bài giảng an toàn điện

Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ

Lời nói đầu
Giáo trình An Toàn Điện đợc biên soạn theo chơng trình ATĐ.
Nội dung đợc biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu. Các
kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ loogic chặt chẽ.
Tuy vậy, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của
chuyên ngành đào tạo cho nên ngời dạy, ngời học cũng tham
khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để sử
dụng giáo trình có hiệu quả hơn.
Nội dung của giáo trình đợc biên soạn với dung lợng 30 tiết, và nội
dung chính gồm 3 chơng:
Chơng I: Phân tích an toàn và tác dụng của dòng điện gây ra
với cơ thể con ngời
Chơng 2: Các biện pháp bảo vệ an toàn cho ngời và thiết bị
Chơng 3: Cấp cứu ngời bị điện giật
Giáo trình đợc biên soạn cho đối tợng là học sinh trung cấp
chuyên nghiệp ngành Điện Tự động hóa- Điện tử
Mặc dù đã cố gắng nhng chắc chắn không tránh khỏi khiếm
khuyết. Rất mong nhận đợc ý kiến đóng góp của mọi ngời.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về: Bộ môn Điện- Khoa Điện- Trờng
trung cấp Cơ Điện Nam Định
Tôi xin chân thành cảm ơn!


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ

MUC LUC
.........................................................................................................................2
Trên cơ sở nghiên cứu các mô hình, ngời ta có thể xác định vùng bảo vệ
của cột thu lôi. Khoảng không gian gần cột thu lôi mà vật đợc bảo vệ đợc
đặt trong đó, rất ít khả năng bị sét đánh, gọi là vùng hay phạm vi bảo
vệ của cột thu lôi........................................................................................38
Chơng 3.........................................................................................................54


Gi¸o tr×nh An Toµn ®iÖn
§iÖn Nam §Þnh

Trêng trung cÊp C¬


Gi¸o tr×nh An Toµn ®iÖn
§iÖn Nam §Þnh

Tµi liÖu lu hµnh néi bé

Trêng trung cÊp C¬

1


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ

Chơng 1
Phân tích an toàn và tác dụng
của dòng điện gây ra đối với con ngời
Hiện nay ở nuớc ta điện đã đợc sử dụng rộng rãi trong các xí
nghiệp, công trờng, nông trờng, từ thành thị đến các vùng nông
thôn hẻo lánh. Số ngời tiếp xúc với điện ngày càng nhiều. Vì vậy
vấn đề an toàn điện đang trở thành một trong những vấn đề
quan trọng nhất của công tác bảo hộ lao động.
Thiếu hiểu biết về an toàn điện, không tuân theo các
nguyên tắc về kỹ thuật an toàn điện có thể gây ra tai nạn. Khác
với các loại nguy hiểm khác, nguy hiểm về điện nhiều khi khó
phát hiện trớc bằng giác quan nh nhìn, nghe, mà chỉ có thể biết
đợc khi tiếp xúc với các phần tử mang điện nhng khi đó có thể
bị chấn thơng trầm trọng thậm chí chết ngời. Chính vì lẽ đó
cần hiểu những khái niệm cơ bản về an toàn điện.
1.1. Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể ngời
Khi ngời tiếp xúc với các phần tử mang điện, sẽ có dòng điện
chạy qua ngời làm cho cơ thể bị tổn thơng toàn bộ, nguy hiểm
nhất là dòng điện đi qua tim và hệ thống thần kinh. Có thể chia
tác dụng của dòng điện đối với cơ thể ngời làm hai loại:
a. Tác dụng kích thích
Phần lớn các trờng hợp chết ngời vì điện giật là do tác dụng
kích thích, do ngời tiếp xúc với điện áp thấp.
Khi tác dụng kích thích, điện áp đặt vào ngời nhỏ nên dòng
điện qua ngời nhỏ (25ữ 100)mA, thời gian dòng điện qua ngời tơng đối ngắn (vài giây), không thấy rõ chỗ dòng điện vào ngời
và ngời bị nạn không có thơng tích.
Khi ngời mới chạm vào điện, vì điện trở của ngời còn lớn,
dòng điện qua ngời nhỏ, tác dụng của nó chỉ làm cho bắp thịt,

