Sự rò rỉ điện và giải pháp giảm thiểu sự rò rỉ trong công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG


TIỂU LUẬN AN TOÀN BỨC XẠ VÀ
AN TOÀN ĐIỆN TRONG Y TẾ
Đề tài : Sự rò rỉ điện và giải pháp giảm thiểu sự rò rỉ trong công nghiệp

Giáo viên hướng dẫn : T.s Phạm Mạnh Hùng
Sinh viên thực hiện

: Hoàng Thanh Tùng

SHSV

: 20122737

Lớp

: ĐTVT 08-K57

Hà Nội,12/2015
1


PHỤ LỤC

PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 2
DANH MỤC HÌNH VẼ ...................................................................................................... 3
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................... 4
NỘI DUNG.......................................................................................................................... 5

1. Tìm hiểu về dòng rò: ................................................................................................ 5
1.1 Định nghĩa về dòng rò: .......................................................................................... 5
1.2 Nguyên nhân bị rò điện: ........................................................................................ 5
1.3 Phương pháo giải quyết vấn đề rò dòng: .............................................................. 5
2. Phương pháp phát hiện dòng rò: ............................................................................ 7
3. Giải pháp chống rò điện trong công nghiệp: .......................................................... 9
3.1

Cấu tạo: .............................................................................................................. 9

3.2

Nguyên lí hoạt động: ....................................................................................... 10

3.3

Một số điểm chú ý trong tính chọn, chế tạo và lắp đặt: ................................. 10

KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 12
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 13

2


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Cọc te ( điểm nối đất an toàn vào cọc sắt).............................................................. 6
Hình 2: Relay tự ngắt.......................................................................................................... 7
Hình 3: Bộ cảnh báo SafeBOX. .......................................................................................... 8
Hình 4: Sơ đồ nguyên lí- Ghép nối hệ thống tự động chống giật trong công nghiệp. ........ 9

3


LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết, điện năng rất có ích cho cuộc sống, nhờ có điện mà cuộc
sống của chúng ta trở nên văn minh, hiện đại. Không chỉ vậy điện là nguồn tài nguyên
của mỗi quốc gia, mõi dân tộc. Chính vì vậy mà yêu cầu đặt ra cho hệ thống điện là làm
việc phải có độ tin cậy sao, đáp ứng tốt nhất nhu cầu sử dụng điện của xã hội. Trong đó
hệ thống các thiết bị đóng ngắt bảo vệ cho con người có ý nghĩa quan trọng. Nó đảm bảo
cho tính mạng con người cũng như cho sinh hoạt và sản xuất khi có sự rò rỉ ra ngoài.
Bài tiểu luận này sẽ trình bày về cách phát hiện sự rò rỉ dòng điện dơn giản. Do đề
tài khá lớn cũng như chưa có nhiều kiến thức về chuyên môn nên trong bài tiểu luận chỉ
tập trung vào một số vấn đề như: tìm hiểu về dòng rò, phương pháp phát hiện dòng rò,
thêm vào đó bài tiểu luận tìm hiểu thêm về giải pháp chống rò điện trong công nghiệp.
Em xin cám ơn thầy Phạm Mạnh Hùng đã định hướng và hướng dẫn em hoàn
thành bài tiểu luận này. Do hạn chế về kiến thức chuyên môn nên bài tiểu luận sẽ không
tránh khỏi sai sót, vì thế em rất mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn để bài tiểu
luận được hoàn chỉnh.

