Khi cách điện của máy biến áp bị hư hỏng thì không những có thể xảy ra hiện tượng chạm vỏ mà còn có thể có sự xâm nhập từ điện áp phía cao (sơ cấp) sang phía thấp (thứ cấp). Lúc này phía thứ cấp có điện áp cao rất nguy hiểm không những cho người mà còn cho các thiết bị. Ta lần lượt xét các trường hợp sau

Mạng điện phía sơ cấp và thứ cấp đều có trung tính cách điện

Mạng điện phía sơ cấp và thứ cấp đều có trung tính cách điện

Giả sử máy biến áp có cấp biến đổi điện áp là 6000/380V và phía sơ và thứ cấp đều trung tính cách điện đối với đất. Cũng giả thiết rằng điện trở cách điện và điện dung của các pha trong mạng điện là như nhau thì:

UA = UB = UC = 6000/ √3 = 3460V

Khi có sự xâm nhập điện áp cao từ phía sơ cấp sang phía thứ cấp thì trung tính phía điện áp 380 sẽ nối điện với phía điện áp cao do đó nó cũng có điện áp bằng 3460V. Nếu tổ nối dây của máy biến áp là Y/Y0 thi trung tính hạ áp sẽ có điện áp trùng với điện áp pha A của phía cao áp

Do vậy từ đồ thị vectơ ta có

Điện áp pha a phía sơ cấp so với đất

Uasc = 3460 + 220 = 3680V

Điện áp pha b,c so với đất

Ubsc = Ucsc = |3460 + a2 . 220 | = | 3460 + a.220 | = 3350 V

Như vậy khi có sự xâm nhập điện áp từ phía cao sang phía thấp thì điện áp các pha ở phía thứ cấp sẽ tăng lên rất cao. Vì cách điện của thiết bị điện và lưới điện phía hạ áp không được tính toán với giá trị điện áp cao (khi có sự xâm nhập điện áp) nên sự xâm nhập điện áp này rất nguy hiểm vì nó sẽ phá hỏng cách điện của các thiết bị điện hạ áp, kết quả là sẽ xuất hiện dòng chạm đất từ mạng hạ áp qua điện trở nối đất của các thiết bị hạ áp (thường có trị số không quá 4Ω ) về nguồn cao áp, đây chính là dòng chạm đất trong mạng có trung tính cách điện có trị số không lớn (5÷30A). Lúc này điện áp trên vỏ thiết bị hạ áp sẽ là U=Iđ.Rđ vẫn có thể gây nguy hiểm cho người. (ví dụ nếu Iđ= 20A, Rđ=10 thì U=20.10=200V- nguy hiểm).

Tóm lạI khi có sự xâm nhập điện áp cao từ mạng sơ cấp (có trung tính cách điện) sang mạng thứ cấp (hạ áp- cũng có trung tính cách điện) thì sẽ nguy hiểm không những cho người mà cả cho các thiết bị điện hạ áp.

Mạng điện sơ cấp có trung tính cách điện còn phia hạ áp có trung tính trực tiếp nối đất

Mạng điện sơ cấp có trung tính cách điện còn phia hạ áp có trung tính trực tiếp nối đất

Lúc này nếu có sự xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp thì sẽ có sự chạm đất một pha của mạng cao áp và dòng điện này (dòng điện dung) có thể xác định theo công thức:

Iđ = [U(35 . lc + ld )]\350 (A)

Trong đó:

  • U: điện áp dây của mạng cao áp.
  • lc, ld: chiều dài của các mạng điện cáp và mạng đường dây trên không có sự liên hệ về điện với nhau (km)

Từ đồ thị vectơ ta có điện áp các dây pha so với đất sẽ bằng

Pha a: Uasc = Id.Ro + 220 = U0 + 220

R0: điện trở nối đất của trung tính nguồn

Giả sử R0 = 4Ω và Id = 30A

Pha a: Uasc = 4.30 + 220 =340V

Pha b,c: Ubsc = Ucsc = | 120 + a.220 | = | 120 + a2 . 220 | = 190 V

Trong trường hợp này điện áp lớn nhất trên dây trung tính (cũng chính là điện áp trên vỏ các thiết bị điện hạ áp) cũng có thể có giá trị tương đối cao và bằng :

Uo = Id.Ro

Với trị số dòng chạm đất trong mạng này (cao áp có trung tính cách điện) thường không lớn (khoảng 5-30A) thì nếu Ro lớn thì Uo có thể sẽ nguy hiểm cho người. Trị số điện áp này phụ thuộc vào điện trở nối đất của trung tính R0, nếu R0 lớn thì điện áp sẽ lớn và ngược lại. Tuy nhiên với các thiết bị hạ áp, khi có xâm nhập điện áp cao sang thấp thì điện áp của các pha so với vỏ thiết bị (đã được nối với dây trung tính) vẫn không thay đổi và bằng điện áp pha nên không nguy hiểm cho thiết bị hạ áp. 

Xem thêm: Các biện pháp bảo vệ chống xâm nhập điện áp cao sang điện áp thấp

Sự nguy hiểm khi có sự xâm nhập từ điện áp cao sang điện áp thấp
5 (100%) 1 vote

Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !