http://www.ebook.edu.vn
61
Trong đó :
t – Thời gian tác động của sự nổ, giây.
102 – Hệ số chuyển đổi đơn vò (1KW=102KGm/s).
Đối với các lò hơi, khi nổ ngoài phần hơi sinh ra do thể tích dãn nở đoạn
nhiệt, còn có phần hơi sinh ra do nước quá nhiệt bò giảm áp đột ngột. Bình
thường tại áp suất làm việc nào đó của lò hơi, nước trong lò sôi tại nhiệt độ cao
hơn 100
o
C nên khi nổ, đã dôi ra một lượng nhiệt và lượng nhiệt dôi ra này dùng
để bốc hơi nước, phần hơi này thường lớn hơn nhiều so với phần hơi sinh ra do
dãn nở đoạn nhiệt của thể tich hơi trong lò. Vì vậy ở cùng một áp suất làm việc
như nhau, lò hơi nào có thể tích chứa nước càng lớn thì sức nổ càng mạnh.
Đối với các bình chứa các khí nén ở thể lỏng, thì yêu cầu chứa không đầy
bình (thường khoảng 90% thể tích bình). Nếu chứa đầy bình, khi tăng nhiệt độ,
áp suất trong bình sẽ tăng lên rất nhanh, dễ gây nổ. Công sinh ra khi nổ cần
phải tính ứng với khi áp suất đã tăng lên trong bình do tăng nhiệt độ :
2
/, cmKGtP
t
Δ×=
β
α

Trong đó :

α
- Hệ số dãn nở nhiệt thể tích.

β

σ
- Ứng suất cho phép của vật liệu ở nhiệt độ làm viếc
kG/cm
2
;

ϕ
- Hệ số làm giảm độ bền do bình bò khoan lỗ hay do hàn;
C – Hệ số hiệu chỉnh, kể đến ảnh hưởng của công nghệ chế
tạo, của các điều kiện chuyên chở bảo quản đến bề dày bình. Nó chỉ thường
được kể đến khi bình có bề dày dưới 20mm.
Khi ứng suất cho phép của vật liệu giảm đi hay bề dày của thành bình
thay đổi thì phải giảm áp suất làm việc cho phép của bình. Khi này áp suất làm
việc cho phép của bình sẽ là :
http://www.ebook.edu.vn
62
[
]
(
)
2
/,
200
cmkG
D
CS
p
t
−
=

-Trong quá trình làm việc, vật liệu phải tiếp xúc với môi chất có tính ăn
mòn, trong đó chủ yếu là các dạng ăn mòn điện hoá học, là dạng ăn mòn gây
nên do tác dụng điện hoá của các dung dòch điện phân. Hiện tượng này gây ra
ăn mòn đồng đều trên toàn bộ bề mặt kim loại hoặc ăn mòn thành những hố
riêng biệt, ăn mòn theo biên giới của các tinh thể, ăn mòn xuyên qua tinh thể.
Trong đó dạng ăn mòn đồng đều là ít nguy hiểm nhất.
- Dưới tác dụng của những dao động nhòêt, kim loại sẽ bò giòn, độ bền
của kim loại sẽ giảm đi rất nhiều.
- Các chi tiết của thiết bò chòu áp lực có thể bò giản nở nhiệt không đều,
gây ra xì hở tai các chỗ nối, hay tạo ra các kẽ nứt trong kim loại, làm giảm ứng
suất cho phép của kim loại. Đối với các bình khí nén, nhiệt độ của không khí
tăng lên khi tăng áp suất nén. Quan hệ giữa nhiệt độ và áp suất không khí nén
được biểu thò bỡi đẳng thức sau :
m
m
p
p
TT
1
1
2
12
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝

- Về mặt chế tạo, phải bảo đảm sao cho trong và sau khi chế tạo, trong
kim loại không sinh ra những biến dạng dư, làm giảm chất lượng của kim loại.
- Nước cung cấp cho lò hơi phải là nước đã xử lí bằng cách lọc để thải các
chất không tan trong nước và dùng các phương pháp hoá học, trao đổi ion, điện,
từ trường, để thải các chất hoà tan gây nên đóng cặn trong lò.
- Để đảm bảo làm mát bề mặt kim loại, đối với tất cả các lò hơi cần duy
trì mức nước ở trong lò không thấp hơn trò số giới hạn cho phép. Để kiểm tra
mức nước người ta thường đặt thêm ống thuỷ hoặc đồng hồ kiểm tra mức nùc
của lò.
- Khi vận hành không nên để nhiệt độ tăng quá nhanh hoặc nguội quá
nhanh.
- Để giảm bớt các ứng suất dư bên trong vật liệu cần phải xử lí nhiệt
trước khi hàn, tán.
- Các mối hàn, tán cần được kiểm tra để xác đònh độ bền, kích thước mối
hàn, độ kín, bằng siêu âm, tia x, áp lực
b- Các biện pháp ngăn ngừa việc tăng áp suất quá mức
- Các thiết bò chòu áp lực cần phải đặt các áp kế để đo áp suất trung bình,
các áp kế này phải được kiểm tra thường xuyên và có niêm chì.
- Ngoài đặt áp kế còn đặt các van an toàn để tự động xả bớt môi chất ra
khỏi thiết bò khi áp suất làm việc tăng quá giới hạn cho phép.Mỗi bình đặt ít
nhất một van an toàn. Tiết diện cho qua của van được xác đònh từ công thức :
2
,
220
cm
M
T
p
G
F =
http://www.ebook.edu.vn
65
Chương 12
KĨ THUẬT AN TOÀN ĐIỆN

§12-1 Những khái niệm cơ bản về an toàn điện
1- Các khái niệm cơ bản về an toàn điện.
a- Điện trở của người.
Cơ thể con người có thể coi như một điện trở. Lớp sừng trên da (dày
khoảng 0,05-0,2mm) có điện trở lớn nhất, máu và thòt có điện trở bé. Khi người

Điện trở của
người (m)
Dòng điện (mA) Điện trở của
Ngưởi (m)
10
20
30
40
50
60
70
80
90

0,1
2,2
13,5
20,5
Không chòu được
-
-
-
-
10.000
9.100
2.200
1.950
-
-
-

qua người bé, tác dụng của nó chỉ làm cho bắp thòt tay, ngón tay co quắp lại.
Nếu nạn nhân không rời khỏi vật mang điện thì điện trở của người dần dần
giảm xuống và dòng điện tăng lên, hiện tượng co quắp tăng lên.
- Thời gian tiếp xúc với vật mang điện càng lâu càng nguy hiểm, có thể
làm tê liệt tuần hoàn và hô hấp.

β
) Tác hại gây chấn thương:
- Tác dụng gây chấn thương thường xẩy ra do người tiếp xúc với điện áp
cao.
- Khi người đến gần vật mang điện (6kV trở lên) tuy chưa chạm phải,
nhưng vì điện áp cao sinh ra hồ quang điện, dòng điện qua hồ quang chạy qua
người tương đối lớn. Do phản xạ tự nhiên của người rất nhanh và có xu hướng
tránh xa vật mang điện, kết quả là hồ quang sẽ chuyển qua vật có nối đất gần
đấy, vì vậy dòng điện qua người trong thời gian rất ngắn, tác dụng kích thích ít
không đưa đến tê liệt tuần hoàn và hô hấp, nhưng người bò nạn có thể bò chấn
thương hay chết do hồ quang đốt cháy da thòt.
Qua sự phân tích trên ta thấy rằng tác dụng chủ yếu của tai nạn về điện
là do dòng điện qua người gây nên chứ không phải do điện áp. Vì vậy khi phân
tích an toàn trong mạng điện chúng ta chỉ xét đến trò số dòng điện qua người.
Tuy nhiên khi quy đònh về an toàn điện thường lại dựa vào điện áp và dùng
khái niệm điện áp cho phép vì nó dễ xác đònh và cụ thể hơn.
* Tai nạn về điện đối với con người phụ thuộc nhiều yếu tố, chủ yếu là:
- Trò số dòng điện qua người. Qua phân tích ta thấy nguy hiểm đối với
người là do dòng điện chạy qua người (bảng 12-2).
Qua bảng 12-2 thấy rằng, với tần số 50 Hz, cường độ dòng điện xoay
chiều an toàn đối với người phải bé hơn 10 mA, với điện một chiều phải bé hơn
50 mA.
- Thời gian điện giật. Khi thời gian dòng điện chạy qua người tăng lên, do
ảnh hưởng của phát nóng, điện trở của người giảm xuống, do đó dòng điện sẽ

