Thực đơn
trang chủMạng xã hội

Phân tích nguy cơ điện giật trong các mạng khác nhau. Thực hiện sơ cứu vết thương do điện. Nguy cơ bị điện giật trong các mạng điện khác nhau Sơ đồ kết nối con người với mạng điện

Phân tích các mối nguy hiểm về điện trong các mạng khác nhau

Điện giật đối với con người chỉ có thể xảy ra khi tiếp xúc trực tiếp với các điểm của hệ thống lắp đặt điện giữa đó có điện áp hoặc với điểm có điện thế khác với điện thế đất. Phân tích mức độ nguy hiểm của một cú chạm như vậy, được đánh giá bằng cường độ dòng điện chạy qua một người hoặc điện áp của cú chạm, phụ thuộc vào một số yếu tố: mạch kết nối một người với mạng điện, điện áp, chế độ trung tính của nó , cách điện của các bộ phận mang điện, thành phần điện dung của chúng, v.v.


Khi nghiên cứu nguyên nhân gây điện giật, cần phân biệt giữa tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận mang điện của hệ thống lắp đặt điện và tiếp xúc gián tiếp. Theo quy định, trường hợp đầu tiên xảy ra trong trường hợp vi phạm nghiêm trọng các quy tắc vận hành của hệ thống lắp đặt điện (PTE và PTB), trường hợp thứ hai - do các tình huống khẩn cấp, chẳng hạn như trong trường hợp sự cố cách điện.


Các sơ đồ kết nối một người với mạch điện có thể khác nhau. Tuy nhiên, phổ biến nhất là hai: giữa hai dây khác nhau - kết nối hai pha và giữa một dây hoặc thân của hệ thống lắp đặt điện, một pha bị đứt và nối đất - kết nối một pha.


Thống kê cho thấy số lượng thương tích về điện lớn nhất xảy ra khi chuyển mạch một pha và hầu hết chúng xảy ra trong mạng có điện áp 380/220 V. Chuyển mạch hai pha nguy hiểm hơn vì trong trường hợp này con người đang ở dưới điện áp đường dây , và cường độ dòng điện chạy qua người sẽ là (tính bằng A)


trong đó Ul là điện áp tuyến tính, tức là điện áp giữa các dây pha, V; Uph - điện áp pha, tức là điện áp giữa đầu và cuối của một cuộn dây (hoặc giữa dây pha và dây trung tính), V.


Như có thể thấy từ hình. 8.1, mối nguy hiểm của việc chuyển mạch hai pha không phụ thuộc vào chế độ trung tính. Trung tính là điểm kết nối của các cuộn dây của máy biến áp hoặc máy phát điện không được kết nối với thiết bị nối đất hoặc được kết nối với nó thông qua các thiết bị có điện trở cao (mạng có trung tính cách ly) hoặc kết nối trực tiếp với thiết bị nối đất - a mạng có điểm trung tính được nối đất vững chắc.


Với kết nối hai pha, dòng điện đi qua cơ thể con người sẽ không giảm khi con người bị cách ly khỏi mặt đất bằng cách sử dụng galoshes điện môi, ủng, thảm và sàn nhà.


Khi một người được kết nối một pha với mạng, cường độ dòng điện phần lớn được xác định bởi chế độ trung tính. Đối với trường hợp đang xét, cường độ dòng điện chạy qua người sẽ là (tính bằng A)



, (8.3)

trong đó w là tần số; C - điện dung pha so với mặt đất


Cơm. 8.1. Kết nối một người với mạng ba pha bằng dây trung tính cách ly:
a - chuyển mạch hai pha; b - kết nối một pha; Ra, Rt, Rc - điện trở của lớp cách điện pha so với đất. Om; Ca, Cb, Cc - điện dung của dây so với đất, dòng điện F, Ia, Ib, IС chạy xuống đất qua điện trở cách điện pha (dòng rò)


Để đơn giản hóa công thức, giả sử Ra = Rb = Rc = Riz và Ca = Cb = Cc = C.


Trong điều kiện sản xuất, cách điện pha, được làm bằng vật liệu điện môi và có giá trị hữu hạn, thay đổi khác nhau đối với từng pha trong quá trình lão hóa, tạo ẩm và phủ bụi. Do đó, việc tính toán các điều kiện an toàn rất phức tạp phải được thực hiện có tính đến giá trị thực của điện trở R và điện dung C cho từng pha. Nếu điện dung pha so với mặt đất nhỏ, tức là Ca = Cb = Cc = 0 (ví dụ: trong mạng không khí có chiều dài ngắn), thì


Ích = Uph/(Rch+Riz/3), (8.4)


Nếu điện dung lớn (Ca = Cb = Cc không bằng 0) và Riz lớn (ví dụ trong đường dây cáp), thì cường độ dòng điện chạy qua cơ thể con người sẽ chỉ được xác định bởi thành phần điện dung:


, (8.5)

trong đó Xc = 1/wC là điện kháng, Ohm.


Từ các biểu thức trên, có thể thấy rõ rằng trong các mạng có điểm trung tính cách ly, điện dung của dây pha so với mặt đất càng thấp và thành phần hoạt động càng cao thì nguy cơ bị điện giật đối với con người càng thấp. Vì vậy, trong những mạng như vậy, điều rất quan trọng là phải liên tục theo dõi Riz để xác định và loại bỏ thiệt hại.


Cơm. 8.2. Kết nối một người với mạng ba pha có dây trung tính cách ly trong quá trình vận hành khẩn cấp. Giải thích trong văn bản


Nếu thành phần điện dung lớn thì điện trở cách điện pha cao không mang lại sự bảo vệ cần thiết.


Trong trường hợp khẩn cấp (Hình 8.2), khi một trong các pha bị chạm đất, cường độ dòng điện chạy qua người sẽ bằng nhau (tính bằng A)


Nếu chúng ta chấp nhận rằng Rzm = 0 hoặc Rzm<< Rч (что бывает в реальных аварийных условиях), то, исходя из приведенного выражения, человек окажется под линейным напряжением, т. е. попадет под двухфазное включение. Однако чаще всего R3M не равно 0, поэтому человек будет находиться под напряжением, меньшим Uл, но большим Uф, при условии, что Rиз/3 >> Rmeas.


Sự cố chạm đất làm thay đổi đáng kể điện áp của các bộ phận mang dòng điện của hệ thống lắp đặt điện so với mặt đất và các cấu trúc tòa nhà được nối đất. Sự cố chạm đất luôn đi kèm với sự lan truyền dòng điện trong lòng đất, từ đó dẫn đến xuất hiện một loại chấn thương mới cho con người, cụ thể là tiếp xúc với điện áp chạm và điện áp bước. Sự ngắn mạch này có thể là vô tình hoặc cố ý. Trong trường hợp sau, dây dẫn tiếp xúc với mặt đất được gọi là điện cực nối đất hoặc điện cực.


Trong thể tích trái đất nơi dòng điện đi qua, xuất hiện cái gọi là “trường (vùng) lan truyền của dòng điện”. Về mặt lý thuyết, nó kéo dài đến vô tận, nhưng trong điều kiện thực tế, ở khoảng cách 20 m tính từ điện cực đất, mật độ dòng điện lan rộng và điện thế thực tế bằng không.


Bản chất của đường cong trải rộng điện thế phụ thuộc đáng kể vào hình dạng của điện cực nối đất. Do đó, đối với một điện cực nối đất hình bán cầu, điện thế trên bề mặt trái đất sẽ thay đổi theo định luật hyperbol (Hình 8.3).


Cơm. 8.3. Phân bố điện thế trên bề mặt trái đất xung quanh điện cực đất hình bán cầu (f - sự thay đổi điện thế của điện cực đất trên bề mặt trái đất; fz - điện thế cực đại của điện cực đất ở cường độ dòng điện chạm đất I3; r - bán kính của điện cực nối đất)


Cơm. 8.4. Điện áp chạm với một điện cực nối đất duy nhất (f3 - tổng điện trở của đất đối với dòng điện lan truyền từ điện cực nối đất):
1 - đường cong thế năng; 2 - đường cong biểu thị sự thay đổi Upr theo khoảng cách tới điện cực đất; Sự cố 3 pha đối với nhà ở


Tùy thuộc vào vị trí của người đó trong vùng lan truyền và sự tiếp xúc của người đó với hệ thống điện b, phần thân của hệ thống này được nối đất và mang điện, người đó có thể chịu điện áp tiếp xúc Upr (Hình 8.4), được định nghĩa là hiệu điện thế giữa điểm của hệ thống điện mà người đó chạm vào f3 và điểm của mặt đất nơi nó đứng - fosn (in V)


Upr = ph3 - phosn = ph3 (1 - phosn/ph3), (8.7)


trong đó biểu thức (1 - phosn/f3) = a1 là hệ số điện áp tiếp xúc đặc trưng cho hình dạng của đường cong điện thế.


Từ hình. 8.4 có thể thấy rằng điện áp tiếp xúc sẽ cực đại khi một người cách điện cực đất 20 m trở lên (lắp đặt điện c) và có giá trị bằng số với điện thế điện cực đất Upr = f3, trong khi a1 = I. Nếu a người đứng ngay trên điện cực nối đất (lắp đặt điện a), khi đó Unp = 0 và a1 = 0. Đây là trường hợp an toàn nhất.


Biểu thức (8.7) cho phép bạn tính Unp mà không tính đến điện trở bổ sung trong mạch nối đất giữa người, nghĩa là không tính đến điện trở của giày, điện trở của bề mặt đỡ của chân và điện trở của sàn. Tất cả điều này được tính đến bởi hệ số a2, vì vậy trong điều kiện thực tế, cường độ của điện áp tiếp xúc sẽ còn nhỏ hơn.

Vì từ điện trở của mạch điện R Vì cường độ dòng điện đi qua một người phụ thuộc đáng kể nên mức độ nghiêm trọng của vết thương phần lớn được xác định bởi mạch nối người với mạch điện. Mô hình mạch điện được hình thành khi một người tiếp xúc với dây dẫn phụ thuộc vào loại hệ thống cung cấp điện được sử dụng.

Các mạng điện phổ biến nhất là những mạng trong đó dây trung tính được nối đất, tức là được nối đất bằng một dây dẫn. Chạm vào dây trung tính hầu như không gây nguy hiểm cho con người, chỉ có dây pha là nguy hiểm. Tuy nhiên, thật khó để tìm ra dây nào trong hai dây là trung tính - chúng trông giống nhau. Bạn có thể tìm ra nó bằng cách sử dụng một thiết bị đặc biệt - máy dò pha.

Sử dụng các ví dụ cụ thể, chúng tôi sẽ xem xét các phương án khả thi để kết nối một người với mạch điện khi chạm vào dây dẫn.

Kết nối hai pha với mạch. Trường hợp hiếm gặp nhất nhưng cũng nguy hiểm nhất là việc người chạm vào hai dây pha hoặc dây dẫn dòng điện nối với chúng (Hình 2.29).

Trong trường hợp này, người đó sẽ chịu ảnh hưởng của điện áp đường dây. Dòng điện sẽ chạy qua người theo đường “tay trong tay”, tức là điện trở của mạch sẽ chỉ bao gồm điện trở của cơ thể (D,).

Nếu lấy điện trở cơ thể là 1 kOhm và mạng điện có điện áp 380/220 V thì cường độ dòng điện chạy qua một người sẽ bằng

Đây là một dòng chảy chết người. Mức độ nghiêm trọng của chấn thương điện hoặc thậm chí tính mạng của một người sẽ phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ anh ta thoát khỏi tiếp xúc với dây dẫn hiện tại (đứt mạch điện), bởi vì thời gian tiếp xúc trong trường hợp này là quyết định.

Thường xuyên hơn có những trường hợp một người tiếp xúc với dây pha hoặc một bộ phận của thiết bị bằng một tay, một thiết bị vô tình hoặc cố ý kết nối điện với nó. Nguy cơ bị điện giật trong trường hợp này phụ thuộc vào loại mạng điện (có trung tính nối đất hoặc cách điện).

Kết nối một pha với mạch trong mạng có trung tính nối đất(Hình 2.30). Trong trường hợp này, dòng điện chạy qua người theo đường “cánh tay-chân” hoặc “cánh tay-cánh tay” và người đó sẽ chịu điện áp pha.

Trong trường hợp đầu tiên, điện trở mạch sẽ được xác định bởi điện trở của cơ thể con người (TÔI_,đôi giày (R o 6), căn cứ (Rzh), nơi người đứng, điện trở nối đất trung tính (RH), và dòng điện sẽ chạy qua người

Điện trở trung tính R H nhỏ và có thể bỏ qua so với các điện trở mạch khác. Để ước tính cường độ dòng điện chạy qua một người, chúng ta giả sử hiệu điện thế mạng là 380/220 V. Nếu một người đi giày khô cách điện (da, cao su) thì người đó đang đứng trên sàn gỗ khô, điện trở mạch điện sẽ lớn và cường độ dòng điện theo định luật Ohm sẽ nhỏ.

Ví dụ, điện trở sàn là 30 kOhm, giày da là 100 kOhm, điện trở của con người là 1 kOhm. Dòng điện chạy qua người

Dòng điện này gần với ngưỡng cảm nhận được. Người đó sẽ cảm nhận được dòng điện, ngừng hoạt động và loại bỏ sự cố.

Nếu một người đi giày ẩm hoặc chân trần đứng trên đất ướt thì có dòng điện chạy qua cơ thể

Dòng điện này có thể gây tổn thương phổi và tim, nếu tiếp xúc lâu dài sẽ dẫn đến tử vong.

Nếu một người đi ủng cao su khô và nguyên vẹn đứng trên đất ướt thì có dòng điện chạy qua cơ thể

Một người thậm chí có thể không cảm nhận được tác động của dòng điện như vậy. Tuy nhiên, ngay cả một vết nứt hoặc vết thủng nhỏ ở đế ủng cũng có thể làm giảm đáng kể lực cản của đế cao su và khiến công việc trở nên nguy hiểm.

Trước khi bắt đầu làm việc với các thiết bị điện (đặc biệt là những thiết bị đã lâu không được sử dụng), chúng phải được kiểm tra cẩn thận xem có hư hỏng lớp cách điện hay không. Các thiết bị điện phải được lau sạch bụi và nếu bị ướt,- khô. Không được sử dụng các thiết bị điện ướt! Tốt hơn hết bạn nên bảo quản các dụng cụ, dụng cụ, thiết bị điện trong túi nilon để tránh bụi hoặc hơi ẩm xâm nhập vào. Bạn phải đi giày khi làm việc. Nếu nghi ngờ về độ tin cậy của một thiết bị điện, bạn cần phải đảm bảo an toàn.- đặt một sàn gỗ khô hoặc thảm cao su dưới chân bạn. Bạn có thể sử dụng găng tay cao su.

Đường thứ hai của dòng điện xảy ra khi bàn tay thứ hai của con người tiếp xúc với các vật dẫn điện nối đất (thân của máy công cụ nối đất, cấu trúc tòa nhà bằng kim loại hoặc bê tông cốt thép, tường gỗ ướt, ống nước, pin sưởi ấm, v.v.). Trong trường hợp này, dòng điện chạy dọc theo đường có điện trở nhỏ nhất. Những vật thể này thực tế được nối ngắn mạch xuống đất, điện trở của chúng rất nhỏ. Do đó, điện trở của mạch bằng điện trở của cơ thể và dòng điện sẽ chạy qua người

Lượng dòng điện này gây chết người.

Khi làm việc với các thiết bị điện, không dùng tay kia để chạm vào các vật có thể được nối điện với mặt đất. Làm việc ở những khu vực ẩm ướt, nơi có các vật dẫn điện cao nối đất gần người, gây ra mức độ nguy hiểm cực kỳ cao và yêu cầu phải tuân thủ các biện pháp an toàn điện tăng cường.

Trong chế độ khẩn cấp (Hình 2.30, b), khi một trong các pha của mạng (một pha khác của mạng, khác với pha mà con người chạm vào) bị chập xuống đất, xảy ra hiện tượng phân phối lại điện áp và điện áp của người khỏe mạnh pha khác với điện áp pha của mạng. Khi chạm vào một pha làm việc, một người sẽ có điện áp lớn hơn điện áp pha nhưng nhỏ hơn điện áp tuyến tính. Vì vậy, bất kể đường đi của dòng điện, trường hợp này nguy hiểm hơn.

Kết nối một pha với mạch trong mạng có dây trung tính cách ly(Hình 2.31). Trong sản xuất, mạng điện ba dây có dây trung tính cách điện được sử dụng để cung cấp điện cho các hệ thống điện. Trong các mạng như vậy không có dây trung tính nối đất thứ tư và chỉ có dây ba pha. Trong sơ đồ này, hình chữ nhật thường biểu thị điện trở r MỘT, r V., r Với cách điện của dây từng pha và điện dung S A, Sv, Ss mỗi pha tương đối___________________

ở dưới điện áp cao hơn đáng kể và do đó nguy hiểm hơn. Tuy nhiên, các kết luận và khuyến nghị chính để đảm bảo an toàn gần như giống nhau.

Ngay cả khi chúng ta không tính đến điện trở của mạch điện của con người (người đi giày ẩm đứng trên mặt đất ẩm ướt), dòng điện chạy qua người đó sẽ an toàn:

Vì vậy, cách nhiệt pha tốt là chìa khóa cho sự an toàn. Tuy nhiên, với mạng lưới điện rộng khắp, điều này không dễ đạt được. Trong các mạng lưới dài và phân nhánh với số lượng lớn người tiêu dùng, điện trở cách điện thấp và mức độ nguy hiểm sẽ tăng lên.

Đối với mạng điện dài, đặc biệt là đường dây cáp, không thể bỏ qua điện dung pha (CV0). Ngay cả khi cách điện pha rất tốt (r = oo), dòng điện sẽ chạy qua người qua điện dung của các pha và giá trị của nó sẽ được xác định theo công thức:

Như vậy, mạch điện dài của các doanh nghiệp công nghiệp có điện dung lớn rất nguy hiểm, ngay cả khi cách điện pha tốt.

Nếu lớp cách điện của bất kỳ pha nào bị đứt, việc chạm vào mạng có dây trung tính cách ly sẽ trở nên nguy hiểm hơn so với việc chạm vào mạng bằng dây trung tính nối đất. Ở chế độ khẩn cấp (Hình 2.31, b) dòng điện đi qua người đã chạm vào pha có thể sử dụng được sẽ chạy qua mạch sự cố nối đất đến pha khẩn cấp và giá trị của nó sẽ được xác định theo công thức:

Vì điện trở đóng D, pha khẩn cấp trên trái đất, thường nhỏ nên con người sẽ chịu điện áp tuyến tính và điện trở của mạch điện tạo ra sẽ bằng điện trở mạch điện của người đó ____, rất nguy hiểm.

Vì những lý do này, cũng như vì tính dễ sử dụng (khả năng thu được điện áp 220 và 380 V), mạng bốn dây có dây trung tính nối đất cho điện áp 380/220 V đã trở nên phổ biến nhất.

Chúng tôi chưa xem xét tất cả các sơ đồ mạng điện và các tùy chọn cảm ứng có thể có. Trong sản xuất, bạn có thể phải xử lý các mạch cấp nguồn phức tạp hơn, đặc biệt là mạch nối đất.

Để đơn giản hóa việc phân tích, chúng ta giả sử g A - g c= g c = g, MỘT S A= L B= C c = C

Nếu một người chạm vào một trong các dây hoặc bất kỳ vật nào được nối điện với nó, dòng điện sẽ chạy qua người, giày, đế và qua lớp cách điện và điện dung của dây đến hai dây còn lại. Do đó, một mạch điện khép kín được hình thành, trong đó, không giống như các trường hợp đã xem xét trước đó, bao gồm cả điện trở cách điện pha. Vì điện trở của cách điện tốt là hàng chục và hàng trăm kilo-ohm nên tổng điện trở của mạch lớn hơn nhiều so với điện trở của mạch hình thành trong mạng có dây trung tính nối đất. Nghĩa là, dòng điện chạy qua một người trong mạng như vậy sẽ ít hơn và việc chạm vào một trong các pha của mạng bằng dây trung tính cách ly sẽ an toàn hơn.

Dòng điện chạy qua người trong trường hợp này được xác định theo công thức sau:

điện trở của mạch điện của con người ở đâu,

co = 2nd - tần số tròn của dòng điện, rad/s (đối với dòng điện tần số công nghiệp = 50 Hz, do đó co = YuOl).

Nếu điện dung pha nhỏ (trường hợp này xảy ra với mạng không khí ngắn), chúng ta có thể lấy C « 0. Khi đó biểu thức tính cường độ dòng điện chạy qua một người sẽ có dạng:

Ví dụ: nếu điện trở sàn là 30 kOhm, giày da là 100 kOhm, điện trở của con người là 1 kOhm và điện trở cách điện pha là 300 kOhm thì dòng điện chạy qua người (đối với mạng 380/220 V) sẽ bằng với

Một người thậm chí có thể không cảm thấy một dòng điện như vậy.

Câu hỏi kiểm soát

1. Những loại mạng điện nào phổ biến nhất trong sản xuất?

2. Kể tên các nguồn gây nguy hiểm về điện tại nơi làm việc.

3. Điện áp cảm ứng và điện áp bước là gì? Giá trị của chúng phụ thuộc như thế nào vào khoảng cách tính từ điểm dòng điện chạy vào lòng đất?

4. Cơ sở được phân loại như thế nào theo mức độ nguy hiểm về điện?

5. Dòng điện có tác dụng như thế nào đối với con người? Kể tên và mô tả các loại chấn thương điện.

6. Thông số nào của dòng điện quyết định mức độ nghiêm trọng của điện giật? Chỉ định ngưỡng hiện tại.

7. Đường dòng điện nào chạy qua cơ thể con người nguy hiểm nhất?

8. Hãy chỉ ra những nguồn gây nguy hiểm lớn nhất về điện trong sản xuất liên quan đến nghề nghiệp tương lai của bạn.

9. Thực hiện phân tích mối nguy hiểm của mạng điện có điểm trung tính nối đất.

10. Hãy phân tích sự nguy hiểm của mạng điện có điểm trung tính cách ly.

11. Việc chạm vào dây dẫn mang điện nào là nguy hiểm nhất đối với con người?

12. Tại sao việc chạm tay vào các vật có nối điện với đất (ví dụ như ống nước) khi làm việc với các thiết bị điện lại làm tăng nguy cơ bị điện giật?

13.Tại sao phải rút phích cắm điện ra khỏi ổ cắm khi sửa chữa thiết bị điện?

14.Tại sao phải đi giày khi làm việc với thiết bị điện?

15.Làm thế nào bạn có thể giảm nguy cơ bị điện giật?

Các trường hợp điện giật đối với một người chỉ có thể xảy ra khi một mạch điện được đóng qua cơ thể con người hay nói cách khác là khi một người chạm vào ít nhất hai điểm của mạch, giữa đó có một điện áp nào đó.

Sự nguy hiểm của việc chạm vào như vậy, được đánh giá bằng giá trị dòng điện chạy qua cơ thể con người hoặc bằng điện áp khi chạm vào, phụ thuộc vào một số yếu tố: mạch điện của người được kết nối với mạch điện, điện áp mạng, mạch của chính mạng, chế độ trung tính của nó, chất lượng cách điện của các bộ phận sống với mặt đất, cũng như giá trị điện dung của các bộ phận mang điện so với mặt đất, v.v.

Sơ đồ kết nối con người với mạch điện có thể khác. Tuy nhiên, điển hình nhất là hai sơ đồ kết nối: giữa hai dây và giữa một dây với đất (Hình 13.5). Tất nhiên, trong trường hợp thứ hai, một kết nối điện được giả định giữa mạng và mặt đất.

Liên quan đến mạng điện xoay chiều, mạch đầu tiên thường được gọi là kết nối hai pha và mạch thứ hai - một pha.

