Trình bày mạng điện có trung tính cách điện
Mạng điện đơn giản là mạng điện xoay chiều một pha hạ áp hoặc mạng điện một chiều kể cả cao áp và hạ áp; mạng có thể có một dãy hoặc hai dãy; có thể đi trên không hoặc dưới dạng cáp ngầm. Show Các trường hợp mất an toàn trong mạng điện này có thể là do chạm vào hai cực (hai dây) hoặc một cực.
Trong đó:
Hình 1. Người chạm vào hai cực của mạch điện đơn giản. Ví dụ: U = 110V; Rng = 1000Ω thì:
Trong thực tế vận hành rất ít khi xảy ra trường hợp chạm vào cả hai cực mà thường xảy ra trường hợp chạm vào một cực. Vì vậy ở đây chủ yếu phân tích an toàn trong trường hợp chạm vào một cực của mạng điện đơn giản. 1. Mạng điện 1 pha trung tính cách điện đối với đấtTrên hình vẽ mạng điện đơn giản hai dây cách điện đối với dất điện áp U dưới 1000V. Hình 2. Người chạm vào một dây trong mạng điện có hai dây cách điện với đất; a) Người chạm vào 1 cực của mạng đơn giản 2 dây cách điện với đất; b), c) là sơ đồ thay thế. Rcđ1, Rcđ2 là điện trở cách điện của dây 1 và dây 2 với đất. Khi người có điện trở Rng chạm vào một cực của mạng điện sẽ tạo thành một mạch kín. Lúc đó, người sẽ phải chịu một dòng điện có trị số chạy qua:
Có thể chứng minh như sau:
Ung = I.R
Từ đây có thể cho ta rút ra các nhận xét sau:
Ví dụ: Nếu lấy U = 220V, Rng = 1000Ω thì cần có điện trở cách điện là: Rcđ > 20000 = 20 kΩ. Trong trường hợp nếu người chạm điện đi giầy, dép hoặc đứng trên bàn ghế, thảm,… có điện trở càng lớn thì dòng điện qua người càng giảm, tức là sẽ an toàn hơn so với chân tiếp xúc trực tiếp với đất. Vì khi đó dòng diện chạy qua người sẽ là:
Hình 3. Người chạm vào 1 dây trong khi dây kia đang chạm đất. Nguy hiểm nhất là trường hợp chạm vào một dây trong khi dây kia chạm đất. Vì lúc đó người phải chịu gần như toàn bộ điện áp của mạng như trường hợp người chạm vào cả hai cực đã đề cập ở trên, tức là:
2. Mạng có một cực hay một pha nối đất nối đất2.1. Mạng có một dâyThực chất mạng này vẫn có 2 dây, một dây đi trên không còn một dây là đất hoặc đường ray. Mạng điện này được dùng để chạy tàu điện hoặc xe điện. Ta tìm được: Ở đây: R0 – điện trở nối đất làm việc.
Qua đây ta thấy rằng, nếu chân người tiếp xúc trực tiếp với đất chạm vào mạng điện này người sẽ phải chịu gần như toàn bộ điện áp của mạng điện, rất nguy hiểm vì khi sử dụng và làm việc với màn điện này cần phải chú ý treo dây dẫn cao cách mặt đất một khoảng cách an toàn (người không chạm tới). Hình 2.4. Người chạm vào mạng điện 1 dây;a) Người chạm vào 1 cực của mạng có 1 dây; b) Sơ đồ thay thế khi người chạm vào 1 cực của mạng có 1 dây. 2.2. Mạng có 2 dâySơ đồ mạng có hai dây, trong đó dây 1 nối đất, lúc đó xem chân người phải chịu toàn bộ điện áp của mạng điện: Ung = U, rất nguy hiểm.
Ung = UBA = RBA. I1v Ở đây:
Hình 5. Người chạm vào 1 cực của mạng 2 dây có 1 dây nối đất;a) Người chạm vào dây không nối đất của mạng 2 dây; b) Người chạm vào dây nối đất của mạng 2 dây. Điện áp đặt lên người lớn nhất khi người chạm vào điểm C, tức là: Ung Max = RCA.I1v = 5%U Ở đây: RCA – điện trở của đường dây CA (Ω). 5%U – tổn thất điện áp cho phép trên đoạn dây CA. (Theo quy định hiện hành tổn thất điện áp trên đường dây hạ áp cho phép 5%U). Ví dụ: Nếu điện áp của mạng U = 220V thì điện áp lớn nhất người phải chịu khi chạm vào dây nối đất là:
Hình 6. Người chạm vào dây nối đất trong các trường hợp;
2.3. Mạng điện 1 pha cách điện đối với đất có điện dung lớnVới các mạng điện đường dây cáp và đường dây trên không điện áp lớn hơn 1000V và mạng có điện áp nhỏ hơn 1000V có nhiều nhánh sẽ có điện dung đối với đất lớn. Nó gây lên hiện tượng là: đường dây tuy đã cắt ra khỏi mạch điện nhưng điện tích tàn dư vẫn có thể gây nguy hiểm cho người. Trong mạng điện xoay chiều, điện áp của điện tích tàn dư không những phụ thuộc thông số của mạch điện mà còn phụ thuộc vào thời điểm cắt mạch điện. Theo tính toán: nếu người cách điện với đất mà chạm vào 2 cực thì dòng điện qua người: Trong đó:
Nếu biết U0; Rng; C12, ta xây dựng được quan hệ giữa dòng điện qua người và thời gian như sau (Ing (t)): Hình 2.7. Quan hệ giữa dòng điện qua người và thời gian như sau (Ing (t)).Từ đó ta có nhận xét:
Trong đó:
Nguy hiểm của điện tích tàn dư không những chỉ do trị số của dòng điện phóng, thời gian phóng mà còn ở nhiệt lượng gây bỏng: Câu hỏi
|