Tài liệu lu hành nội bộ

1


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
cơ co quắp lại. Nếu nạn nhân không rời khỏi vật mang điện, thì
điện trở của ngời dần dần giảm xuống làm dòng điện tăng lên,
hiện tợng co quắp càng tăng lên.
Thời gian tiếp xúc với vật mang điện càng lâu càng nguy
hiểm vì ngời không còn khả năng tách rời khỏi vật mang điện
đa đến tê liệt tuần hoàn và hô hấp.
b. Tác dụng gây chấn thơng
Tác dụng gây chấn thơng thờng xảy ra do ngời tiếp xúc với
điện áp cao. Khi ngời đến gần vật mang điện ( U 6kV) tuy cha
tiếp xúc nhng vì điện áp cao sinh ra hồ quang điện, dòng điện
qua hồ quang chạy qua ngời tơng đối lớn.
Do phản xạ tự nhiên của ngời rất nhanh, ngời có khuynh hớng
tránh xa vật mang điện làm hồ quang điện chuyển qua vật có
nối đất gần đấy, vì vậy dòng điện qua ngời trong thời gian rất
ngắn, tác dụng kích thích ít nhng ngời bị nạn có thể bị chấn
thơng hay chết do hồ quang đốt cháy da thịt.
* Kết luận.
Qua sự phân tích ở trên ta thấy: tác dụng chủ yếu của tai nạn
về điện là do dòng điện qua ngời gây nên chứ không phải do
điện áp.
Khi phân tích an toàn trong mạng điện chúng ta chỉ xét
đến giá trị dòng điện qua ngời. Tuy nhiên khi quy định về an

toàn điện thờng lại dựa vào điện áp và dùng khái niệm điện áp
cho phép vì nó dễ xác định và cụ thể hơn.
1.1. Những nguy hiểm dẫn đến tai nạn do dòng điện gây
ra
1.1.1. Điện giật

Tài liệu lu hành nội bộ

2


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
Điện giật là do tiếp xúc với các phần tử dẫn điện có điện áp:
có thể sự tiếp xúc của một phần thân ngời với phần tử có điện
áp hay qua trung gian của một vật dẫn điện.
a. Nguyên nhân
Không tôn trọng khoảng cách cho phép, khoảng cách quá
hẹp... nên tiếp xúc với các vật có điện áp hoặc các vật bị hỏng
cách điện...
Có 2 loại tiếp xúc:
*Tiếp xúc trực tiếp
- Tiếp xúc với các phần tử đang có điện áp làm việc.
- Tiếp xúc với các phần tử đã đợc cắt ra khỏi nguồn điện, nhng vẫn còn tích điện tích (do điện dung).
- Tiếp xúc với các phần tử đã đợc cắt ra khỏi nguồn điện làm
việc, nhng phần tử này vẫn còn chịu một điện áp cảm ứng do
ảnh hởng của điện từ hay cảm ứng tĩnh điện do các trang thiết
bị khác đặt gần.
*Tiếp xúc gián tiếp

- Tiếp xúc với các phần tử nh rào chắn, vỏ hay các thanh thép
giữ các thiết bị, hoặc tiếp xúc trực tiếp với trang thiết bị điện
mà chúng đã có điện áp do chạm vỏ (cách điện đã bị hỏng)...
- Tiếp xúc với các phần tử có điện áp cảm ứng do ảnh hởng
điện từ hay tĩnh điện (trờng hợp ống dẫn nớc hay ống dẫn khí
dài đặt gần một số tuyến đờng sắt chạy bằng điện xoay chiều
một pha hay một số đờng dây truyền tải năng lợng điện ba pha
ở chế độ mất cân bằng).
- Tiếp xúc đồng thời ở hai điểm trên mặt đất hay trên sàn
có các điện thế khác nhau (do đó có dòng điện chạy qua ngời từ
nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp).
* Nhận xét
Tài liệu lu hành nội bộ

3


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
- Khi tiếp xúc trực tiếp thì ngời ta đã biết trớc đợc, trông
thấy và cảm giác trớc đợc có sự nguy hiểm và tìm các biện pháp
để đề phòng điện giật.
- Khi tiếp xúc gián tiếp thì ngợc lại, ngời ta cũng không cảm
giác trớc đợc sự nguy hiểm hoặc cũng cha lờng hết đợc tai nạn có
thể xảy ra khi vỏ thiết bị điện bị chạm điện...
b. Phơng tiện bảo vệ
*Khi tiếp xúc trực tiếp
- Biên soạn ra những qui định, quy phạm về an toàn, và đòi
hỏi mọi ngời làm về điện phải đợc học tập kỹ về các quy định

này và không đợc tiếp xúc với các phần tử mang điện.
- Phải sử dụng các trang bị bảo hộ cá nhân để tạo sự ngăn
cách giữa ngời với các phần tử mang điện và chỉ tổ chức thực
hiện các công việc sau khi sự nguy hiểm do điện giật không còn
nữa.
- Để đề phòng các tai nạn do tiếp xúc trực tiếp thì các hệ
thống bảo vệ phải tác động ngay lập tức khi sự cố. Chúng sẽ giới
hạn điện áp tiếp xúc đến một giá trị thấp nhất, đợc tính toán
theo quy phạm, và sẽ loại trừ thiết bị bị sự cố ra khỏi lới điện
trong một khoảng thời gian cần thiết.
*Khi tiếp xúc gián tiếp
Để tránh tai nạn do tiếp xúc gián tiếp cần phải quan tâm
đặc biệt hơn vì khả năng ngời công nhân tiếp xúc với vỏ các
thiết bị, các lới rào hay các phần giá đỡ của thiết bị điện sẽ
nhiều hơn rất nhiều so với số lần tiếp xúc với các phần tử để trần
có dòng điện làm việc đi qua.
Chú ý: Công nhân và kỹ thuật viên có quyền từ chối tất cả
các yêu cầu nếu thấy không đảm bảo an toàn khi lao động.
1.1.2 Tỏc hi ca h quang in
Tài liệu lu hành nội bộ

