏ thiết bò chạm dây pha mà có người chạm vào nó thì có điện áp đặt vào người được
tính theo biểu thức sau :
U ng = U

U ng =

Rd // Rng // R1
R2 + ( Rd // Rng // R1 )

U
1 + R2 (

1
1
1
+
+ )
Rd Rng R1
L

N

Thiết bò
điện



R1

R2

Rd
H5.1 bảo vệ nối đất trong mạng một pha

Trang 18

Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Vì R1,R2, Rng có trò số lớn hơn nhiều so với R d nên Ung được tính gần đúng theo công thức
sau : Ung = Id Rd (điện trở đất thường từ 4Ω-20 Ω). Như vậy việc nối đất sẽ làm giảm điện áp
đặt lên người khi có hiện tượng chạm vỏ.
5.2 Phạm vi ứng dụng
5.4.1

Thiết bò điện có điện áp thấp U ≤ 1000V
Việc bảo vệ nối đất trong các thiết bò điện có điện áp thấp U ≤ 1000V do chế độ làm

việc của dây trung tính quyết đònh. Bảo vệ nối đất chỉ thuận lợi khi điểm trung tính cách ly.
Mạng điện 380/220V và 220/127 V có trung tính trực tiếp nối đất phải dùng bảo vệ nối dây
trung tính thây cho bảo vệ nối đất.
-

Với điện áp thấp hơn 220/380V, việc nối đất chỉ thực hiện cho các trường hợp sau :
o Các phòng dễ cháy, dễ nổ.
o Các trang thiết bò đặt ngoài trời.

-

Điện áp thấp hơn 65V không cần phải nối đất.

-

Các thiết bò đặt ở trên cao không với tới cũng không thực hiện nối đất.

-

Các trang thiết bò có điện áp từ 220V trở xuống đặt trong nhà ở, văn phòng, cửa hàng
có nền khô (gỗ, nhựa đường …) cũng không cần nối đất.

5.4.2

Thiết bò điện có điện áp cao U ≥ 1000V

Với điện áp này, phải thực hiện nối đất cho cả 2 mạng có trung tính cách ly và trung tính
trực tiếp nối đất. Việc nối đất phải được thực hiện ở :
-

Bệ và vỏ máy điện, máy biến áp, máy cắt điện và các khí cụ điện khác.

-

Bộ phận truyền động của các khí cụ điện.

-

Khung của các tủ điều khiển, tủ phân phối.

-

Cơ cấu bằng kim loại của trạm biến áp.

-

Các rào chắn và lưới chắn bằng kim loại …

5.3 Bộ phận nối đất
Có 2 loại nối đất là nối đất tự nhiên và nối đất nhân tạo.
5.4.1

Nối đất tự nhiên
Trang 19


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Các ống dẫn nước bằng kim loại chôn ngầm trong đất, các kết cấu bằng kim loại của
công trình nhà cửa …được coi là nối đất tự nhiên.
Khi xây dựng hệ thống nối đất cần tận dụng hệ thống này. Tuy nhiên, để đảm bảo độ
an toàn, hệ thống nối đất tự nhiên chỉ được xem là phần bổ xung chứ không phải là nối đất
chính.
5.4.2

Nối đất nhân tạo
Nối đất nhân tạo thường được thực hiện bằng cọc thếp, thanh thép dẹp hình chữ nhật

hoặc trụ tròn dài 2-3m đóng sâu xuống đất.
5.4.3

Các kiểu nối đất
Tùy theo cách bố trí cọc nối đất mà phân làm 2 kiểu nối đất tập trung hay nối đất

mạch vòng.


Nối đất tập trung
Thường dùng nhiều cọc đóng xuống đất và nối với nhau bằng cáp đồng trần. Khoảng

cách các cọc thường bằng hai lần chiều dài cọc để loại trừ hiệu ứng màn che. Trong trường
hợp khó khăn về mặt bằng thi công thì khoảng cách này không nên nhỏ hơn chiều dài cọc.
Nối đất tập trung nên chọn nơi đất ẩm, điện trở suất lớn và ở xa công trình.


