giáo trình an toàn điện 3 10 2020

B Ộ GIÁO D ỤC VÀ ĐÀO T Ạ O
TRƢ ỜNG Đ Ạ I H ỌC SƢ PH Ạ M K Ỹ THU ẬT HƢNG YÊN

BÀI GI Ả NG DÙN G CHUNG

AN TOÀN ĐI Ệ N

0


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................
5 CHƢƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ AN TOÀN
ĐIỆN ...................... 6 1.1 Những nguy hiểm dẫn đến tai nạn do dòng điện gây
ra ............................ 6
1.1.1 Điện giật ............................................................................................
6

1.1.2

Hoả

hoạn

và

nổ ................................................................................. 7 1.1.3 Đốt cháy
điện .................................................................................... 7
1.2 Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con ngƣời. ...................................
7 1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến dòng điện chạy qua cơ thể con
ngƣời ............. 8

1.3.1 Trị dòng điện đi qua cơ thể con ngƣời ..............................................
9 1.3.2 Ảnh hƣởng của thời gian điện giật ................................................
13
1.3.3
Đƣờng
đi
của
dịng
điện
giật ........................................................... 13
1.3.4

Tình trạng sức khoẻ ................................................................... 14

1.3.5 Tần số dòng điện ............................................................................ 14
1.4 Hiện tƣợng dòng điện đi trong đất, điện áp tiếp xúc, điện áp bƣớc ........
15
1.4.1 Hiện tƣợng dòng điện đi trong đất. ................................................. 15
1.4.2 Điện trở tản hay điện trở vật nối đất ............................................... 16
1.4.3 Điện áp bƣớc và điện áp tiếp xúc. .................................................. 16
CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH AN TỒN TRONG MẠNG ĐIỆN .......................
19
2.1 Các chế độ trung tính và chế độ nối đất .................................................. 19
2.2 Phân tích sự nguy hiểm khi tiếp xúc trực tiếp ......................................... 19
2.2.1 Mạng điện cách điện đối với đất .................................................... 19
2.2.2 Mạng điện trung tính nối đất .......................................................... 22
1


2.3 Phân tích sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp ........................................

23
2.3.1 Đánh giá sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ TT ...... 23
2.3.2 Đánh giá sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ TN ...... 23
2.3.3 Đánh giá sự nguy hiểm của tiếp xúc gián tiếp trong sơ đồ IT ........ 24
2.4 Sự nguy hiểm của điện áp bƣớc ..............................................................
26 CHƢƠNG 3: BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC TRỰC
TIẾP
................................29
3.1
Đại
cƣơng ................................................................................................29
3.1.1 Một số khái niệm, định nghĩa .........................................................29
3.1.2. Phân loại thiết bị ............................................................................30
3.1.3. Phân loại các biện pháp bảo vệ ......................................................30
3.2. Bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp các phần tử mang điện ........................
31
3.2.1. Khoảng cách an toàn ..................................................................... 33
3.2.2 Biện pháp cản trở ............................................................................ 34
3.2.3. Biện pháp ngăn cách bảo vệ .......................................................... 34
3.3. Các giải pháp bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp không cắt
nguồn .............................................................................................................
35
3.3.1. Sử dụng điện áp thấp ..................................................................... 35
3.3.2 Mạch điện phân ly ......................................................................... 36
3.3.3 Bố trí vùng cấm và đặt rào ngăn .................................................... 37
3.3.4 Buồng đẳng thế không tiếp đất ....................................................... 38
3.4 Các phƣơng tiện an toàn điện ..................................................................
38 CHƢƠNG 4: BẢO VỆ CHỐNG TIẾP XÚC GIÁN
TIẾP ........................... 41 4.1 Biện pháp bảo vệ chống tiếp xúc gián
tiếp .............................................. 41

4.1.1 Biện pháp bảo vệ bằng cách nối đất, nối không và cắt bảo vệ ....... 41
4.1.2 Sử dụng điện áp thấp ...................................................................... 42
4.2 Bảo vệ nối đất ..........................................................................................
43
4.2.1 Mục đích và ý nghĩa của nối đất ..................................................... 43
4.2.2 Nối đất tập trung ............................................................................. 45
2


