Điện áp Chuyển Đổi Sự Cố Là Gì và Những Nguyên Nhân Gây Ra Nó Trong Các Hệ Thống Điện Áp Thấp?

Điện áp Sự cố Chuyển Đổi

Trong các hệ thống phân phối điện áp thấp, có một loại tai nạn điện giật cá nhân mà điểm xảy ra tai nạn và điểm sự cố của hệ thống không nằm ở cùng một vị trí. Loại tai nạn này xảy ra do sau khi có sự cố đất ở nơi khác, điện áp sự cố được truyền đến vỏ kim loại của thiết bị khác thông qua dây PE hoặc dây PEN. Khi điện áp sự cố trên vỏ kim loại của thiết bị cao hơn điện áp an toàn cho cơ thể con người, tai nạn điện giật sẽ xảy ra khi cơ thể con người tiếp xúc với vỏ kim loại của thiết bị. Điện áp sự cố này được chuyển từ nơi khác, vì vậy nó được gọi là điện áp sự cố chuyển đổi.

Có chủ yếu hai lý do khiến điện áp sự cố chuyển đổi gây ra điểm sự cố đất và điểm tai nạn không nằm ở cùng một vị trí:

• Sự cố đất trong hệ thống điện áp trung bình gây ra điện áp sự cố chuyển đổi trong hệ thống điện áp thấp;

• Vỏ của thiết bị trong hệ thống TN hỏng và trở nên có điện, gây ra điện áp sự cố chuyển đổi trên vỏ của tất cả các thiết bị điện khác;

1. Điện áp Sự cố Chuyển Đổi từ Hệ thống Điện Áp Thấp sang Hệ thống Điện Áp Thấp

Trong hệ thống TN, vỏ của tất cả các thiết bị điện được kết nối với nhau. Tại thời điểm này, nếu một thiết bị hỏng và vỏ của nó trở nên có điện, nó cũng sẽ gây ra chênh lệch điện thế đối với đất trên các thiết bị khác, dẫn đến điện áp sự cố chuyển đổi.

Loại hệ thống tiếp đất điện áp thấp là hệ thống TN. Khi có sự cố đất một pha xảy ra trong mạch đường dây ra một pha điện áp thấp, dòng điện sự cố đi qua điểm sự cố đất, đất, và điện trở tiếp đất của máy biến áp phân phối và quay lại máy biến áp để tạo thành vòng lặp. Do điện trở lớn tại điểm sự cố đất, dòng điện sự cố nhỏ và không đủ để làm cho cầu chì hoạt động. Dòng điện sự cố đi qua điện trở tiếp đất của máy biến áp, và sẽ tạo ra điện áp sự cố trên điện trở tiếp đất của nó. Điện áp sự cố này sẽ được truyền đến vỏ kim loại của thiết bị theo dây PE, do đó tạo ra điện áp sự cố chuyển đổi và gây ra điểm tai nạn điện giật;

2. Chuyển Đổi Điện Áp Sự Cố từ Hệ thống Điện Áp Trung Bình sang Hệ thống Điện Áp Thấp

Máy biến áp phân phối 10/0,4 kV nên có hai thiết bị tiếp đất độc lập: tiếp đất bảo vệ cho máy biến áp và tiếp đất làm việc cho hệ thống điện áp thấp. Tuy nhiên, để đơn giản hóa việc tiếp đất và cắt giảm chi phí xây dựng, tiếp đất bảo vệ của hầu hết các máy biến áp phân phối điện áp trung bình chia sẻ một điện cực tiếp đất duy nhất với tiếp đất làm việc của hệ thống điện áp thấp. Điều này có nghĩa là nếu có sự cố vỏ bọc xảy ra ở phần điện áp trung bình của máy biến áp phân phối, điện áp sự cố chuyển đổi sẽ được cảm ứng trong các đường dây hệ thống điện áp thấp và thậm chí trên vỏ của tất cả các thiết bị.

Sự cố này về bản chất bắt nguồn từ sự cố đất một pha trong hệ thống điện áp trung bình.

Khi có sự cố vỏ bọc xảy ra trong máy biến áp phân phối, dòng điện sự cố được tạo ra. Nếu hệ thống điện áp thấp sử dụng phương pháp tiếp đất TN, việc tiếp đất lặp lại của dây PE khiến dòng điện sự cố tách ra. Một phần chảy về đất thông qua điện trở tiếp đất làm việc của hệ thống điện áp thấp của máy biến áp, trong khi phần khác chảy về đất thông qua điện trở tiếp đất lặp lại theo dây PE trước khi quay lại nguồn điện áp trung bình. Dòng điện sự cố đi qua điện trở tiếp đất làm việc của hệ thống điện áp thấp, tạo ra sự sụt giảm điện áp trên điện trở này. Điều này gây ra chênh lệch điện thế giữa điểm trung tính của nguồn cung cấp hệ thống điện áp thấp và đất. Sự chênh lệch điện thế này lan truyền đến các đường dây phân phối điện áp thấp, dẫn đến điện áp quá mức chuyển đổi. Trong hệ thống tiếp đất TN, điện áp quá mức chuyển đổi này có thể lan truyền đến vỏ của tất cả các thiết bị điện áp thấp thông qua dây PE.

Mức độ của dòng điện sự cố phụ thuộc chủ yếu vào phương pháp tiếp đất của hệ thống điện áp trung bình và dòng điện dung phân tán. Độ lớn của điện áp sự cố chuyển đổi liên quan chặt chẽ đến phương pháp tiếp đất của cả hệ thống điện áp trung bình và điện áp thấp, với phương pháp tiếp đất của hệ thống điện áp trung bình là quyết định.

Xếp hạng độ lớn của điện áp sự cố chuyển đổi: Hệ thống tiếp đất điện trở nhỏ > Hệ thống không tiếp đất > Hệ thống tiếp đất cuộn chống hồ quang;
Hệ thống điện áp trung bình có điểm trung tính được tiếp đất qua điện trở nhỏ và hệ thống điện áp thấp sử dụng phương pháp tiếp đất TN dễ gặp tai nạn điện giật hơn, gây mối đe dọa đáng kể đến an toàn cá nhân của người dùng.

Kết luận

• Điện áp sự cố chuyển đổi gây ra điểm sự cố đất và điểm tai nạn không trùng khớp trong hai tình huống chính: 1) Sự cố đất trong hệ thống điện áp trung bình gây ra điện áp sự cố chuyển đổi trong hệ thống điện áp thấp; 2) Vỏ thiết bị hỏng và có điện trong hệ thống TN gây ra điện áp sự cố chuyển đổi trên vỏ của tất cả các thiết bị điện khác;

• Đối với hai loại điện áp sự cố chuyển đổi này, điểm sự cố đất và điểm tai nạn điện giật không trùng khớp. Điểm tiếp đất khó phát hiện, và nguyên nhân gốc rễ của tai nạn điện áp sự cố chuyển đổi khó phân tích. Với vỏ kim loại của thiết bị bị sạc bởi điện áp sự cố chuyển đổi, nguy cơ điện giật đối với con người tăng lên ở một mức độ nào đó.