Nối đất mạch vòng
Các cọc nối đất được được đặt theo chu vi công trình cần bảo vệ (cánh mép ngoài 1-

1.5m) khi phạm vi công trình rộng. Nối đất mạch vòng nên dùng ở các thiết bò có điện áp trên
1000V, dòng điện chạm đất lớn.
Cọ c và cá p nố i
đấ t

Cá p nố i
vỏ má y

Thiế t bò

Cá p liê n
kế t chính

H 5.2 Nối đất tập trung

Điể m nố i đấ t
tậ p trung

H 5.2 Nối đất mạch vòng

Trang 20


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

Một số chú ý :
-

Cọc nối đất phải sạch gỉ, không sơn. Ở nơi có ăn mòn kim loại nên chọn cọc tráng kẽm
hoặc cọc thép bọc đồng.

-

Đường dây nối đất ngoài trời phải chôn sau 0.5-0.6m, ở trong nhà phải đặt trong rãnh,
máng sao cho việc kiểm tra được thuận tiện.

5.4 Điện trở nối đất
Điện trở của đất phụ thuộc vào điện trở suất của đất, hình dạng kính thước điện cực,
độ chôn sau và độ ẩm của đất.
Bộ phận nối đất cần có trò số điện trở càng nhỏ càng an toàn cho người.
5.5.1

Trò số cho phép của điện trở đất

-

Trường hợp tổng R d ≤ 10Ω

-

Trường hợp mạng hạ áp 3 pha trung tính cách điện R d ≤ 4Ω

-

Trường hợp mạng hạ áp 3 pha trung tính nối đất R d ≤ 8Ω

-

Mạng tiêu thụ dòng điện lớn hơn 500A, áp nhỏ hơn 1000V R d ≤ 0.5Ω

5.5.2


Cách tính điện trở của hệ thống nối đất
Hệ thống gồ m nhiều cọc thẳng đứng chiều dài L chôn sau cách mặt đất một khoảng h
thì

ρ
4L
2h + L
ln(
*
)

π L 1.36 * hd 4h + L

Một cọc

rc =

Nhiều cọc

Rc =

rc
nη c

H 5.4 cách bố trí cộc nối đất
Trang 21


Đại học Tôn Đức Thắng


Phòng THCN – DN

Hệ thống gồm thanh nằm ngang nối các cọc chôn thẳng đứng.

ρ
L2
ln(
)
2πL 0.217 * hd

Một cọc

rt =

Nhiều cọc

Rtth =

rt
η tth

5.5 Điện trở xuất của đất
Điện trở suất của đất phụ thuộc vào loại đất (than bùn, đất sét, đất pha sét, đất đen,
đất pha cát, cát, đất vôi, đá vôi,sỏi, đá)
Để giảm điện trở suất, trước đây, người ta thường dùng muối, than … đổ vào các rãnh
đặt cọc nối đất. Tuy nhiên, sau thời gian nước sẽ rữa trôi dẫn đến trò số điện trở không ổ đònh.
Ngày nay, công ty Erico Lingting Technologies cung cấp các loại hoá chất giảm điện
trở đất như EEC, GEM. Chúng được hoà với nước và tưới lên rãnh hệ thống nối đất. Khi đó,
đất xung quanh sẽ trở thành khối sền sệt và điện trở suất giảm đi 50-90% và không đổi theo
thời gian.
Các vùng có điện trở suất quá cao, diện tích lắp đặt hạn chế
(đỉnh núi, công trình xây dựng từ trước …) thì có thể dùng cọc hóa
chất để thực hiện hệ thống nối đất.

H 5.5 Hoá chất giảm điện trở đất
Câu hỏi ôn tập
1. Trình bày mục đích, ý nghóa và phạm vi bảo vệ của nối đất bảo vệ ?
2. Nêu các hình thức nối đất ?
3. cách tính toán nối đât ?