4.2.3 Nối đất hình ơ lƣới .......................................................................... 45
4.2.4 Các hình thức nối đất khác ............................................................. 46
4.2.5 Tính tốn bảo vệ nối đất ................................................................. 47
4.2.6 Trình tự tính tốn nối đất ................................................................ 48
4.3 Bảo vệ tiếp trung tính ..............................................................................
49
4.3.1 Ý nghĩa ............................................................................................ 49
4.3.2 Phạm vi ứng dụng ...........................................................................50
4.3.3 Nối đất làm việc, nối đất lặp lại ......................................................50
4.3.4 Tính tốn bảo vệ nối dây trung tính ................................................51
4.3.5 Tính tốn điện trở nối đất làm việc và nối đất bảo vệ ....................52
4.4 Bảo vệ bằng biện pháp cắt tự động khu vực bị sự cố ra khỏi lƣới
điện ..53
4.4.1 Khái quát ......................................................................................... 53
4.4.2 Bảo vệ tự động khi xuất hiện điện áp tiếp xúc nguy hiểm ............. 53
4.4.3 Bảo vệ tự động khi xuất hiện dòng điện sự cố nguy hiểm ............. 54
CHƢƠNG 5: ...................................................................................................... 59
SỰ NGUY HIỂM KHI ĐIỆN ÁP CAO XÂM NHẬP SANG ĐIỆN ÁP
THẤP ..................................................................................................................
59 5.1 Khái niệm ................................................................................................
59

5.1.1 Cao áp có trung tính cách điện, hạ áp có trung tính cách điện ....... 59
5.1.2 Cao áp có trung tính cách điện, hạ áp có trung tính trực tiếp nối đất
..................................................................................................................
60 5.1.3.Cả cao áp và hạ áp đều trung tính trực tiếp nối
đất ........................ 60 5.2 Các biện pháp bảo vệ chống sự xâm nhập điện
áp
cao
sang
điện
áp
thấp .............................................................................................................
.......... 61
5.2.1 Cao áp trung tính cách điện, hạ áp trung tính trực tiếp nối đất ...... 61
5.2.2 Cả cao áp và hạ áp đều nối đất trực tiếp ......................................... 62
5.2.3 Cao áp và hạ áp có trung tính cách điện ......................................... 62
5.2.4 Các biện pháp bảo vệ chông điện áp cao xâm nhập sang điện áp thấp
U< 100V........................................................................................... 63
3


CHƢƠNG 6: NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ ẢNH HƢỞNG CỦA TRƢỜNG ĐIỆN
TỬ Ở TẦN SỐ CAO, Ở TẦN SỐ CÔNG NGHIỆP VÀ ĐỀ PHỊNG TĨNH
ĐIỆN
65
6.1.
Trƣờng
điện
từ
ở
tần

số
cao .................................................................... 65
6.1.1 Sự hình thành của trƣờng điện từ tần số cao trong một số thiết bị công
nghiệp .............................................................................................. 65 6.1.2
Tác động của trƣờng điện từ đến cơ thể con ngƣời ........................ 66
6.1.3. Các biện pháp an tồn ....................................................................68
6.2
nghiệp

Ảnh

hƣởng

của

trƣờng

.................................70

điện
6.3

từ
Đề

tần

số

phịng

cơng
tĩnh

điện ..................................................................................71 CHƢƠNG 7:
CẤP CỨU NGƢỜI BỊ ĐIỆN GIẬT.............................................74 7.1 Khái
quát..................................................................................................74

7.2

Phƣơng pháp cứu ngƣời bị nạn ra khỏi mạch điện .................................. 75
7.3 Các phƣơng phƣơng pháp cứu chữa ngay sau khi ngƣời bị nạn thoát
khỏi

mạch

điện ....................................................................................................... 75 7.4
Phƣơng pháp hô hấp nhân tạo, hà hơi thổi ngạt hoặc hà hơi thổi ngạt kết hợp
với ấn tim ngoài lồng ngực ..................................................................... 76
7.4.1 Hô hấp nhân tạo .............................................................................. 76
7.4.2. Cách hà hơi thổi ngạt ..................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................
79

4


LỜI NĨI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nguồn cơng suất và sản lƣợng điện năng ở nƣớc ta
đã tăng đáng kể. Điện năng ngày càng đƣợc 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 đƣợc đặt ra là phải đảm bảo tuyệt đối an tồn trong q trình sử
dụng nó.
Tài liệu lƣu hành nội bộ: an tồn điện đã trình bày các khái niệm chung, cung
cấp cho ngƣời đọc các kiến thức cơ bản để am hiểu và phòng ngừa các tai nạn điện
giật, những phƣơng tiện an toàn khi tiếp xúc với điện, những biện pháp đơn giản và
hữu hiệu sơ cứu ngƣời bị điện giật.
Giáo trình 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 tốn thƣờng
gặp trong sản xuất và sinh hoạt, cũng nhƣ cách tính chọn các phƣơng thức và lựa
chọn khí cụ trong an tồn điện.
Trong phạm vi đề cập đến những vấn đề trong kỹ thuật an tồn cịn hẹp,
khoongtheer tránh khỏi những sai sót. Nhóm tác giả xin đƣợc độc giả đóng góp ý kiến
xây dựng để giáo trình ngày càng hồn thiện hơn, xin chân thành cám ơn.
CHƢƠNG 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 ngƣời có thể gây ra những tai nạn cho con ngƣời
theo một mạch kín hoặc các tác động bên ngồi, nhƣ phóng điện, hoả hoạn. Hay nói
một cách khác tai nạn điện có thể gây ra nhƣ 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 tƣợng ngƣời 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 : ngƣời ta phân biệt làm các tình huống sau

