Bài giảng Cung cấp điện: Nối đất an toàn

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

77
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cung cấp điện: Nối đất an toàn" trình bày tác dụng của dòng điện lên cơ thể con người, tác dụng của dòng điện lên cơ thể con người, tác dụng của dòng điện lên cơ thể con người. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cung cấp điện: Nối đất an toàn

CUNG CÂP ĐIÊN ́ ̣ NỐ I ĐẤ T AN TOÀ N 1
NÔI DUNG BAI GIANG ̣ ̀ ̉ 6.1. TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN LÊN CƠ THỂ CON NGƯỜI 6.2. CÁC BIỆN PHÁP AN TÒAN CƠ BẢN 6.3. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT 6.3.1. SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TT – KHÍ CỤ RCD 6.3.2. SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN KHÍ CỤ NGẮT MẠCH BẢO VỆ BỀ DÀI DẪN TỐI ĐA CHO PHÉP 6.3.3. SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT IT PHÂN TÍCH DÒNG RÒ TẠO BỞI ĐIỆN DUNG BẢO VỆ CHẠM VỎ TẠI ĐIỂM THỨ HAI 6.4. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP NỐI ĐẤT 2
6.1. TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN LÊN CƠ THỂ CON NGƯỜI Thời gian dòng qua người (ms) Vùng AC – 1 (imperceptible) không cảm nhận được dòng điện qua người. Vùng AC – 2 (perceptible) cảm nhận được dòng đi qua người. Vùng AC – 3 (muscular contraction) làm co giật cơ bắp. Vùng AC – 4.1 (heart fibrillation) xác suất 5% làm đứng tim. Vùng AC – 4.2: xác suất 50% làm đứng tim. Vùng AC – 4.3: xác suất trên 50% Dòng qua người [mA] làm đứng tim. Đường A : ngưỡng cho phép của dòng qua người không gây nguy hiểm. Đường B : ngưỡng làm cơ giật cơ bắp. Đường C1: ngưỡng xác suất 0% làm đứng tim. Đường C2: ngưỡng xác suất 5% làm đứng tim. Đường C3: ngưỡng xác suất trên 50% làm đứng tim. 3
Thời gian dòng qua người (ms) Dòng > 1mA tạo xung động mà cơ thể ghi nhận được. Dòng > 10mA gây co thắt cơ. Dòng > 25mA sẽ ức chế hô hấp & làm nghẹt thở. Dòng > 40mA sẽ ức chế tuần hoàn máu và làm đứng tim Dòng qua người [mA] Như vậy trong mạch xoay chiều, giới hạn 25mA được xem như giới hạn có thể gây tử vong cho người khi bị điện giật. 4
Dòng điện giật qua cơ thể người lại phụ thuộc rất lớn vào: Vị trí tiếp xúc khi bị giật điện . Trạng thái ẩm ướt hay khô ráo lúc bị điện giật . TỔNG TRỞ THÂN THỂ CON NGƯỜI ( ) ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC MÔI TRƯỜNG KHÔ RÁO MÔI TRƯỜNG ẨM ƯỚT (V) Z( ) I (mA) Z( ) I (mA) 25 1075 23 50 1725 29 925 54 75 1635 46 825 91 100 1600 62 800 125 150 1550 97 740 203 230 1500 153 700 329 300 1480 230 660 454 400 1450 276 500 1430 350 5
Ngưỡng điện áp gây nguy hiểm cho người UL = 50V trong điều kiện môi trường khô ráo. UL = 25V trong điều kiện môi trường ẩm ướt Cần phân biệt tiếp xúc trực tiếp và tiếp xúc gián tiếp : Tiếp xúc trực tiếp khi chạm cơ thể vào dây pha Tiếp xúc gián tiếp khi chạm cơ thể với vật dẫn chỉ có điện do sự cố hư hỏng cách điện trong thiết bị 6
CHẠM ĐIỆN TRỰC TIẾP a Rdaây b NGUOÀ N 3 PHA 380V (AÙ P DAÂ Y) Ing Vpha Rngöôøi a b e c Rnoài ñaát Rneàn DOØ NG ÑIEÄ N d QUA NGÖÔØ I Vpha e c Ing = ( Rdây + Rng��i + Rne�n+ Rno�i�a�t ) d COÏC NOÁ I ÑAÁ T Với Vpha = 220 V Rdây [Ω] Rngười [Ω] Rnền [Ω] Rnối đất [Ω] Ing [mA] 0,5 1000 10000 4 20 0,5 1000 5000 4 36,6 0,5 1000 1000 4 110 7
SỰ CỐ PHA CHẠM VỎ a Rdaây b NGUOÀ N 3 PHA 380V (AÙ P DAÂ Y) ÑIEÅ M PHA CHAÏM VOÛTHIEÁ T BÒ Isöï coá Vpha Rbc a b e c Rnoái ñaát Vpha co�= Is�� e c y+Rbc + R � R da� a�tHT COÏC NOÁ I ÑAÁ T Vpha = 220V ; Rdây = 0,5 Ω Khi người chưa chạm vỏ thiết bị Rbc = 10 Ω ; Rđất HT = 4 Vpha Ω 220 co�= Is�� = = 15,17 A y+ Rbc + Rno� R da� i� a�tHT 0,5 + 10 + 4 8
NGUOÀ N 3 PHA 380V (AÙ P DAÂ Y) a Rdaây ÑIEÅ M PHA CHAÏM VOÛTHIEÁ T BÒ b Rngöôøi Isöï coá a b d Rbc Vpha Rneàn e c Rnoái ñaát Isöï coá e c COÏC NOÁ I ÑAÁ T Rngười = 1 KΩ ; Rnền = 100 Ω R td = Rbc ( Rng��i+ Rne�n) = 10 ( 1000 + 100 ) = 9,9 Ω Rbc + Rng�� i + R ne� n 10 + 1000 + 100 Vpha 220 co�= Is�� = ≅ 15,28 A y+ R t�+ R no� R da� i� a�tHT 0,5 + 9,9 + 4 Vtie� c = R t￱ .Is� pxu� �co�= 9,9 15,28 ≅ 151 V Vtie� pxu� c 151 Ing = = = 0,1373 A ≅ 137 mA i + R ne� Rng�� n 1000 + 100 9
6.2. CÁC BIỆN PHÁP AN TÒAN CƠ BẢN : 6.2.1.BIỆN PHÁP AN TÒAN CHỐNG CHẠM ĐIỆN TRỰC TIẾP: Cần áp dụng phối hợp hai phương pháp thông thường sau đây để ngăn ngừa chạm điện trực tiếp: Ngăn ngừa chạm trực tiếp bằng cách dùng: rào chắn; lưới ngăn; cách điện dây dẫn ; dùng cách điện kép . . . Bảo vệ tích cực các sự cố chạm trực tiếp (khi các biện pháp ngăn ngừa nêu trên không hiệu quả) bằng cách dùng thiết bị phát hiện dòng điện rò có độ nhậy cao và tác động nhanh trong thời gian ngắn. Các thiết bị bảo vệ này có hiệu quả cao trong đa số trường hợp chạm điện trực tiếp. 10
6.2.2.BIỆN PHÁP AN TÒAN CHỐNG CHẠM ĐIỆN GIÁN TIẾP: Để bảo vệ con người chạm điện gián tiếp, có thể thực hiện theo một trong các phương thức sau: Thực hiện nối đất để tự động ngắt nguồn cung cấp tại các vị trí sự cố chạm điện sơ cấp hay thứ cấp. Thực hiện các phương thức riêng tùy từng trường hợp cụ thể như: dùng cách điện kép (cấp 2), bố trí các vật liệu cách điện ngòai phạm vi rào chắn; dùng biến áp cách ly . . . Với phương pháp ngắt mạch nguồn cung cấp khi có sự cố cần dựa vào hai nguyên tắc cơ bản sau: Nối đất tất cả các phần dẫn điện của thiết bị và tạo thành mạch đẳng thế. Tự động ngắt một phần mạch nguồn cung cấp liên quan sao cho đạt được mức điện áp tiếp xúc an tòan cho người, tối đa là 50V. Thời gian ngắt mạch giới hạn rất ngắn cho phép. 11
6.3. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT Theo tiêu chuẩn IEC , sơ đồ nối đất có 3 dạng chính : TT; TN và IT. Các sơ đồ này được ký hiệu từ 2 đến 3 chữ cái : CHỮ THỨ NHẤT: xác định tình trạng của trung tính nguồn so với đất. T : nối trực tiếp trung tính với đất. I : không nối trực tiếp trung tính với đất, trung tính cách ly hoặc nối trung gian qua một tổng trở. CHỮ THỨ NHÌ: chỉ tình trạng nối đất của vỏ thiết bị T : vỏ thiết bị nối đất riêng biệt với trung tính N, N : vỏ thiết bị nối chung với trung tính N. CHỮ THỨ BA : chỉ dùng với sơ đồ nối đất TN TNC: ghép chung dây trung tính N và dây bảo vệ PE (gọi là dây PEN). TNS: mắc riêng rẽ dây trung tính N và dây bảo vệ PE. 12