4


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
- Kéo dài thời gian đóng cắt: do có hồ quang nên sau khi
các tiếp điểm rời nhau nhng dòng điện vẫn còn tồn tại. Chỉ khi
hồ quang đợc dập tắt hẳn mạch điện mới đợc cắt.

- Làm hỏng các mặt tiếp xúc: nhiệt độ hồ quang rất cao
nên làm cháy, làm rổ bề mặt tiếp xúc. Làm tăng điện trở tiếp
xúc.
- Gây ngắn mạch giữa các pha: do hồ quang xuất hiện nên
vùng khí giữa các tiếp điểm trở thành dẫn điện, vùng khí này
có thể lan rộng ra làm phóng điện giữa các pha.
- Hồ quang có thể gây cháy và gây tai nạn khác.
1.1.3.Mc nguy him ca tai nn in
Thực tế cho thấy khi chạm vào vật có điện áp, ngời có bị tai
nạn hay không phụ thuộc vào độ lớn dòng điện đi qua thân ngời.
Dòng điện đi qua cơ thể ngời gây nên phản ứng sinh lý
phức tạp nh làm hủy hoại bộ phận thần kinh điều khiển các giác
quan bên trong của con ngời, làm tê liệt cơ thịt, sng màng phổi,
hủy hoại cơ quan hô hấp và tuần hoàn máu. Tác dụng của dòng
điện còn tăng lên đối với những ngời hay uống rợu. Nghiên cứu tác
hại của dòng điện đối với cơ thể ngời là một quá trình lâu dài
và phức tạp. Nhng cho đến nay vẫn cha có một lý thuyết nào có
thể giải thích một cách hoàn chỉnh về tác dụng của dòng điện
vào cơ thể con ngời
Dũng điện cú th tỏc ng vo c th ngi qua mt mch kớn hay bng tỏc
ng bờn ngoi nh phúng in h quang. Tớnh cht tỏc hi ca dũng in gõy nờn
v hu qu ca nú ph thuc vo ln v loi dũng in, in tr ca ngi,
ng i ca dũng in qua c th ngi, thi gian tỏc dng v tỡnh trng sc khe
ca ngi.
1.1.4. Cng dũng in qua c th ngi
Tài liệu lu hành nội bộ

5

Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
Giá trị cng dòng điện đi qua ngời là yếu tố quan trọng
nhất nh hng n sc khe con ngi và phụ thuộc vào:
- Điện áp mà ngời phải chịu.
- Điện trở của cơ thể ngời khi tiếp xúc với phần có điện
áp.
Qua các thí nghiệm ngời ta đã rút ra mức độ phản ứng của
cơ thể ngời đối với dòng điện xoay chiều và một chiều nh (bảng
1-1):

Bảng 1-1
Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể ngời
Dòng điện xoay chiều (50-

Dòng điện một

60 Hz)

chiều

0,6ữ 1, Bắt đầu có cảm giác, ngón
5

tay run nhẹ

2ữ 3

Ngón tay bị tê rất mạnh

5ữ 7

Bắp thịt tay co lại và rung

Không có cảm giác
Không có cảm giác
Đau nh kim đâm,
thấy nóng

Tay khó rời vật mang điện nh8ữ 10

ng có thể rời đợc, ngón tay,

Nóng tăng lên rất

khớp tay, bàn tay cảm thấy

mạnh

đau.
Tay không thể rời vật mang

Nóng tăng lên và

20ữ 25 điện, đau tăng lên, rất khó
thở.

bắt đầu có hiện tợng co quắp

Tài liệu lu hành nội bộ

6


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ

Hô hấp bị tê liệt, tim đập

50ữ 80

mạnh

Rất nóng, các bắp
thịt co quắp, khó
thở

Hô hấp bị tê liệt, kéo dài 3

90ữ 10

giây thì tim bị tê liệt và

0

Hô hấp bị tê liệt

ngừng đập.

Nhận xét:
- Giá trị lớn nhất của dòng điện không nguy hiểm đối với ngời là Ing 10mA đối với dòng điện xoay chiều có tần số công
nghiệp và Ing 50mA đối dòng điện một chiều.
- Với dòng điện xoay chiều khoảng (10ữ 50)mA, ngời bị điện
giật khó có thể tự mình rời khỏi vật mang điện vì sự co giật
của các cơ bắp.
- Khi giá trị dòng điện vợt quá 50 mA, có thể đa đến tình
trạng chết do điện giật vì sự mất ổn định của hệ thần kinh và
sự co giãn của các sợi cơ tim và làm tim ngừng đập.
1.1.5. Đờng đi của dòng điện qua ngời
Nếu dòng điện đi qua tim hay vị trí có hệ thần kinh tập
trung hoặc vị trí các 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 dơng), vùng ngực, vùng cuống phổi, vùng bụng... và
thông thờng là những vùng tập trung dây thần kinh nh đầu ngón
tay, chân...
Bảng 1-2: nh hng ca ng i dũng in ti c th ngi
Đờng đi dòng điện

Phân lợng dòng điện

qua ngời

qua tim (%)

Tài liệu lu hành nội bộ

7


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định
Từ chân qua chân
Từ tay qua tay
Từ tay trái qua chân
Từ tay phải qua

Trờng trung cấp Cơ
0,4
3,3
3,7
6,7

chân
Ngời ta thờng đo phân lợng dòng điện qua tim để đánh giá
mức độ nguy hiểm của các dòng điện qua ngời. Bằng thực
nghiệm, phân lợng dòng điện qua tim theo các con đờng dòng
điện qua ngời (bảng 1-2).
Từ bảng trên ta thấy:
- Dòng điện đi từ chân qua chân là ít nguy hiểm nhất.
- Dòng điện đi từ tay phải qua chân là nguy hiểm nhất với
phân lợng dòng điện qua tim là 6,7%. Bởi vì, phần lớn dòng
điện đi qua tim theo trục dọc mà trục này nằm nằm trên đờng
từ tay phải đến chân.
1.1.6 Thời gian dòng điện qua c th ngi:
Thời gian dòng điện qua cơ thể ngời là một yếu tố ảnh hởng
gián tiếp đến điện trở ngời. Khi mới bắt đầu tiếp xúc với điện

áp, lớp da sẽ cùng với cơ thể tạo nên điện trở có giá trị khá cao và
do có điện áp nên sẽ xảy ra quá trình xuyên thủng da làm điện
trở giảm đa đến dòng qua ngời tăng, đồng thời khi dòng điện
qua ngời tăng, nhiệt lợng của cơ thể toả ra sẽ tăng, tạo nên sự hoạt
động tích cực của các tuyến mồ hôi, điều này dẫn đến điện
trở ngời càng giảm. Kết quả là dòng điện chạy qua ngời càng
ngày càng tăng, điện trở của ngời càng ngày càng giảm, tức là
thời gian dòng điện tác dụng càng lâu càng nguy hiểm.
1.2 Khỏi nim c bn v an ton in
1.2.1- Khỏi nim
Tài liệu lu hành nội bộ

8


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
Các khái niệm cơ bản về an toàn điện xuất phát từ sự phân
tích các hiện tợng do dòng điện chạm đất gây nên. Vì thế bớc
đầu tiên chúng ta cần phân tích các hiện tợng nói trên.
Khi cách điện của thiết bị điện bị chọc thủng sẽ có dòng điện
chạm đất, dòng điện này đi vào đất trực tiếp hay qua một cấu
trúc nào đấy. Về phơng diện an toàn, dòng điện chạm đất làm
thay đổi cơ bản trạng thái của mạng điện( điện áp giữa dây
dẫn và đất thay đổi, xuất hiện giữa các thế hiệu khác nhau
giữa các điểm trên mặt đất gần chỗ chạm đất). Dòng điện đi
vào đất sẽ tạo nên ở điểm chạm đất một vùng dòng điện rò
trong đất và điện áp trong vùng này phân bố theo một định
luật nhất định.

1.2.2 Điện áp tiếp xúc
Khi thiết bị có nối đất bị h hỏng cách điện, khi đó vỏ thiết
bị mang điện áp là:
Ud = Id. Rd
Nếu ngời tiếp xúc với một thiết bị đợc nối đến điện cực và
đứng hai chân chụm nhau trên đất, thì dòng điện chạy qua
cực tiếp đất này sẽ tạo nên điện áp tiếp xúc

(hình 1-2) là:

U tx = U d U x

Trong đó: - Id là dòng điện đi vào trong đất, R d là điện trở
nối đất.
- Ux là điện áp tại điểm cách cực nối đất 1 khoảng là
x.
Từ biểu thức ta thấy: điện áp tiếp xúc càng lớn khi ngời đứng
càng xa cực tiếp đất. Nếu ngời đứng cách xa vật 20m thì U x =
0, do đó điện áp tiếp xúc bằng với điện áp của cực tiếp đất U d.
1.2.3. Điện áp bớc

