a. Sự nguy hiểm của điện áp cao xâm nhập điện áp thấp
- Điện áp cao xâm nhập sang điện áp thấp là sự nối điện các cuộn dây có điện áp khác nhau vì hỏng cách điện nên có sự rò điện ra vỏ thiết bị điện hay có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các cuộn dây với nhau.
- Hiện tượng này thường xảy ra ở các máy biến áp di động cung cấp điện cho các thiết bị cầm tay, dụng cụ điện, máy hàn điện…
- Đối với các máy biến áp cố định trong mạng điện động lực hay thắp sáng có cách điện rất tốt, nên sự xâm nhập điện áp cao xảy ra chủ yếu ở đầu các cuộn dây. Ngoài ra, còn gặp ở các máy biến áp, biến dòng đo lường mà người thường hay tiếp xúc.
Trường hợp trung tính của mạng hạ áp và cao áp điều cách điện với đất - Để bảo vệ điện áp cao sang mạng điện áp thấp hơn 1000V có trung tính cách điện người ta dùng cầu chì nổ (cầu chì có lớp lót mica cách điện và bình thường nó ngăn cách cuộn dây thứ cấp máy biến áp với đất). Khi có sự cố điện áp xâm nhập thì khoảng cách không khí giữa các lớp mica và mica bị đánh thủng, dòng điện đi qua R0thành dòng điện chạm đất tương tự trừơng hợp trung tính nối trực tiếp với đất.
- Dùng cầu chì nổ ở phía cao áp có U < 3KV không được tốt vì cầu chì nổ có thể không tác động.
- Cầu chì nổ phải được kiểm tra 3 tháng 1 lần, cần xem xét cẩn thận không cho bụi bám vào khe hở của cầu chì gây nên tác động nhầm lẫn. Ngoài ra, người ta còn sử dụng các loại bảo vệ khác như bảo vệ hơi, bảo vệ so lệch máy biến áp…
Trong trường hợp này, dây trung tính phía áp thấp có trị số điện áp gần bằng điện áp pha phía cao áp, gây nên hiện tượng qúa áp, phá huỷ, gây hư hỏng thiết bị điện.
Hình 2.47. Mạng cách điện với đất
Trường hợp trung tính hạ áp nối đất, cao áp không nối đất
Trong trường hợp này, dây trung tính phía áp thấp có trị số điện áp: 1 9 3 2 2 2 + = . = C ω R CR ω U R I U o o d o [2.13] Trong đó:
Rođiện trở nối đất, C điện dung, Iddòng điện sự cố hay dòng điện vào đất Uo có trị số lớn đủ gây nguy hiểm cho người khi chạm vào vỏ thiết bị điện, nếu vỏ thiết bị nối trung tính bảo vệ.
b. Các biện pháp bảo vệ khi điện áp cao xâm nhập điện áp thấp
Biện pháp bảo vệ trong mạng điện có trung tính nối đất
- Đối với trường hợp phía hạ áp trung tính nối đất, biện pháp bảo vệ là phía cao áp cũng cần nối đất. Khi có điện áp cao xâm nhập điện áp thấp thì sự xâm nhập này được xem như chạm đất một pha, các thiết bị bảo vệ phía cao áp tác động, cắt điện phía cao áp.
- Nếu trung tính phía cao áp không thực hiện nối đất được. Để đảm bảo an toàn cần chọn điện trở nối đất phía hạ áp Ro ≤ 4. Khi đó điện áp trên dây trung tính là: nth o nth o d o R R R R I U + = [2.14]
(Rnth+ là điện trở đẳng trị của nối đất lập lại)
Hình 2.49. Mạng điện có trung tính với đất
Biện pháp bảo vệ trong mạng điện có trung tính cách ly với đất
- Để khắc phục người ta dùng khe hở phòng điện. Khe hở phóng điện bình thường cánh điện cuộn sơ cấp với đất. Khi xảy ra sự cố các điện cực của khe hở bị chọc thủng, khi đó mạng hạ áp được xem như nối đất.
- Nếu phía cao áp điện áp nhỏ hơn 3000V thì khe hở không phóng điện. Ngày nay người ta dùng điện trở phi tuyến thay cho khe phóng điện. Điện trở phi tuyến hoạt động theo nguyên lý sau: khi điện áp vượt quá điện áp cho phép thì điện trở trên nó bằng không, nếu chưa vượt giá trị cho phép thì điện trở vô cùng lớn
Biện pháp bảo vệ cho máy biến áp có điện áp thứ cấp nhỏ hơn 1000V - Với loại máy biến áp có điện áp cao nhỏ hơn 1000V, điện áp thấp nhỏ hơn 100V sử dụng 2 phương pháp trên không còn phụ hợp nữa.
- Mạng điện này tương ứng với điện 380/220, mà mạng điện này đã được nối trung tính làm việc. Do đó, ta chỉ cần nối trung tính một đầu của cuộn thứ cấp máy biến áp.
- Khi có sự xâm nhập điện áp các thiết bị bảo vệ sẽ tác động cắt thiết bị ra khỏi lưới điện.