5


- Tiếp xác với các phần tử đang có điện áp làm việc (Hình 1.1)
- Tiếp xúc với các phần tử đã đƣợc cắt điện ra khỏi nguồn điện
song vẫn cũn tớch in tớch (do in dung)
L1
PEN

L1

G

U

Chạ m vỏ
Sàn dẫn ®iƯn
Nèi ®Êt
H×nh 1.1. TiÕp xóc trùc tiÕp

H×nh 1.2. TiÕp xóc gi¸n tiÕp

- Tiếp xúc với các phần tử đã đƣợc cắt điện ra khỏi nguồn điện làm
việc, song vẫn còn chịu một điện áp cảm ứng do ảnh hƣởng 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, trơng thấy cảm giác được
có sự nguy hiểm và tìm các biện pháp để đề phịng 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 tồn và địi 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
* Tiếp xúc gián tiếp: phân biệt làm các tình huống sau:
- Tiếp xúc với các phần tử nhƣ 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 hƣ hỏng)…(hình 1.2).
- Tiếp xúc với các phần tử có điện áp cảm ứng do ảnh hƣởng 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 ngƣời phải chịu đựng khi tiếp xúc gián tiếp gọi là điện áp tiếp
xúc.
6


Điện áp bƣớc là điện áp mà con ngƣời 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 hố
chất khi có dịng điện rị 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 dịng tải.
- Có dịng điện lớn chạy qua cơ thể con ngƣời
Đây được xem như tai nạn do tiếp xúc trực tiếp.
1.2 Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con ngƣời.
Thực tế ngƣời có bị điện giật hay khơng là do có dịng điện đi qua ngƣời gây
sinh lí phức tạp, nó có thể huỷ hoại thần kinh, huỷ hoại cơ quan tuần hoàn máu và hơ
hấp. Dịng điện càng cao, thời gian tác dụng càng lớn càng nguy hiểm. Tuy nhiên
dòng điện đi qua ngƣời đúng vị trí và cƣờng độ có thể chữa bệnh. Dòng điện tác hại
càng mạnh đối với ngƣời nghiện rƣợu.
Sự tổn thƣơng do dịng 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 bƣớc.

-

Bị chấn thƣơng do từ trƣờng mạnh, điện áp cao.
Tác hại của dòng điện lớn khi trị số dòng điện tăng, thƣờng Ing >100mA gây tử
vong, có trƣờng hợp 5  10 mA gây tử vong tuỳ trạng thái cơ thể.
Dịng điện an tồn chạy qua cơ thể con ngƣời đối với dòng điện xoay chiều là 10

mA, đối với dòng điện một chiều là 50 mA.
Nguyên nhân dẫn đến chết ngƣời do dòng điện phần lớn làm hủy hoại bản năng
làm việc của các cơ quan của ngƣời – làm ngừng thở hay do sự thay đổi của những
hiện tƣợng sinh hóa trong cơ thể ngƣời. Nguy hiểm chết ngƣời cũng có thể do bị
bỏng trầm trọng.
Giải thích q trình tổn thƣơng do dịng điện có nhiều thuyết khác nhau. Ngƣời
ta cho rằng khi dòng điện đi qua cơ thể ngƣời trong một thời gian sẽ xuất hiện hiện
tƣợng phân tích máu và phân tích các chất nƣớc khác để tẩm ƣớt các tổ chức huyết
quản và làm đầy huyết quản. Và nhƣ thế quá trình phân cực sẽ xảy ra trong cơ thể con

7


ngƣời làm ảnh hƣởng đến hoạt động thần kinh. Đấy là nguyên nhân dẫn đến tổn
thƣơng.
Một số nhà sinh lý học và bác sỹ cho rằng nguyên nhân của một số tai nạn chết
ngƣời vì dịng điện làm sự co bóp của tim bị rối loạn đƣa đến đình trệ lƣu thông máu
trong cơ thể.
Theo quan điểm mới nhất của các nhà khoa học Liên Xơ, giải thích ngun nhân
do dòng điện gây nên là hiện tƣợng phản xạ do q 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 hƣởng
quyết định đến nguồn gốc tổn thƣơng. Thêm vào đó đối với từng ngƣời mức độ tác
dụng của dòng điện cũng khác nhau, cũng nhƣ sự tác dụng vào một ngƣời cũng mỗi
lúc một khác nhau và phụ thuộc vào sức khỏe của ngƣời lúc bị tai nạn. Chính dựa trên
những lý luận này có thể giải thích tại sao với dịng điện bé cũng có thể làm chất
ngƣời.
1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến dòng điện chạy qua cơ thể con ngƣời
Sự nguy hiểm do điện giật phụ thuộc vào các yếu tố sau:

-

Giá trị dòng điện đi qua cơ thể con ngƣời

-

Đƣờng đi của dịng điện

-

Thời gian bị điện giật

-

Tình trạng sức khoẻ và thể xác con ngƣời

-

Tần số dịng điện

-

Mơi trƣờng xung quanh

- Sự chú ý của ngƣời lúc tiếp xúc
1.3.1 Trị dòng điện đi qua cơ thể con ngƣời
Giá trị của dịng điện khơng nguy hiểm đi qua cơ thể con ngƣời :
-

Dòng điện một chiều : 50 mA

-

Đối với dòng điện xoay chiều từ 10 – 50 mA làm người bị điện giật khó có thể tự

- Dịng điện xoay chiều : 10 mA Nhận xét:

mình rời khỏi vật mạng điện do sự co giật của các cơ bắp. Giai đoạn này rất nguy
hiểm, vì nếu khơng 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 dịng điện qua người
dần dần tăng lên.
-

Khi dòng điện chạy qua cơ thể con người vượt q 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.
8


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 ngƣời ở
khoảng thời gian dƣới 0,1 giây
(s)
Bảng 1.2: Tác dụng của dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều
Dòng điện
Tác dụng của dòng điện xoay chiều
Dòng điện một chiều
(mA)
0.6 – 1.5

Bắt đầu thấy tê tay

Khơng có cảm giác gì

2–3

Ngón tay tê rất mạnh

Khơng có cảm giác gì

5–7

Bắp thị co lại và rung

Đau nhƣ kim châm cảm thấy
nóng

8 – 10

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

20 -25

Tay khơng rời khỏi đƣợc vật có điện, khó Nóng tăng lên thịt co lại
thở, tim bắt đầu đập mạnh
nhƣng chƣa 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

Bảng 1.3 : Tác dụng của dòng điện xoay chiều đối với cơ thể con ngƣời:
Loại Dòng Thời gian
Tác dụng sinh ra
Kết luận
điện
dịng điện
chạy
I

25
mA

Khơng
định

xác áp suất máu tăng dần.
Tay khó rời đến lúc
khơng thể rời vật mạng
điện, sự đau đớn tăng
dần và khó thở

9

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


II

25-80 25-30 giây
mA

III

80
mA

IV

3A

áp suất máu tiếp tục
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 khơng
bình thƣờng của tim

và dẫn đến giai đoạn
rung tim ngừng dập
hẳn

0,1 – 0,3 giây Tim rung, ngừng dập
hẳn

8 Khơng
định

Tai nạn có thể cứu đƣợc
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 tƣợng
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

Khi dòng điện vƣợt quá 80
mA thì khả năng đƣa đến
cái chết rất nhanh (khoảng
0,3 giây).

xác Máu ngừng lƣu thông, Sự chết chủ yếu do đốt cháy

tim ngừng đập. Các cơ điện.
bắp bị tổn thƣơng
năng. Có thể dẫn đến
đốt cháy cơ thể.

Giá trị của dòng điện đi qua cơ thể con ngƣời phụ thuộc vào hai yếu tố chính nhƣ
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 bƣớc, điện áp tiếp xúc phụ thuộc vào các yếu
tố chính nhƣ sau:
-

Cơng suất, điện áp làm việc của các trang bị điện hay khí cụ điện

-

Điều kiện vận hành của các trang bị điện tƣơng ứng

-

Khả năng đảm bảo an toàn của bản thân trang bị điện và các phƣơng 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)
10


+ 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 ngƣời 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 mơi trƣờng 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 đƣợc
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 ngƣời. Do đó ngƣời ta xác
nhận rằng điện trở của cơ thể con ngƣời phụ thuộc đại da số vào lớp da, vì lớp sừng ra
rất khơ và có tác dụng nhƣ một lớp cách điện. Nếu da ngƣời khơ và cịn ngun vẹn,
điện trở của lớp da có thể đạt 500.000 , cịn khi lớp da khơng cịn ngun vẹn thì
điện trở cịn 600 , khi lớp da bị trầy sƣớt mất lớp sừng da thì điện trở cịn 200 . Cơ
thể con ngƣời thì ln ln thay đổi do đó điện trở của ngƣời cũng không ổn định và

chúng dao động trong khoảng khá lớn từ 200  500.000 . Ngƣời ta đã chứng minh
đƣợc rằng tổng trở của ngƣời gồm có hai thành phần điện trở R và điện dung C mắc
song song với nhau.
Sơ đồ thay thế nhƣ sau (hình 1.3).
Trong đó :
11


R1, C1 : điện trở và điện kháng của da ngƣời phía dịng điện đi vào.
R2, C2 : điện trở và điện kháng của da ngƣời phía dịng điện đi ra.
R3, C3 : điện trở và điện kháng của các cơ quan bên trong ngƣời .
Điện trở của cơ thể con ngƣời khi bị điện giật phụ thuộc
yếu tố sau:
- Điện áp mà cơ thể con ngƣời phải chịu đựng

và các
R1

X1

R2

X2

- Vị trí cơ thể tiếp xúc với phần tử mang điện áp
- Diện tích tiếp xúc
- áp lực tiếp xúc

R3

X3

- Độ ẩm của môi trƣờng xung quanh
- Nhiệt độ của môi trƣờng xung quanh
- Thời gian tác dụng của dòng điện
* Điện áp mà cơ thể con ngƣời phải chu ng

Hình1.3. Sơ đồ thay thế điện trở

- in tr của con ngƣời sẽ giảm khi điện áp tăng đến một giá trị giới hạn, giá
trị này phụ thuộc vào
chiều dày của lớp sừng da. điều này đƣợc giải thích là: khi đặt một điện áp lớn vào cơ
thể thì sẽ xuất hiện hiện tƣợng xuyên thủng da, thì điện trở bắt đầu giảm; sau đó, khi
chấm rứt q trình này thì điện trở của cơ thể con ngƣời sẽ có một giá trị gần nhƣ
khơng đổi.
+ Sự xun thủng da bắt đầu từ 10 V và 50 V, điện trở của cơ thể ngƣời sẽ giảm
do sự xuyên thủng ở bên trong phân tử, kéo theo sự huỷ diệt bản thân phân tử. 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 dịng điện, phụ thuộc vào tay khơ hay tay ƣớt lúc
tiếp xúc.

+ Một số thí nghiệm cho thấy rằng: Bắt đầu sau 0,5 giây thì hiện tƣợng

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 ngƣời có giá trị lớn hơn 5000  thì sau khi xun thủng da,
điện trở chỉ cịn khoảng 1000  hay thậm trí ít hơn nữa
 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 khơng đổi.
Nhận xét: giá trị dòng điện chạy qua cơ thể con ngƣời 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 ngƣời
- Khi điện áp tăng kích thích các tuyến mồ hôi hoạt động, dẫn đến điện trở của cơ thể
con ngƣời giảm.
12


Thí nghiệm cho thấy : Với dịng điện 0,1 mA điện trở cơ thể ngƣời Rng = 500.000
Với dòng điện 10 mA điện trở cơ thể ngƣời R ng = 8.000
* Ảnh hƣởng 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 ngƣời càng bé, do đó sự nguy
hiểm của điện giật càng lớn.
* Áp lực tiếp xúc càng lớn thì điện trở của cơ thể ngƣời càng giảm
* Độ ẩm và nhiệt độ của môi trƣờng xung quanh cũng có ảnh hƣởng gián tiếp đến điện
trở của cơ thể ngƣời. Nếu nhịêt độ và độ ẩm cao thì độ dẫn điện của lớp da sẽ tăng
lên, tức là điện trở của cơ thể ngƣời càng bé.
1.3.2 Ảnh hƣởng của thời gian điện giật
Thời gian tác động của dịng 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 dịng 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 Đƣờng đi của dịng điện giật
Nếu dịng 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 dƣơng), vùng ngực, vùng cuống phổi, vùng
bụng…là thông thƣờng là những nơi tập trung nhiều dây thần kinh.
Đƣờng đi của dịng điện trong cơ thể con ngƣời có ảnh hƣởng đến tính mạng con

ngƣời, nó đƣợc đánh giá bằng tỷ lệ dòng điện đi qua tim.
Bảng 1.5
Đƣờng 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
Kết luận :

3,7

-

Đường đi của dịng điện có ý nghĩa quan trọng ví lượng dịng điện đi qua tim hay
cơ quan hô hấp đều phụ thuộc vào cách tiếp xúc của người với mạch điện.
13

-

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
Ngƣời ta thấy rằng hiện tƣợng chống điện (hay cịn gọi là sốc điện) thể hiện rõ
nhất ở ngƣời mệt mỏi hay trong tình trạng say rƣợu. Tƣơng tự phụ nữ và trẻ em rất
nhạy cảm với hiện tƣợng choáng điện hơn là nam giới.
Ngƣời ta thấy rằng ngƣời bị đau tim và ngƣời suy nhƣợc sẽ rất nhạy cảm khi có
dịng điện chạy qua cơ thể.
1.3.5 Tần số dịng điện
Nhƣ chung ta biết thì tổng trở của ngƣời 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. Nhƣng trong thực tế thì khơng nhƣ vậy, tức là khi tần số tăng thì mức độ nguy
hiểm giảm đi. Và ngƣời 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 đƣợc
kết quả nhƣ sau (bảng 1.6)
Tần số dòng điện (Hz)
Điện áp
Số chó thí nghiệm Xác suất chết
STT
(V)
(con)

(%)
1

50

117-120

15

100

2

100

117-120

21

45

3

125

100-121

10

20

4
150
120-125
10
0
1.4 Hiện tƣợng dịng điện đi trong đất, điện áp tiếp xúc, điện áp bƣớc
1.4.1 Hiện tƣợng dòng điện đi trong đất.
Khi cách điện của các thiết bị chọc thủng thì sẽ
có dịng điện đi trong đất và hiện tƣợng này làm
thay đổi điện áp hay chế độ là việc của mạng
điện. Khi dòng điện đi trong đất thì tạo ra một
vùng dịng điện rò trong đất và điện áp trong
vùng này phân bố theo một qui luật nào đó, để
đơn giản trong tính tốn ta nghiên cứu sự phân bố theo hình bán cầu (hình
1.4).
14


Mật độ dòng điện: j = γ.E
hay E = j.
Ở đây: γ- điện dẫn suất của đất;

(1.1)

- điện trở suất của đất;
E- điện áp trên một đơn vị chiều dài dọc theo đƣờng đi của dòng điện (cƣờng
độ điện trƣờng trong đất)
Mật độ dòng điện tại điểm cách tâm bán cầu là x bằng:
I

j  2 .dx2

(1.2)

Trong đó : Id – dịng điện chạm đất.
Điện áp trên một đoạn vơ cùng bé dx dọc trên đƣờng đi của dòng điện:
Id

du  E.dx  j..dx  2

2

dx

(1.3)

x

Xét điểm A cách chỗ chạm đất một khoảng x A 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 -  =


A

du I2d





dx

I d 
x2 2  x A

(1.4)

x

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



(1.5)

Ud =
2xd

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



xA

xd

uA  ud

xd

(1.6) ud

xA

Kết luận :
- Sự phân bố dòng điện rò trong đất là đường cong có dạng hipecbơn, tức là điện áp
càng xa điểm chạm đất thì càng nhỏ và ngược lại.
15


- Trong vùng gần 1m cách vật nối đất có độ 68% điện áp rơi. Những điểm cách xa mặt
đất nằm ngồi 20m cách chỗ chạm đất thực tế có thể xem như ngồi vùng dịng điện
hay là những điểm có điện áp bằng khơng- 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
Nhƣ chúng ta đã nghiên cứu thì dịng điện đi trong đất đƣợc 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 khơng và giá trị dịng điện tản bằng khơng. Và điện trở tản gọi tắt là
điện trở của vật nối đất.
Điện trở tản đƣợc hiểu là tỷ số giữa điện áp xuất hiện trên vật nối đất và dòng
điện chạy qua vật nối đất vào đất.

(1.7)

ud

Rd =
Id

1.4.3 Điện áp bƣớc 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 ngƣời thì điện áp
trên ngƣời lớn hay nhỏ còn tuỳ thuộc vào các điện trở khác mắc với thân ngƣời(nhƣ
thảm, ủng, găng tay…)
Phần điện áp đặt vào thân ngƣời gọi là điện áp tiếp xúc(Utx).
Xét mạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp và các vỏ động cơ đƣợc 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 ngƣời chạm vào vỏ động cơ thì đều chịu một điện áp Uđ
- Mặt khác thế ở chân ngƣời phụ thuộc và khoảng cách từ chỗ động cơ đến vật nối đất.
Và kết quả ngƣời bị tác dụng của hiệu số Uđ và Uch là.
Utx = Uđ - Uch

(1.5)

Nếu ngƣời đứng ngồi vùng điện thế tản của đất thì U ch = 0 khi đó ngƣời chịu tồn bộ
điện áp Uđ.
Trƣờng hợp chung tính điện áp tiếp xúc là Utx = Uđ
 - hệ số tiếp xúc (<1)
16

Điện áp tiếp xúc khơng đƣợc tiêu chuẩn hóa.

