Tại Sao Độ Chống Đất Của Trạm Biến Áp Nhỏ Gọn Thường ≤4Ω

Là thiết bị phân phối điện quan trọng, việc vận hành an toàn của trạm biến áp nhỏ gọn phụ thuộc vào các biện pháp nối đất đáng tin cậy. Người ta thường thắc mắc: Tại sao điện trở nối đất của trạm biến áp nhỏ gọn thường yêu cầu không vượt quá 4Ω? Sau con số này có những cơ sở kỹ thuật nghiêm ngặt và hạn chế về tình huống sử dụng. Thực tế, yêu cầu ≤4Ω không bắt buộc trong tất cả các trường hợp. Nó chủ yếu áp dụng cho các tình huống mà hệ thống điện áp cao sử dụng phương pháp "không nối đất", "nối đất cộng hưởng" hoặc "nối đất điện trở cao". Vì dưới các phương pháp nối đất này, khi xảy ra sự cố nối đất một pha trên phía điện áp cao, dòng điện sự cố tương đối nhỏ (thường không vượt quá 10A). Nếu điện trở nối đất được kiểm soát trong phạm vi 4Ω, điện áp sự cố có thể được giới hạn trong khoảng an toàn tương đối (như 40V), hiệu quả tránh rủi ro điện giật do điện thế tăng lên của dây PE ở phía điện áp thấp. Văn bản sau đây sẽ phân tích sâu nguyên tắc và logic đằng sau yêu cầu kỹ thuật này.

Tại sao điện trở nối đất của trạm biến áp nhỏ gọn thường yêu cầu không vượt quá 4Ω? Thực tế, yêu cầu rằng điện trở nối đất phải ≤ 4Ω có điều kiện áp dụng và không áp dụng cho tất cả các trường hợp. Tiêu chuẩn này chủ yếu áp dụng cho các tình huống mà hệ thống điện áp cao sử dụng phương pháp không nối đất, nối đất cộng hưởng, hoặc nối đất điện trở cao, chứ không phải là tình huống hệ thống điện áp cao sử dụng nối đất hiệu quả.

Trong ba phương pháp nối đất trên (không nối đất, nối đất cộng hưởng, và nối đất điện trở cao), dòng điện sự cố một pha của hệ thống điện áp cao tương đối nhỏ, thường không vượt quá 10 A. Khi dòng điện sự cố này chảy qua điện trở nối đất R_b của trạm biến áp nhỏ gọn, sẽ tạo ra một điện áp giảm trên nó. Nếu R_b là 4Ω, điện áp giảm sẽ là:U=I×R=10A×4Ω=40V

Vì nối đất bảo vệ của hệ thống điện áp cao và nối đất hệ thống của hệ thống phân phối điện áp thấp thường chia sẻ cùng một điện cực nối đất, điện thế của dây PE ở phía điện áp thấp so với đất cũng sẽ tăng lên 40 V. Điện áp này thấp hơn giới hạn an toàn cho điện giật người (giới hạn điện áp tiếp xúc thường được coi là 50 V), do đó giảm đáng kể rủi ro tai nạn điện giật cá nhân ở phía điện áp thấp khi xảy ra sự cố nối đất trên phía điện áp cao.

Theo các tiêu chuẩn liên quan (như "Tiêu chuẩn thiết kế nối đất cho hệ thống điện xoay chiều" GB/T 50065-2014), Điều 6.1.1 quy định: 
Đối với thiết bị phân phối điện áp cao hoạt động trong các hệ thống không nối đất, nối đất cộng hưởng và nối đất điện trở cao và cung cấp điện cho thiết bị điện áp thấp 1kV và dưới, điện trở nối đất của nối đất bảo vệ phải đáp ứng các yêu cầu sau và không vượt quá 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Xem xét điện trở nối đất lớn nhất sau khi xem xét biến đổi theo mùa (Ω); 

• I: Dòng điện sự cố nối đất một pha để tính toán. Trong hệ thống nối đất cộng hưởng, dòng điện dư tại điểm sự cố được dùng làm cơ sở cho phép dịch.

Tóm lại, việc giới hạn điện trở nối đất của trạm biến áp nhỏ gọn trong phạm vi 4Ω nhằm mục đích kiểm soát hiệu quả điện áp tiếp xúc trong khoảng an toàn và đảm bảo an toàn cá nhân khi xảy ra sự cố nối đất trên phía điện áp cao. Yêu cầu này là kết quả của thiết kế an toàn dựa trên các hệ thống nối đất cụ thể và mức độ dòng điện sự cố.