Bật hai pha, tức là một người chạm vào hai pha cùng lúc, thường nguy hiểm hơn, vì điện áp cao nhất trong mạng nhất định được đặt vào cơ thể con người - tuyến tính, do đó dòng điện lớn hơn (A) sẽ chạy qua cơ thể con người:

I h = 1,73U f /R h = U l /R h, 7)

trong đó U l là điện áp tuyến tính, tức là điện áp giữa các dây pha của mạng, bằng V; Uf - điện áp pha, tức là điện áp giữa đầu và cuối một cuộn dây của nguồn dòng điện (máy biến áp, máy phát) hoặc giữa dây pha và dây trung tính, V.

Không khó để tưởng tượng rằng kết nối hai pha cũng nguy hiểm như nhau trong mạng có cả hai dây trung tính cách ly và nối đất. Khi bật hai pha, nguy cơ chấn thương sẽ không giảm ngay cả khi người đó được cách ly khỏi mặt đất một cách đáng tin cậy, nghĩa là nếu anh ta có ủng hoặc ủng điện môi ở chân, hoặc đứng trên sàn cách điện hoặc trên chất điện môi tấm thảm.

Chuyển mạch một pha xảy ra thường xuyên hơn, nhưng ít nguy hiểm hơn so với chuyển mạch hai pha, vì điện áp mà con người thấy mình không vượt quá điện áp pha. Theo đó, dòng điện đi qua cơ thể con người ít hơn. Ngoài ra, giá trị của dòng điện này còn bị ảnh hưởng bởi chế độ trung tính của nguồn dòng, điện trở cách điện và điện dung của dây dẫn so với mặt đất, điện trở của sàn nơi người đó đứng, điện trở của giày và các yếu tố khác.

TRONG mạng ba pha ba dây có trung tính cách ly cường độ dòng điện (A) đi qua cơ thể con người khi chạm vào một trong các pha của mạng trong quá trình hoạt động bình thường (Hình 6) được xác định bằng biểu thức sau:

Trong đó Z là trở kháng phức tạp của một pha so với mặt đất, Ohm, Z = r/(l + jwCr), r và C lần lượt là điện trở cách điện của dây (Ohm) và điện dung tương đối của dây (F) xuống đất (để đơn giản, được coi là giống nhau đối với tất cả các mạng có dây).

Dòng điện thực tế sẽ là A:

. (9)

Nếu điện dung của dây dẫn so với mặt đất nhỏ, tức là C » 0, thường xảy ra trong các mạng trên không có khoảng cách ngắn, thì phương trình (15) sẽ có dạng

Nếu điện dung lớn và độ dẫn điện của vật liệu cách điện không đáng kể, tức là r » ¥, thường xảy ra trong mạng cáp, thì theo biểu thức (5) cường độ dòng điện (A) đi qua cơ thể con người sẽ bằng

, (11)

trong đó x c ​​là điện dung bằng 1/wС, Ohm; w - tần số góc, rad/s.

Từ biểu thức (6), cho thấy rằng trong các mạng có điểm trung tính cách ly, có điện dung giữa dây và đất không đáng kể, mối nguy hiểm đối với người chạm vào một trong các pha trong quá trình hoạt động bình thường của mạng phụ thuộc vào điện trở của dây so với mặt đất: khi điện trở ngày càng tăng, mối nguy hiểm sẽ giảm. Do đó, trong các mạng như vậy, điều rất quan trọng là phải đảm bảo điện trở cách điện cao và theo dõi tình trạng của nó để phát hiện và loại bỏ kịp thời các lỗi. Tuy nhiên, trong các mạng có điện dung lớn so với mặt đất, vai trò của cách điện dây trong việc đảm bảo an toàn khi chạm vào bị mất, như có thể thấy từ phương trình (5) và (7).

TRONG mạng ba pha bốn dây có trung tính nối đấtđộ dẫn điện của lớp cách điện và độ dẫn điện dung của dây dẫn so với mặt đất nhỏ so với độ dẫn điện của dây nối đất trung tính nên khi xác định cường độ dòng điện đi qua cơ thể người chạm vào pha mạng có thể bỏ qua .

Trong điều kiện hoạt động bình thường, r và cường độ dòng điện Ih đi qua cơ thể con người sẽ bằng (Hình 7) bằng:

I h = U f /(R h + r 0), (12)

trong đó r 0 là điện trở nối đất trung tính, Ohm.

Theo quy luật, r 0 £ 10 Ohm, nhưng điện trở của cơ thể con người R h không giảm xuống dưới vài trăm Ohm×m. Do đó, không có sai số lớn trong phương trình (8), chúng ta có thể bỏ qua giá trị của r 0 và giả sử rằng khi chạm vào một trong các pha của mạng ba pha bốn dây với dây trung tính nối đất, một người thực tế thấy mình ở dưới điện áp pha Uf và dòng điện chạy qua nó bằng thương số chia Uf cho R h. Theo đó, việc chạm vào một pha của mạng ba pha có trung tính nối đất trong quá trình hoạt động bình thường của nó sẽ nguy hiểm hơn việc chạm vào một pha của mạng đang hoạt động bình thường với một trung tính cách ly (xem các phương trình (6) và (8)).

Kết nối của một người với mạng điện có thể là một pha hoặc hai pha. Kết nối một pha là kết nối của con người giữa một trong các pha của mạng và mặt đất. Cường độ dòng điện gây hư hại trong trường hợp này phụ thuộc vào chế độ trung tính của mạng, điện trở của con người, giầy, sàn và cách điện pha so với mặt đất. Chuyển mạch một pha xảy ra thường xuyên hơn và thường gây ra các chấn thương về điện trong mạng ở bất kỳ điện áp nào. Với kết nối hai pha, một người chạm vào hai pha của mạng điện. Khi bật hai pha, cường độ dòng điện chạy qua cơ thể (dòng điện đánh vào) chỉ phụ thuộc vào điện áp mạng và điện trở của cơ thể con người và không phụ thuộc vào chế độ trung tính của máy biến áp cung cấp mạng. Mạng điện được chia thành một pha và ba pha. Mạng một pha có thể được cách ly khỏi mặt đất hoặc có dây nối đất. Trong bộ lễ phục. 1 cho thấy các tùy chọn khả thi để kết nối một người với mạng một pha.

Do đó, nếu một người chạm vào một trong các pha của mạng ba pha bốn dây với dây trung tính được nối đất chắc chắn, thì thực tế người đó sẽ chịu điện áp pha (R3< RF) và dòng điện chạy qua người trong quá trình hoạt động bình thường của thiết bị. mạng thực tế sẽ không thay đổi khi có sự thay đổi về điện trở cách điện và dây điện dung so với mặt đất.

Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người

Khi đi qua cơ thể, dòng điện có tác dụng nhiệt, điện phân và sinh học.

Hiệu ứng nhiệt biểu hiện ở vết bỏng trên da hoặc các cơ quan nội tạng.

Trong quá trình điện phân, do dòng điện chạy qua, sự phân hủy (điện phân) máu và chất lỏng hữu cơ khác xảy ra, kèm theo sự phá hủy hồng cầu và rối loạn chuyển hóa.

Tác dụng sinh học được biểu hiện bằng sự kích thích và kích thích các mô sống của cơ thể, kèm theo sự co giật tự phát của các cơ, bao gồm cả tim và phổi.

Có hai loại điện giật chính:



§ chấn thương điện,

§ điện giật.

Điện giật có thể chia thành bốn độ:

1. Co giật cơ mà không mất ý thức;

2. mất ý thức nhưng vẫn bảo tồn được chức năng hô hấp và tim;

3. mất ý thức và rối loạn hoạt động của tim hoặc hô hấp (hoặc cả hai);

4. chết lâm sàng, tức là. thiếu hơi thở và tuần hoàn máu.

Chết lâm sàng là giai đoạn chuyển tiếp giữa sự sống và cái chết, bắt đầu từ thời điểm tim và phổi ngừng hoạt động. Một người ở trạng thái chết lâm sàng không có dấu hiệu của sự sống: không thở, không tim, không phản ứng với cơn đau; Đồng tử của mắt giãn ra và không phản ứng với ánh sáng. Tuy nhiên, cần nhớ rằng trong trường hợp này, cơ thể vẫn có thể hồi sinh nếu được giúp đỡ một cách chính xác và kịp thời. Thời gian chết lâm sàng có thể là 5-8 phút. Nếu sự giúp đỡ không được cung cấp kịp thời, cái chết sinh học (thực sự) sẽ xảy ra.

Kết quả của việc bị điện giật đối với một người phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Điều quan trọng nhất trong số đó là cường độ và thời gian của dòng điện, loại và tần số của dòng điện cũng như các đặc tính riêng của sinh vật.


Xác định điện trở lan truyền hiện tại của dây dẫn nối đất đơn và quy trình tính toán vòng nối đất bảo vệ cho thiết bị xử lý cố định (GOST 12.1.030-81. CCBT. Nối đất bảo vệ, nối đất)

Triển khai các thiết bị nối đất. Có sự khác biệt giữa các thiết bị nối đất nhân tạo, dành riêng cho mục đích nối đất và các thiết bị tự nhiên - các bộ phận dẫn điện của bên thứ ba tiếp xúc điện trực tiếp với mặt đất hoặc thông qua môi trường dẫn điện trung gian, được sử dụng cho mục đích nối đất.

Đối với các điện cực nối đất nhân tạo, người ta thường sử dụng các điện cực dọc và ngang.

Những thứ sau đây có thể được sử dụng làm dây dẫn nối đất tự nhiên: cấp nước và các ống kim loại khác đặt trong lòng đất (ngoại trừ đường ống dẫn chất lỏng dễ cháy, khí dễ cháy hoặc nổ); ống bọc của giếng phun, giếng, hố, v.v.; kết cấu kim loại và bê tông cốt thép của các tòa nhà và công trình có kết nối với mặt đất; vỏ bọc chì của cáp đặt trong đất; cọc ván kim loại dùng cho công trình thủy lợi, v.v.

Việc tính toán nối đất bảo vệ nhằm xác định các thông số cơ bản của nối đất - số lượng, kích thước và thứ tự đặt các dây dẫn nối đất đơn và dây dẫn nối đất, tại đó điện áp tiếp xúc và điện áp bước trong quá trình đóng pha với thân nối đất không vượt quá giá trị cho phép. .

Để tính toán nối đất, cần có các thông tin sau:

1) đặc điểm của hệ thống lắp đặt điện - kiểu lắp đặt, loại thiết bị chính, điện áp vận hành, phương pháp nối đất trung tính của máy biến áp và máy phát điện, v.v.;

2) sơ đồ lắp đặt điện nêu rõ các kích thước chính và vị trí đặt thiết bị;

3) hình dạng và kích thước của các điện cực mà người ta dự định sử dụng để xây dựng hệ thống nối đất nhóm được thiết kế, cũng như độ sâu dự kiến ​​​​của việc ngâm chúng vào lòng đất;

4) dữ liệu từ các phép đo điện trở suất của đất tại khu vực lắp đặt điện cực đất và thông tin về điều kiện thời tiết (khí hậu) mà các phép đo này được thực hiện, cũng như các đặc điểm của vùng khí hậu. Nếu giả sử trái đất có hai lớp thì cần phải có số liệu đo đạc về điện trở suất của cả hai lớp đất và độ dày của lớp trên cùng;

5) dữ liệu về các dây dẫn nối đất tự nhiên: những cấu trúc nào có thể được sử dụng cho mục đích này và khả năng chống lan truyền dòng điện của chúng, thu được bằng phép đo trực tiếp. Nếu vì lý do nào đó không thể đo được điện trở của điện cực nối đất tự nhiên thì phải cung cấp thông tin cho phép xác định điện trở này bằng tính toán;

6) dòng điện chạm đất được tính toán. Nếu chưa xác định được dòng điện thì nó được tính toán bằng các phương pháp thông thường;

7) các giá trị tính toán của điện áp tiếp xúc (và bước) cho phép và thời gian bảo vệ, nếu việc tính toán được thực hiện dựa trên điện áp tiếp xúc (và bước).

Tính toán nối đất thường được thực hiện trong trường hợp điện cực nối đất được đặt trong nền đất đồng nhất. Trong những năm gần đây, các phương pháp kỹ thuật tính toán hệ thống nối đất trong đất nhiều lớp đã được phát triển và bắt đầu sử dụng.

Khi tính toán dây dẫn nối đất trong đất đồng nhất, điện trở của lớp trên của trái đất (lớp thay đổi theo mùa), do đất đóng băng hoặc khô, được tính đến. Việc tính toán được thực hiện bằng phương pháp dựa trên việc sử dụng hệ số sử dụng độ dẫn nối đất và do đó được gọi là phương pháp hệ số sử dụng. Nó được thực hiện với cả thiết kế đơn giản và phức tạp của dây dẫn nối đất nhóm.

Khi tính toán hệ thống nối đất trong đất nhiều lớp, mô hình đất hai lớp thường được áp dụng với điện trở suất của lớp trên và lớp dưới lần lượt là r1, r2 và độ dày (bề dày) của lớp trên h1. Việc tính toán được thực hiện bằng phương pháp dựa trên việc tính đến điện thế cảm ứng trên các điện cực là một phần của hệ thống nối đất nhóm và do đó được gọi là phương pháp điện thế cảm ứng. Tính toán dây dẫn nối đất trong đất nhiều lớp tốn nhiều công sức hơn. Đồng thời, nó cho kết quả chính xác hơn. Nên sử dụng nó trong các thiết kế phức tạp của hệ thống nối đất nhóm, thường diễn ra trong các hệ thống lắp đặt điện có trung tính nối đất hiệu quả, tức là trong các hệ thống lắp đặt có điện áp từ 110 kV trở lên.

Khi tính toán thiết bị nối đất bằng bất kỳ phương pháp nào cũng cần xác định điện trở cần thiết cho thiết bị nối đất đó.

Điện trở yêu cầu của thiết bị nối đất được xác định theo PUE.

Đối với hệ thống lắp đặt có điện áp lên đến 1 kV, điện trở của thiết bị nối đất dùng để nối đất bảo vệ các bộ phận dẫn điện hở trong hệ thống loại CNTT phải đáp ứng các điều kiện sau:

trong đó Rз là điện trở của thiết bị nối đất, ohm; Upred.add – điện áp cảm ứng, giá trị được giả định là 50 V; Iз - tổng dòng điện chạm đất, A.

Theo quy định, không cần thiết phải chấp nhận giá trị điện trở của thiết bị nối đất nhỏ hơn 4 ohms. Cho phép điện trở của thiết bị nối đất lên tới 10 Ohms nếu đáp ứng điều kiện trên và công suất của máy biến áp, máy phát điện cung cấp cho mạng không vượt quá 100 kVA, bao gồm tổng công suất của máy biến áp và (hoặc) máy phát điện hoạt động song song.

Đối với hệ thống lắp đặt có điện áp trên 1 kV trên 1 kV, điện trở của thiết bị nối đất phải tương ứng với:

0,5 Ohm với dây trung tính được nối đất hiệu quả (tức là với dòng điện chạm đất lớn);

250/Iz, nhưng không quá 10 Ohms với điểm trung tính cách ly (tức là với dòng điện chạm đất thấp) và điều kiện là điện cực nối đất chỉ được sử dụng cho các hệ thống lắp đặt điện có điện áp trên 1000 V.

Trong các biểu thức này, Iз là dòng điện chạm đất được tính toán.

Trong quá trình vận hành, điện trở lan truyền của dòng điện cực đất có thể tăng lên trên giá trị tính toán, do đó cần theo dõi định kỳ giá trị điện trở đất.

Vòng lặp mặt đất

Vòng nối đất về mặt cổ điển là một nhóm các điện cực thẳng đứng có độ sâu nhỏ được nối với nhau bằng một dây dẫn nằm ngang, được gắn gần một vật thể ở khoảng cách tương đối nhỏ với nhau.

Là các điện cực nối đất trong thiết bị nối đất như vậy, theo truyền thống, một góc thép hoặc cốt thép dài 3 mét được sử dụng, được đóng xuống đất bằng búa tạ.

Một dải thép 4x40 mm được sử dụng làm dây dẫn kết nối, được đặt trong mương đã chuẩn bị trước sâu 0,5 - 0,7 mét. Dây dẫn được nối với dây dẫn nối đất được gắn bằng hàn điện hoặc hàn khí.

Để tiết kiệm không gian, vòng đất thường được “cuộn” xung quanh tòa nhà dọc theo các bức tường (chu vi). Nếu bạn nhìn vào điện cực nối đất này từ trên cao, bạn có thể nói rằng các điện cực được gắn dọc theo đường viền của tòa nhà (do đó có tên như vậy).

Do đó, vòng nối đất là một điện cực nối đất bao gồm một số điện cực (nhóm điện cực) được kết nối với nhau và gắn xung quanh tòa nhà dọc theo đường viền của nó.

Điểm nối các cuộn dây của máy biến áp nguồn (máy phát điện) được gọi là điểm trung tính hoặc điểm trung tính. trung lập.Điểm trung tính của nguồn điện có thể được cách ly và nối đất. Căn cứđược gọi là trung tính của máy phát điện (máy biến áp), được nối trực tiếp với thiết bị nối đất hoặc qua điện trở thấp (ví dụ qua máy biến dòng). Bị cô lập gọi là trung tính của máy phát điện hoặc máy biến áp, không nối đất hoặc nối với thiết bị nối đất thông qua điện trở cao (thiết bị tín hiệu, đo lường, bảo vệ, lò phản ứng triệt tiêu hồ quang nối đất).

Sốc điện xảy ra khi một mạch điện đi qua cơ thể con người. Điều này xảy ra khi một người chạm vào ít nhất hai điểm của mạch điện, giữa đó có một điện áp nào đó. Việc đưa một người vào mạch điện có thể xảy ra theo nhiều cách: giữa dây và mặt đất, được gọi là kết nối một pha; giữa hai dây - kết nối hai pha .

Kết nối một pha thể hiện sự tiếp xúc trực tiếp của một người với các bộ phận của hệ thống lắp đặt điện hoặc thiết bị được cấp điện bình thường hoặc vô tình. Khi kết nối một pha với mạng có dây trung tính cách điện và nối đất, một người sẽ tiếp xúc với điện áp pha, nhỏ hơn 1,73 lần so với tuyến tính và tiếp xúc với dòng điện, phụ thuộc vào điện áp pha của hệ thống lắp đặt, điện trở của cơ thể con người, giày dép, sàn nhà, nối đất trung tính và cách nhiệt.

Tại kết nối một pha trong mạng ba pha bốn dây với dây trung tính nối đất Cường độ dòng điện đi qua cơ thể con người có thể được biểu thị bằng:

I h =U f /(R h +r p +r o +r n) => I h R h = U f R h /(R h +r p +r o +r n)

trong đó U f là điện áp pha. TRONG; R h - điện trở của cơ thể con người, Ohm; r p là lực cản của sàn nơi người đó nằm. Om; r o - sức cản giày. Om; r n - điện trở nối đất trung tính. Om; Upr - điện áp tiếp xúc, V.

Ví dụ, hai trường hợp kết nối một pha của một người với mạch điện ba pha bốn dây có trung tính nối đất ở điện áp đường dây được xem xét

U f = 380V; U l = 220 V = U f = 1,73 U f

Một trường hợp có điều kiện bất lợi. Người chạm vào một pha đang ở trên nền đất ẩm hoặc sàn (kim loại) dẫn điện, giày bị ẩm hoặc có đinh kim loại. Theo đó, các điện trở sau được chấp nhận: cơ thể con người = 1000 Ohm; đất hoặc sàn r p = 0; giày r o = 0. Điện trở nối đất trung tính r n = 4 Ohms (có thể bỏ qua trong tính toán do giá trị không đáng kể).

Một dòng điện chết người sẽ đi qua cơ thể con người:

I h =U f /R h = U l /(1,73 R h)= 220/1000 = 0,22 A = 220 mA;

Upr = U f = 220 V.

Một trường hợp có điều kiện thuận lợi. Một người đứng trên sàn gỗ khô có điện trở r p = 100.000 Ohm, trên chân người đó mang đôi giầy (cao su) khô không dẫn điện có điện trở r o. = = 45000 Ôm. Khi đó, một dòng điện ngưỡng, được cho phép lâu dài đối với một người, sẽ đi qua cơ thể con người:

Tôi =220/(1000+100000+45000)=220/146000=0,0015A=1,5mA

Upr =220*1000/146000=1.5V

Những ví dụ này minh họa tầm quan trọng của đặc tính cách điện của sàn và giày để đảm bảo an toàn cho người làm việc trong điều kiện có thể tiếp xúc với dòng điện.

Chuyển mạch hai pha là sự tiếp xúc đồng thời của một người với hai pha khác nhau của cùng một mạng điện. Trong trường hợp này, người đó được bật toàn bộ điện áp đường dây của quá trình cài đặt. Cường độ dòng điện tác dụng lên người phụ thuộc vào điện áp đường dây Và sức đề kháng của cơ thể con người R h . Khi bật hai pha, điện trở cách điện của dây không có tác dụng bảo vệ:

I h =1,73 U f /R h =380/1000=0,38A=380mA U pr =I h R h =380 V

Giá trị hiện tại (điện áp) này gây tử vong cho cuộc sống con người. Trong trường hợp này, chế độ trung tính để chuyển mạch hai pha thực tế không quan trọng. Các trường hợp chuyển mạch hai pha tương đối hiếm: rất có thể xảy ra khi làm việc dưới điện áp, khi các bộ phận mang dòng điện của các pha khác nhau nằm cách nhau một khoảng nhỏ.

Theo yêu cầu công nghệ, mạng bốn dây thường được ưu tiên, nó sử dụng hai điện áp hoạt động - tuyến tính và pha. Do đó, từ mạng bốn dây 380, có thể cung cấp cả tải điện - ba pha, bao gồm cả tải giữa các dây pha ở điện áp tuyến tính 380 V và tải chiếu sáng, bao gồm cả tải giữa dây pha và dây trung tính, tức là ở điện áp pha 220 V. Đồng thời, việc lắp đặt điện rẻ hơn nhiều do sử dụng ít máy biến áp hơn, tiết diện dây nhỏ hơn, v.v.

Mạng có điểm trung tính nối đất được sử dụng khi không thể đảm bảo cách điện tốt cho hệ thống lắp đặt điện (do độ ẩm cao, môi trường khắc nghiệt, v.v.) hoặc không thể nhanh chóng phát hiện và loại bỏ hư hỏng cách điện khi dòng điện điện dung của mạng, do đến sự phân nhánh đáng kể của nó, đạt đến những giá trị lớn đe dọa đến tính mạng con người. Các mạng như vậy bao gồm mạng của các doanh nghiệp công nghiệp lớn, mạng phân phối thành phố, v.v. Ý kiến ​​​​hiện có về mức độ tin cậy cao hơn của các mạng có điểm trung tính cách ly là chưa đủ cơ sở. Dữ liệu thống kê chỉ ra rằng về độ tin cậy hoạt động, cả hai mạng gần như giống nhau.

Ở điện áp trên 1.000V đến 35 kV, mạng lưới, vì lý do công nghệ, có dây trung tính cách điện và trên 35 kV, dây trung tính nối đất.

Cơ sở theo mức độ nguy hiểm có thể được phân loại thành: Loại 1 - cơ sở văn phòng và phòng thí nghiệm với các dụng cụ chính xác, cửa hàng lắp ráp của nhà máy sản xuất dụng cụ, nhà máy đồng hồ, v.v.; đến hạng 2 - kho không có hệ thống sưởi, cầu thang có sàn dẫn điện, v.v.; Loại 3 bao gồm tất cả các phân xưởng của các nhà máy chế tạo máy: điện, pin, v.v.. Các phân xưởng này cũng bao gồm các khu vực làm việc ngoài trời.