479 – 2 IEC 1987 2
IEC4792.DOC
SỰ SỬA ĐỔI LẠI ẤN PHẨM NÀY
Nội dung kỹ thuật của các ấn phẩm của IEC luôn luôn được xem xét lại bởi IEC nhằm đảm bảo nội dung phản ảnh tình trạng kỹ thuật hiện hành.
Thông tin về việc sửa đổi lại, việc phát hành các xuất bản đã được sửa đổi lại và những tờ sửa chữa có thể nhận được từ các ủy ban quốc gia của IEC và từ các nguồn của IEC sau:
– Thông báo của IEC.
– Niên bạ của IEC.
– Danh mục các ấn phẩm của IEC .
Xuất bản hàng năm
Download IEC 479-2
THUẬT NGỮ
Đối với thuật ngữ chung, các độc giả tham khảo ấn phẩm IEC 50:
Từ ngữ kỹ thuật điện quốc tế (IEV) được xuất bản thành những chương riêng lẻ, mỗi chương xử lý một chuyên đề xác định. Bảng mục lục chung được phát hành như quyển sổ riêng. các chi tiết đầy đủ của IEV sẽ được cấp theo yêu cầu.
Những thuật ngữ và định nghĩa nằm trong ấn phẩm này hoặc được lấy từ IEV hoặc được tán đồng đặc biệt cho mục tiêu của ấn phẩm này.
CÁC KÝ HIỆU ĐỒ THỊ VÀ CHỮ
Đối với các ký hiệu đồ thị, và các ký hiệu chữ và các dấu được tán đồng bởi IEC cho sử dụng chung, các độc giả nên tham khảo:
– ấn phẩm IEC 27: Các ký hiệu chữ được dùng trong kỹ nghệ điện
– ấn phẩm IEC 617: Các ký hiệu đồ thị đối với các sơ đồ.
Những ký hiệu và dấu nằm trong ấn phẩm hiện tại hoặc được lấy từ các ấn phẩm IEC 27 hoặc IEC 617, hoặc được tán đồng riêng biệt cho mục tiêu của ấn phẩm này.
Các ấn phẩm của IEC được soạn thảo do cùng ủy ban kỹ thuật.
Các độc giả nên chú ý tờ bìa mặt sau, liệt kê các ấn phẩm của IEC được phát hành bởi ủy ban kỹ thuật đã soạn thảo ấn phẩm hiện tại.
NỘI DUNG
Mở đầu
Lời tựa
CHƯƠNG 4 : HẬU QUẢ DÒNG XOAY CHIỀU CÓ TẦN SÔ >100HZ
1- Tổng quát
2. Phạm vi áp dụng
3. Các định nghĩa
4. Các hậu quả của dòng xoay chiều trong dải tần trên 100 Hz tới và bao gồm cả 1000 Hz
5. Các hậu quả của dòng xoay chiều trong dải tần trên 1000 Hz lên tới và bao gồm cả 10.000 Hz.
6. Hậu quả của dòng xoay chiều trong dải tần trên 10000 Hz
CHƯƠNHG 5 : HẬU QUẢ CÁC DÒNG CÓ DẠNG SÓNG ĐẶC BIỆT
1- Tổng quát
2. Phạm vi áp dụng
3. Các định nghĩa
4. Hậu quả của dòng xoay chiều có các thành phần một chiều
5. Các hậu quả của dòng xoay chiều với điều khiển pha
6. Các hậu quả của dòng xoay chiều với điều khiển đa chu kỳ
CHƯƠNG 6 : HẬU QUẢ CÁC DÒNG XUNG ĐƠN NGẮN HẠN
1- Tổng quát
2. Phạm vi áp dụng
3. Các định nghĩa
4. Các hậu qủa của các dòng xung đơn hướng ngắn hạn
ỦY BAN KỸ THUẬT ĐIỆN QUỐC TẾ
CÁC HẬU QUẢ CỦA DÒNG QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Phần 2: Các dạng đặc biệt
Chương 4: Các hậu quả của dòng xoay chiều có tần số trên 100 Hz
Chương 5: Các hậu quả của các dòng điện có dạng sóng đặc biệt
Chương 6: Các hậu quả của các dòng xung đơn hướng ngắn hạn
MỞ ĐẦU
1) Những quyết định hoặc thỏa thuận chính thức của IEC về các vấn đề kỹ thuật, được soạn thảo bởi những ủy ban kỹ thuật trong đó có tất cả những ủy ban quốc gia có quan tâm đặc biệt đến vấn đề đó, biểu thị sự nhát trí quốc tế cao về những chủ đề đang xem xét.
2) Những quyết định hoặc thỏa thuận đó có dạng những khuyến nghị đối với sử dụng quốc tế và đã được các ủy ban quốc gia chấp nhận theo ý đó.
3) Nhằm thúc đẩy sự thống nhất quốc tế, IEC mong muốn tất cả các ủy ban quốc gia nên chấp nhận văn bản khuyến nghị của IEC làm quy tắc quốc gia của mình khi điều kiện quốc gia cho phép. Bất kỳ sự sai khác nào giữa khuyến nghị của IEC và những quy tắc quốc gia tương ứng, cần được chỉ rõ càng sớm càng tốt trong quy tắc quốc gia đó.
LỜI TỰA
Bản báo cáo này đã được soạn thảo bởi Ủy ban kỹ thuật số 64: Lắp đặt điện các công trình xây dựng.
Ấn phẩm IEC 479 xuất bản lần thứ hai này thay thế xuất bản lần thứ nhất, xuất bản năm 1974.