4


NỘI DUNG
1. Tìm hiểu về dòng rò:
1.1 Định nghĩa về dòng rò:
Sau một thời gian sử dụng máy móc, thiết bị sử dụng sẽ phát sinh một hiện tượng rò rỉ
điện ra vỏ thiết bị được gọi là dòng rò. Dòng rò là một hiện tượng vật lí trong kỹ thuật
ngành điện cơ học, nó là dòng điệ dư thừa trong tổn hao năng lượng điện. Khi đó dòng dò
này sẽ không có lợi trong công năng có ích, mà nó sẽ lan truyền ra vỏ thiết bị, gây nên
các tai nạn về điện trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất khi con người chạm vào vỏ

thiết bị đó.
1.2 Nguyên nhân bị rò điện:
Nguyên nhân dẫn đến rò rỉ điện:





Do ẩm ướt, mưa bão, dây điện, thiết bị điện tiếp xúc với nước và cột điện.
Dây điện tiếp xúc trực tiếp với vỏ tủ, vỏ hộp, cột kim loại.
Hệ thống tiếp điện bị hỏng, mất tác dụng hoặc kém hơn so với ban đầu.
Dây điện bị dò do dây vỏ cách điện, băng dính cách điện tại các điểm nối bị lão
hóa, mất tác dụng, bị cháy do dòng điện đi qua sinh nhiệt, …

Hâu quả của rò điện gây ra có những mối nguy hiểm dẫn đến các tai nạn điện gây
nguy hiểm cho con người cũng như thiết bị, gây ra nhưng thiệt hại, hao hụt trong các
doanh nghiệp,…
1.3 Phương pháo giải quyết vấn đề rò dòng:
Để giải quyết vấn đề rò dòng này, và cũng để đảm bảo an toàn cho còn người, đảm
bảo an toàn cho sinh hoạt và sản xuất người ta chủ yếu sử dụng biện pháp nối đất an toàn
vào thiết bị sử dụng điên, và đưa toàn bộ dòng rò này đi hoàn toàn một cách an toàn theo
hệ thống. Một số biện pháp cụ thể với các khu vực khác nhau:
 Trong hộ gia đình, trường học, khu dân cư, … :
Trước khi xây dựng nhà, cần thiết kế ngay một đầu dây nối đất, dây nối đất cho
các dòng rò đi qua _ đây là bộ phân an toàn về điện. Dây nối đất cần đi qua một cầu
dao tổng, từ đó những thiết bị trong nhà như mô tơ bơm nước, bình móng lạnh, tủ
lạnh, điều hòa, máy tính, … và mọi ổ cắm qua cầu dao tổng này. Ổ cắm và phích cắm
sử dụng loại 3 chấu.
Chất lượng đường dây nối đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính dẫn điện nhiều
hay ít của đất, độ ẩm của đất, môi trường xung quanh, hình dạng_kích thước của đầu

chôn. Từ đó chọn ra phương pháp tối ưu để phù hợp với thiết kế.
Có thể nhờ hoặc tham khảo ý kiến của thợ điện hoặc những người có chuyên môn
hoặc kinh nghiệm để khảo sát và lắp đặt đường dây được an toàn. Tuy nhiên, việc
5


dùng đơn độc một đường dây nối đất không hoàn toàn đảm bảo an toàn tuyệt đối cho
người. Do có cần có thêm các thiết bị như cầu dao chống giật sẽ an toàn hơn cho
người dùng.
 Trong công trường xây dựng:
Trước khi xây dựng, để đảm bảo an toàn tránh sự rò rỉ, đảm bảo an toàn lao động,
người ta chôn trong lòng đất một hệ thống lưới sắt, vào theo hệ thống lưới sắt này là
những cọc sắt có tác dụng dẫn dòng rò đi sâu vào trông lòng đất, và những cọc sắt này
sẽ được đóng sâu vào đất tùy thuộc vào địa tầng à các thông số kiểm tra cho phép
trong chuyên ngành.
Cọc sắt này được nối với thiết bị sử dụng điện, còn hệ thống lưới sắt sẽ có tác
dụng không gây ra hiện tượng điện áp bước.

Hình 1: Cọc te ( điểm nối đất an toàn vào cọc sắt)

6


2. Phương pháp phát hiện dòng rò:
Có hai phương pháp phát hiện dòng rò:
 Dùng relay tự ngắt:

Hình 2: Relay tự ngắt.
Rơ le sẽ tự ngắt dòng điện khi phát hiện dòng rò, thường dùng cho thiết bị trong
nhà, hoạt động không ổn định nếu đặt tại hiện trường ngoài trời hoặc môi trường công

nghiệp.
 Dùng bộ cảnh báo SafeBOX:

7


Hình 3: Bộ cảnh báo SafeBOX.
SafeBOX dùng để phát hiện cảnh báo sớm cho người qua đường và công nhân vận
hành biết có dòng điện rò trên cột điện, cột đèn, vỏ tủ điện...để kịp thời khắc phục.
SafeBOX được Scitech thiết kế để trợ giúp cho việc phát hiện dòng điện rò có khả năng
gây tác hại cho con người. Khi vỏ hộp, vỏ tủ, cột điện, cột đèn chiếu sáng... tiếp xúc với
một dòng điện có khả năng gây hại, đèn trên thiết bị sẽ phát sáng nhấp nháy để báo cho
mọi người biết để tránh xa hoặc người có chuyên môn đến khắc phục.

8


3. Giải pháp chống rò điện trong công nghiệp:
Hiện nay chúng ta đã quen với việc sử dụng cầu dao tự động chống giật cho người và
rò điện trong công nhiệp. Tuy nhiên trong nghiệp, việc chống giật cho người lao động và
chống rò điện cho thiết bị điện với công suất lớn phải có cầu giao tự động chống giật
công suất lớn. điều này gặp trở ngại bởi giá thành không hề nhỏ. Tuy nhiên có một giải
pháp giải quyế được vấn đề trên đó là việc ghép nối hệ thống tự động chống giật. Mô
hình ghép nối như sơ đồ sau:

Hình 4: Sơ đồ nguyên lí- Ghép nối hệ thống tự động chống giật trong công nghiệp.
3.1 Cấu tạo:
 ELR là rơle rò điện ( Earth leakage Relay ) có chức năng nhận tín hiệu do ZCT
đưa đến (do có hiện tượng người sử dụng thiết bị điện bị giật và rò điện của thiết
bị điện) và điều khiển cắt nguồn điện.

 ELR là rơle rò điện ( Earth leakage Relay ) có chức năng nhận tín hiệu do ZCT
đưa đến (do có hiện tượng người sử dụng thiết bị điện bị giật và rò điện của thiết
bị điện) và điều khiển cắt nguồn điện.
 K1 là khởi động từ có chức năng đóng-cắt nguồn điện. Khí cụ điện này được tính
chọn trên cơ sở công suất tải.
 IC là rơle thời gian (IC Timer) có chức năng định thời gian cho chuông báo động
sự cố làm việc.
 AL là chuông báo động sự cố giật-rò điện.
 LAMP là đèn báo sự cố giật-rò điện. Nên chọn loại đèn nhấp nháy màu đỏ.
9


3.2 Nguyên lí hoạt động:
Bản chất vật lý của nguyên lý hoạt động ở hệ thống này là sự cảm ứng với từ trường
xung quanh các dây điện L1-L2-L3-N của biến dòng pha-trung tính ZCT. Từ trường tổng
hợp của 4 dây điện này sẽ khác nhau trong trường hợp không xuất hiện dòng rò và trong
trường hợp xuất hiện dòng rò, dẫn đến điện áp cảm ứng trong ZCT sẽ khác nhau.
Khi không có sự cố (không xuất hiện dòng rò qua người và vỏ thiết bị xuống đất) thì
K1 luôn ở trạng thái có điện và tải được cấp điện. Tín hiệu điện ở đầu ra của ZCT sẽ thay
đổi khi có hiện tượng người sử dụng thiết bị điện bị giật hoặc thiết bị điện bị rò điện
xuống đất. Tín hiệu này làm cho ELR tác động, dẫn đến K1 mất điện và IC-AL-LAMP
có điện. Điều này đảm bảo cắt nguồn điện và báo có sự cố.
Giá trị dòng rò (qua người và vỏ thiết bị điện xuuống đất) gây ra tác động tự động
bảo vệ của hệ thống trên điều chỉnh được (nhỏ nhất là 0,1A) và thời gian tác động (từ khi
có sự cố cho đến khi ELR tác động) cũng điều chỉnh được (nhanh nhất là 0,1s).
3.3 Một số điểm chú ý trong tính chọn, chế tạo và lắp đặt:
Để đảm bảo chất lượng (quan trọng nhất là 2 chỉ tiêu: Giá trị dòng rò gây tác động và
tính tác động nhanh), điều cần chú ý trong khi tính chọn là phải đảm bảo sự tương thích
giữa ZCT và ELR. Trong trường hợp tự chế tạo, cần phải làm thí nghiệm để hiệu chỉnh
đạt yêu cầu về 2 chỉ tiêu nêu trên, cụ thể là: Giá trị dòng rò gây tác động phải nằm trong

