Điện áp quá cao là tình trạng khi dòng điện đi vào thiết bị vượt quá mức cho phép, có thể gây hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ của máy móc. Việc đối mặt với điện áp cao không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của máy điện áp mà còn có thể dẫn đến nguy cơ cháy nổ hoặc gây ra sự cố điện nghiêm trọng hơn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu nguyên nhân, dấu hiệu và cách khắc phục hiệu quả để bảo vệ thiết bị khỏi tình trạng điện áp quá cao.
Điện áp quá cao là gì?
Điện áp cao là mức điện áp vượt quá ngưỡng bình thường trong hệ thống điện, thường được tính bằng hàng trăm hoặc hàng nghìn volt. Tại Việt Nam, điện áp cao được định nghĩa là trên 35kV theo quy định điện mức điện áp của Nhà nước.
Điện áp cao được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như hệ thống truyền tải điện, thiết bị y tế (máy hồi sức) và các ngành công nghiệp chế tạo. Tuy nhiên, nếu không được xử lý đúng cách, điện áp cao có thể gây ra rủi ro nghiêm hủy cho sức khỏe và tính mạng con người.
Nguyên nhân gây ra điện áp quá cao
Điện áp quá cao là hiện tượng điện áp trong hệ thống điện gia tăng đột ngột trong khoảng thời gian ngắn. Tình trạng này có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng cho các thiết bị và hệ thống cách điện nếu không được kiểm soát tốt. Một số nguyên nhân có thể do:
- Chuyển mạch không tải: Khi một đường dây không tải được đóng điện hoặc ngắt điện đột ngột, sự phản xạ của sóng điện áp tạo ra quá áp trong hệ thống. Sóng truyền qua và phản xạ liên tục trong hệ thống dẫn đến tăng điện áp tại các điểm nhất định.
- Chuyển mạch có tải: Khi ngắt điện ở đường dây đang có tải, điện áp có thể đạt đến mức cực cao tại điểm ngắt. Điều này đặc biệt nguy hiểm khi không có biện pháp bảo vệ hiệu quả. Điện áp đột ngột cao có thể làm phá hủy cách điện và gây hư hỏng thiết bị.
- Sét đánh: Sét là nguyên nhân phổ biến nhất của quá áp bên ngoài, và khi sét đánh vào hệ thống điện, nó tạo ra điện áp cực cao, đôi khi lên đến 300 kV và dòng điện gần 30 kA. Hiện tượng này có thể phá hủy thiết bị điện nếu không có các biện pháp bảo vệ đúng cách.
- Phóng điện ngược: Hiện tượng phóng điện ngược xảy ra khi mặt đất bị phóng điện hồ quang trong sự cố đường dây nối đất. Điện áp do phóng điện ngược có thể lớn hơn 3 – 4 lần điện áp thông thường, dễ dàng làm hư hỏng thiết bị điện trong hệ thống.
- Lỗi cách điện: Khi hệ thống cách điện bị hỏng như dây dẫn tiếp xúc với đất, sự cố ngắn mạch xảy ra dẫn đến quá áp. Đây là dạng hư hỏng khá phổ biến trong hệ thống điện khi không có cách điện đúng tiêu chuẩn.
- Cộng hưởng: Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi cảm kháng và điện kháng trong hệ thống bằng nhau, tạo ra tăng điện áp lớn. Tuy nhiên, cộng hưởng ít khi xảy ra vì điện dung của hệ thống rất nhỏ.
Điện áp quá cao ảnh hưởng như thế nào?
Điện áp quá cao có thể gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống điện và thiết bị, bao gồm:
Hư hỏng thiết bị điện
Quá áp có thể làm hỏng linh kiện và thiết bị điện như máy biến áp, động cơ và thiết bị điện tử. Điện áp cao có thể gây nóng và cháy nổ, dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng không thể khôi phục.
Ngoài ra, sử dụng thiết bị với điện áp quá cao có thể làm giảm tuổi thọ hoạt động của chúng do linh kiện chịu áp lực lớn hơn mức thiết kế.
Nguy cơ ngắn mạch
Khi điện áp vượt quá mức cho phép, nó có thể gây ra hiện tượng ngắn mạch làm mất điện đột ngột và hư hỏng các thiết bị trong hệ thống.
