Bài giảng an toàn điện (cao đẳng chính quy)

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nguồn công suất và sản lượng điện năng ở nước ta đã tăng
đáng kể. Điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi khắp các ngành kinh tế quốc dân,
trong sinh hoạt, giải trí….
Song song với việc sử dụng điện năng một cách hợp lý và tiết kiệm điện, một vấn đề
cấp bách nữa được đặt ra là phải đảm bảo tuyệt đối an toàn trong quá trình sử dụng
nó.
Tài liệu lưu hành nội bộ: kỹ thuật an toàn đã trình bày các khái niệm chung, cung
cấp cho người đọc các kiến thức cơ bản để am hiểu và phòng ngừa các tai nạn điện
giật, những phương tiệ an toàn khi tiếp xúc với điện, những biện pháp đơn giản và hữu
hiệu sơ cứu người bị điện giật.
Giáo trình bày những vấn đề kỹ thuật an toàn trong cung cấp và sử dụng điện, chủ
yếu ở mạng điện hạ áp dùng cho sản xuất và sinh hoạt. Tài liệu còn nên lên những vấn
đề cụ thể trong các sơ đồ điện, các chế độ trung tính, các bài toán thường gặp trong sản
xuất và sinh hoạt, cũng như cách tính chọn các phương thức và lựa chọn và khí cụ lựa
chọn trong an toàn.
Trong phạm vi đề cập đến những vấn đề trong kỹ thuật an toàn còn hẹp, với khả năng
có hạn, chắc chắn còn nhiều sai sót. Tác giả xin được độc giả đóng góp ý kiến xây
dựng, xin trân thành cám ơn.

1


CHƯƠNG 1
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN ĐIỆN
1.1 Những nguy hiểm dẫn đến tai nạn do dòng điện gây ra
Khi dòng điện đi qua cơ thể con người có thể gây ra những tai nạn cho con người
theo một mạch kín hoặc các tác động bên ngoài, như phóng điện, hoả hoạn. Hay nói
một cách khác tai nạn điện có thể gây ra như sau.
 Điện giật.

 Hoả hoạn và nổ.
 Đốt cháy.
Nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng trên.
1.1.1 Điện giật
Điện giật đó là hiện tượng người chạm hay tiếp xúc vào các phần tử mang
điện.Vậy thì tiếp xúc có mấy loại? tiếp xúc có hai loại, đó là : tiếp xúc trực tiếp và tiếp
xúc gián tiếp.
* Tiếp xúc trực tiếp : người ta phân biệt làm các tình huống sau
- Tiếp xác với các phần tử đang có điện áp làm việc ( Hình 1.1)
- Tiếp xúc với các phần tử đã được cắt điện ra khỏi nguồn điện song vẫn còn
tích điện tích (do điện dung)
L1
PEN

Ch¹m vá

H×nh 1.2. TiÕp xóc gi¸n tiÕp

- Tiếp xúc với các phần tử đã được cắt điện ra khỏi nguồn điện làm việc, song
vẫn còn chịu một điện áp cảm ứng do ảnh hưởng của điện từ hoặc cảm ứng tĩnh điện
do các trang thiết bị khác đặt gần.
Tiếp xúc trực tiếp, người ta có thể biết trước được, trông thấy cảm giác được
có sự nguy hiểm và tìm các biện pháp để đề phòng điện giật.
Nhận xét : để đề phòng tai nạn do tiếp xúc trực tiếp người ta biên soạn ra các quy
định, quy phạm về an toàn và đòi hỏi người làm về điện phải:
- Học tập kỹ các quy định, quy phạm về an toàn điện
- Tuyệt đối tuân thủ các quy định, quy phạm an toàn điện
- Phải sử dụng các phương tiện, dụng cụ bảo hộ cá nhân
2

* Tiếp xúc gián tiếp: phân biệt làm các tình huống sau:
- Tiếp xúc với các phần tử như dào chắn, vỏ hay các thanh thép giữ các thiết bị,
hoặc tiếp xúc với các trang thiết bị điện mà chúng đã có điện áp chạm vỏ (cách điện bị
hư hỏng)…(hình 1.2).
- Tiếp xúc với các phần tử có điện áp cảm ứng do ảnh hưởng điện từ hay tĩnh
Tiếp xúc gián tiếp người ta không cảm giác trước được sự nguy hiểm hoặc
người ta chưa lường biết được tai nạn có thể xảy ra khi vỏ bị chạm điện…
Nhận xét: để đề phòng tai nạn do tiếp xúc gián tiếp thì người ta thiết kế ra các
hệ thống bảo vệ như : bảo vệ nối đất, bảo vệ tiếp trung tính…, chúng sẽ giới hạn điện
áp tiếp xúc, điện áp bước đến giá trị thấp nhất được tính theo quy phạm. Hoặc sẽ loại
bỏ các trang thiết bị ra khỏi nguồn điện.
Điện áp mà con người phải chịu đựng khi tiếp xúc gián tiếp gọi là điện áp tiếp
xúc.
Điện áp bước là điện áp mà con người phải chịu đựng khi hai chân tiếp xúc tại
hai điểm trên mặt đất hay trên sàn, nằm trong phạm vi dòng điện chạy trong đất do có
sự chênh lệch điện thế.
1.1.2 Hoả hoạn và nổ
Hoả hoạn và nổ có thể gây ra trong các buồng điện, xẩy ra trong các nhà máy
hoá chất khi có dòng điện rò gây nổ….
1.1.3 Đốt cháy điện
Đốt cháy điện có thể xảy ra do:
- Do hồ quang gây ra khi ta đóng cắt các dao cách ly có dòng tải.
- Có dòng điện lớn chạy qua cơ thể con người
Đây được xem như tai nạn do tiếp xúc trực tiếp.
1.2Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người.
Thực tế người có bị điện giật hay không là do có dòng điện đi qua người gây
sinh lí phức tạp, nó có thể huỷ hoại thần kinh, huỷ hoại cơ quan tuần hoàn máu và hô
hấp. Dòng điện càng cao, thời gian tác dụng càng lớn càng nguy hiểm. Tuy nhiên
dòng điện đi qua người đúng vị trí và cường độ có thể chữa bệnh. Dòng điện tác hại

càng mạnh đối với người nghiện rượu.
Sự tổn thương do dòng điện gây ra có thể chia làm bốn loại:
- Chạm phải vật có điện áp.
- Chạm phải bộ phận kim loại, vỏ thiết bị mạng điện áp do hệ thống cách điện bị
hỏng.
- Tác hại của điện áp bước.
- Bị chấn thương do từ trường mạnh, điện áp cao.
Tác hại của dòng điện lớn khi trị số dòng điện tăng, thường Ing >100mA gây tử
vong, có trường hợp 5  10 mA gây tử vong tuỳ trạng thái cơ thể.
3


Dòng điện an toàn chạy qua cơ thể con người đối với dòng điện xoay chiều là
10 mA, đối với dòng điện một chiều là 50 mA.
Nguyên nhân dẫn đến chết người do dòng điện phần lớn làm hủy hoại bản năng
làm việc của các cơ quan của người – làm ngừng thở hay do sự thay đổi của những
hiện tượng sinh hóa trong cơ thể người. Nguy hiểm chết người cũng có thể do bị bỏng
trầm trọng.
Giải thích quá trình tổn thương do dòng điện có nhiều thuyết khác nhau. Người
ta cho rằng khi dòng điện đi qua cơ thể người trong một thời gian sẽ xuất hiện hiện
tượng phân tích máu và phân tích các chất nước khác để tẩm ướt các tổ chức huyết
quản và làm đầy huyết quản. Và như thế quá trình phân cực sẽ xảy ra trong cơ thể con
người làm ảnh hưởng đến hoạt động thần kinh. Đấy là nguyên nhân dẫn đến tổn
thương.
Một số nhà sinh lý học và bác sỹ cho rằng nguyên nhân của một số tai nạn chết
người vì dòng điện làm sự co bóp của tim bị rối loạn đưa đến đình trệ lưu thông máu
trong cơ thể.
Theo quan điểm mới nhất của các nhà khoa học Liên Xô, giải thích nguyên nhân
do dòng điện gây nên là hiện tượng phản xạ do quá trình kích thích và đình trệ hoạt
động của não lúc bị dòng điện tác động đột ngột. Theo giả thyết này, sự hủy hoại chức

năng làm việc của cơ quan hô hấp là do những kết quả trên.
Mức độ kích thích hệ thống thần kinh và khả năng chịu đựng của nó có ảnh hưởng
quyết định đến nguồn gốc tổn thương. Thêm vào đó đối với từng người mức độ tác
dụng của dòng điện cũng khác nhau, cũng như sự tác dụng vào một người cũng mỗi
lúc một khác nhau và phụ thuộc vào sức khỏe của người lúc bị tai nạn. Chính dựa trên
những lý luận này có thể giải thích tại sao với dòng điện bé cũng có thể làm chất
người.
1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng điện chạy qua cơ thể con người
Sự nguy hiểm do điện giật phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Giá trị dòng điện đi qua cơ thể con người
- Đường đi của dòng điện
- Thời gian bị điện giật
- Tình trạng sức khoẻ và thể xác con người
- Tần số dòng điện
- Môi trường xung quanh
- Sự chú ý của người lúc tiếp xúc
1.3.1Trị dòng điện đi qua cơ thể con người
Giá trị của dòng điện không nguy hiểm đi qua cơ thể con người :
4


- Dòng điện một chiều : 50 mA
- Dòng điện xoay chiều : 10 mA
Nhận xét:
- Đối với dòng điện xoay chiều từ 10 – 50 mA làm người bị điện giật khó có thể tự
mình rời khỏi vật mạng điện do sự co giật của các cơ bắp. Giai đoạn này rất nguy
hiểm, vì nếu không tự rời bỏ vật mang điện trong một thời gian ngắn thì điện trở
của cơ thể con người sẽ giảm dần, tức là dẫn đến tình trạng dòng điện qua người
dần dần tăng lên.
- Khi dòng điện chạy qua cơ thể con người vượt quá 50 mA, thì có thể đưa đến tình

trạng chết do điện giật vì sự mất ổn định của hệ thống thần kinh và sự rung tim
tương ứng với sự dừng làm việc của tim.
Bảng 1.1: Giá trị lớn nhất cho phép để không tạo nên tim bị ngừng đập
Đối với người khỏe:
I (mA)
10
60
90
110
160
250
350
500
TG (s)
30
10-30
3
2
1
0,4
0,2
0,1
Đối với người yếu :
I(mA) 50
100
300
TG
1
0,5
0,15

Không nghiên cứu điện giật chết người ở
(s)
khoảng thời gian dưới 0,1 giây
Bảng 1.2: Tác dụng của dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều
Dòng điện
(mA)

Tác dụng của dòng điện xoay chiều

Dòng điện một chiều

0.6 – 1.5

Bắt đầu thấy tê tay

Không có cảm giác gì

2–3

Ngón tay tê rất mạnh

Không có cảm giác gì

5–7

Bắp thị co lại và rung

Đau như kim châm cảm thấy
nóng

8 – 10

Tay khó rời khỏi vật có điện những vẫn Nóng tăng lên
rồi được, ngón tay và khớp tay cảm thấy
đau

20 -25

Tay không rời khỏi được vật có điện, khó Nóng tăng lên thịt co lại
thở, tim bắt đầu đập mạnh
nhưng chưa mạnh

50 – 80

Thở bị tê liệt kéo dài 3 giây hoặc dài hơn

Cảm giác nóng mạnh, bắp thị
co rút, khó thở

90 – 100

Tim bị tê liệt đi đến ngừng đập

Thở bị tê liệt

5


Bảng 1.3 : Tác dụng của dòng điện xoay chiều đối với cơ thể con người:
Loại Dòng

điện
I

II

III

IV

Thời gian
Tác dụng sinh ra
dòng điện
chạy
25
Không xác áp suất máu tăng dần.
mA
định
Tay khó rời đến lúc
không thể rời vật mạng
điện, sự đau đớn tăng
dần và khó thở
25-80 25-30 giây
áp suất máu tiếp tục
mA
tăng, nhịp thở hỗn loạn
đến lúc hô hấp bị tê
liệt, tim dập mạnh hỗn
loạn đến lúc ngừng
dập tức thời thể hiện
sự làm việc không

bình thường của tim và
dẫn đến giai đoạn rung
tim ngừng dập hẳn

Kết luận

Tác dụng của dòng điện
không trầm trọng, cơ thể có
thể trở về trạng thái ban
đầu.

Tai nạn có thể cứu được
nếu chúng ta nếu chúng ta
loại trừ dòng điện trong
khoảng thời gian nhỏ hơn
30 giây. Nếu tai nạn xảy ra
trong khoảng thời gian > 30
giây sẽ dẫnđến hiện tượng
dung tim do đó muốn thiết
lập chế độ làm việc của tim
phải sau một khoảng thời
gian khá dài phụ thuộc và I
và thời gian tác động của
dòng điện
80
0,1 – 0,3 giây Tim rung, ngừng dập Khi dòng điện vượt quá 80
mA
hẳn
mA thì khả năng đưa đến
cái chết rất nhanh ( khoảng

0,3 giây).
3- 8 Không xác Máu ngừng lưu thông, Sự chết chủ yếu do đốt cháy
A
định
tim ngừng đập. Các cơ điện.
bắp bị tổn thương
năng. Có thể dẫn đến
đốt cháy cơ thể.

Giá trị của dòng điện đi qua cơ thể con người phụ thuộc vào hai yếu tố chính
như sau:
1.3.1.1 Điện áp mà người có thể chịu đựng được( điện áp cho phép)
Giới hạn của điện áp làm việc, điện áp bước, điện áp tiếp xúc phụ thuộc vào các
yếu tố chính như sau:
- Công suất, điện áp làm việc của các trang bị điện hay khí cụ điện
6


-

Điều kiện vận hành của các trang bị điện tương ứng

-

Khả năng đảm bảo an toàn của bản thân trang bị điện và các phương tiện bảo hộ.