Tài liệu lu hành nội bộ

9


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
Khi ngời đứng trên mặt đất thờng 2 chân ở 2 vị trí khác

nhau, nên ngời sẽ phải chịu sự chênh lệch giữa hai điện thế khác
nhau Ux và Ux+a (hình 1-2). Sự chênh lệch điện thế nh vậy đợc
gọi là điện áp bớc:
U b = U x U x+ a =

I d. 1
1 I d. a
.
.
=
2 x x + a 2x x + a

Trong đó:
- a là độ dài của bớc chân (0,4ữ 0,8)m.
- x là khoảng cách đến chỗ chạm đất.
Điện áp bớc bằng 0 khi đứng ở khoảng cách xa hơn 20m hoặc
2 chân đứng trên vòng tròn đẳng thế.
1.3. Phõn tớch an ton trong mng in n gin
Phân tích an toàn trong mạng điện là tính toán, xác định
giá trị dòng điện qua ngời trong các điều kiện khác nhau mà
ngời có thể tiếp xúc với mạng điện trong quá trình vận hành lới
điện và thiết bị điện. Quá trình phân tích an toàn trong mạng
điện cũng cần phải đánh giá đợc các yếu tố khác, cũng nh các
thông số của mạng điện ảnh hởng đến tai nạn điện giật.
Tai nạn điện giật có thể xảy ra khi ta tiếp xúc hai pha hay
một pha nhng ở đây ta chỉ xét một pha. Tiếp xúc 1 pha có thể
đợc xem là chạm đất không an toàn và lúc này dòng điện qua
ngời phụ thuộc vào chế độ trung tính của mạng điện.
Dòng điện qua ngời khi tiếp xúc với vật nối đất có dòng
chạm đất đi qua phụ thuộc vào dòng điện chạm đất.

Dòng điện chạm đất là dòng điện chạm đất đi qua chỗ
chạm vào đất phụ thuộc vào các thông số mạng điện và trung
tính của lới.
1.3.1. Mạng điện cách điện đối với đất

Tài liệu lu hành nội bộ

10


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
1.3.1.1Khi ngời chạm vào mạng điện một cực có 1dây
dẫn
a) Dòng điện qua ngời
Mạng điện một dây dẫn (hình 1-3) là mạng điện chỉ dùng
một dây dẫn để dẫn điện đến nơi tiêu thụ, còn dây dẫn về lợi
dụng các đờng ray, đất...

thờng có điện áp thấp, do đó có thể

bỏ qua điện dung của đờng dây với đất.
Khi ngời đứng ở dới đất và chạm phải dây dẫn 1, sơ đồ thay
thế để tính toán nh hình 1-3:

Dòng điện qua cơ thể ngời là:
I ng =

U

R ngR cd
R ng + R cd

.
+ R0

R ngR cd
R ng + R cd

.

U.R cd
1
=
R ng R ng(R cd + R 0 ) + R cd.R 0

(2-13)

Trong đó:
- R0: điện trở nối đất của mạng điện.
- Rcd: điện trở cách điện của dây dẫn 1 đối với đất.
- Rs: điện trở cách điện của ngời đối với đất.
- U: điện áp của dây dẫn 1 đối với đất.
Nếu giữa ngời và đất có điện trở là Rs thì dòng qua ngời là:

Tài liệu lu hành nội bộ

11

Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định
I ng =

Trờng trung cấp Cơ

U.R cd
(R ng + R s )(R cd + R 0 ) + R cd.R 0

(2-14)

Trờng hợp mạng thực hiện nối đất tốt thì R0 0, ta sẽ có:
I ng =

U
R ng + R s

Nh vậy, dòng điện qua ngời tăng lên.
Nguy hiểm nhất là khi nối đất tốt (R 0 0), sàn nhà lại ẩm ớt,
không có thảm, giầy cách điện (Rd 0).
Khi đó, dòng qua ngời:
I ng. max =

U
R ng

1.3.1.2. Khi ngời tiếp xúc với một cực của mạng điện có 2
dây dẫn.
Mạng điện hai dẫy dẫn có nối đất đợc biều diễn trên (hình
1-4). Mạng điện này cũng thờng gặp trong các máy hàn điện,

mạng điện dùng cho các đèn di động, máy biến áp đo lờng một
pha...thờng là điện áp 0,4kV. Bỏ qua điện dung của dây dẫn.
a) Dòng điện qua ngời
- Khi tiếp xúc với dây dẫn 1.