phạm vi từ 0,1A đến 0,9A và thời gian tác động từ 0,1s đến 1,5s.
Khi chế tạo mới: Căn cứ vào tổng công suất các thiết bị điện định bảo vệ mà kết hợp
chế tạo thành tủ phân phối nguồn có thêm chức năng chống giật-rò điện, bố trí tất cả các
phần tử trong sơ đồ trên vào một tủ điện và bổ xung thêm một áptômát và cầu dao thường
trước ZCT có nhiệm vụ đóng-cắt nguồn điện cung cấp, đèn và chuông báo sự cố nên lắp
nổi ngoài tủ. Trên mặt tủ cũng cần bố trí các phần tử đo dòng pha-điện áp pha và điện áp
dây, đèn báo pha với các màu tương ứng và đồng hồ đo công suất tiêu thụ.
Trong trường hợp tủ phân phối nguồn có sẵn, thì chỉ việc lắp thêm các phần tử như
trong sơ đồ trên vào khoảng không gian còn lại trong tủ.
Khi lắp đặt, nhất thiết phải đảm bảo:
 Dây trung tính của nguồn điện và của các thiết bị điện không được nối đất, dây
tiếp địa của các thiết bị điện phải được nối vào hệ thống tiếp địa cho các thiết
bị điện của từng khu vực.
 Tiếp địa cho các thiết bị điện phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn.
 Tủ phải được đặt ở nơi thoáng-khô ráo, dễ quan sát và thao tác. Trong tủ nên
để các gói hút ẩm.

10


Hệ thống tự động chống giật-rò điện kiểu trên đã được thiết kế-chế tạo và lắp đặt
tại tất cả các phân xưởng sản xuất-trung tâm điều khiển-văn phòng của một nhà máy
công nghiệp 100% vốn nước ngoài tại Việt Nam, với giá thành thấp hơn từ 5 đến 20 lần
so với dùng trực tiếp cầu dao tự động tùy tổng công suất thiết bị điện từng khu vực. Chủ
đầu tư và tư vấn giám sát nước ngoài đã thí nghiệm và chấp nhận cho phép sử dụng. Đến
nay, qua theo dõi thì thấy hệ thống tự động chống giật-rò điện kiểu trên hoạt động rất tốt.

11

KẾT LUẬN
Trên đây là những tìm hiểu của em về hiện tượng rò rỉ, dòng rò, một vài phương
pháp nhận biết dòng dò, phương pháp khắc phục.
Sau cùng em cho răng việc lắp ghép một hệ thống tự động chống giật điện trong
công nghiệp là hoàn toàn cần thiết. Bởi giải pháp này tiết kiệm được chi phí đầu tư cầu
chì tự động chống giật công suất lớn, khắ phục hiện tượng rò rỉ điện trong các nhà máy,
xí nghiệp, giảm thiểu sự thất thoát về điện và đảm bảo an toàn lao động cho công nhân
vận hành máy móc cũng như tiếp xúc với máy.
Trong bài tiểu luận còn nhiều thiếu sót, em mong được sự đóng góp ý kiến của
thầy giáo hướng dẫn cũng như các bạn trong lớp. Em xin cảm ơn!

12


TÀI LIỆU THAM KHẢO
 Tài liệu “An toàn điện”_Quyền Huy Ánh (Đại học sư phạm kỹ thuật TPHCM).
 /> />
13