I. (7-4) Trong đó Id là dòng điện dung lúc chạm đất phía cao áp
2- Biện pháp bảo vệ trong mạng điện có trung tính cách điện.
Để bảo vệ sự xâm nhập của điện áp cao sang mạng điện áp thấp hơn 1000V có trung tính cách điện ta dụng cầu chì nổ (Hình 7.4).
Id r0 rl rl rl
>1000 V <1000 V
Hình 7. 3 : Đường đi của dòng điện lúc có sự xâm nhập của điện áp trong mạng có dùng bảo vệ nối dây không
Cầu chì nổ
Cầu chì nổ có lớp lót bằng mica cách điện và bình thờng nó ngăn cách cuộn dây thứ cấp máy biến áp với đất.
Khi điện áp cao xâm nhập sang điện áp thấp thì khoảng cách không khí giữa các lớp mica và mica bị chọc thủng . Dòng điện sự cố đi qua r0 phía hạ áp (Nh ở tr- ờng hợp trung tính trực tiếp nối đất) và qua điện dung (hay qua trung tính nếu trung tính nối đất) của mạng điện cao áp . Biện pháp để đảm bảo an toàn cho ngời vận hành và của cách điện của cuộn dây phía hạ áp là :
+ Cắt nhanh máy biến áp nếu trung tính bên phía cao áp nối đất . Quy trình quy định trị số điện trở r0 của bên hạ áp là r0 ≤4Ω .
+ Chọn trị số của r0 theo điều kiện an toàn nếu trung tính bên phía cao áp cách điện .
Trong trờng hợp sau trị số r0 cần đợc kiểm tra theo biểu thức nh của trờng hợp trung tính phía hạ áp nối đất : r0
d
I
125
≤ .
Tuy nhiên cần chú ý là trị số cho phép của U0 bây giờ hoàn toàn bằng 125 V vì ở đây không có nối đất lặp lại của dây trung tính . Cách điện của mạng điện phải kiểm tra theo tiêu chuẩn 125 V .
Dùng cầu chì nổ lúc điện áp phía cao áp nhỏ hơn 3000 V không đợc tốt vì với điện áp bé nh vậy cầu chì có thể không tác động . Cầu chì nổ phải đợc kiểm tra ba tháng một lần . Cần xam xét cẩn thận không cho bụi bám vào khe hở của cầu chì gây nên tác động nhầm lẫn . Với máy biến áp cao áp và công suất lớn dùng cầu chì nổ rất tốt . Ngoài ra còn dùng các loại bảo vệ khác nh bảo vệ Rơle hơi , bảo vệ so lệch máy biến áp....
37.4. Biện pháp bảo vệ cho máy biến áp có điện áp thứ cấp là 100 V hoặc nhỏ hơn. hơn.
Với máy biến áp có điện áp cao bé hơn 1000 V và điện áp thấp bé hơn 100 V thì việc chống sự xâm nhập của điện áp cao bằng cầu chì nổ nh kể trên không còn thích hợp nữa. Vì thế để bảo vệ chống sự xâm nhập của điện áp cao ngời ta dùng nối một trong các đầu ra của cuộn thứ cấp máy biến áp vào hệ thống nối đất hay vào dây trung tính (nếu là bảo vệ nối dây trung tính).
Khi nối đất một trong các đầu ra của cuộn thứ cấp nếu xảy ra nối điện giữa hai cuộn dây cao và hạ áp , điện áp giáng trên thiết bị nối đất sẽ bằng : Ud =Id.Rd. Với Id là dòng điện chạm đất.
Ngời chạm vào cuộn dây thứ cấp sẽ bị tác dụng của điện áp tiếp xúc : Utx=Ud+U2 ở đây U2 là điện áp của cuộn dây thứ cấp.
Điện áp U2 có trị số thay đổi tuỳ thuộc vào cách tiếp xúc , chiều quấn dây , tác dụng khử từ của dòng Id….Do đó để đảm bảo an toàn chúng ta tính toán với tr- ờng hợp sau :
U2=U2dm
Điều kiện an toàn là : Ud+U2dm ≤Uũtcp. (7-6)
Với máy biến dòng điện cuộn thứ cấp xem nh nối tắt , Khi đó U2dm=0. U2dm là điện áp thứ cấp định mức.
Utxcp điện áp tiếp xúc cho phép .
Nếu điều kiện (7-6 )không thoả mãn thì biện pháp bảo vệ trên vẫn có lợi cho loại máy biến áp có U2d>Utxcp (máy biến áp đo lờng , máy biến áp cho lò ),Vì điều…
kiện vận hành của các loại máy này không phải tiếp xúc lâu dài với chúng và với loại này thờng có bảo vệ để tránh sự tiếp xúc trực tiếp với thiết bị điện .
Đối với loại máy biến áp dùng cho loại đèn cầm tay hay dụng cụ điện thờng có U2dm<Utxcp , nếu điều kiện (7-6 ) không thoả mãn thì biện pháp bảo vệ nh trên không tốt và nguy hiểm.
Khi nối một trong các đầu ra của cuộn thứ cấp với dây trung tính phải tính toán với điều kiện nếu xảy ra nối điện giữa hai cuộn dây cao áp và hạ áp thì xem nh ngắn mạch và bảo vệ sẽ tác động cắt máy biến áp. Muốn vậy phải đảm bảo điều
kiện : IN= OMCC B B k ph I x x r r r U 5 , 2 ) ( ) ( 2 2 ≥ + + + + (7-7)
Trong đó xB và rB là điện kháng và điện trở của các cuộn dây máy biến áp lúc ngắn mạch.
Trị số xB và rB thay đổi tuỳ theo điểm ngắn mạch cho nên tính toán theo công thức (8-7) rất khó thực hiện.
Nếu điều kiện công thức (7-7) không thoả mãn đợc thì biện pháp bảo vệ nối dây trung tính vẫn có lợi cho máy biến áp có U2dm>Utxcp khi đảm bảo đợc các điều kiện sau : IN.ZK. ũtcp l dt l U r r r ≤ + 1 1
(7-8) Cho trờng hợp nối đất lặp lại tập trung.
α .IN.ZK. ũtcp l dt l U r r r ≤ + 1 1
(7-9) Cho trờng hợp nối đất theo mạng vòng .
Ngoài các biện pháp nối đất và nối dây trung tính ở trên còn có biện pháp nối đất phụ (hay nối dây trung tính phụ) gọi là cuộn dây chắn đặt vào giữa hai cuộn dây cao áp và hạ áp của máy biến áp . Nếu xảy ra nối điện bất ngờ thì cũng chỉ xảy ra giữa cuộn cao áp và cuộn dây chắn mà thôi. Còn cuộn hạ áp vẫn cách điện với cuộn cao áp .
3. 8 . Bảo vệ chống sét.