Tài liệu lu hành nội bộ

12


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ

+ Khi làm việc bình thờng, trên dây dẫn có dòng điện làm
việc Ilv và điện áp phân bố trên dây dẫn có dạng:
U lv.x = I lv .R ax

Trong đó:
- Rax: điện trở của đoạn dây dẫn tính từ a đến điểm
xét x.
- Ulv.x: điện áp tại điểm xét x.
Vậy ta có:
Ulv.a = 0
Ulv.b = Ilv. Rab
Nh vậy Ulv.b có trị số lớn nhất, thờng: Ulv.b = (0,01ữ 0,015) Udm
Với: Udm: điện áp định mức của mạng điện.
Do đó, nếu tiếp xúc với dây dẫn 1 khi làm việc bình thờng
cũng chỉ chịu điện áp lớn nhất bằng:U nglv.max = (0,01ữ 0,015)Udm,

trờng hợp tiếp xúc với các điểm khác sẽ chịu một điện áp nhỏ
hơn, nh chạm phải điểm c chẳng hạn, ta có:
U nglv = U lv.c = I lv .R ac = U nglv. max .

l ac
l ab

+ Khi ngắn mạch xảy ra tại điểm b.
Ta có:

U bN = I N .R ab

U
2

Với: U: điện áp của mạng.
Dòng điện qua ngời đợc xác định:
I ng =

U
2.R ng

Nếu ngời cách điện với đất bởi điện trở Rs thì dòng qua ngời là:
Tài liệu lu hành nội bộ

13


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ
I ng =

U
2.(R ng + R s )

Nh vậy so với khi làm việc bình thờng, điện áp đặt lên ngời
khi ngắn mạch khá lớn vì vậy dòng qua ngời lớn rất nguy hiểm.
Vì thế trong mạng phải đặt cầu chì, Aptomat để nhanh chóng
cắt mạch điện khi ngắn mạch.
- Khi tiếp xúc với dây dẫn 2.
Trờng hợp này mức độ nguy hiểm cũng giống nh trờng hợp đã
xét trong

trờng hợp mạng điện một dây dẫn. Nghĩa là dòng

điện qua ngời lớn nhất, đợc tính theo biểu thức:
I ng. max =

U
R ng

(*)

b) Các biện pháp an toàn
Từ biểu thức (*) ta thấy dòng điện qua ngời không phụ thuộc
điện trở cách điện của mạng mà chỉ phụ thuộc điện áp của
nguồn cung cấp và điện trở sàn. Do đó để giảm dòng qua ngời
dùng các phơng pháp sau:

- Giảm điện áp của mạng.
- Tăng điện trở sàn
1.4. Phõn tớch an ton trong mng in ba pha trung tớnh cỏch in
Trong mạng điện 3 pha, sự nguy hiểm khi tiếp xúc phải các
phần mang điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh: điện áp
của mạng, tình trạng làm việc của điểm trung tính, trị số điện
trở cách điện của các pha, điện dung của các pha đối với đất...
Tài liệu lu hành nội bộ

14


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
1.4.1. Trờng hợp chung:
Khi mạng điện có trung tính cách điện đối với đất có điện
dung và điện dẫn với trị số nào đấy, nghĩa là:C 1 C2 C30 và
g1 g2 g30

Trớc khi ngời chạm vào một trong các pha theo định luật Kiếc hốp
thứ nhất có phơng trình
U1-U2 = Uph1 - Uph2= U21
U2-U3=Uph2-Uph3=U32
U3- U1= Uph3- Uph1=U13
Trong đó
U1, U2, U3: Trị số tức thời của các pha đối với đất
U13, U32, U21: Trị số tức thời của điện áp dây
Uph1, Uph2, Uph3: Trị số tức thời của các pha
Biến đổi biểu thức trên ta có:

U2= U1- U21
U3= U1- U13
Sau khi chạm vào pha C thì trị số U1 chỉ khác trớc vì có thêm
điện dẫn của ngời.
Đại lợng dòng điện qua ngời Ing=Ung/2
Biểu thức này cho phép xác định Ing của mọi trờng hợp ngời chạm
vào mạng điện 3 pha với thông số bất kì của mạng điện
1.4.2. Mạng điện có điện áp dới 1000V với điện dung bé
Mạng điện này có chiều dài của dây cáp không quá 1km và
điện dung trong trờng hợp này có thể bỏ qua. Khi ngời chạm vào
một trong các pha thì điện trở của ngời coi nh mắc nối tiếp vào
hai pha còn lại qua điện trở tác dụng của các pha này đối với đất

Tài liệu lu hành nội bộ

15


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ

Để đơn giản ta quy ớc: r1= r2= r3= rcd
C1 = C2= C3= 0, dòng điện qua ngời :
Ing =