Mất an toàn
Quá áp có thể tạo ra điện trường mạnh, làm tăng nguy cơ điện giật cho người dùng, đặc biệt là trong tình huống không có bảo vệ an toàn thích hợp.
Hơn nữa, khi nhiệt độ tăng cao do quá áp cũng có thể gây ra cháy nổ trong thiết bị điện, đặc biệt khi có sự tích tụ bụi hoặc vật liệu dễ cháy gần thiết bị.
Gián đoạn cung cấp điện
Điện áp quá cao có thể dẫn đến việc ngắt điện tự động hoặc làm hỏng các thiết bị bảo vệ, gây ra sự gián đoạn trong việc cung cấp điện cho người tiêu dùng.
Việc sửa chữa hoặc thay thế các thiết bị bị hỏng do quá áp gây tốn kém, ảnh hưởng đến chi phí vận hành của doanh nghiệp hoặc nhà máy.
Ảnh hưởng đến chất lượng điện
Quá áp có thể làm tăng sóng hài trong hệ thống làm suy giảm chất lượng điện, ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị hoạt động.
Các dạng điện áp cao (Quá áp)
Dưới đây là các dạng điện áp cao trong hệ thống điện phổ biến nhất.
Quá áp tạm thời
Quá áp tạm thời là sự gia tăng điện áp xảy ra trong thời gian ngắn từ vài mili giây đến vài giây. Quá áp tạm thời thường do hiện tượng chuyển mạch trong hệ thống như đóng hoặc ngắt mạch, hay do sự phản xạ sóng điện áp khi xảy ra sự cố.
Quá áp tạm thời có thể làm hư hỏng các thiết bị điện nếu không có biện pháp bảo vệ thích hợp.
Quá áp vĩnh cửu
Quá áp vĩnh cửu là sự gia tăng điện áp kéo dài hơn một khoảng thời gian nhất định, thường là do các thay đổi cấu trúc trong hệ thống điện hoặc do sai lệch trong thiết kế. Quá áp vĩnh cửu thường liên quan đến sự cố trong hệ thống chẳng hạn như hỏng hóc trong thiết bị hoặc lỗi cách điện, điều này gây hư hỏng nghiêm trọng cho thiết bị và giảm tuổi thọ của hệ thống.
Quá áp do cảm ứng
Quá áp do cảm ứng xảy ra khi điện áp được tạo ra qua cảm ứng từ trường của dây dẫn mang dòng điện, làm ảnh hưởng đến các dây dẫn gần đó.
Nguyên nhân xảy ra khi có sự thay đổi đột ngột trong dòng điện, gây ra sự tăng vọt điện áp ở dây dẫn không mang tải. Quá áp do cảm ứng có thể làm hỏng thiết bị không được bảo vệ, nhất là trong hệ thống nhạy cảm.
Quá áp do ngắt mạch không đồng bộ
Quá áp do ngắt mạch không đồng bộ xảy ra khi 1 hoặc nhiều pha trong hệ thống 3 pha bị ngắt mà không đồng bộ với các pha khác.
Nguyên nhân có thể do sự cố chuyển mạch, dẫn đến việc tạo ra điện áp cao trên các pha còn lại. Điều này làm tăng nguy cơ gây hư hỏng cho các thiết bị và làm mất cân bằng trong hệ thống điện.
Các cách khắc phục khi điện áp quá cao
Để bảo vệ hệ thống điện khỏi quá áp, có nhiều phương pháp khác nhau được áp dụng, tuy nhiên nó còn tùy thuộc vào đặc điểm cụ thể của từng loại quá áp. Mỗi phương pháp cần được đánh giá dựa trên hiệu suất, chi phí, độ phức tạp cũng như cách thức hoạt động trước khi quyết định triển khai.
Sử dụng ổn áp
Khi điện áp quá cao, việc sử dụng ổn áp được xem là giải pháp đơn giản và hiệu quả để duy trì ổn định các thiết bị điện trong gia đình hoặc công ty.
