Nguyên nhân bị điện giật

Nắm bắt được tất cả các tình huống có thể xảy ra dẫn đến tại nạn điện giật do dòng điện tản trong đất, điện áp tiếp xúc, điện áp bước; đặc biệt là trường hợp tiếp xúc ở mạng điện ba pha hạ thế.

Trong đời sống sinh hoạt và làm việc hằng ngày, chúng ta có thể chạm trực tiếp hoặc gián tiếp vào vật mang điện áp. Tuỳ thuộc vào cấu trúc mạng điện, độ lớn điện áp và dòng điện, thời gian tiếp xúc, đường đi của dòng điện qua cơ thể người mà có thể gây nguy hiểm ở những mức độ khác nhau. Hình 1 trình bày một số nguyên nhân dẫn đến tai nạn bị điện giật.

Hình 1. Một số nguyên nhân dẫn đến tai nạn bị điện giật.

Dòng điện chạy qua cơ thể người sẽ làm huỷ hoại bản năng làm việc của các cơ quan trong cơ thể người đó là làm ngưng thở, ngưng tim, hay do sự thay đổi các hiện tượng sinh hoá tự nhiên trong cơ thể người, thậm chí gây bỏng trầm trọng, làm tê liệt hoạt động của hệ thần kinh do tác dụng phân cực của dòng điện.

1. Dòng điện tản trong đất

Nguyên nhân:

• Dây pha bị đứt rơi xuống đất.
• Thiết bị điện bị chạm vỏ khi vỏ thiết bị điện có nối đất.

Khi đó dòng điện sự cố sẽ chạy từ vị trí chạm đất hoặc điện cực nối đất toả ra môi trường xung quanh để trở về nguồn và sẽ có phân bố điện thế trong và trên mặt đất. Vùng gần vị trí chạm đất hoặc vùng gần điện cực nối đất gradient điện thế trong và trên bề mặt đất lớn và do đó làm xuất hiện điện áp nguy hiểm trong vùng này. Phân bố điện áp tại vị trí chạm đất và điện cực nối đất được trình bày trong hình 2 và 3.

Hình 2. Đường cong phân bố điện áp của các điểm trên mặt đất lúc có chạm đất.

Hình 3. Phân bố điện áp tản trong đất và trên mặt đất.

2. Điện áp tiếp xúc

Trong quá trình tiếp xúc với các thiết bị điện nếu có mạch điện khép kín qua người thì điện áp giáng lên người lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào các điện trở khác nhau mắc nối tiếp với thân người như điện trở của găng, ủng, thảm cách điện, nền nhà… Phần điện áp đặt lên cơ thể người khi tiếp xúc với thiết bị mang điện áp được gọi là điện áp tiếp xúc (U_tx) và được minh hoạ trong hình 2.4. Đối với thiết bị điện có vỏ được nối đất thì điện áp tiếp xúc được tính theo công thức:

U_tx = U_đ – U_ch     (1)

Trong đó:

• U_đ – điện áp giáng trên vật nối đất
• U_ch – điện áp giáng trên dây nối đất từ vị trí người tiếp xúc thiết bị điện đến vật nối đất.

Như vậy, điện áp tiếp xúc phụ thuộc vào khoảng cách giữa vị trí người tiếp xúc thiết bị điện và vật nối đất. Một cách tổng quát điện áp tiếp xúc được viết lại như sau:

U_tx = α U_đ     (2)

α ≤ 1 – hệ số tiếp xúc

Trong thực tế điện áp tiếp xúc thường nhỏ hơn điện áp giáng trên vật nối đất.

Để đảm bảo an toàn khi có người tiếp xúc, các máy biến áp có hệ thống nối đất an toàn (nối đất với phần vỏ kim loại của máy biến áp) và hệ thống nối đất làm việc (nối đất với điểm trung tính của máy biến áp) phải đặt cách xa nhau từ 25-50m tuỳ thuộc vào bản chất của đất.

Hình 4. Sơ đồ minh hoạ sự xuất hiện điện áp tiếp xúc (Utx).

Giới hạn của U_tx mà người có thể chịu đựng được phụ thuộc vào tình trạng tiếp xúc, thời gian tiếp xúc, điện áp và cấu trúc của mạng điện. Điện áp và thời gian tiếp xúc cho phép được trình bày trong bảng 1.

Bảng 1. Các giới hạn an toàn của điện áp tiếp xúc và thời gian tiếp xúc.