3U
3Rng + rcd

Với mạng điện có trung tính cách điện, khi ngời chạm vào một
cực của 1 pha nào đó hoặc chạm vào vỏ thiết bị có cách điện
bị hỏng thì dòng điện qua ngời thì dòng điện qua ngời phụ
thuộc vào chính cách điện của mạng. Nh thế có nghĩa là tăng cờng chất lợng cách điện sẽ đạt yêu cầu về an toàn cho ngời
1.5. Phân tích an toàn trong mạng điện 3 pha trung tính
nối đất trực tiếp
1.5.1 ý nghĩa của nối đất trực tiếp
Nối đất trung tính nhằm mục đích giảm bớt sự nguy
hiểm do chạm đất gây nên, giữ không cho điện áp của các dây
pha đối với đất tăng lên lúc xảy ra chạm đất.
Khi chạm đất đa đến mạch một pha và cắt mạch
điện. Nên thời gian ngắn rất ngắn tức là thời gian cần thiết để
bảo vệ tác động.
Điện áp pha đối với đất qua mạng điện này không vợt
quá điện áp pha, cho nên cách điện của mạng, của các cuộn dây
máy điện và các bộ phận dẫn điện đối với vỏ thiết bị hay với
đất đều tính toán với điện áp pha, còn trung tính cách điện
phải tính toán với điện áp dây, đỡ tốn kém về kinh tế.
1.5.2.Mạng điện có điện áp lớn hơn 1000V
Nối đất trung tính cách điện đối với đất có thể giảm
thấp, nh vậy sẽ kinh tế.
Khi trung tính không nối đất, nếu xảy ra chạm 1 pha thì
tình trạng này kéo dài rất lâu vì dòng điện dung rất bé rơle
bảo vệ không tác động. ở gần chỗ chạm đất sẽ xuất hiện sự
phân bố điện áp rất nguy hiểm và điện áp phân bố tồn tại rất
lâu. Khi trung tính nối đất thì các cấp điện áp trên dòng điện
Tài liệu lu hành nội bộ

16

Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
chạm đất nhất định sẽ rất lớn và đủ để bảo vệ dòng điện tác
động và cắt chỗ bị sự cố

Muốn đảm bảo tính ổn định nhiệt cho hệ thống nối đất
thì hệ thống này rất đắt tiền
Về phơng diện an toàn nối đất trực tiếp trung tính máy phát
ở cấp điện áp này không có lợi
ở trung tính cách điện dòng điện qua ngời bị hạn chế bởi
điện trở cách điện và điện dung nên trong 1 số trờng hợp không
bị giật còn trong mạng trung tính trực tiếp nối đất dòng điện
qua ngời chỉ bị hạn chế bởi điện trở ngời nên thờng rất nguy
hiểm
1.5.3 Mạng điện có điện áp nhỏ hơn 1000V
Với mạng điện 35kV trở lên điều kiện chạm vào một pha
không ảnh hởng gì đến việc chọn chế độ làm việc của trung
tính. Mức độ nguy hiểm của mạng này thờng xuyên hơn.Vì vậy
chọn chế độ làm việc trung tính trực tiếp nối đất phải thận
trọngvì dòng điện chạm đất khép kín lớn, dòng điện này
không an toàn cho ngời

Tài liệu lu hành nội bộ

17


Giáo trình An Toàn điện

Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
Khi có ngắn mạch một pha ở mạng này sẽ thờng kéo dài nh ở
mạng có trung tính cách điện nguy hiểm cho ngời và cách điện
của thiết bị
ở mạng điện 380/220V có trung tính nối đất phải thực hiện
đồng thời hai loại bảo vệ: bảo vệ nối đất và bảo vệ nối dây
trung tính vì:
Cách điện đối với đất của dây rất khó thực hiện vì chiều
dài của dây không thờng lớn
Việc kiểm tra cách điện của dây rất khó
Để biến mạng này thành loại điện áp thấp có thể sử dụng
mắc vào đấy các loại đèn và các khí cụ điện khác
Kết luận chung
Qua phân tích ở trên ta rút ra kết luận về vấn đề an toàn
trong mạng 3 pha:
1. Đối với các thiết bị động lực và thắp sáng có điện áp trên và
dới 1000V trung tính trực tiếp nối đất hoặc không nối đất về
tổn thơng do dòng điện gây nên đều nguy hiểm
2. Phơng pháp đúng đắn và an toàn hơn cả là tăng cờng
trình độ kỹ thuật vận hành
a Thờng xuyên kiểm tra cách điện bằng điện áp cao, xem xét,
sửa chữa thiết bị đúng kế hoạch và đều đặn
b Sử dụng rộng rãi những loại bảo vệ tác động nhanh, thờng
dùng bảo vệ quá dòng điện tác động nhanh kết hợp ví TĐL và TĐĐ
c) Chấp hành nghiêm chỉnh nguyên tắckhông sờ mó vào vật
mang điện áp