Hình 1.5

Hình 1.6

1.4.3.2 Điện áp bước
Nhƣ chúng ta đã biết thì điện áp chỉ xuất hiện khi có sự chênh lệch nhau về điện
thế.
Ngƣời ta định nghĩa điện áp bƣớc là điện áp xuất hiện trên hai chân ngƣời. Và ta
nhận thấy rằng điện áp bƣớc chỉ xuất hiện khi chung ta đi trong vùng có dịng điện rị
và điện áp tản. Nếu ngồi vùng có điện thế thì điện áp bƣớc bằng không.
Và điện bƣớc đƣợc xác định nhƣ sau Ubƣớc = ch1 - ch2 (hình 1.6)
Ngƣời đứng ở điểm A cách chỗ chạm đất một khoảng x . Điện áp bƣớc có thể tính theo
biểu thức sau:
I x dx I1 1 

I a

(1-8) Ub Ux
Ux a   x2  2x  x  a 2x x  a 2 x a


Trong đó: a- độ dài bƣớc chân (khoảng 0,4 – 0,8 m);
x- khoảng các đến chỗ chạm đất.
Ví dụ 1: Tính điện áp bƣớc U b lúc ngƣời 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.
1000.80.104

 30,6 (V)

Ub 
2.3,14.2000.2080

Ví dụ 2: Tính điện áp bƣớc Ub lúc ngƣời 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.
1000.80.104
 0,32 (V)

Ub 

17


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 in ỏp Ub 0
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 ng-ời. Nhng giỏ tr gii
hn an ton cho phộp.
Câu 3: Phân tích các yếu tố ảnh h-ởng đến giá trị dòng điện chạy trong cơ thể con ngời. Yu tố nào là quan trọng nhất? Tại sao?
Câu 4: Phân tích hiện t-ợng dòng điện đi vào trong đất
Câu 5: Trình bày khái niệm, cách tính giá trị điện áp b-ớc, điện áp tiếp xóc. Trong
những trƣờng hợp nào có thể xuất hiện điện áp tiếp xúc, điện áp bƣớc đặt lên cơ thể
con ngƣời ?Vẽ hình minh hoạ. Nêu biện pháp hạn chế điện áp bƣớc, điện áp tiếp xúc.
Câu 6: Phân tích những yếu tố xác định tình trạng nguy hiểm của điện giật, những
giới hạn cho phép?
Câu7: Điện trở của cơ thể ngƣời khi bị điện giật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
yếu tố nào là quan trọng nhất? Tại sao? Biện pháp để hạn chế nguy sự hiểm.
Câu 8: Các yếu tố xác định tình trạng nguy hiểm của điện giật, các giới hạn cho phép.

CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH AN TỒN 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 thƣờng không mang điện đƣợc
nối đất, gọi là nối đất bảo vệ. Các phần tử kim loại bình thƣờng khơng mạng điện
cũng có thể đƣợc nối với dây trung tính để tăng cƣờng sự bảo vệ.
18


Theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 364-3/VdDE 0100, phân biệt một số dạng sơ đồ nối trung
tính và nối đất nhƣ 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
Giải thích các ký hiệu
Sơ đồ TN

A
B
C
N
PE

2

1

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

Sơ đồ TT

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

A đƣợc nối đất, các hệ thống nối đất độc lập với nhau.
B
C T thứ nhất: nối đất điểm trung tính của nguồn

N

2

T thứ hai : nối vỏ thiết bị với hệ thống nối đất độc lập
với hệ thống nối đất của nguồn.

PE

1

I (Isolation) trung tính cách ly với đất hoặc nối đất qua

Sơ đồ IT

A điện trở;
B T : nối vỏ thiết bị với đất độc lập với hệ thống nối đất
C
3

của nguồn;

2

PE

1

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

r2

rng

r1
I ng

S¬ đồ đẳng trị

Hỡnh 2.1
19

rng

r1

r2


rngr1

Theo sơ đồ đẳng trị ta có r’1 =

(2.1) rng 
r1
U

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

(2.2)

r2 r1'

Ung = I0.r’

(2.3)

Dòng điện qua ngƣời là

Inga =
(2.4) rng

Ung

rng



I 0.r1'

Ur1'


rng(r'1r2 )

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

Ur1'

Ur1



rng(r'1rng)

(2.5)

rng(r1 r2 ) r1r2

Từ đây ta có thể suy ra đƣợc dòng điện qua ngƣời phụ thuộc vào điện trở cách điện của
dây dẫn và điện trở ngƣời.
U

Nếu r1 = r2=Rcđ thì ta có

Inga = 

(2.6)
2rng  Rcd

* Khi điện dung C  0 , r1 = r2 = Rcđ

Sơ đồ thay thế và sơ đồ đẳng trị (hình 2.2 ).

Hình 2.2
Tính tốn hồn tồn tƣơng tự nhƣ trên ta thu đƣợc kết quả nhƣ sau.
20




UXC1

I =

, trong đó XC1 = -jC

rng(XC1  XC2 )  XC1XC2
Ux1

Từ đây ta suy ra

(2.7)

(2.8)

Ingc =
r2ng(x1  x2)2 (x1x2)2

Nếu x1 =x2 = x thì
U

U

Ingc =

=
4r 2ng  x2

(2.9)
4r 2ng2C2 1

Tổng dòng điện chạy qua cơ thể ngƣời:
(2.10)

Ing  I2nga  Ingc2

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)
Khi

đó

dịng

đi

ện

đi

qua ngƣHình 2.3ờ i là
3Upr1 r22 r2r3 r32

3Udr1 r22 r2r3 r32
(2.11) rng(r2r3 r1r3 r2r1)r1r2r3 rng(r2r3 r1r3 r2r1)r1r2r3

Ing= 

* 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 dịng điện đi qua ngƣời là
Ud

3U p

Ing =

(2.12)

=
3rng  rcd

3rng 

rcd
3

* Mạng điện 3 pha có điện dung lớn C 1 = C2 = C3 = C (r1=r2=r3 = rcđ ) Thì dịng điện đi

qua ngƣời do điện dung là
21


*

3Up

I ng 
9.rng

2

1 2
(
)
Cw

3Up.C.w



9.rng 2 .C 2  1

(2.13)
Tổng dòng điện chạy qua cơ thể ngƣời:
(2.14)

Ing  I2nga  Ingc2

Kết luận : trong mạng điện cách điện đối với đất thì cách điện đóng vai trị
quan trọng. Và chúng ta có thể an tồn 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
ngƣời là. Hình vẽ 2.5 ta có
Up

Ing =

(2.15) rng  ro  rn

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

Hình 2.5
Ta nhận thấy vì ro<< rng nên ta có thể tính nhƣ sau
Up

I ng =

(2.16) rng
rn

Từ cơng thức trên ta có thể nhận xét nhƣ sau, để bảo đảm an tồn cho ngƣời khi chạm
vào các pha thì dịng điện qua ngƣời phải nhỏ hơn <0.01A do đó mà ta phải chọn đƣợc
Up điện trở của nền là Ing =
Vậy tuỳ thuộc vào điện trở rng rn

<0.01 => rn > 100U - rng.

ngƣời ta có thể chọn đƣợc 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, cịn trong mạng điện trung tính nối đất thì
điện áp đặt nên người là UP (hình 2.6).
Up

22


Hình 2.6
Ud

Ud

Up

rn
g

rn
g

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 dịng chạm đất nhỏ.

Với mạng điện trung tính nối đất thì điện áp các pha so với đất khơng
vượt qua điện áp pha cho nên cách điện đối với mạng này chỉ tính tốn với điện áp
pha, cịn với mạng điện trung tính cách đất phải tính cho điện áp dây.
Một nhược điểm của mạng trung tính nối dất đó là khi trạng thái vận
hành ta chạm vào pha nào đó thì tồn bộ người ta phải chịu điện áp U P và dòng qua
người là I
Up

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

=
rng rn

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:
Up

(2.17)

Id 
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 trƣờng hợp tiếp xúc trực tiếp thì Rtx = 0
Điện áp tiếp xúc: Utx = Iđ.Rd

(2.18)

23


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 đƣợc nối với đất qua trung tính. Trong
tất cả các sơ đồ của hệ thống TN (hình 2.8)khi cách điện bị hƣ hỏng sẽ dẫn đến sự cố
ngắn mạch giữa dây pha và dây trung tính, dịng điện ngắn mạch có thể đạt đến giá trị
lớn dẫn đến tác động của rơle dòng điện cực đại, nhƣng cũng có thể xuất hiện điện áp
tiếp xúc tại điểm cách điện bị hƣ hỏng, vƣợt quá 50% giá trị điện áp giữa pha và dây
trung tính trong thời gian ngắn.
Trong thực tế, hệ thống tiếp địa chung thƣờng đƣợc đặt sau mỗi khoảng chiều dài của
dây bảo vệ (PE hoặc PEN) của mạch, cịn thiết bị dùng điện thƣờng có yêu cầu đặt
tiếp địa ngay trên đầu vào.

24