10/29/2014
1
feee.hcmute.edu.vn
BÀBÀI I GIẢGIẢNG AN NG AN TOÀTOÀN ĐIN ĐIỆỆNN
UNIVERSITY OF TECHNICAL UNIVERSITY OF TECHNICAL
EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)EDUCATION HOCHIMINH CITY (UTE)
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH DÒNG ĐIỆN QUA NGƯỜI
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MỤC TIÊU
Sau khi học xong chương này
người học có khả năng :
So sánh được độ lớn dòng điện
chạy qua người trong nhiều loại
mạng điện khác nhau
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Đề xuất các biện pháp bảo vệ
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
NỘI DUNG
Nội dung bài học gồm các phần
Mạng điện cách điện với đất (IT)
Mạng điện nối đất (TT, TN)
Cá
cbi
ệ
n
phá
p
bả
ov
ệ
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Cá
c
bi
ệ
n
phá
p
bả
o
v
ệ
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Người chạm vào hai cực của mạng điện
Dòng điện qua người có trị số lớn nhất
Là trường hợp nguy hiểm nhất
Ít xảy ra trong thực tế
UU
I
U
L1
L
Rd
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
•Ing : Dòng điện qua người
•Rng : Điện trở cơ thể người
•Rd : Điện trở dây dẫn (có thể bỏ qua)
•Rn : Điện trở nền
•U : Điện áp hai cực mạng điện
ng
ng đn
g
I
R2.RR
Ngöôøi chaïm vaøo 2 cöïc cuûa maïng moät pha
Rng
L
2
Rn
Ing
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Người chạm vào một cực của mạng điện:
I
U
L1
L2
Rd
I
C
C
R2
RnU
I
C
Ing
L1
0
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Ngöôøi chaïm vaøo moät cöïc cuûa maïng moät pha
Sô ñoà maïng ñieän Sô ñoà thay theá
Rng Rn
R2
R1
C
C
R1
Rng Ing C
L2
0
Dòng điện qua người phụ thuộc vào :
•Điện trở người, điện trở cách điện của dây dẫn
•Điện áp của mạng điện
10/29/2014
2
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Người chạm vào một cực của mạng điện:
Giả sử Rn nhỏ so với Rng và C
không đáng kể
ng 1 2
U
I (R / /R ) R
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
•Với R1 = R2 = Rc
•Rc càng lớn càng an toàn
ng 1
2ng1 ng1
U.(R +R )
R.(R +R) R .R
1
ng
ng 1 ng c
I.R U
I RR2RR


feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Người chạm vào một cực của mạng điện:
Tính đến Rn
•
R
n
cà
ng l
ớ
nI
ng
cà
ng
nhỏ
an
toà
n
ng
ng n c
U
I 2(R R ) R

PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
R
n
cà
ng
l
ớ
n
I
ng
cà
ng
nhỏ
an
toà
n
Người đi ủng chạm vào một dây của
mạng điện, dây còn lại chạm đất :
ng
n
g
n
U
I RR
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Người chạm vào một cực của mạng điện:
Tính đến điện dung đường dây với đất
•
ω:Tầnsốgóc
ngC 222
ng
U.ω.C
I =
1+4R .ω.C
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
ω
:
Tần
số
góc
Dòng điện qua người :
•Với
22
ng ngR ngC
I =I +I
ngR ng
ng n
U
I=I =
R+R
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Người chạm vào một cực của mạng điện:
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
R1 = R2 = R3 = Rc , bỏ qua điện dung C và Rn :
ng
c
ng
U
I = R
3.R + 3
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Người chạm vào một cực của mạng điện:
R1≠R2≠R3≠Rc:
ế
ể ế
22
12233
ng
ng 12 2 3 31 123
U.R. R+R.R+R
I =
R (R.R+R.R+R.R)+R.RR
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
N
ế
u k
ể
đ
ế
n điện dung C:
ng
ng cc ng
22 2
cng
U1
I = ( )
RR.(R+6R )
3. 1+9.(1+R .ω.C).R
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Bài tập ví dụ :
Ví dụ1: Xác định Rc để đảm
bảo an toàn cho người khi
chạm vào một cực của mạng
điện 3 pha 400V, cách điện so
với đất.
Bi
ế
tI
10
AR
1
kΩ
Ví dụ2: Xác định Ing khi người
chạm vào một cực của mạng
điện 3 pha 400V, cách điện so
với đất.
BiếtI
ngcp = 10mA, Rng =1kΩ
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Bi
ế
t
I
ngcp =
10
m
A
,
R
ng =
1
kΩ
Giải
Để đảm bảo an toàn
Rc > Rcmin
Rc= 66,3 MΩ, C = 10µF
Giải
Ing = 43,7mA
cmin ng
ngcp
3U
R = -3R =66,3MΩ
I
ng
ng cc ng
22 2
cng
U1
I = ( )
RR.(R+6R )
3. 1+9.(1+R .ω.C).R
10/29/2014
3
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN CÁCH ĐIỆN VỚI ĐẤT
Kết luận :
Ưu điểm của mạng điện này là Ing nhỏkhi Rc lớn
Tuy nhiên, thực tế trong mạng này người có thể bị điện giậtkhi:
•Nhóm thiết bị kết nối vào mạng có Rc giảm
•Mạng điện có C lớn (đường cáp dài) Ing lớn hơn nhiều so với
trường hợp chỉ xét đếnR
c
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
•Không thể đảm bảo không có hư hỏng cách điện
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Người chạm vào dây trung tính của mạng điện
Trường hợp bình thường :
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
12 12
ng 2 max max
13 13
RL
U =U= U = U
RL
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Giá trị điện áp đặt lên người
lớn nhất chỉ bằng 2,5%U giá trị
nay không gây nguy hiểmcho
người
Mạng điện làm việc bình thường
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Người chạm vào dây trung tính của mạng điện
Trường hợp ngắn mạch :
•Isc lớn Ung lớn
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
ng 3 sc 13
U
U =U=IR 2
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Giá trị điện áp đặt lên người
lớn, thiết bị bảo vệ cần cắt
nhanh
Mạng điện bị sự cố
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Người chạm vào dây trung tính của mạng điện
Bài tập ví dụ : Mạng điện một pha 220V, cấp cho tải bởi dây có
L = 100m, r0=0,1Ωm/m, x0=0,08Ωm/m, IL = 40A, CB có
Im= 400A tc = 30ms. Người có nguy hiểm không khí chạm vào
trung tính ở đầu cực tải lúc bình thường và lúc ngắn mạch.
BiếtU
tc
p
= 50V, Rn
g
=1,1kΩ?
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
p
g
Giải
•Trường hợp bình thường :
•Ung < UTcp nên không gây nguy hiểm cho người
22
oo
Z = r +x .L=0,0128Ω
ng b L
U =U =I .Z=0,51V
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Người chạm vào dây trung tính của mạng điện
Bài tập ví dụ:
•Trường hợp ngắn mạch :
•
U
>U
=
50
V nên gây nguy hi
ể
m cho ng
ườ
i
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
ng
U
U = =110V
2
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
•
U
ng
>
U
tcp
=
50
V
nên
gây
nguy
hi
ể
m
cho
ng
ườ
i
•Dòng ngắn mạch :
IN> Im nên CB sẽ tác động
•Dòng qua người :
tc= 30ms
N
U220
I = = =8594A
2.Z 2.0,0128
ng
ng
ng
U
I = =100mA
RTừ đặc tuyến thời gian – dòng điện
an toàn cho người
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Người chạm vào dây không nối đất của mạng điện
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
Toàn bộ điện áp U sẽ đặt
lên người
Dòng điện qua người:
ng
U
I =
RRRR
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Bỏqua Rd và Rđ:
Chạm vào một điểm của dây không
nối đất
ng
ng n d đ
R
+
R
+
R
+
R
ng
ng n
U
I =
R+R
10/29/2014
4
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Bài tập ví dụ :
Xác định điện áp tiếp xúc khi người dứng và không đứng trên
thảm cách điện có Rn = 10kΩ và chạm vào dây nóng của mạng
điện 240V. VớiR
ng =1kΩ,R
d=0?
Giải
Trường hợp đứng trên thảm cách điện :
MẠNG ĐIỆN MỘT PHA
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Trường hợp không đứng trên thảm cách điện :
ng
ng n
U
I = =21,8(mA)
R+R
ng
ng
U
I = =240(mA)
R
ng ng ng
U =I .R =240(V)
ng ng ng
U =I .R =21,8(V)
An toàn
Nguy hiểm
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Mạng điện áp thấp U ≤ 1000V
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Dòng điện qua người:
N
ế
u
R
đ
=
R
=
0
ho
ặ
c
ng
ườ
i
ng
ng n đ
U
I =3(R +R +R )
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Người chạm vào một điểm của
dây pha
N
ế
u
R
đ
=
R
n
=
0
ho
ặ
c
ng
ườ
i
chạm vào dây pha và dây
trung tính :
Nguy hiểm nhất là chạm vào
hai dây pha :
ng
ng
U
I =3R
ng
ng
U
I =
R
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Mạng điện áp cao U >1000V
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Đối với lưới điệnU≥ 110kV, trung tính nối đất trực tiếp có lợi khi
chạm đất một pha
•Ưu : Mạch bảo vệ sẽ cắt ngay sự cố, giảm thời gian tồn tại của
điện áp giáng ngay chỗ chạm
•Khuyết : Dòng ngắn mạch lớn
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Đối với mạng điệnU35kV, trung tính ít khi nối đất trực tiếp mà
thông qua cuộn dập hồ quang, giảm dòng điện qua chỗ chạm đất
nên giảm U quanh chỗ chạm đất
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Các biện pháp chống chạm trực tiếp
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Cách điện phần tử mang điện bằng vật liệu cách điện
Che chắn hay bao bọc các phần tử mang điện
Rào chắn các phần tử mang điện
Đặt ra khỏi tầm với các phần tử mang điện
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Các biện pháp chống trạm cực tiếp
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Cách điện phần tử mang điện bằng vật liệu cách điện
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Các biện pháp chống trạm trực tiếp
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Che chắn hay bao bọc các phần tử mang điện
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Chắn lưỡi DCL
TÊm
ch¾n
230V
10/29/2014
5
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Các biện pháp chống chạm trực tiếp
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Rào chắn các phần tử mang điện
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
MẠNG ĐIỆN NỐI ĐẤT
Các biện pháp chống chạm trực tiếp
MẠNG ĐIỆN BA PHA
Đặt ra khỏi tầm với các phần tử mang điện
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ
Các biện pháp chống chạm gián tiếp
Nối đất vỏ thiết bị
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ
Các biện pháp chống chạm gián tiếp
Sử dụng phương pháp tự động cắt nguồn
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ
Các biện pháp chống chạm gián tiếp
Sử dụng cách điện bổ sung hay cưỡng bức
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
feee.hcmute.edu.vn
FEEE
Ensuring Enhanced Education
CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ
Các biện pháp chống chạm gián tiếp
Sử dụng máy biến áp cách ly
Ph
N
230V 230V
PGS.TS.QuyềnHuy ÁnhPGS.TS.QuyềnHuy Ánh
Ph
N
230V 12/25/50V
Ph
N
230V 5/12/15V
PE