6.3.1. SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TT : L1 L2 L3 N PE Rn Rm Rn : Điện trở cọc đất dây trung tính Rm : Điện trở cọc đất dây PE nối đến vỏ thiết bị 13
SỰ CỐ PHA CHẠM VỎ L1 a L2 L3 N PE HÌNH 6.8 b SÔ ÑOÀNOÁI ÑAÁ T TT e Rn Rm ff d c Thiết bị có sự cố pha chạm vỏ Người chạm vỏ 14
L1 a L2 a Rdaây b L3 N Isöï coá PE Rdaây PE Vpha Rn Rm b d c e Rn Rm ff d c Vpha = 220 V ; Rn = 4Ω ; Rm = 10 Ω ; Rdây = 0,05 Ω ; RdâyPE = 0,1Ω Mạch tạo dòng sự cố là abcd (khi chưa có người chạm vỏ thiết bị) Vpha 220 Is��co�= = ≅ 15,55 A y + R da� R da� yPE + Rm + Rn 0,05 + 0,1 + 10 + 4 Vtie� c ≅ R m gIs� pxu� co�= 10g � 15,7 = 157 V 15
L1 a a Rdaây L2 b L3 N Isöï coá Rngöôøi PE e Vpha Rdaây PE Rneàn f b Rn Rm Isöï coá e c d Rn Rm ff d c Vpha = 220 V ; Rn = 4Ω ; Rm = 10 Ω ; Rdây = 0,05 Ω ; RdâyPE = 0,1Ω Giả sử Điện trở người Rngười = 1 KΩ và Điện trở nền Rnền = 100 Ω Nếu người chạm vỏ thiết bị thì Điện trở tương đương giữa bc là: R t￱ = ( yPE + R m ) ( R ng�� R da� n) i + R ne� = ( 0,1 + 10 ) g( 1000 + 100 ) ≅ 10Ω yPE + Rm + Rng�� R da� i + Rne� n 0,1 + 10 + 1000 + 100 Vpha 220 Is��co�= = = 15,658 ≅ 15,66 A y + R td + Rn R da� 0,05 + 10 + 4 16
L1 a L2 L3 N MCCB có dòng PE định mức In = 200 A HÌNH 6.8 b Is��co�≅ 15,66 A SÔ ÑOÀNOÁI ÑAÁ T TT Vtx e Rn Rm ff d c Điện Áp tiếp xúc khi người chạm vỏ thiết bị Vtie� c = R t￱ Is� pxu� �co�= 10g 15, 66 = 156,6 V > 50V Điều quan trọng cần quan tâm là: dòng sự cố qua mạch có giá trị nhỏ hơn dòng tải thực sự nhiều lần. Như vậy các khí cụ đóng ngắt bảo vệ như MCCB hay cầu chì không có khả năng ngắt mạch tách ly sự cố khỏi mạch. 17
BIỆN PHÁP TÁCH LY SỰ CỐ PHA CHẠM VỎ BẰNG RCD Muốn ngắt mạch tách ly sự cố cần dùng đến khí cụ bảo vệ so lệch ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) hay RCD (Residual Current device). ELCB khí cụ ngắt mạch khi có dòng rò xuống đất. RCD khí cụ phát hiện dòng điện dư (dòng điện so lệch). RCCB DÙNG KHÍ CỤ RCD PHÁT HIỆN DÒNG DƯ 18
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA RCD RCD gồm hai thành phần chính: Cảm biến: được cung cấp bằng các tín hiệu điện, cảm biến có khả năng tổng hợp dòng điện qua các thanh dẫn. Relay đo lường: so sánh giá trị dòng điện cung cấp từ cảm biến với giá trị chỉnh định trước để ngắt mạch. Relay có khả năng chỉnh được thời gian tác động trễ. Bộ phận điều khiển đóng ngắt khí cụ bố trí phía trên mạch hiển thị Sơ đồ cấu tạo nguyên lý của RCD được gọi là “trip unit” của RCD 1 pha 19
L N Trong trạng thái không Dòng đi Dòng về sự cố chạm pha vỏ thiết Từ Thông tạo Từ Thông tạo bị, dòng qua dây pha và bởi dòng đi bởi dòng về trung tính có giá trị bằng nhau. Chiều quấn của các vòng dây sơ cấp tạo bởi dây pha và dây trung tính tuân theo qui tắc sao cho: từ thông tạo bởi dòng qua dây pha và từ thông tạo bởi dòng qua trung tình trong mạch từ xuyến bằng nhau nhưng ngược hướng. Như vậy, trong trạng thái bình thường Từ Thông tổng trong mạch từ TẢI triêt tiêu. 20