Bài giảng An toàn điện - Chương 8: Sự nguy hiện khi điện áp cao sang điện áp thấp

Trong bối cảnh hệ thống điện và thiết bị điện ngày càng phát triển, việc đảm bảo an toàn điện là vô cùng thiết yếu. Hiện tượng điện áp cao xâm nhập sang điện áp thấp là một mối nguy hiểm tiềm ẩn nhưng cực kỳ nghiêm trọng, đặc biệt trong các ứng dụng di động như đèn cầm tay, dụng cụ điện và máy hàn, nơi các mạng điện áp thấp (ví dụ 12-16V) có cấp cách điện không cao. Sự cố này không chỉ đe dọa đến hoạt động ổn định của thiết bị mà còn trực tiếp gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Do đó, việc nghiên cứu, nhận diện và áp dụng các biện pháp bảo vệ hiệu quả chống lại sự xâm nhập điện áp cao là hết sức cấp thiết nhằm nâng cao an toàn điện và phòng ngừa rủi ro.

Sinh viên ngành kỹ thuật điện, kỹ sư điện, chuyên gia an toàn điện, kỹ thuật viên vận hành và bảo trì hệ thống điện.

Tài liệu này, với vai trò là Chương 8 trong bài giảng về An toàn điện, tập trung phân tích sâu sắc về mối nguy hiểm và các biện pháp bảo vệ chống lại hiện tượng điện áp cao xâm nhập vào mạng điện áp thấp. Nội dung bắt đầu bằng việc định nghĩa rõ ràng sự xâm nhập này là do cách điện bị chọc thủng hoặc tiếp xúc trực tiếp giữa các cuộn dây có điện áp khác nhau, đặc biệt nhấn mạnh rủi ro cao ở các máy biến áp di động cung cấp điện cho thiết bị cầm tay do cấp cách điện thấp của chúng. Các trường hợp điển hình được xem xét bao gồm mạng hạ áp có trung tính cách điện với đất và mạng hạ áp có trung tính nối đất. Phần trọng tâm của tài liệu trình bày chi tiết các biện pháp bảo vệ chống lại xâm nhập điện áp cao. Đối với mạng có trung tính nối đất, chiến lược chính là biến sự cố thành chạm đất một pha để kích hoạt bảo vệ cắt máy biến áp, đồng thời đặt ra yêu cầu về giá trị điện trở nối đất r0 (thường nhỏ hơn hoặc bằng 4 ôm) để đảm bảo an toàn điện. Trong trường hợp mạng có trung tính cách điện, các giải pháp như sử dụng cầu chì nổ, cắt nhanh máy biến áp khi trung tính cao áp nối đất và lựa chọn r0 phù hợp được đề xuất. Đặc biệt, đối với các máy biến áp có điện áp thứ cấp 100V trở xuống, tài liệu hướng dẫn nối một đầu ra cuộn thứ cấp xuống đất hoặc dây trung tính. Các công thức tính toán dòng điện sự cố và điện áp tiếp xúc (Utx) được đưa ra, cùng với các điều kiện an toàn (Ud + U2dm ≤ Utxcp), cung cấp cơ sở kỹ thuật để đánh giá và đảm bảo mức độ bảo vệ. Ngay cả khi các điều kiện lý tưởng không hoàn toàn được thỏa mãn, các giải pháp này vẫn có giá trị đáng kể trong việc giảm thiểu rủi ro quá áp cho người sử dụng và thiết bị.