Bài 6 : BẢO VỆ NỐI DÂY TRUNG TÍNH
A. Mục tiêu :
Trang 22


Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN

-

Nêu rõ ý nghóa việc nối trung tính, trình bày cách nối trung tính

-

Liệt kê cá c yêu cầu của việc nố i trung tính, nêu phạm vi ứng dụng của nối trung tính

B. Nội dung :
6.1 Bảo vệ nối dây trung tính trong các mạng điện
Bảo vệ nối dây trung tính là lấy phần vỏ bằng kim loại của thiết bò điện nối vào dây
trung tính.
6.1.1

Mạng hạ áp 3 pha 4 dây, trung tính trực tiếp nối đất
Với mạng điện 3 pha 4 dây trung tính trực tiếp nối đất 380/220 biện pháp nối đất bảo

vệ sẽ không an toàn. Điều này được giải thích như sau :
Khi chạm vỏ dòng
ngắn mạch được xác đònh

L1

theo biểu thức sau

L2ø
L3

U
Id =
Rd + Ro

N

Thiết bò điện

Ro

Rd
H 6.1 Nối đất bảo vệ

Trong đó : R d là điện trở nối đất vỏ thiết bò và R o điện trở nối đất làm việc. U là điện
áp chạm vỏ.
Vì nhiều lý do, điện áp U không bằng điện áp đònh mức của lưới nên dòng điện ngắn
mạch không đủ lớn để tác động thiết bò bảo vệ ngắn mạch. Điều này làm tình trạng chạm vỏ
kéo dài gây nguy hiểm cho người khi tiếp xúc vào nó.
Như vậy, người ta thực hiện nối trung tính bảo vệ để tăng dòng ngắn mạch khi chạm
vỏ, tác động các thiết bò bảo vệ ngắn mạch.

Trang 23

Đại học Tôn Đức Thắng

Phòng THCN – DN
L1
L2ø
L3
N

Thiết bò điện

Ro
6.1.2

H 6.2 Nối trung tính bảo vệ

Mạng điện 3 pha 5 dây
Trường hợp mạng điện 3 pha 4 dây tải không cân bằng sẽ có điện trên dây trung tính.

Khi đó chạm vào vỏ sẽ gâ y nguy hiểm. Để khắc phục ta có thể áp dụng mạng điện 3 pha 5
dây như sau :
Dây trung tính N làm nhiệm vụ dẫn điện, còn dây PE là dây bảo vệ, nó chỉ dẫn điện
khi bò chạm vỏ.

L1
L2ø
L3
N
PE

Thiết bò điện

Ro
6.2 Nối đất lập lại

H 6.3 Nối trung tính bảo vệ trong mạng 3 pha 5 dây

Khi sử dụng nới dây trung tính, nhất thiết không để bò đứt dây trung tính. Vì khi thiết bò
chạm vỏ đồng thời đứt dây trung tính thì dây trung tính trở thành dây pha. Vì vậy, dây trung
tính không chỉ được nối đất làm việc ở nguồn cung cấp (R o=4Ω) mà còn được nối đất lặp lại
tại các nơi khác trong mạng điện. Việc nối đất lặp lại này nhằm giảm trò số điện áp trên dây
trung tính khi đứt dây trung tính.
Khi thực hiện nối đất lặp lại dây trung tính cần chú ý :
-

Chỗ nối đất lặp lại cần thực hiện ở cuối đường dây trên không, các chỗ rẽ nhánh, các
đoạn không rẽ nhánh (khoảng cánh từ 1-2km).
Trang 24


Đại học Tôn Đức Thắng
-

Phòng THCN – DN

Điện trở chỗ nối đất lập lại không được vượt quá 10Ω.
L1
L2ø
L3

Đứ t

Ro

N

H 6.4 Đứt dây trung tính và chạm vỏ trong nối trung tính bảo vệ

Khi sử dụng nối dây trung tính bảo vệ cần chú ý các điểm sau :
-

Dây trung tính phải được nối chắc chắn.

-

Không được đặt cầu chì trên dây trung tính

-

Dây đi trên không phải đi dây trung tính ở phía dưới.
L1
L2ø
L3
N

Ro

Nố i đấ t lậ p lạ i

Ro1

H 6.5 Nối đất lập lại trong nối trung tính bảo vệ
6.3 Phạm vi ứng dụng
Trong mạng điện 3 pha bốn dây 380/220V có trung tính trực tiếp nối đất cần thực hiện
nối trung tính phần vỏ bằng kim loại như : Máy điện, tủ phân phối, vỏ kim loại của các thiết
bò chiếu sáng.
Câu hỏi ôn tập :
1. Nêu ý nghóa và phạm vi áp dụng của nối trung tính bảo vệ ?
2. Vì sao phải nối đất lập lại ? Trình bày các yêu cầu của nối đất lập lại ?

Trang 25