Nhận xét:
- Điện áp tiếp xúc và điện áp bước lớn nhất cho phép đối với trang bị điện điện áp
thấp (Việt Nam)là:
+ 40 V, đối với trang bị điện cố định và di động ở trên diện tích có mức độ nguy

hiểm không cao và chỗ tương đối nguy hiểm.( Điều 2 – phần I những nguyên tắc
chung- những điều quy định cho tất cả những người làm công tác về điện)
+ 24V, đối với các trang thiết bị điện cố định và do động trong các đường hầm
dưới mặt đất và những khu vực rất nguy hiểm, hoặc đối với các thiết bị cầm tay ở khu
vực nguy hiểm và rất nguy hiểm. ( TCVN 6780-4: 2009)
- Tiêu chuẩn điện áp cho phép ở mỗi nước là khác nhau
+Ba Lan, Thụy Sỹ, Tiệp Khắc điện áp cho phép là 50V
+Hà Lan, Thụy Điển điện áp cho phép là 24V
+ Pháp điện áp xoay chiều cho phép là 24V
+Liên Xô tùy theo môi trường làm việc trị số điện áp cho phép có các giá trị khác
nhau 65V, 36V, 12V.
- Bảo vệ tránh tiếp xúc gián tiếp cần phải thực hiện sao cho khi bị sự cố,điện áp
tiếp xúc và điện áp bước phải được loại ra ngay với thời gian nhiều nhất là 0,2
giây hoặc chỉ duy trì ở giá trị điện áp cho phép.
1.3.1.2 Điện trở của cơ thể người
* Giá trị và đặc tính của điện trở con người phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Hệ cơ bắp, cơ quan nội tạng, hệ thống thần kinh…
- Tính chất vật lý, sự thích ứng của cơ thể vào môi trường sống..
- Trạng thái sinh học rất phức tạp của cơ thể
Bảng1.3 : Điện trở suất của các phần khác nhau của cơ thể
Các phần đo được

Điện trở suất ( .cm)

Tủy sống

56

Huyết thanh

71

Hệ cơ bắp

150-300

Máu

120-180

Ra khô

(1,2- 6).106

Nhận xét:
Da là bộ phận quan trọng nhất đối với cơ thể con người. Do đó người ta xác
nhận rằng điện trở của cơ thể con người phụ thuộc đại da số vào lớp da, vì lớp sừng ra
rất khô và có tác dụng như một lớp cách điện. Nếu da người khô và còn nguyên vẹn,
điện trở của lớp da có thể đạt 500.000 , còn khi lớp da không còn nguyên vẹn thì
7


điện trở còn 600 , khi lớp da bị trầy sướt mất lớp sừng da thì điện trở còn 200 . Cơ
thể con người thì luôn luôn thay đổi do đó điện trở của người cũng không ổn định và
chúng dao động trong khoảng khá lớn từ 200  500.000 . Người ta đã chứng minh
được rằng tổng trở của người gồm có hai thành phần điện trở R và điện dung C mắc
song song với nhau.
Sơ đồ thay thế như sau (hình 1.3).
Trong đó :
R1, C1 : điện trở và điện kháng của da người phía dòng điện đi vào.

R2, C2 : điện trở và điện kháng của da người phía dòng điện đi ra.
R3, C3 : điện trở và điện kháng của các cơ quan bên trong người .
Điện trở của cơ thể con người khi bị điện giật phụ thuộc và các yếu tố sau:
- Điện áp mà cơ thể con người phải chịu
đựng
- Vị trí cơ thể tiếp xúc với phần tử mang điện

R1

X1

áp
- Diện tích tiếp xúc
- áp lực tiếp xúc
- Độ ẩm của môi trường xung quanh
- Nhiệt độ của môi trường xung quanh

X3

R3

R

X

2
2
- Thời gian tác dụng của dòng điện
* Điện áp mà cơ thể con người phải chịu đựng
- Điện trở của con người sẽ giảm khi điện áp tăng

H×nh 1.3. S¬ ®å thay thÕ ®iÖn trë
đến một giá trị giới hạn, giá trị này phụ thuộc vào
chiều dày của lớp sừng da. điều này được giải thích là: khi đặt một điện áp lớn vào cơ
thể thì sẽ xuất hiện hiện tượng xuyên thủng da, thì điện trở bắt đầu giảm; sau đó, khi
chấm rứt quá trình này thì điện trở của cơ thể con người sẽ có một giá trị gần như
không đổi.
+ Sự xuyên thủng da bắt đầu từ 10 V và 50 V, điện trở của cơ thể người sẽ giảm do
sự xuyên thủng ở bên trong phân tử, kéo theo sự huỷ diệt bản thân phân tử. Giả thuyết
này cho rằng: chính vì vậy ta cảm giác đau khi bị điện giật ở điện áp thấp. Quá trình
này phụ thuộc vào điện áp và thời gian tác dụng của dòng điện, phụ thuộc vào tay khô
hay tay ướt lúc tiếp xúc.
+ Một số thí nghiệm cho thấy rằng: Bắt đầu sau 0,5 giây thì hiện tượng xuyên
thủng da xảy ra và chấm dứt hoàn toàn sau 5 – 6 giây. Tức là nếu lúc ban đầu điện trở

của cơ thể con người có giá trị lớn hơn 5000  thì sau khi xuyên thủng da, điện trở chỉ
còn khoảng 1000  hay thậm trí ít hơn nữa
8


 Kết luận: đối với kỹ thuật an toàn điện, nghiên cứu sự suy giảm điện trở trong
khoảng 10 – 500 V và sau giá trị đó điện hầu như không đổi.
Nhận xét: giá trị dòng điện chạy qua cơ thể con người để tạo nên sự nguy hiểm điện
giật sẽ tăng theo hai cách:
- Theo tỷ lệ thuận với điện áp, phù hợp với định luật Ôm: I = U / R người
- Khi điện áp tăng kích thích các tuyến mồ hôi hoạt động, dẫn đến điện trở của cơ
thể con người giảm.
Thí nghiệm cho thấy : Với dòng điện 0,1 mA điện trở cơ thể người Rng = 500.000
Với dòng điện 10 mA điện trở cơ thể người Rng = 8.000
* Ảnh hưởng của vị trí mà cơ thể tiếp xúc với phần tử mang điện áp biểu hiện mức
độ nguy hiểm của điện giật, phụ thuộc vào độ nhậy của hệ thần kinh tại nơi tiếp xúc,