3. Điện áp bước

Điện áp bước xuất hiện khi người đi vào vùng có dòng điện tản trong đất làm cho thế của đất tăng lên và có trị số khác nhau tại các điểm không cùng nằm trên đường đẳng thế. Hình 5 minh hoạ sự hình thành điện áp bước.

Điện áp đối với đất nơi trực tiếp bị chạm đất:

U_đ = I_đ r_đ     (3)

r_đ – điện trở tản nơi chạm đất

Điện áp của các điểm trên mặt đất đối với đất ở cách xa vị trí chạm đất hơn 20m có thể xem bằng 0.

Điện áp bước được tính theo công thức:

Trong đó:

•   a – độ dài bước chân (0,4-0,8 m)
•   x – khoảng cách từ nơi đứng đến nơi chạm đất

Hình 5. Sơ đồ minh hoạ sự xuất hiện điện áp bước (U_b).

4. Các trường hợp tiếp xúc lưới điện ba pha hạ áp

Điện hạ áp qui ước là U < 1000V. Trong điều kiện bình thường nếu con người tiếp xúc trực tiếp với thiết bị có điện áp xoay chiều từ 50V trở lên là có thể nguy hiểm đến tính mạng. Do đó khi tiếp xúc với lưới điện ba pha hạ áp, cần phải tuân thủ các biện pháp an toàn sau đây.

4.1. Biện pháp an toàn khi làm việc trên đường dây hạ áp có điện

1. Phải có Phiếu công tác hoặc Lệnh công tác.

2. Nếu trên cột có nhiều đường dây điện áp khác nhau thì phải có biển báo chỉ rõ điện áp từng đường dây. Khi tiến hành công việc, người cho phép và người chỉ huy trực tiếp phải xác định rõ đường dây sẽ tiến hành công việc thuộc trạm biến áp nào để làm đầy đủ các biện pháp an toàn trước khi thực hiện thủ tục cho phép làm việc (nếu làm việc theo phiếu công tác).

3. Làm việc trên đường dây hạ áp đi chung cột với đường dây cao áp đến 35kV được thực hiện theo các điều kiện như sau:

a) Nếu thay ty sứ, căng lại dây, hạ dây, nâng dây trên những nhánh dây hạ áp đi vào các hộ phụ tải thì không phải cắt điện cả đường dây hạ áp đó mà chỉ phải tháo đầu dây đấu vào đường dây chính và cắt cầu dao ở cuối nhánh rẽ đi vào các hộ. Công việc này phải có phiếu công tác và thực hiện đủ, đúng quy định an toàn khi làm việc trên cao;

b) Nếu căng lại dây, thay dây trên đường dây chính dọc theo tuyến không đạt yêu cầu quy định thì phải cắt điện cả 2 đường dây và phải có Phiếu công tác;

c) Đường dây cao áp đi ở trên đã được cắt điện nhưng phải đặt dây tiếp đất để đảm bảo an toàn;

d) Nếu trên cột có đường dây thông tin đi chung thì khi trèo phải dùng bút thử điện kiểm tra đường dây thông tin có bị chạm cáp lực hay không và kiểm tra đường dây thông tin có bị hở, tróc vỏ không. Khi làm việc phải chú ý quan sát, tránh va chạm vào phần bị hở, tróc vỏ hoặc đứng cao hơn đường dây thông tin, nếu chạm người vào cột thì không được chạm vào dây thông tin.

4. Khi làm việc trên đường dây hạ áp có điện hoặc tiếp xúc trực tiếp với phần có điện hạ áp trong trạm điện phải thực hiện những quy định sau đây:

a) Dùng dụng cụ cách điện có tay cầm chắc chắn và đảm bảo an toàn;

b) Đi giày (ủng) cách điện hoặc đứng trên thảm cách điện;

c) Nếu người làm việc cách phần có điện dưới 30cm thì phải dùng các tấm cách điện bằng bìa cách điện mi ca, nylon hoặc bakelit để che, chắn.

5. Việc thay chì trên cột được tiến hành lúc trời khô ráo, không có giông, sấm sét và do hai người thực hiện. Nếu mưa nhỏ hạt, cho phép thay chì ở trên cột nhưng khi làm việc phải có găng tay cách điện và tấm nylon để che phần thiết bị mang điện, vị trí làm việc có chỗ đứng chắc chắn. Quần, áo người làm việc phải khô.