Văn bản của bản báo cáo này dựa trên những tài liệu sau:
Quy tắc “ Sáu tháng “ Các biên bản biểu quyết
64 (CO) 149
64 (CO) 150
64 (CO) 155 64 (CO) 157
64 (CO) 158
64 (CO) 163
Thông tin thêm có thể thấy trong biên bản bỏ phiếu trong bảng trên
Ấn phẩm 479 mới xuất bản lần naỳ được chia thành hai phần, mỗi phần có ba chương
Phần I: Các dạng chung.
Chương 1: Trở kháng điện của cơ thể người.
Chương 2: Các hậu quả của dòng xoay chiều trong dải 15 Hz tới 100 Hz
Chương 3: Các hậu quả của dòng một chiều.
Phần II : Các dạng đặc biệt
Chương 4: Các hậu quả của dòng xoay chiều với các tần số trên 100 Hz
Chương 5: Các hậu quả của dòng có dạng sóng đặc biệt.
Chương 6: Các hậu quả của dòng xung đơn hướng ngắn hạn.
Những ấn phẩm sau của IEC được nêu ra trong bản báo cáo này:
Các ấn phẩm số 50 (551) (1982): Từ ngữ kỹ thuật điện quốc tế (IEV) Chương 551: Điện tử công suất
50 (801) (1984): Âm học và điện âm học.CÁC HẬU QUẢ CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA CƠ THỂ NGƯỜI
Phần 2: Các dạng đặc biệt
CHƯƠNG 4: CÁC HẬU QUẢ CỦA DÒNG XOAY CHIỀU
CÓ TẦN SỐ TRÊN 100 HZ
1- Tổng quát
Điện năng ở dạng xoay chiều có tần số cao hơn 50/60 Hz được sử dụng ngày càng nhiều trong trang thiết bị điện hiện đại , Ví Dụ như trong các máy bay (400Hz), những công cụ cầm tay và hàn điện ( chủ yếu là tới 450 Hz), liệu pháp điện (dùng chủ yếu 4000 Hz tới 5000 Hz), cung cấp năng lượng kiểu đóng cắt (20 kHz tới 1MHz)
Một số ít các giá trị thực nghiệm được sử dụng cho chương này, sao cho những thông tin đã cho ở đây chỉ được coi là tạm thời nhưng có thể được dùng để đánh giá các nguy cơ trong những dải tần số được xem xét ( xem thư mục trang 44 ). Cũng cần chú ý là trở kháng của da người giảm đi gần như tỷ lệ nghịch với tần số đối với các điện áp tiếp xúc ở mức vài chục volt, sao cho trở kháng của da ở tần số 500 Hz chỉ vào khoảng một phần mười trở kháng của da ở 50 Hz và có thể bỏ qua trong nhiều trường hợp. Điều đó lại càng đúng đối với các tần số cao hơn. Như vậy trở kháng của cơ thể người ở các tần số như vậy được giảm đi tới trở kháng nội Zi của cơ thể người ( xem chương 1 ).
2. Phạm vi áp dụng
Chương này mô tả những hậu quả của dòng điện xoay chiều hình sin có những dải tần:
– Trên 100 Hz tới và bao gồm cả 1000 Hz ( xem mục 4 )
– Trên 1000 Hz tới và bao gồm cả 10.000 Hz ( xem mục 5 )
– Trên 10.000 Hz ( xem mục 6 )
–
3. Các định nghĩa
Thêm vào những định nghĩa đã cho trong phần 1, những định nghĩa sau được áp dụng:
3.1 Hệ số tần số Ff.
Tỷ số của dòng ngưỡng đối với những hậu quả sinh lý thích hợp ở tần số f với dòng ngưỡng ở tần số 50/60 Hz.
Ghi chú: Hệ số tần số đối với cảm nhận, cho qua và rung tâm thất là khác nhau.
4. Các hậu quả của dòng xoay chiều trong dải tần trên 100 Hz tới và bao gồm cả 1000 Hz
4.1 Ngưỡng của cảm nhận
Hệ số tần số đối với ngưỡng cảm nhận đã cho trong hình 9, trang 11.
4.2 Ngưỡng cho qua
Hệ số tần số đối với ngưỡng cho qua đã cho trong hình 10, trang 11.4.3 Ngưỡng của rung tâm thất
Đối với những khoảng thời gian của sốc điện lớn hơn chu trình trái tim, hệ số tần số đối với ngưỡng của rung tim và các đường dòng điện dọc qua thân thể người đã cho trong hình 11, trang 13.
Đối với những khoảng thời gian của sốc điện bé hơn chu kỳ trái tim không có dữ liệu thực nghiệm nào có hiệu lực.
5. Các hậu quả của dòng xoay chiều trong dải tần trên 1000 Hz tới và bao gồm cả 10.000 Hz.
5.1 Ngưỡng của cảm nhận.
Hệ số tần số đối với ngưỡng cảm nhận đã cho trong hình 12, trang 13.
5.2 Ngưỡng cho qua.
Hệ số tần số đối với ngưỡng cho qua đã cho trong hình 13, trang 13.
5.3 Ngưỡng của rung tâm thất.
Đang xem xét.
6. Hậu quả của dòng xoay chiều trong dải tần trên 10000 Hz
6.1 Ngưỡng cảm nhận
Đối với các tần số giữa 10 kHz và 100 kHz, đặc tính cảm giác kim châm đối với cảm nhận ở tần số thấp hơn đối thành một cảm giác nóng ấm đối với các cường độ dòng điện ở mức vài trăm mili-ăm-pe.
6.2 Ngưỡng cho qua.
Đối với các tần số trên 100 kHz không có dữ liệu thực nghiệm, chẳng có biến cố nào được báo cáo liên quan đến ngưỡng cho qua.
6.3 Ngưỡng của rung tâm thất.
Đối với các tần số trên 100 kHz không có dữ liệu thực nghiệm, chẳng có biến cố nào được báo cáo có liên quan đến rung tâm thất.
6.4 Các hậu quả khác.
Các vết bỏng có thể xẩy ra ở các tần số trên 100 kHz và các biên độ dòng điện ở mức vài am-pe phụ thuộc vào khoảng thời gian của dòng chạy qua.
Hình 9 – Biến đổi của ngưỡng cảm nhận trong dải tần 50/60Hz tới 1000Hz
Hình 10 – Biến đổi của ngưỡng cho qua trong dải tần 50/60Hz tới 1000Hz
Hình 11- Biến đổi của ngưỡng rung tâm thất trong dải tần 50/60Hz tới 1000Hz, khoảng thời gian của sốc điện dài hơn một chu kỳ trái tim và các đường đi của dòng điện dọc theo thân thể người.
Ghi chú: – Đối khoảng thời gian sốc điện ngắn hơn một chu kỳ trái tim các đường cong khác đang được xem xét.
Hình 12- Sự biến đổi của ngưỡng Hình 13- Sự biến đổi của ngưỡng cảm nhận trong cho qua với dải tần
dải tần 1000Hz tới 10000Hz 1000 Hz đến 10 000 Hz
CHƯƠNG 5: CÁC HẬU QUẢ CỦA DÒNG ĐIỆN CÓ DẠNG SÓNG ĐẶC BIỆT
1- Tổng quát
Sự quan tâm tăng lên đối với các dòng có dạng sóng đặc biệt được cấu thành từ dòng xoay chiều với thành phần một chiều được giải thích bằng sự mở rộng các áp dụng các điều khiển điện tử mà các điều khiển này tạo ra các loại như vậy của dòng đặc biệt trong trường hợp sự cố cách điện. Điều này cũng đúng đối với trang bị dùng các dòng xoay chiều với điều khiển pha và điều khiển đa chu kỳ.
Vì người ta có thể hy vọng rằng, những hậu quả của các dòng như vậy trên cơ thể người là trung gian giữa những hậu quả của dòng xoay chiều và dòng một chiều cho nên việc xác định những giá trị của dòng tương đương về quan điểm nguy cơ của rung tâm thất là có thể được .
2. Phạm vi áp dụng
Chương này mô tả những hậu quả của dòng điện qua cơ thể người đối với:
– Dòng điện xoay chiều hình sin có thành phần một chiều.
– Dòng điện xoay chiều hình sin có điều khiển pha.
– Dòng điện xoay chiều hình sin có điều khiển đa chu kỳ.
Ghi chú: – Những dạng sóng khác đang xem xét.
Thông tin đã cho có thể áp dụng đối với những tần số dòng điện xoay chiều từ 15Hz tới 100Hz
3. Các định nghĩa
Thêm vào những định nghĩa đã cho trong phần I, những định nghĩa sau được áp dụng đối với mục tiêu của chương này:
3.1 Điều khiển pha
Quá trình thay đổi thời điểm trong chu kỳ mà tại thời điểm đó sự truyền dẫn dòng bắt đầu.
3.2 Góc Điều khiển pha ( góc trễ của dòng điện )
Khoảng thời gian được biểu thị bằng đo góc mà trong khoảng thời gian này lúc khởi đầu của truyền dẫn dòng bị chậm trễ bởi điều khiển pha.
3.3 Điều khiển đa chu kỳ
Quá trình thay đổi tỷ số của số của các chu kỳ bao gồm sự truyền dẫn dòng điện với số của các chu kỳ mà trong các chu kỳ này không sảy ra sự truyền dẫn dòng.
3.4 Hệ số điều khiển đa chu kỳ P
Tỷ số giữa số của các chu kỳ truyền dẫn và tổng số của các chu kỳ truyền dẫn và không truyền dẫn trong trường hợp điều khiển đa chu kỳ ( xem hình 17, trang 25 )
4. Hậu quả của dòng xoay chiều có các thành phần một chiều
4.1 Các dạng sóng và tần số
Hình 14, trang 23, chỉ ra những dạng sóng mẫu chuẩn được xử lý trong mục này. Dòng một chiều thuần túy và dòng xoay chiều thuần túy được biểu thị như là những dạng sóng tổ hợp của những tỷ số khác nhau của dòng xoay chiều với dòng một chiều. Những biên độ dòng sau được phân biệt:I rms = Giá trị hiệu dụng của dòng có dạng sóng tổng hợp
IP = Giá trị đỉnh của dòng có dạng sóng tổng hợp
I PP = Giá trị giữa các đỉnh của dòng có dạng sóng tổng hợp
I ev = Giá trị hiệu dụng của một dòng hình sin biểu thị cùng nguy cơ đối với rung tâm thất ở dạng sóng xem xét
Ghi chú: – Dòng Iev được dùng thay thế dòng IB trong hình 5 của chương 2 để đánh giá nguy cơ rung tâm thất.
4.2 Ngưỡng của cảm nhận
Ngưỡng của cảm nhận phụ thuộc vào nhiều tham số như là diện tích của cơ thể khi tiếp xúc với điện cực ( diện tiếp xúc ), những điều kiện tiếp xúc (khô, ẩm, áp suất, nhiệt độ) và cũng như vào các đặc điểm sinh lý của cá nhân
Các giá trị đối và ngưỡng cảm nhận đang được xem xét.
4.3 Ngưỡng cho qua
Ngưỡng cho qua phụ thuộc vào nhiều tham số, như diện tiếp xúc, dạng và kích cỡ của các điện cực và cũng như vào các đặc điểm sinh lý của cá nhân.
Các giá trị đối với ngưỡng cho qua đang được xem xét.
4.4 Ngưỡng rung tâm thất
4.4.1 Các dạng sóng có các tỷ số đặc biệt của thành phần dòng xoay chiều với dòng một chiều
Nguy cơ rung tim có thể xem là như nhau khi với dòng xoay chiều tương đương
I ev có những đặc tính sau:
a) Đối với những khoảng thời gian sốc điện dài hơn xấp xỉ 1,5 lần khoảng thời gian của chu kỳ tim, I ev là giá trị hiệu dụng của một dòng điện có cùng giá trị giữa các đỉnh IPP như dòng có dạng sóng được xem xét:
I ev =
b) Đối với những khoảng thời gian sốc điện ngắn hơn sấp sỉ 0,75 lần khoảng thời gian của chu kỳ tim, I ev là giá trị hiệu dụng của một dòng điện có cùng giá trị đỉnh IP như dòng điện có dạng sóng được xem xét:
I ev =
Ghi chú:- Mối tương quan này càng ngày càng ít được áp dụng đối với các tỷ số giữa những thành phần xoay chiều và một chiều ngày càng nhỏ. Đối với những sốc dòng điện một chiều thuần túy trong một khoảng thời gian nhỏ hơn 0.1s, ngưỡng bằng giá trị hiệu dụng tương ứng của dòng xoay chiều ( xem hình 5 và hình 8 lần lượt trong chương 2 và chương 3 )
c) Đối với những khoảng thời gian sốc điện nằm trong 0,75 và 1,5 lần khoảng thời gian của chu kỳ tim, tham số biên độ thay đổi từ giá trị đỉnh tới giá trị giữa các đỉnh.
Ghi chú :- Những chi tiết về tính chất của sự chuyển này là đối tượng của việc nghiên cứu sau này.
4.4.2 Các ví dụ của dòng xoay chiều được chỉnh lưu.
Hình 15 trang 23, chỉ ra những dạng sóng đối với chỉnh lưu nửa sóng và toàn sóng.
Đối với những dạng sóng này giá trị đỉnh của dòng đồng nhất, vói giá trị giữa các đỉnh của nó
Dòng xoay chiều tương đương I ev được xác định:
a) Đối với những khoảng thời gian dài hơn 1,5 lần khoảng thời gian của chu kỳ tim, bởi:
I ev = =
Do đó đối với chỉnh lưu nửa sóng, I ev có liên quan đến giá trị hiệu dụng của dòng được chỉnh lưu I rms bởi hệ thức:
I ev =
và đối với chỉnh lưu toàn sóng bởi hệ thức:
I rms
I ev =
2
b) Đối với những khoảng thời gian ngắn hơn 0,75 lần khoảng thời gian của chu kỳ tim:
I ev = =
Do đó đối với chỉnh lưu nửa sóng, I ev có liên quan đến giá trị hiệu dụng của dòng chỉnh lưu I rms bởi hệ thức:
I ev = I rms
và đối với chỉnh lưu toàn sóng bởi hệ thức:
I ev = I rms
5. Các hậu quả của dòng xoay chiều với điều khiển pha
5.1 Các dạng sóng và tần số
Hình 16, trang 25, chia ra các dạng sóng đối với điều khiển đối xứng và phi đối xứng.
5.2 Ngưỡng của cảm nhận và ngưỡng cho qua
Như đã mô tả trong tiểu mục trước 4.2 và 4.3, những ngưỡng này phụ thuộc vào các tham số khác nhau.
Nhũng hậu quả của dòng gây ra cảm giác hoặc ngăn cấm cho qua gần như cùng những hậu quả ở dòng điện xoay chiều thuần túy có cùng giá trị đỉnh IP.
Khi góc điều khiển pha lớn hơn 1200, những giá trị đỉnh tăng lên do sự giảm khoảng thời gian dòng điện chạy qua.
5.3 Ngưỡng của rung tâm thất
Những ngưỡng khác nhau đối với các dạng sóng đối xứng và không đối xứng
5.3.1 Điều khiển đối xứng
Nguy cơ rung tim gần như cùng nguy cơ như với một dòng xoay chiều tương đương I ev có những đặc tính sau:
a) Đối với những khoảng thời gian dài hơn gần 1,5 lần thời gian của chu kỳ tim, I ev có cùng giá trị hiệu dụng như dòng điện có dạng sóng xem xét.b) Đối với khoảng thời gian sốc điện nhỏ hơn xấp xỉ 0,75 lần thời gian của chu kỳ tim, I ev là giá trị hiệu dụng của một dòng có cùng giá trị đỉnh như dòng có dạng sóng xem xét
Ghi chú:- Khi góc của điều khiển pha lớn hơn 1200, có thể ngưỡng của rung tim tăng lên.
c) Đối với khoảng thời gian sốc điện nằm trong 0,75 và 1,5 lần khoảng thời gian chu kỳ tim, tham số biên độ thay đổi từ giá trị đỉnh về giá trị hiệu dụng.
Ghi chú:- Những chi tiết về tính chất của biến đổi này là đối tượng của việc nghiên cứu sau này.
5.3.2 Điều khiển không đối xứng
Nguy cơ rung tim gần như cùng nguy cơ như với dòng xoay chiều tương đương I ev có những đặc tính sau:
a) Đối với khoảng thời gian sốc điện dài hơn xấp xỉ 1,5 lần khoảng thời gian chu kỳ tim: đang xem xét.
b) Đối với khoảng thời gian sốc điện ngắn hơn xấp xỉ 0,75 lần khoảng thời gian của chu kỳ tim,
I ev là gía trị hiệu dụng của một dòng điện có cùng giá trị đỉnh như dòng có dạng sóng xem xét.
Ghi chú: 1- Khi góc điều khiển pha lớn hơn 1200, có thể ngưỡng của rung tim tăng lên.
2- Những dòng điện do điều khiển không đối xứng ( xem IEV 551-05-19 ) cũng có thể có thành phần một chiều.
6. Các hậu quả của dòng xoay chiều với điều khiển đa chu kỳ
6.1 Các dạng sóng và tần số
Hình 17, trang 25, chỉ ra những dạng của sóng đối với một hệ số P bằng 0,67.
6.2 Ngưỡng của cảm nhận và ngưỡng cho qua
Như đã mô tả trong các tiểu mục trước 4.2, 4.3, 5.2 và 5.3, những ngưỡng này phụ thuộc vào các tham số khác nhau.
Ngưỡng cảm nhận và ngưỡng cho qua đang được xem xét.
6.3 Ngưỡng của rung tâm thất.
Phụ thuộc vào khoảng thời gian sốc điện và hệ số điều khiển, những dòng điện xoay chiều với điều khiển đa chu kỳ cũng nguy hiểm hoặc ít nguy hiểm hơn những dòng xoay chiều có cùng khoảng thời gian sốc điện và cùng cường độ.
Hình 18, trang 27, chỉ ra ngưỡng của rung tâm thất được đo lường trên những con lợn với những hệ số điều khiển khác nhau.
6.3.1 Đối với khoảng thời gian sốc điện dài hơn xấp xỉ 1,5 lần khoảng thời gian chu kỳ tim, ngưỡng phụ thuộc vào hệ số điều khiển p.
Đối với p gần 1, ngưỡng có cùng giá trị hiệu dụng như đối với một dòng điện xoay chiều hình sin có cùng khoảng thời gian. Đối với p gần 0.1, giá trị hiệu dụng của dòng trong chu kỳ truyền dẫn I1rms có cùng giá trị như giá trị của một dòng xoay chiều có khoảng thời gian dưới 0,75 lần khoảng thời gian chu kỳ tim.
Ghi chú:- Đối với những giá trị trung gian p, ngưỡng của rung tim tăng lên bắt đầu từ mức dưới được chỉ rõ trên hình 5 của phần đầu tới mức trên được chỉ ra đối với các khoảng thời gian sốc điện dưới 0,1s
6.3.2 Đối với khoảng thời gian sốc điện ngắn hơn xấp xỉ 0,75 lần khoảng thời gian của chu kỳ tim, giá trị hiệu dụng của dòng trong chu kỳ truyền dẫn I1eff có cùng giá trị như giá trị của một dòng điện xoay chiều hình sin có cùng khoảng thời gian.
* ấn phẩm IEC 50 (551): Từ ngữ ký thuật điện Quốc tế (IEV) Chương 551: Điện tử năng lượng.
Hình 14 – Các dạng sóng của dòng điện
a) Chỉnh lưu nửa sóng
b) Chỉnh lưu toàn sóng
Hình 15 – Các dạng sóng của các dòng xoay chiều được chỉnh lưu.
a) Điều khiển đối xứng
b) Điều khiển không đối xứng
Hình 16 – Các dạng sóng của dòng xoay chiều có điều chỉnh góc pha
t s = thời gian truyền dẫn t s+ tP = chu kỳ làm việc
t P = thời gian không truyền dẫn P = hệ số điều khiển
Hình 17 – Các dạng sóng của các dòng xoay chiều với điều khiển đa chu kỳ
I 1 rms = = giá trị hiệu dụng của dòng trong khi truyền dẫn dòng
Ghi chú: – I 1 rms không được nhầm với giá trị hiệu dụng của dòng trong chu kỳ làm việc
I 2 rms = I 1 rms .
Hình 18 – Ngưỡng của rung tâm thất ( các giá trị trung bình ) đối với dòng xoay chiều có điều khiển đa chu kỳ có hệ số điều khiển khác nhau ( các kết quả thực nghiệm với các lợn non )
Ghi chú: – Dòng cơ thể I B rms là giá trị hiệu dụng của dòng trong khi truyền dẫn dòng I1 rms.CHƯƠNG 6. CÁC HẬU QUẢ CỦA CÁC DÒNG XUNG
ĐƠN HUỚNG NGẮN HẠN
1- Tổng quát
Các dòng xung đơn hướng ngắn hạn dưới dạng các xung chữ nhật và hình sin hoặc các phóng điện tụ điện có thể là một nguồn nguy hiểm trong trường hợp sự cố cách điện của một dụng cụ điện có các thành phần điện tử hoặc khi sờ vào phần có điện của dụng cụ như vậy. Do đó xác định những giới hạn nguy hiểm đối với các kiểu này của các dòng là quan trọng.
Đối với khoảng thời gian sốc điện 10ms những hậu quả được mô tả trong chương này tương ứng với những hậu quả đã cho trong chương 2 tới chương 5 sao cho ấn phẩm IEC 479 bao trùm toàn bộ dải khoảng thời gian sốc điện từ 0,1 ms tới 10s đối với hầu như toàn bộ các dạng sóng của dòng điện mà các dạng sóng này đáng được quan tâm kỹ thuật. Nội dung của chương này được dựa trên giả thuyết được suy ra từ nghiên cứu khoa học, theo giả thuyết này hệ số chính để tạo nên sự khởi đầu của rung của tâm thất đối với các dạng khác nhau của các dòng xung đơn hướng là giá trị It hoặc I2t cũng như đối với các sốc điện có khoảng thời gain hơn 10ms ( xem tiểu sử, trang 44 )
2. Phạm vi áp dụng
Chương này mô tả những hậu quả của dòng điện qua cơ thể người đối với các dòng xung đơn dạng chữ nhật đơn hướng, dạng hình sin hoặc xung do sự phóng của tụ điện.
Ghi chú:- Các hậu quả của các xung kế tiếp đang được nghiên cứu.
Những giá trị quy định có thể áp dụng đối với khoảng thời gian xung từ o,1ms tới và bao cả 10 ms. Đối với khoảng thời gian xung dài hơn 10 ms những giá trị đã cho trong hình 5 của chương 2 có thể áp dụng được.
3. Các định nghĩa
Thêm vào những định nghĩa đã cho trong các chương 2 tới 5, những định nghĩa sau có thể áp dụng cho mục tiêu của chương này.
3.1 Năng lượng riêng của rung tim Fe ( Ws/ hoặc A2s )
Giá trị cực tiểu I2t của một xung đơn hướng ngắn hạn mà xung này trong những điều kiện đã cho ( đường đi dòng điện, pha-tim ) tạo nên sự rung tâm thất với một xác suất nào đó.
Ghi chú: – Fe được xác định bởi dạng của xung như tích phân
2
Fe được nhân với điện trở cơ thể cho năng lượng được tiêu tán trong cơ thể người trong khi xung
3.2 Điện tích riêng của rung tim Fq ( C hoặc As )
Giá trị cực tiểu It của một xung đơn hướng ngắn hạn mà xung này trong các điều kiện đã cho ( đường đi dòng điện, pha-tim ) tạo nên sự rung tâm thất với một xác suất nào đó
Ghi chú:- Fq được xác định bởi dạng của xung như tích phân
3.3 Hằng số thời gian
Thời gian cần thiết để biên độ ban đầu của một đại lượng của một trường suy giảm theo quy luật hàm số mũ được nhân với hệ số = 0,3679 ( IEV 801- 01- 44 )*
3.4 Khoảng thời gian sốc của một phóng điện của tụ (ti )
Khoảng thời gian từ lúc bắt đầu của phóng điện tới thời điểm khi dòng phóng đã xuống tới 5% giá trị đỉnh của nó.
Ghi chú:- Khi hằng số thời gian của phóng điện của tụ là bằng T, khoảng thời gian sốc của phóng điện của tụ là bằng 3T. Năng lượng của xung hầu như hoàn toàn tiêu tán trong khoảng thời gian số của phóng điện của tụ.
3.5 Ngưỡng của cảm nhận.
Giá trị cực tiểu của điện tích trong những điều kiện đã cho tạo lên cảm giác cho con người khi có điện tích này chạy qua người đó.
3.6 Ngưỡng của đau đớn
Giá trị cực đại của điện tích ( It ) hoặc năng lượng riêng ( I2t ) có thể được đặt như một xung vào một người đang cầm một điện cực trong tay không gây ra đau đớn.
3.7 Sự đau đớn
Cảm giác đủ khó chịu sao cho cảm giác này không thể đuợc chấp nhận lần thứ hai đối với người đã phải chịu đựng nó.
Ghi chú:- Để làm ví dụ về đau đớn, ta có thể kể một sốc điện lớn hơn ngưỡng đau được mô tả trong tiểu mục 4.3, vết châm của một con người, hoặc vết bỏng của một điếu thuốc lá.
4. Các hậu qủa của các dòng xung đơn hướng ngắn hạn
4.1 Các dạng sóng
Hình 19, trang 39 chỉ ra các dạng của các dòng xung chữ nhật, xung hình sin hoặc của các phóng điện của tụ. Các biên độ của dòng sau đây phải được phân biệt:
IDC = biên độ của dòng xung chữ nhật
IAC rms = giá trị hiệu dụng của dòng xung hình sin
IAC ( P ) = giá trị đỉnh của dòng xung hình sin
IC rms = giá trị hiệu dụng của dòng phóng của tụ đối với một khoảng thời gian 3T
IC ( P ) = giá trị đỉnh của phóng điện của tụ.
Ghi chú:- Nếu Uc là điện áp của tụ điện ở lúc ban đầu của sự phóng điện qua cơ thể
người và Ri điện trở cơ thể lúc ban đầu, IC ( P ), được xác định bởi:
IC ( P ) =
4.2 Xác định năng lượng rung riêng Fe
Năng lượng rung riêng Fe đối những dạng khác của các xung được xem xét trong chương này, được xác định:
a) Đối với các xung chữ nhật bằng Fe = I2DC ti
I2AC ( P)
b) Đối với các xung hình sin bằng Fe = ti = I2AC rms ti
* ấn phẩm IEC 50 (801): Từ ngữ kỹ thuật điện quốc tế (IEV), chương 801: Âm học và Điện âm học.
c) Đối với một phóng điện của tụ có hằng số thời gian T:
Fe = I2C (P) = I2C rms ti
Hình 20, trang 39, so sánh những biên độ dòng điện đối với các xung chữ nhật, các xung hình sin và một phóng điện tụ có hằng số thời gian T có cùng năng lượng rung tim riêng Fe và cùng khoảng thời gian sốc ti. Trong trường hợp này tồn tại các quan hệ sau:
IDC = =
Ghi chú:- Quan hệ IDC = c được suy ra như sau:
Fe = I2C (P) = I2C (P)
ICrms = IDC = IC (P)
4.3 Ngưỡng của cảm nhận và ngưỡng của đau đớn đối với phóng điện của tụ
Những ngưỡng phụ thuộc vào dạng của những điện cực, vào điện tích của xung và vào giá trị của dòng đỉnh của chúng. Hình 21, trang 41 chỉ rõ ngưỡng của cảm nhận và ngưỡng của sự đau đớn như một hàm số của điện tích và điện áp tích điện của tụ đối với một người cầm những điện cực lớn với bàn tay khô ráo.
Ngưỡng của đau đớn theo năng lượng riêng là ở mức 50 tới 100.10-6 A2s đối với các đường đi của dòng điện qua những đầu cực và những diện tích tiếp xúc lớn.
4.4 Ngưỡng của rung tâm thất
Ngưỡng của rung tâm thất phụ thuộc vào dạng, khoảng thời gian và độ lớn của dòng xung, pha của tim mà trong pha này xung bắt đầu, đường đi của dòng trong cơ thể người và vào đặc điểm sinh lý của người.
Các thực nghiệm trên các động vật chứng tỏ rằng:
– Đối với các xung ngắn hạn, rung tâm thất nói chung chỉ xẩy ra nếu xung rơi vào trong chu kỳ dễ bị tổn thương của chu kỳ tim;
– Điện tích riêng của rung tim Fq hoặc năng lượng riêng của rung tim Fe xác định lúc khởi đầu của rung tâm thất đối với các xung đơn hướng của khoảng thời gian sốc điện dưới 10 ms.
Những ngưỡng của rung tâm thất được chỉ rõ trong hình 22, trang 43.Đối với một xác xuất rung tim là 50%, Fq là khoảng 0,005 As và Fe tăng lên từ khoảng 0.01 A2s ở một khoảng thời gian xung ti = 4ms tới 0.02 A2s đối với ti = 1ms.
4.5 Các ví dụ
Nhằm để minh chứng áp dụng thực tế những quan hệ đã được mô tả trong chương trước, đã cho hai ví dụ . Ví dụ thứ nhất liên quan trong chương trước, đã cho hai ví dụ. Ví dụ thứ nhất liên quan đến một phóng điện của tụ có hằng số thời gian T = 1 ms và một khoảng thời gian sốc ti bằng 3T là 3ms; nghĩa là trong lĩnh vực áp dụng của phần này. Trong ví dụ thứ hai, hằng số thời gian T là 10ms là một khoảng thời gian sốc ti là 30ms đối với khoảng thời gian này những giới hạn của rung tâm thất là những giới hạn đã cho trong hình 5 của chương 2.Ví dụ 1
Những hậu quả của phóng điện của tụ điện lên cơ thể người:
Điện dung C = 1 F, điện áp tích điện 10V, 100V, 1000V và 10000V.
Đường đi của dòng: Tay-chân, điện trở ban đầu của cơ thể người được giả định là 1000 *
Hằng số thời gian T = 1ms, là khoảng thời gian sốc ti = 3T = 3ms
Năng lượng rung riêng Fe = I2ceff ti
Các hậu quả của các sốc điện
Điện áp tích điện Uc (V) 10 100 1000 10000
Dòng phóng
giá trị đỉnh IC (P)(A) 0.01 0.1 1 10
Dòng phóng
Giá trị hiệu dụng (A)
IC eff =
0.004
0.04
0.4
4
Điện tích riêng Fq ( As ) 0.01.10-3 0.1.10-3 10-3 10.10-3
Năng lượng phóng Wc
( Ws ) 0.05.10-3 5.10-3 0.5 50
Năng lượng rung riêng Fe
( Ri = 1000 ) ( A2s ) 0.048.10-6 4.8.10-6 0.48.10-3 48.10-3
Hậu quả sinh lý yếu khó chịu đau đớn có thể rung tâm thất
* Giá trị của Ri là 1000 được chọn tùy ý đối với mục tiêu của ví dụ này.
Không nên nhầm lẫn với giá trị của Ri tương ứng với một phần trăm của xác xuất 5% đã chỉ trong mục 6 của chương 1.
Ví dụ 2
Những hậu quả của phóng điện của tụ trên cơ thể người:
Điện dung C = 20 F, điện áp tích điện 10V, 100V, 1000V và 10000V
Đường đi qua dòng: Tay-thân thể, điện trở ban đầu của cơ thể Ri được giả định là 500 *
Hằng số thời gian T = 10 ms, là khoảng thời gian sốc điện ti = 3T = 30 ms**
Hậu quả của sốc điện là:
Điện áp tích điện Uc (v) 10 100 1000 10000
Dòng phóng điện
giá trị hiệu dụng (A)
Ic eff =
0.008
0.08
0.8
8
Điện tích riêng Fq (As)** 0.2.10-3 2.10-3 20.10-3 200.10-3
Năng lượng phóng điện Wc (Ws) 1.10-3 0.1 10 1000
Năng lượng rung riêng
Fe (A2s)**
Các hậu quả sinh lý yếu đau đớn nguy hiểm nhưng rung tâm thất là không có thể nguy hiểm và rung tâm thất có thể
* Giá trị của Ri là 500 được lựa chọn tùy ý đối với mục tiêu của ví dụ này. Không nên nhầm lẫn với giá trị của Ri tương ứng với một phần trăm của xác xuất 5% đã chỉ trong mục 6 của chương 1.
** Coi là khoảng thời gian sốc điện ti lớn hơn 10ms, những ngưỡng của rung tim được lấy ra từ hình 5 trong chương 2.
Hình 19.- Các dạng của dòng đối với các xung chữ nhật, các xung hình
sin và đối với phóng của tụ điện.
Hình 20.- Xung chữ nhật, xung hình sin và phóng điện tụ điện có cùng
năng lượng riêng của rung tim và cùng khoảng thời gian sốc điện.
Hình 21.- Ngưỡng của cảm nhận và ngưỡng của đau đớn đối với các phóng điện của tụ ( tay khô ráo, các mặt tiếp xúc lớn )
Miền A: Ngưỡng của cảm nhận. Đường cong B: ngưỡng mẫu chuẩn
của đau đớn
Ghi chú:- Những thang đo của các đường chéo chỉ những giá trị của điện dung (C) và năng lượng (W). Ở chỗ giao cắt của những giá trị điện áp tích điện và điện dùng, những giá trị của điện tích và năng lượng của xung có thể đọc trên những trục thích hợp.
Hình 22 – Ngưỡng của rung tâm thất
Những đường cong chỉ xác xuất của nguy cơ rung tim đối với sự
chạy qua dòng điện trên đường từ tay trái tới chân phải. Đối các
đường dòng khác , Xem mục 5 và bảng III của chương 2
Dưới C1: Không rung tim.
Trên C1 tới C2: nguy cơ yếu của rung tim ( tới 5% của xác xuất )
Trên C2 tới C3: nguy cơ trung bình rung tim ( tới 50% của xác xuất )
Trên C3: nguy cơ quan trọng của rung tim ( hơn 50% của xác xuất )
CÁC ẤN PHẨM CỦA IEC ĐƯỢC SOẠN THẢO BỞI ỦY BAN KỸ THUẬT N0.64
364. Lắp đặt điện của các công trình xây dựng
364-1 (1972) Phần1: Phạm vi áp dụng, đối tượng và các định nghĩa
364-2 (1970) Phần 2: Các nguyên tắc cơ bản
364-3 (1977) Phần 3: Đánh giá các đặc tính chung
Sửa đổi số 1 (1980)
364-3A (1979) Bổ sung thứ nhất.
364-3B (1980) Bổ sung thứ hai.
364.4.41 (1982) Phần 4: Bảo vệ đối với an toàn.
Chương 41: Bảo vệ chống sốc điện.
364.4.42 (1980) Chương 42: Bảo vệ chống hậu quả nhiệt.
364.4.43 (1977) Chương 43: Bảo vệ chống quá dòng.
364-4-45 (1984) Chương 45: Bảo vệ chống điện áp thấp.
364-4-47 (1981) Chương 46: Phân đoạn và đóng cắt.
364-4-47 (1981) Chương 47: áp dụng các biện pháp bảo vệ đối với an toàn.
Phân đoạn 470: Tổng quát.
Phân đoạn 471: Các biện pháp bảo vệ chống sốc điện.
364-4-473 (1977) Chương 47: áp dụng các biện pháp bảo vệ đối với an toàn.
Phân đoạn 473: Các biện pháp bảo vệ chống quá dòng điện.
364-4-482 (1982) Chương 48: Lựa chọn các biện pháp bảo vệ như là hàm của ảnh hưởng bên ngoài.
Phân đoạn 482: bảo vệ chống cháy.
364-5-51 (1979) Phần 5: Lựa chọn và lắp ráp trang bị điện.
Chương 51: Quy tắc chung.
Sửa đối số 1 (1982)
364-5-523 (1983) Chương 52: Hệ thống kênh thông tin.
Phân đoạn 523: Khả năng mang dòng.
364-5-53 (1986) Chương 53: Thiết bị đóng cắt và thiết bị điều khiển.
364-5-537 (1981) Chương 53: Thiết bị đóng cắt và thiết bị điều khiển
Phân đoạn 537: các thiết bị để tách ly và đóng cắt.
364-5-54 (1980) Chương 54: Nối đất và dây dẫn bảo vệ.
Sửa đối số 1 (1982).
364-5-56 (1980) Chương 56: Công việc an toàn.
364-6-61 (1986) Chương 61: Các minh chứng ban đầu.
364-7-70 (1984) Phần 7: Các quy tắc đối với lắp đặt và vị trí đặt đặc biệt.
Phân đoạn 701: Vị trí có đặt bể tắm và vòi hoa sen.
364-7-702 (1983) Phân đoạn 702: Các hồ bơi.
364-7-703 (1984) phân đoạn 703: Các vị trí có bình đun nóng tắm hơi.
364-7-705 (1984) Phân đoạn 705: Lắp đặt điện trong những cơ sở nông nghiệp và làm vườn.
364-7-706 (1983) Phân đoạn 706: Những vị trí dẫn điện hạn hẹp.
364-7-707 (1984) Phân đoạn 707: Những yêu cầu nối đất đối với lắp đặt trong thiết bị xử lý thông tin.
449 (1973) Dải điện áp đối với trang bị điện của các công trường xây dựng.
Bản sửa chữa số 1 (1979)
479: Các hậu quả của dòng điện qua cơ thể người.
479-1 (1984) Phần I: Các dạng tổng quát.
479-2 (1987) Phần II: Các dạng đặc biệt.
536 (1976) Xếp loại các trang bị điện và điện tử liên quan tới bảo vệ chống sốc điện.
585: Hướng dẫn lắp đặt điện.
585-1 (1977) xe tải lớn, tầu thuyền và thuyền yat.