hay độ dày của lớp da.
* Nếu diện tích tiếp xúc càng lớn thì điện trở của cơ thể người càng bé, do đó sự
nguy hiểm của điện giật càng lớn.
* Áp lực tiếp xúc càng lớn thì điện trở của cơ thể người càng giảm
* Độ ẩm và nhiệt độ của môi trường xung quanh cũng có ảnh hưởng gián tiếp đến
điện trở của cơ thể người. Nếu nhịêt độ và độ ẩm cao thì độ dẫn điện của lớp da sẽ
tăng lên, tức là điện trở của cơ thể người càng bé.
1.3.2 Ảnh hưởng của thời gian điện giật
Thời gian tác động của dòng điện càng lâu thì điện trở của cơ thể giảm xuống ví
lớp da bị đốt nóng dần lên và lớp xừng ở da bị chọc thủng => tác hại của dòng điện đối
với cơ thể càng tăng.
Khi dòng điện tác dụng trong thời gian ngắn thì tính chất nguy hiểm phụ thuộc
vào nhịp đập của tim. Mỗi chu kỳ giãn của tim khoảng 1s, và trong đó có khoảng 0,1s
tim nghỉ làm việc và ở thời điểm này tim rất nhạy cảm với dòng điện đi qua nó.
1.3.3 Đường đi của dòng điện giật
Nếu dòng điện đi qua tim hay vị trí có hệ thống thần kinh tập trung hoặc vị trí
khớp nối ở tay …thì mức độ nguy hiểm càng cao. Những vị trí nguy hiểm là: vùng đầu
( đặc biệt là vùng: óc, gáy, cổ, thái dương), vùng ngực, vùng cuống phổi, vùng
bụng…là thông thường là những nơi tập trung nhiều dây thần kinh.
Đường đi của dòng điện trong cơ thể con người có ảnh hưởng đến tính mạng
con người, nó được đánh giá bằng tỷ lệ dòng điện đi qua tim.

9


Bảng 1.5
Đường đi của dòng điện

Tỷ lệ qua tim (%)

Dòng điện đi từ tay sang tay

3,3

Dòng điện đi từ tay phải sang chân

6,7

Dòng điện đi từ chân sang chân

0,4

Dòng điện đi từ tay trái qua chân

3,7

Kết luận :
Đường đi của dòng điện có ý nghĩa quan trọng ví lượng dòng điện đi qua tim hay
cơ quan hô hấp đều phụ thuộc vào cách tiếp xúc của người với mạch điện.

-

- Dòng điện phân bố tương đối đồng đều trên các cơ của lồng ngực
- Đường đi của dòngđiện đi từ chân qua chân thì ít nguy hiểm nhất, nhưng khi cơ thể
chịu điện áp bước các bắp thịt, các cơ của chân sẽ co lại làm chúng ta ngã xuống và
lúc đó điện áp đặt lên cơ thể người sẽ khác đi.
1.3.4 Tình trạng sức khoẻ
Người ta thấy rằng hiện tượng choáng điện (hay còn gọi là sốc điện) thể hiện rõ
nhất ở người mệt mỏi hay trong tình trạng say rượu. Tương tự phụ nữ và trẻ em rất
nhạy cảm với hiện tượng choáng điện hơn là nam giới.

Người ta thấy rằng người bị đau tim và người suy nhược sẽ rất nhạy cảm khi có
dòng điện chạy qua cơ thể.
1.3.5 Tần số dòng điện
Như chung ta biết thì tổng trở của người gồm có điện trở và điện dung x =
1/2fC . Do đó khi tần số tăng thì x nhỏ => tổng trở nhỏ đi do vậy mà mức độ nguy
hiển tăng lên. Nhưng trong thực tế thì không như vậy, tức là khi tần số tăng thì mức độ
nguy hiểm giảm đi. Và người ta đẫ chứng minh rằng ở tần số f = 50 – 60 Hz là nguy
hiểm nhất, và tần số càng cao thì mức độ nguy hiểm càng giảm.
Viện nghiên cứu về bệnh nghề nghiệp ở Leningrad dùng chó thí nghiệp và thu
được kết quả như sau ( bảng 1.6)
STT

Tần số dòng điện
(Hz)

Điện áp
(V)

Số chó thí nghiệm
( con)

Xác suất chết
(%)

1

50

117-120

15

100

2

100

117-120

21

45

3

125

100-121

10

20

4

150

120-125

10

0

10


1.4 Hiện tượng dòng điện đi trong đất, điện áp
tiếp xúc, điện áp bước
1.4.1 Hiện tượng dòng điện đi trong đất.

Id

Khi cách điện của các thiết bị chọc thủng
thì sẽ có dòng điện đi trong đất và hiện tượng này



A
A

xA

làm thay đổi điện áp hay chế độ là việc của mạng
điện. Khi dòng điện đi trong đất thì tạo ra một
vùng dòng điện rò trong đất và điện áp trong

Hình 1.4

vùng này phân bố theo một qui luật nào đó, để

đơn giản trong tính toán ta nghiên cứu sự phân bố theo hình bán cầu (hình 1.4).
Mật độ dòng điện: j = γ.E

(1.1)

hay E = j.
Ở đây: γ- điện dẫn suất của đất;
- điện trở suất của đất;
E- điện áp trên một đơn vị chiều dài dọc theo đường đi của dòng điện ( cường
độ điện trường trong đất)
Mật độ dòng điện tại điểm cách tâm bán cầu là x bằng:
j

Id
2 .x 2

(1.2)

Trong đó : Id – dòng điện chạm đất.
Điện áp trên một đoạn vô cùng bé dx dọc trên đường đi của dòng điện:
du  E.dx  j. .dx 

Id
dx
2x 2

(1.3)

Xét điểm A cách chỗ chạm đất một khoảng xA khí đó điện thế của điểm A là A,
vậy hiệu điện thế tại điểm A chính là hiệu của thế tại điểm A và thế tại điểm xa vô

cùng( = 0)
x

uA =A -  =

 du 

xA

I d  dx I d 

2  x 2 2x A

(1.4)

Nếu ta di chuyển điểm A vào tâm bán cầu ta sẽ có điện áp cao nhất đối với đất
tại chỗ chạm đất.
Ud =

Id
2xd

(1.5)

Với : xA,xd : bán kính hình cầu tại điểm nào đó
Chia (1-4) cho (1-5) ta có:
uA x d
x

 uA  ud d

ud x A
xA

(1.6)
11


Kết luận :
- Sự phân bố dòng điện rò trong đất là đường cong có dạng hipecbôn, tức là điện
áp càng xa điểm chạm đất thì càng nhỏ và ngược lại.
- Trong vùng gần 1m cách vật nối đất có độ 68% điện áp rơi. Những điểm cách xa
mặt đất nằm ngoài 20m cách chỗ chạm đất thực tế có thể xem như ngoài vùng dòng
điện hay là những điểm có điện áp bằng không- đất. Trong khoảng cách nói trên điện
áp rơi trên một m không vượt quá 1V.
1.4.2 Điện trở tản hay điện trở vật nối đất
Như chúng ta đã nghiên cứu thì dòng điện đi trong đất được phân bố theo hình
cầu, khi chúng đi trong đất thì bị điện trở tản của đất cản lại và đến một vị trí nào đó
thì điện áp bằng không và giá trị dòng điện tản bằng không. Và điện trở tản gọi tắt là
điện trở của vật nối đất.
Điện trở tản được hiểu là tỷ số giữa điện áp xuất hiện trên vật nối đất và dòng
điện chạy qua vật nối đất vào đất.
Rd =

ud
Id

(1.7)

1.4.3 Điện áp bước và điện áp tiếp xúc.
1.4.3.1 Điện áp tiếp xúc.

Trong quá trình tiếp xúc với thiết bị nếu có mạch điện khép kín qua người thì
điện áp trên người lớn hay nhỏ còn tuỳ thuộc vào các điện trở khác mắc với thân
người(như thảm, ủng, găng tay…)
Phần điện áp đặt vào thân người gọi là điện áp tiếp xúc(Utx).
Xét mạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp và các vỏ động cơ được bảo bệ
bằng nối đất trực tiếp qua điện trở Rđ.
- Khi vỏ động cơ bị chọc thủng ( ví dụ động cơ số 1 hình 1.5)khí đó các vỏ
động cơ của 2 động cơ đều có một điện áp đối với đất là Uđ = IđRđ
- Lúc đó nếu người chạm vào vỏ động cơ thì đều chịu một điện áp Uđ
- Mặt khác thế ở chân người phụ thuộc và khoảng cách từ chỗ động cơ đến vật
nối đất. Và kết quả người bị tác dụng của hiệu số Uđ và Uch là.
Utx = Uđ - Uch
(1.5)
Nếu người đứng ngoài vùng điện thế tản của đất thì Uch = 0 khi đó người chịu
toàn bộ điện áp Uđ.
Trường hợp chung tính điện áp tiếp xúc là Utx = Uđ
 - hệ số tiếp xúc (<1)
Điện áp tiếp xúc không được tiêu chuẩn hóa.

12


ch1 ch2
Ub

Hình 1.5

Hình 1.6

1.4.3.2 Điện áp bước

Như chúng ta đã biết thì điện áp chỉ xuất hiện khi có sự chênh lệch nhau về điện
thế.
Người ta định nghĩa điện áp bước là điện áp xuất hiện trên hai chân người.
Và ta nhận thấy rằng điện áp bước chỉ xuất hiện khi chung ta đi trong vùng có
dòng điện rò và điện áp tản. Nếu ngoài vùng có điện thế thì điện áp bước bằng không.
Và điện bước được xác định như sau Ubước = ch1 - ch2 ( hình 1.6)
Người đứng ở điểm A cách chỗ chạm đất một khoảng x . Điện áp bước có thể tính theo
biểu thức sau:
Ub  U x  U xa 

I
2

x

dx I  1
1  I a



2

x
2  x x  a  2x x  a
xa



(1-8)

Trong đó: a- độ dài bước chân ( khoảng 0,4 – 0,8 m);
x- khoảng các đến chỗ chạm đất.
Ví dụ 1: Tính điện áp bước Ub lúc người đứng ở chỗ chạm đất là 2 m = 2000 cm và
dòng điện chạm đất là Iđ = 1000A ( dòng điện qua vật nối đất). Điện trở suất của đất là
ρ = 104Ω.cm.
Ub 

1000.80.104
 30,6 (V)
2.3,14.2000.2080

Ví dụ 2: Tính điện áp bước Ub lúc người đứng ở chỗ chạm đất là 20 m = 20000 cm và
dòng điện chạm đất là Iđ = 1000A ( dòng điện qua vật nối đất). Điện trở suất của đất là
ρ = 104Ω.cm.
Ub 

1000.80.104
 0,32 (V)
2.3,14.20000.20080

Kết luận:
- Điện áp bước là điện áp đặt lên hai chân người khi chúng ta đi trong vùng dòng
điện rò .
- Khi người đứng càng gần chỗ chạm đất thì Ub càng lớn
- Khi người đứng cách xa vật nối đất 20m, coi điện áp Ub ≈ 0
13


CÂU HỏI CHƯƠNG 1
Câu 1: Phân tích những nguy hiểm dẫn đến tai nạn do dòng điện gây ra

Câu 2: Phân tích tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người. Nhng giỏ tr gii
hn an ton cho phộp.
Câu 3: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị dòng điện chạy trong cơ thể con
người. Yu tố nào là quan trọng nhất? Tại sao?
Câu 4: Phân tích hiện tượng dòng điện đi vào trong đất
Câu 5: Trình bày khái niệm, cách tính giá trị điện áp bước, điện áp tiếp xúc. Trong
nhng trng hp no cú th xut hin in ỏp tip xỳc, in ỏp bc t lờn c th
con ngi ?V hỡnh minh ho. Nờu bin phỏp hn ch in ỏp bc, in ỏp tip xỳc.
Cõu 6:Phõn tớch nhng yu t xỏc nh tỡnh trng nguy him ca in git, nhng gii
hn cho phộp?
Cõu7: in tr ca c th ngi khi b in git ph thuc vo nhng yu t no?
yu t no l quan trng nht? Ti sao? Bin phỏp hn ch nguy s him.
Cõu 8:Cỏc yu xỏc nh tỡnh trng nguy him ca in git, cỏc gii hn cho phộp.
Cõu 9: Cỏc yu t xỏc nh mc nguy him khi b in git.

14


CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH AN TOÀN TRONG MẠNG ĐIỆN
2.1 Các chế độ trung tính và chế độ nối đất
Trung tính ( Neutral) là điểm nối trung tính của ba cuộn dây máy phát và máy
biến áp ở sơ đồ đấu sao. Trong thực tế tồn tại ba chế độ trung tính: trung tính cách ly
với đất (Isolation), trung tính nối đất và nối đất qua điện trở. Để bảo vệ an toàn khi
tiếp xúc với thiết bị, tất cả các phần tử kim loại bình thường không mạng điện được
nối đất, gọi là nối đất bảo vệ. Các phần tử kim loại bình thường không mạng điện cũng
có thể được nối với dây trung tính để tăng cường sự bảo vệ.
Theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 364-3/VdDE 0100, phân biệt một số dạng sơ đồ
nối trung tính và nối đất như sau: TN, TT và IT.
Bảng 2.1 Sơ đồ nối đất ( chế độ trung tính) theo IEC 364-3/VdDE 0100

Chế độ trung tính và nối đất
Sơ đồ TN

Giải thích các ký hiệu

Theo sơ đồ TN thì điểm trung tính được nối đất, còn
A vỏ thiết bị được nối với dây trung tính bảo vệ.
B T ( Terrene) - nối đất trực tiếp
C
N N ( Neutral) – nối vỏ thiết bị với dây không trong hệ
PE trung tính nối đất.
PE ( Protective Earth) - Dây nối đất bảo vệ
A, B, C- dây pha A, B,C

2
1
Sơ đồ TT

Theo sơ đồ TT cả điểm trung tính và vỏ thiết bị đều

A được nối đất, các hệ thống nối đất độc lập với nhau.
B T thứ nhất: nối đất điểm trung tính của nguồn
C
N T thứ hai : nối vỏ thiết bị với hệ thống nối đất độc lập
2
1

PE

Sơ đồ IT

3
1

2

PE

với hệ thống nối đất của nguồn.
I ( Isolation) trung tính cách ly với đất hoặc nối đất
A qua điện trở;
B T : nối vỏ thiết bị với đất độc lập với hệ thống nối đất
C
của nguồn;
1 - dây nối đất; 2 -vỏ thiết bị; 3 - điện trở.

2.2 Phân tích sự nguy hiểm khi tiếp xúc trực tiếp
2.2.1 Mạng điện cách điện đối với đất
2.2.2.1.Lưới điện một pha cách điện đối với đất
15


* Khi điện dung C =0, r1= r2 =rcđ.
Ta có sơ đồ như hình vẽ sau (hình 2.1 ).
I0

r2

rng

r1

S¬ ®å ®¼ng trÞ

Ing

r1

rng

Hình 2.1

Theo sơ đồ đẳng trị ta có

rngr1

r’1 =

(2.1)

rng  r1

Dòng điện tổng qua mạch điện là I0 =
Điện áp đặt vào người là

U
r2  r1'

(2.2)

Ung = I0.r’

Dòng điện qua người là

Inga =

U ng
rng



(2.3)
'
0 1

'
1

I .r
Ur

rng
rng (r '1  r2 )

(2.4)

Thay trị số r1’ vào phương trình ta có
Ing =

Ur1'

Ur1

rng (r '1  rng ) rng (r1  r2 )  r1r2

(2.5)

Từ đây ta có thể suy ra được dòng điện qua người phụ thuộc vào điện trở cách
điện của dây dẫn và điện trở người.
Nếu r1 = r2=Rcđ thì ta có

Inga = 

U
2rng  Rcd

(2.6)

* Khi điện dung C  0 , r1 = r2 = Rcđ
Sơ đồ thay thế và sơ đồ đẳng trị (hình 2.2 ).

Rcđ

Rng

1/ c

Rcđ

C2

Rcđ

Sơ đồ đẳng trị

1/ c

Rng

Ing

1/

Rcđ

c
Hình 2.2

Tính toán hoàn toàn tương tự như trên ta thu được kết quả như sau.

I =
Từ đây ta suy ra

U XC1
, trong đó XC1 = -jC
rng ( XC1  XC2 )  XC1 XC2

Ingc =

Ux1
r 2 ng ( x1  x2 ) 2  ( x1 x2 ) 2

Nếu x1 =x2 = x thì
16

(2.7)
(2.8)

r2


U

Ingc =

4r

2

ng  x

U

=

2

4r

2

(2.9)

2 2
ng C  1

Tổng dòng điện chạy qua cơ thể người:
2
I ng  I 2 nga  I ngc

(2.10)

2.2.2.2 Lưới điện 3 pha cách điện đối với đất.
* Mạng điện có cả điện dung và điện trở (C1  C2  C3  0) nếu r1r2r3 (hình 2.4)
Up

Up
Ud

rng

Ud

r1

r2

r3

rng

2.3 là
Khi đó dòng điện điHình
qua người

Ing=

3U p r1 r22  r2 r3  r32
rng (r2 r3  r1r3  r2 r1 )  r1r2 r3



r1

C3

r r
C1

C2

Hình 2.4

3U d r1 r22  r2 r3  r32

(2.11)

rng (r2 r3  r1r3  r2 r1 )  r1r2 r3

* Mạng điện 3 pha có điện dung nhỏ (C1 = C2 = C3 =0) nếu r1=r2=r3 = rcđ
Sơ đồ mạch điện là hình 2.3

Thì dòng điện đi qua người là
Ing =

3U p
3rng  rcd

Ud

=

3rng 

(2.12)

rcd
3

* Mạng điện 3 pha có điện dung lớn C1 = C2 = C3 = C ( r1=r2=r3 = rcđ )
Thì dòng điện đi qua người do điện dung là
Ingc =

3U p
1 2
9r  (
)
C



2

ng

3U p
9rng2 C 2 2  1

(2.13)

Tổng dòng điện chạy qua cơ thể người:
2
I ng  I 2 nga  I ngc

(2.14)

Kết luận : trong mạng điện cách điện đối với đất thì cách điện đóng vai trò
quan trọng. Và chúng ta có thể an toàn khi tiếp xúc với phần tử mạng điện khi trang bị
cách điện tốt.
2.2.2 Mạng điện trung tính nối đất
Trong mạng điện trung tính nối đất thì khi chạm vào một pha thì cơ thể có thể
phải chịu một điện áp pha, dòng điện chạy qua cơ thể người là. Hình vẽ 2.5 ta có
17


Ing =

Up

Up

(2.15)

rng  ro  rn

Ud

Trong đó ;
rng : điện trở người.
ro : điện trở nối đất
rn : điện trở nền.

Ing
rng
rn
ro

Hình 2.5
Ta nhận thấy vì ro<< rng nên ta có thể tính như sau
Ing =

Up

(2.16)

rng  rn

Từ công thức trên ta có thể nhận xét như sau, để bảo đảm an toàn cho người khi chạm
vào các pha thì dòng điện qua người phải nhỏ hơn <0.01A do đó mà ta phải chọn được
điện trở của nền là Ing =

Up
rng  rn

<0.01 => rn > 100U - rng. Vậy tuỳ thuộc vào điện trở

người ta có thể chọn được rn sao cho bảo đảm an toàn.
Các kết luận :
- Nếu một pha chạm đất (A) mà ta chạm pha B, trong mạng điện trung tính cách
điện thì điện áp đặt nên người là Ud, còn trong mạng điện trung tính nối đất thì điện
áp đặt nên người là UP (hình 2.6).
Up
Ud
Ud
Up
rng

rng

Hình 2.6

ro

- Đối với mạng điện trung tính nối đất trực tiếp thì khi chạm đất đưa đến ngắn
mạch một pha và mạch được nhắt ra ngay, còn trong mạng điện trung tính cách đất
thì thời gian kéo dài hơn do dòng chạm đất nhỏ.
- Với mạng điện trung tính nối đất thì điện áp các pha so với đất không vượt
qua điện áp pha cho nên cách điện đối với mạng này chỉ tính toán với điện áp pha,
còn với mạng điện trung tính cách đất phải tính cho điện áp dây.

18

- Một nhược điểm của mạng trung tính nối dất đó là khi trạng thái vận hành ta
chạm vào pha nào đó thì toàn bộ người ta phải chịu điện áp UP và dòng qua người là I
=

Up
rng  rn

bất chấp điện trở cách đất của mạng với đất là r = .

2.3 Phân tích sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp
2.3.1 Đánh giá sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ TT
Giá trị của dòng điện khi có ngắn mạch chạm đất một pha:
Id 

Up

(2.17)

R dn  Rd  Rtx

Trong đó:
Up - điện áp pha;
Rdn - điện trở của hệ thống nối đất nguồn, ;
Rd - điện trở của hệ thống nối đất bảo vệ của thiết bị, ;
Rtx - điện trở tiếp xúc tại nơi xảy ra ngắn mạch, .
Đối với trường hợp tiếp xúc trực tiếp thì Rtx = 0
Điện áp tiếp xúc: Utx = Iđ.Rd
(2.18)

Hình 2.7: Phân tích sự nguy hiểm khi tiếp xúc gián tiếp ở sơ đồ TT của mạng điện

2.3.2 Đánh giá sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ TN
Trong sơ đồ tất cả các bộ phận vỏ, bệ máy được nối với đất qua trung tính. Trong tất
cả các sơ đồ của hệ thống TN (hình 2.8)khi cách điện bị hư hỏng sẽ dẫn đến sự cố
ngắn mạch giữa dây pha và dây trung tính, dòng điện ngắn mạch có thể đạt đến giá trị
lớn dẫn đến tác động của rơle dòng điện cực đại, nhưng cũng có thể xuất hiện điện áp
tiếp xúc tại điểm cách điện bị hư hỏng, vượt quá 50% giá trị điện áp giữa pha và dây
trung tính trong thời gian ngắn.
Trong thực tế, hệ thống tiếp địa chung thường được đặt sau mỗi khoảng chiều dài của
dây bảo vệ (PE hoặc PEN) của mạch, còn thiết bị dùng điện thường có yêu cầu đặt
tiếp địa ngay trên đầu vào.

19


Hình 2.8: Phân tích sự nguy hiểm khi tiếp xúc gián tiếp ở sơ đồ TN của mạng điện
Ở các thiết bị lớn thường đặt thên các tiếp địa phụ, phân bố trên toàn lãnh thổ, sao cho
có thể giảm tối đa điện áp tiếp xúc. Ở các nhà cao tầng nối bảo vệ được thực hiện đối
với mỗi tầng.
2.3.3 Đánh giá sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ IT
Trong sơ đồ này điểm trung tính của nguồn được cách điện với đất hoặc nối đất qua
điện trở lớn. Tất cả các vỏ, bệ máy của thiết bị được nối với hệ thống tiếp địa bảo vệ (
hình 2.9). Đối với sơ đồ này, sự ngắn mạch chạm đất một pha thường không gây nguy
hiểm, nhưng khi có thêm sự cố ngắn mạch chạm đất thứ hai thì sự việc có thể trở nên
tồi tệ hơn. Chúng ta sẽ xét hai trường hợp sự cố này.
2.3.3.1 Sự cố ngắn mạch chạm masse một pha thứ nhất
Ở trường hợp mạng điện làm việc bình thường, dòng điện dung ( dòng dò) chạy xuống
đất được xác định theo biểu thức:
Id 

UP

Rd  Z f

(2.19)

Trong đó: Zf - điện trở cách điện giữa pha với đất, có thể xác định theo biểu thức:
Zf 

1
1
1


3..C 3.2. . f .C 942.C

(2.20)

C - điện dung giữa các pha và đất. F ( Fara).
Do giá trị điện trở nối đất Rđ rất nhỏ so với điện trở cách điện Zf nên có thể coi:
Id 

Uf

(2.21)

Zf

Khi xảy ra sự cố chạm masse một pha, do điện áp của pha lành tăng lên 3 lần, nên
dòng điện cũng tăng lên 3 lần.
I d'  3.I d

(2.22)
20


Hình 2.9: Phân tích sự nguy hiểm khi tiếp xúc gián tiếp ở sơ đồ IT khi có chạm
mase lần thứ nhất.
Giá trị điện áp tiếp xúc khi chạm vào vỏ thiết bị:
U tx  I d' .Rd

(2.23)

Rd - điện trở của hệ thống nối đất bảo vệ thiết bị.
Có thể dễ dàng nhận thấy giá trị dòng điện chạm đất nhỏ nên giá trị điện áp tiếp xúc
hầu như không gây nguy hiểm gì. Tuy nhiên trong trường này cần phải thường xuyên
giám sát mức độ cách điện và phải đưa tín hiệu cảnh báo bằng còi hoặc đèn nháy, đồng
thời nhanh chóng tiến hành các biện pháp tìm và khắc phục sự cố. Như vậy khi có sự
cố ngắn mạch thứ nhất. mạng điện không bị cắt, do đó sự cung cấp điện diễn ra liên
tục. Đó chính là ưu thế của loại sơ đồ có trung tính cách ly.
2.3.3.2 Sự cố ngắn mạch một pha thứ hai
Khi xẩy ra sự cố chạm đất thứ hai thì dòng ngắn mạch chạm masse sẽ thở thành
dòng ngắn mạch giữa các pha ( hình 2.10), nên có giá trị đủ lớn dẫn đến sự tác động
của rơle dòng cực đại để cắt mạch điện bằng máy cắt hoặc bằng cầu chảy.

Hình 2.10: Phân tích sự nguy hiểm khi tiếp xúc gián tiếp ở sơ đồ IT khi
có chạm mase lần thứ hai.
21


2.4 Sự nguy hiểm của điện áp bước
Giá trị dòng điện chạy qua cơ thể con người khi chịu điện áp bước:

I ng 

Ub
Rng  Rg

(2.24)

Rg - điện trở của giầy.
Dưới tác dụng của điện áp bước, nạn nhân sẽ chịu sự co cơ chân, hậu quả có thể bị
ngã. Khi đó không còng điện áp bước nữa, nhưng lại rơi vào tình cảnh nguy hiểm hơn,
thay vì mạch vòng dưới “chân - chân”, bây giờ sẽ hình thành một mạch vòng mới với
đường đi của dòng điện nguy hiểm hơn nhiều: thường từ tay đến chân và tạo nên một
mối đe doạ chết người thực sự.
Nếu chẳng may rơi vào điện áp bước thì phải từ từ thoát ra với bước đi nhỏ nhất
đến mức có thể .

22


CÂU HỎI CHƯƠNG 2
Câu 1: Phân tích sự nguy hiểm của điện áp bước
Câu 2: Phân tích sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ nối IT
Câu 3: Phân tích sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ nối TN
Câu 4: Phân tích sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ nối TT
Câu 5: Trình bày phương pháp xác định giá trị dòng điện chạy trong cơ thể con người
khi chạm vào một pha của lưới điện ba pha trung tính nối đất. So sánh với trường hợp
mạng điện có trung tính cách ly.
Câu 6: Trình bày phương pháp xác định giá trị dòng điện chạy trong cơ thể con người
khi chạm vào một pha của lưới điện ba pha trung tính cách ly.
Câu 7: Trình bày phương pháp xác định giá trị dòng điện chạy trong cơ thể con người

khi chạm vào một pha của lưới điện một pha trung tính cách ly.
Câu 8: Trình bày các chế độ nối trung tính và nối đất.
Câu 9 :Hãy trình bày phương pháp xác định giá trị dòng điện qua cơ thể người khi
chạm vào 1 pha của lưới điện 3 pha có trung tính cách ly và trung tính nối đất khi làm
việc bình thường và khi sự cố ngắn mạch 1 pha khác.
Câu 10:Phân tích hiện tượng nguy hiểm khi người tiếp xúc trực tiếp, tiếp xúc gián tiếp
với nguồn điện và thiết bị điện có điện áp làm việc là U= 220/380V. Vẽ hình minh hoạ
và đưa ra các biện pháp để hạn chế nguy hiểm trong 2 trường hợp trên.
Câu 11: Vẽ sơ đồ mạch điện và phân tích sự nguy hiểm khi người tiếp xúc trực tiếp
với lưới điện 1 pha cách điện đối với đất biết rằng: Điện trở người 1,2 K, U= 230V,
điện trở nền là không đáng kể, tính dòng điện qua cơ thể người khi Rcđ = 4,5 k và
tính Rcđ để người được an toàn.
Câu 12:Vẽ và phân tích sơ đồ khi người tiếp xúc trực tiếp với lưới điện có trung tính
nối đất. Xác định trị số dòng điện qua người khi Ud = 380V, điện trở người 1k, điện
trở nối đất 4.
Câu 13:Mạng điện 3 pha trung tính nối đất cấp nguồn cho phụ tải 3 pha. Một người
chạm vào vỏ thiết bị khi 1 pha của thiết bị chạm ra vỏ với điện trở cách điện là 16 
a/ Hãy tính giá trị dòng điện qua người biết và điện trở người là 1,2k, người
có nguy hiểm không? Vì sao?
b/ Tính giá trị của điện trở nối đất phụ để người được an toàn
Câu 14: Tính dòng điện qua cơ thể người khi chạm vào dây nguội của mạng điện đơn
giản 220V trung tính nối đất. Biết đường dây từ nguồn đến điểm tiếp xúc được làm
bằng dây A-25 có (r0 =1,28 và x0=0,35/km) chiều dài đường dây l=800m. Phụ tải
cuối đường dây S= 8,5kVA; điện trở của cơ thẻ người là Rng = 1,2 k.
Câu 15:Xác định giá trị dòng điện chạy qua cơ thể con người khi chạm vào một pha
của mạng điện ba pha 380V trung tính cách ly ở chế độ làm việc bình thường và chế
23


độ sự cố ngắn mạch ở một pha khác. Biết điện trở cách điện Rcđ = 30 k, điện trở của

cơ thể người Rng = 1,2k.
Câu 16:Cho mạng điện đơn giản 220V trung tính các ly, khi người chạm vào một pha
của mạng điện với điện trở của cơ thể người Rng = 1,2 k.
a.Vẽ sơ đồ mạch điện và xác định giá trị dòng điện chạy qua cơ thể con người khi điện
trở cách điện Rcđ = 11 k? đánh giá mức độ nguy hiểm ?
b.Tính Rcđ tối thiểu đề người được an toàn.
Câu 17: Đường dây A – 25 có chiều dài l = 400 m điện áp 220V trung tính nối đất
cấp cho phụ tải công suất 6 kVA. Hãy xác định dòng điện chạy qua cơ thể con người
khi chạm vào dây nguội ở chế độ làm việc bình thường và chế độ ngắn mạch. Biết
điện trở của cơ thể con người là 1,5 k, điện trở, điện kháng của đường dây( r0= 1,28
và x0 = 0,35 /km).
Câu 18: Xác định dòng điện chạy qua cơ thể con người khi chạm vào dây pha của
mạng điện 3 pha 380V trung tính cách ly.
a/ Chế độ mạch điện làm việc bình thường
b/ Chế độ mạch điện sự cố ngắn mạch ở pha khác, biết điện trở cách điện
Rcđ=25 k và điện trở cơ thể người là 1,2 k
Câu 19: Mạng điện 3 pha trung tính cách ly có điện áp 230/400V, một người bất ngờ
chạm vào 1 pha.
a/ Vẽ sơ đồ mạch điện và xác định dòng điện qua cơ thể người khi điện trở của
cơ thể người là 1,4k, các điện trở cách điện R1=R2=R3=Rcđ= 10 k, bỏ qua điện
dung
b/ Tính điện trở cách điện tối thiểu để người an toàn
Câu 20 :Mạng điện 3 pha trung tính nối đất có điện áp 230/400 V trung tính nối đất có
điện trở nối đất Ro=4. Một người chạm vào dây pha:
a/ Tính dòng điện qua người biết điện trở người là 1,2k.
b/ Tính điện trở đế (nền) để người được an toàn
Câu 21:Mạng điện 3 pha trung tính nối đất có điện áp 230/400 V trung tính nối đất có
điện trở nối đất Ro=4, cấp cho phụ tải 3 pha có vỏ được nối đất bảo vệ với điện trở
12.
a/ Hãy xác định dòng điện sự cố, điện áp tiếp xúc khi một người chạm vào vỏ

của thiết bị với điện trở của cơ thể con người là 1,2k.
b/ Một người khác khi đó chạm vào dây nối đất của hệ thống, hãy tính điện áp
tiếp xúc đặt lên người anh ta biết điện trở của cơ thể con người là 1,4k.

24


Chương II
BẢO VỆ BẰNG CÁCH NỐI ĐẾN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT
2.1 Khái quát.
Bảo vệ nối đất là ta nối đến hệ thống nối đất các phần tử của thiết bị không
mang điện như vỏ động cơ…
Mục đích của việc này là đảm bảo an toàn cho người vận hành khi chạm vào
các phần tử trước kia không mang điện, nhưng nay do hử hỏng cách điện nên các thiết
bị trở lên có điện.
Up

Up
Ud

Ud

ro

ro

(a)

rp

(b)

VD : Xét hai mạng điện 3 pha như sau (hình 2.1).
- Xét hình (a) khi vỏ thiết bị chưa được nối đất bảo vệ trong mạng điện trung tính
nối đất. Nếu ta chạm vào vỏ thiết bị có mạng điện thì dòng điện qua người là: Ing =
Uï
=> và dòng điện này có thể gây nguy hiểm cho người.
Rng  r0

- Xét hình (b) khi vỏ thiết bị được nối đất bảo vệ bằng một điện trở nối đất Rp,
khi đó ta chạm vào vỏ thiết bị sẽ tạo ra hai mạch song song (Rng // Rp) và dòng điện
qua người là :
I =
r0 

Uf
=> Ung =
Rng .rp
Rng  rp

dòng điện qua người là Ing =

Uf
Rng .rp
U f .Rng .rp
lúc đó
.

Rng .rp Rng  rp r0 .rp  Rng (r0  rP )
r0 

Rng  rp

U f .rp
r0 .rp  Rng (r0  rP )

<

Uï
: Vậy nếu ta chọn được giá trị
Rng  r0

của điện trở nối đât phù hợp thì ta có thể có dòng điện qua người bảo đảm an toàn.
Kết luận : ý nghĩa của nối đất ở đây là tạo nên giữa vỏ thiết bị và đất một mạch
điện có mật độ dẫn điện lớn để cho dòng điện đi qua người khi chạm vào vỏ thiết bị có
cách điện chọc thủng trở lên không còn nguy hiểm.
2.2 Hiện tượng dòng điện đi trong đất, điện áp tiếp xúc, điện áp bước.
25