90-100
Bắt đầu thấy tê ngón tay
Ngón tay tê rất mạnh
Bắp thòt tay co lại và rung
Tay khó rời vật mang điện nhưng có thể rời
được, ngon tay, khớp tay, ban tay cảm thấy
đau
Tay không thể rời vật mang điện, đau tăng
lên, khó thở.
Hô hấp bò tê liệt, tim đập mạnh

Hô hấp bò tê liệt, kéo dài 3 giây thì tim bò tê
liệt và ngừng đập

Không có cảm giác
Không có cảm giác
Đau như kim châm và thấy nóng
Nóng tăng lên rất mạnh Nóng tăng lên và bắt đầu có
hiện tượng co quắp
Rất nóng, các bắp thòt co quắp
khó thở
Hô hấp bò tê liệt

Bảng 12-3 Phân lượng của dòng điện qua tim

Đường dòng điện qua người Phân lượng dòng điện qua tim (%)
Từ chân qua chân

đường đẳng thế của chúng giống nhau.
Đại lượng cơ bản trong điện trường của môi trường dẫn điện là mật độ
dòng điện j. Vectơ này hướng theo hướng của vectơ cường độ điện trường.
Phương trình để khảo sát điện trường trong đất là phương trình theo đònh
luật m dưới dạng vi phân :
EJ
γ
=
hay jE
ρ
=

Trong đó :

γ
- Điện dẫn suất

ρ
- Điện trở suất

E
- Điện áp trên đơn vò chiều dài dọc theo đường đi của dòng
điện.
Mật độ của dòng điện tại điểm cách tâm bán cầu là x bằng :
2
2
x
I
j
d

π
ρ
π
ρ
2
2
2
===
∫∫
∞∞

Nếu dòch chuyên điểm x đến gần mặt của vật nối đấtchúng ta có điện thế
cao nhất đối với đất :
0
2 r
I
U
d
d
π
ρ
=

Trong đó : r
0
– Bán kính cực
Ở đây, X
d
bằng bán kính của vật nối đất hình bán cầu (r
0

bằng K chúng ta có phương
trình hypecbôn :
x
KU
x
1
=

Như vậy sự phân bố điện áp trong vùng dòng điện rò trong đất đối với điểm vô
cực ngoài vùng rò theo hình hypecbôn .
Tại điểm chạm đất trên mặt của vật nối đất chúng ta có điện áp đối với
đất là cực đại, có nghóa là điện áp giữa vật nối đất với những điểm của đất ở
ngoài vùng dòng điện rò.
Thí nghiệm cho thấy sự phân bố điện áp trên mặt gần vật nối đất có dạng
gần giống đường hypecbôn.

U
x

100%
X,m
10
1
0
32
Hình 12-2. Đường cong chỉ sự phân bố điện áp
của các điểm trên mặt đất lúc có chạm đất
http://www.ebook.edu.vn
70
0
2 rI
U
R
d
d
d
π
ρ
==α
- Điện áp tiếp xúc:
Trong quá trình tiếp xúc với thiết bò điện nếu có mạch điện khép kín qua
người thì điện áp giáng trên người lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào điện trở khác mắc
nối tiếp với thân người.

d
.
Ở đây, I
d
– dòng điện qua vật nối đất.
Người chạm vào bất cứ động cơ nào vỏ thiết bò được nối vào vật nối đất
thì tay người cũng có điện thế là U
d
.
Mặt khác điện thế ở chân người phụ thuộc vào khoảng cách từ chỗ đứng
đến vật nối đất. Kết quả là người bò tác dụng của hiệu số điện áp U
d
và U
ch
.
ch
chd
x
r
d
chdtx
xr
rxI
x
dxI
UUU
ch
0
0
2

d
=I
d
R
d
=U
tx
Hình 12-3 Điện áp tiếp xúc
U
tx

x
π
2
U
d
r
0
Hình 12-4 Điện thế đặt giữa hai chân người
do dòng điện chạm đất tạo nên điện áp
bước U
b
U
b