Chơng II
Tài liệu lu hành nội bộ

18


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
Các biện pháp bảo vệ an toàn
cho ngời và thiết bị
2.1 Khái niệm chung
Bo v ni t l mt trong nhng bin phỏp bo v an ton c bn ó c
ỏp dng t lõu. Bo v ni t l ni tt c cỏc phn kim loi ca thit b in hoc
ca cỏc kt cu kim loi m cú th xut hin in ỏp khi cỏch in b h hng vi
h thng ni t.
2.1.1 Ni t tp trung:
L hỡnh thc dựng mt s cc ni t tp trung trong t ti mt ch, mt
vựng nht nh phớa ngoi vựng bo v.
Nhc im ca ni t tp trung l trong nhiu trng hp ni t tp
trungkhụng th gim c in ỏp tip xỳc v in ỏp n giỏ tr an ton cho
ngi.
Theo hỡnh 4.2a in ỏp tip xỳc khi cú s chm v khi tip xỳc vi thit b 1
l Utx1 nh hn tip xỳc vi thit b 2 (thit b 2 t xa vt ni t t 20m tr
lờn).
Utx1<Utx2=U Vi in ỏp bc thỡ ngc li: Ub1>Ub2.Ta thy cng xa vt ni
t thỡ in ỏp tip xỳc cng ln
Hỡnh 2.1 Ni t tp trung
a. Phõn b in ỏp
b. S mt bng ni t
1. cỏc cc ni t

Tài liệu lu hành nội bộ

19


Giáo trình An Toàn điện
Điện Nam Định

Trờng trung cấp Cơ

2.Dõy dn ni t chớnh
2.1.2 Ni t hình lới ( mạch vòng):
khc phc nhc im ca ni t tp trung ngi ta s dng hỡnh thc ni
t mch vũng. ú l hỡnh thc dựng nhiu cc úng theo chu vi v cú th gia
khu vc t thit b in nh hình vẽ:

Tài liệu lu hành nội bộ

20


Giáo trình An Toàn điện
Trờng trung cấp Cơ
Điện Nam Định
Mt ct AB (Hỡnh 2.2c) ch cỏch xõy dng ng th hiu ca mi ng ni t
riờng r, v sau y cng tt c tung ca cỏc ng cong ny li s xú mng
phõn b in ỏp cho h thng ni t trong vựng bo v (ng lin nột).
Trờn hỡnh (2.2a) chỳng ta thy rt nhiu im trờn mt t cú th cc i (cỏc im
nm trờn trc thng ca vt ni t), cho nờn th gia cỏc im trong vựng bo v
chờnh lch rt ớt do ú gim c in ỏp tip xỳc cng nh in ỏp bc.

Lu ý: Ngoi vựng bo v ca mng ni t ng phõn b in ỏp cũn rt
dc nờn in ỏp bc nguy him. trỏnh iu ny ngi ta chụn cỏc tm bng st
v cỏc tm st ny khụng ni vi h thng ni t.
2.2. Lĩnh vực bảo vệ nối đất
Bo v ni t c ỏp dng vi tt c cỏc thit b cú in ỏp >1000V ln thit b
cú in ỏp <1000V tuy nhiờn trong mi trng hp l khỏc nhau.
2.2.1 Đối với thiết bị điện áp lớn hơn 1000V
i vi cỏc thit b cú in ỏp > 1000V thỡ bo v ni t phi c ỏp
dng trong mi trng hp, khụng ph thuc vo ch lm vic ca trung tớnh v
loi nh ca.
2.2.2 Đối với thiết bị điện áp nhỏ hơn 1000V
i vi cỏc thit b cú in ỏp < 1000V thỡ vic cú ỏp dng bo v ni t hay
khụng l ph thuc vo ch lm vic ca trung tớnh. Khi trung tớnh cỏch in
i vi t thỡ phi ỏp dng bo v ni t cũn nu trung tớnh ni t thỡ thay bo
v ni t bng bin phỏp bo v ni dõy trung tớnh.
Trong mng cú trung tớnh cỏch in i vi t in ỏp < 1000V thỡ tựy theo
in ỏp ỏp m chia ra cỏc trng hp sau:
* Vi mng cú trung tớnh cỏch in v in ỏp >150V (nh cỏc mng in
220, 380, 500...) u phi c thc hin ni t trong tt c cỏc nh sn xut v
cỏc
thit b in t ngoi tri khụng ph thuc vo iu kin mụi trng.
* Khi mng in cú trung tớnh cỏch in i vi t t 150V n 65V (nh
mng 110V) thỡ cho phộp ch cn thc hin ni t:
- Cho cỏc nh nguy him c bit, nh cú kh nng d chỏy n.
- Cho cỏc thit b in ngoi tri.
- Cho cỏc b phn kim loi m con ngi cú th tip xỳc n nh: tay cm,
cn iu khin, thit b in.
* Khi in ỏp <65V cho phộp khụng cn thc hin ni t bo v tr cỏc
trng hp t bit.
2.2.3 Điện trở nối đất.

in tr ni t hay in tr ca h thng ni t bao gm:
Tài liệu lu hành nội bộ

21