- Giảm thiểu tác động điện áp cao: Ổn áp tự động điều chỉnh mức điện áp khi phát hiện quá áp, điều này giúp bảo vệ thiết bị khỏi nguy cơ hư hỏng do điện áp vượt ngưỡng an toàn.
- Duy trì nguồn điện ổn định: Ổn áp cung cấp dòng điện ổn định, bảo vệ thiết bị điện khỏi chập cháy, hoạt động kém hiệu quả hay nhanh xuống cấp.
- Đảm bảo tuổi thọ thiết bị điện: Bằng cách duy trì mức điện áp an toàn, ổn áp giúp cho các thiết bị hoạt động ổn định và bền bỉ hơn.
- Tiết kiệm chi phí sửa chữa: Sử dụng ổn áp giúp người dùng hạn chế các sự cố phát sinh do quá áp gây ra, giảm thiểu chi phí bảo trì, sửa chữa và thay mới thiết bị.
Bộ chống sét
Bộ chống sét thường được gọi là “bộ chống tia lửa điện” gồm các điện trở SiC và khe hở tia lửa, được lắp đặt trong lớp vỏ sứ. Các thiết bị này được thiết kế để xử lý các giá trị điện áp quá áp khác nhau. Điểm nổi bật của bộ chống sét đó chính là khả năng chịu đựng các đợt tăng đột biến điện áp và mức độ bảo vệ mà nó có thể cung cấp cho hệ thống.
SCR Crowbar
SCR Crowbar là một giải pháp bảo vệ hiệu quả, cho phép chuyển đổi dòng điện lớn và giữ lại điện tích đã bị cách ly. SCR thường được kết nối với cầu chì, giúp cô lập bộ điều chỉnh trong các trường hợp xảy ra quá áp. Phương pháp này có khả năng ngăn chặn thiệt hại do các đợt sóng điện áp mạnh.
Kẹp điện áp
Một trong những phương pháp bảo vệ đơn giản nhất đó là sử dụng điốt Zener. Điốt Zener được lựa chọn với điện áp cao hơn một chút so với các điện áp định mức của đường dây. Dưới điều kiện bình thường, điốt sẽ không dẫn điện, nhưng khi điện áp tăng cao vượt mức cho phép thì điốt sẽ bắt đầu dẫn điện, giúp bảo vệ hệ thống tránh khỏi thiệt hại do quá áp.
Đơn vị cung cấp Thiết bị Ổn áp – Biến áp chất lượng cao
Là một trong những công ty hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực sản xuất và cung cấp thiết bị điện, ổn áp và biến áp, HANSINCO cam kết đáp ứng tối đa mọi nhu cầu của người tiêu dùng bằng cách cung cấp đa dạng hóa các sản phẩm thiết bị điện cho cả gia dụng lẫn công nghiệp.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm ngày càng cao, HANSINCO liên tục nghiên cứu và đưa ra những cải tiến công nghệ mới, đồng thời đầu tư vào trang thiết bị, máy móc tiên tiến từ các quốc gia như Đức, Đài Loan và Nhật Bản. Nhờ đó, HANSINCO có thể sản xuất ra những sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe của thị trường.
Sản phẩm của HANSINCO ngày càng được khách hàng trong, ngoài nước tin tưởng và ưa chuộng sử dụng. Đặc biệt, để phục vụ tốt hơn cho thị trường nội địa, chúng tôi thường xuyên tiến hành khảo sát và nghiên cứu để chế tạo các sản phẩm phù hợp với điện áp của lưới điện Việt Nam.
Với hơn năm kinh nghiệm trong lĩnh vực, HANSINCO đang dần khẳng định vị thế của mình trên thị trường và trở thành đối tác tin cậy sẵn sàng phục vụ đáp ứng mọi nhu cầu của quý khách.
Việc áp dụng các phương pháp bảo vệ điện áp quá cao phù hợp không chỉ giúp bảo vệ thiết bị mà còn đảm bảo an toàn cho hệ thống điện. Khi lựa chọn giải pháp, khách hàng cần xem xét cẩn thận các yếu tố như hiệu suất, chi phí để đạt được hiệu quả bảo vệ tối ưu cho hệ thống. Nếu khách hàng cần thêm sự tư vấn lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng hãy liên hệ HANSINCO để được tư vấn nhanh nhất.