Hình 2.51. Máy biến áp có điện áp thứ cấp nhỏ hơn 1000V
- Tuy nhiên, trong một số trường hợp dòng ngắn mạch không đủ lớn để cắt điện. Để khắc phục người ta dùng nối trung tính cuộn dây chắn. Nếu xảy ra nối điện bất ngờ thì chỉ xảy ra giữa cuộn chắn và cao áp.
Hình 2.52. Máy biến áp có điện áp thứ cấp nhỏ hơn 1000Vcó cuộn dây chắn
Sự khác nhau giữa trung tính, tiếp địa và nối đất.
Để phân biệt được dây trung tính, nối đất và tiếp địa thì trước hết ta phải biết được sự cần thiết của từng loại dây này.
Hình 2.53. Phân bố dây trung tính và tiếp địa
- Dây trung tính (Neutral) hay một số người vẫn gọi là dây nguội, dây mát. Nó là điểm nối chung của 3 đầu dây pha (dây lửa) xuống đất của biến áp trong truyền tải điện xoay chiều AC. Về mặt lý thuyết thì khi hệ thống điện 3 pha cân bằng thì dây trung tính không mang điện (điện thế bằng 0) nhưng thực tế thì dây trung tính luôn dẫn điện do có hiện tượng lệch pha giữa các pha của lướ ặ ện tượ ử ụ ửđiện lúc sáng đèn
hoặc không sáng đèn là vì vậy. Dây trung tính kết hợp với dây pha (dây lửa) để tạo thành mạch điện một pha sử dụng cho dân dùng và sinh hoạt hàng ngày.
- Tiếp địa (Ground) hay nối đất (Earth) bản chất là một dây. Dây này nối với vỏ của thiết bị và không mang điện đảm bảo sự an toàn vận hành cho người khi làm việc. Khi xảy ra sự cố rò điện nhờ có dây tiếp địa này mà dòng điện rò ra được truyền xuống đất nên chúng ta không bị điện giật khi không may chạm vỏ thiết bị nếu bịrò điện. Ngoài ra trong truyền tải điện, dây tiếp địa hay nối đất (Earth) còn có một nhiệm vụ khác là khi bị sét đánh sẽ dẫn dòng sét (bản chất sét là dòng điện có cường độ lớn) xuống thẳng hệ thống tiếp địa đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn.
Hình 2.54. Các thiết bịđiện sử dụng trong lưới điện 1 pha và 3 pha Một pha
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1. Trình bày tác dụng của dòng điện lên cơ thểcon người ?. Câu 2. Trình bày các tiêu chuẩn vềan toàn điện ở Việt Nam ?.
Câu 3. Trình bày và phân tích các nguyên nhân gây ra tai nạn điện ?. Câu 4. Trình bày phương pháp cấp cứu cho nạn nhân bịđiện giật ?.
Câu 5. Trình bày biện pháp an toàn cho người và thiết bịtrong an toàn điện ?
Câu 6. Dạng tai điện nào thường xảy ra phổ biến khi sử dụng điện ?
a. Tiếp xúc trực tiếp với vật mang điện. b. Tiếp xúc gián tiếp với vật mang điện
c. Phóng điện khi đến gần điện áp cao.
d. Tai nạn hỏa hoạn và cháy nổ.
Câu 7. Dạng tai nạn điện nào gây thiệt hại cả về con người lẫn vật chất ?
a. Tiếp xúc trực tiếp với vật mang điện. b. Tiếp xúc gián tiếp với vật mang điện c. Phóng điện khi đến gần điện áp cao. d. Tai nạn hỏa hoạn và cháy nổ
Câu 8. Tần số dòng điện xoay chiều nào ít gây nguy hiểm cho người ?
a. 220V b. 100V c. 36V 12V
Câu 9. Hiện nay người ta thường sử dụng phương pháp hô hấp nhân tạo nào dưới đây ?
a. PP đặt người bị nạn nằm sấp. b. Phương pháp hà hơi thổi ngạt. c. Phương pháp người bị nạn nằm ngửa d. Tất cảđều sai.
Câu 10. Phương pháp nào không cho các chất dịch vị và nước miếng không theo đường phế quản vào bên trong làm nghẽn đường hô hấp nạn nhân
a. Phương pháp đặt người bị nạn nằm sấp. b. Phương pháp người bị nạn nằm ngửa, c. Phương pháp hà hơi thổi ngạt.
Chương 3
BẢO VỆ NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT - Trình bày được mục đích, ý nghĩa của việc bảo vệ nối đất. - Trình bày được phạm vi ứng dụng bảo vệ nối đất.
- Phân lọai được bảo vệ nối đất.
- Trình bày được điện trở nối đất và điện trở suất của đất. - Tính tóan được bảo vệ nối đất.
- Giải thích được hiện tượng sét
- Trình bày các thông số của sét và tác hại của dòng điện sét. - Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp
Trong chương 3 sẽ giới thiệu các nội dung chính sau đây:
3.1. Mục đích, ý nghĩa của việc bảo vệ nối đất. 3.2. Phạm vi ứng dụng bảo vệ nối đất.