4.2. Biện pháp an toàn khi làm công việc mắc dây, lắp đặt điện hạ áp

1. Dây dẫn lắp đặt ở trong nhà phải dùng những loại dây có bọc cách điện, không dùng dây trần để mắc ở trong nhà.

2. Được dùng dây trần để kéo dây trục chính ở trong những phân xưởng, nhà máy có khung nhà bằng sắt cao từ 5,0m trở lên, nhưng phải đi trên sứ hoặc puly cỡ (70x70mm) trở lên và buộc chắc chắn, có biển báo “Dừng lại! Nguy hiểm chết người!” treo ở gần đường dây đó.

3. Dây xuyên qua mái nhà bằng ngói, lá, nứa, tranh phải dùng dây cáp bọc vỏ chì, nhựa PVC. Dây đi xuyên qua tường hoặc đi ngầm trong tường phải đi trong ống cách điện (hoặc ống có cách điện), không nối dây trong lòng ống.

4. Không đặt chung trong một ống cả dây dẫn cấp điện cho hệ thống chiếu sáng và dây dẫn cấp điện cho máy động lực.

5. Đường dây có điểm trung tính nối đất điện áp 380V, 380/220V thì giữa những vỏ chì của cáp, những hộp đấu dây, vỏ ngoài của thiết bị ngắt điện đều phải nối với nhau và nối đất bằng dây đồng có tiết diện bằng hoặc lớn hơn 2,50mm2. Dây nối đất của vỏ cáp phải quấn nhiều vòng rồi hàn lại.

6. Khi nối dây phải nối so le và có băng cách điện cuốn ở ngoài mối nối. Tuỳ theo công suất tiêu thụ của từng loại dụng cụ dùng điện (như quạt, bàn là, bếp điện, lò sưởi, đèn…) mà phải dùng cỡ dây đúng tiêu chuẩn. Cấm dùng dây có tiết diện nhỏ nối vào dụng cụ có công suất lớn, để gây ra sự cố, cháy dây, hoả hoạn.

7. Dao cách ly đóng, cắt điện phải đặt ở chỗ dễ thao tác, thuận tiện không đặt ở những nơi ẩm ướt…

8. Cầu chì hộp phải có nắp, dây chì phải lắp đúng tiêu chuẩn. Cấm dùng dây đồng hoặc bất cứ loại dây khác (dây nhôm, lá nhôm…) để thay cho dây chì.

9. Công suất tiêu thụ trong một căn nhà ở hoặc trong một cơ quan, tổ chức, đơn vị phải phù hợp với tiết diện đường dây cung cấp điện của nơi đó. Dây chì bảo vệ phải đặt theo cấp chọn lọc, nghĩa là nếu có chạm chập thì dây chì nơi tiêu thụ phải đứt trước để đảm bảo an toàn cho đường dây.

10. Cấm dùng ngón tay để thử xem có điện hay không mà phải dùng bút thử điện hạ áp hoặc bóng đèn để xác định không còn điện.

11. Nếu trong khu vực có nhiều cấp điện hạ áp thì phải làm biển đề rõ đường dây cấp điện áp bao nhiêu tại các vị trí đóng, cắt và sử dụng.

12. Khi mắc đèn trang trí trong ngày lễ, hội… phải thực hiện những quy định sau:

a) Những chỗ dây gọt cách điện để đấu đui đèn phải gọt ở vị trí so le, sau khi đấu phải bọc lại bằng băng cách điện;

b) Dao cách ly tạm thời phải buộc cố định vào cột điện, thân cây v.v đặt cách mặt đất ít nhất 3,0m, có nắp đậy đề phòng trời mưa và treo biển báo an toàn;

c) Trang trí trên những cây cao, cành phía trên mặt nước hoặc những nơi nguy hiểm phải dùng sào, gậy để đưa dây ra vị trí theo yêu cầu;

d) Phải có người trực ở chỗ đặt dao cách ly. Dây chì ở dao cách ly phải tính toán phù hợp với công suất sử dụng;

e) Công suất các bóng đèn phải phù hợp với tiết diện của dây dẫn để phòng, tránh cháy dây gây sự cố, hoả hoạn;

f) Khi đấu vào đường dây chính phải chia đều công suất ra các pha, đồng thời liên hệ với đơn vị quản lý vận hành để biết khả năng cung cấp của máy biến áp và phải được đơn vị quản lý vận hành thoả thuận cho đấu vào lộ nào mới được tiến hành.

(Lytuong.net – Nguồn: Giáo trình Kỹ thuật an toàn điện, Trường cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội)