Điện cao thế là gì? Phân biệt với điện trung thế, hạ thế

Theo quy định của lưới điện Quốc gia, hiện có 3 loại đường điện chính là điện cao thế, điện trung thế và điện hạ thế. Trong bài viết này, BTB Electric sẽ cùng bạn tìm hiểu về mức điện áp, quy định an toàn của điện cao thế và cách phân biệt với điện trung thế, điện hạ thế. 

Điện cao thế là gì?

Khái niệm

Điện cao thế là dòng điện có mức điện áp cao, vượt ngưỡng an toàn cho con người, thậm chí có thể gây tử vong nếu vi phạm khoảng cách an toàn. Trong một số ngành công nghiệp, các nhà sản xuất phải đảm bảo thiết bị và dây dẫn đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn đặc thù trong việc truyền tải dòng điện cao thế. 

Điện cao thế được sử dụng phổ biến nhất trong phân phối điện năng đường dài, trong ống phóng tia cathode, sản sinh tia X và các chùm hạt để tạo ra hồ quang điện và đánh lửa, trong ống nhân quang điện và ống chân không khuếch đại công suất cao, cũng như các ứng dụng khoa học, công nghệ, quân sự khác.

Mức điện áp

Mức điện áp của điện cao thế phụ thuộc vào quy ước của từng quốc gia. 

Theo Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế, điện cao thế có điện áp từ 1000VAC hoặc 1500VDC trở lên. Bộ luật Điện Quốc gia tại Hoa Kỳ phân định điện cao áp ở mốc lớn hoặc nhỏ hơn 600V, trong khi Hiệp hội các nhà sản xuất Điện Quốc gia lại định nghĩa điện áp cao là bất kỳ điện áp nào lớn hơn 100kV. 

Thông thường, mức điện áp của điện cao thế được xác định là trên 35kV. Tức là mọi hệ thống điện có điện áp lớn hơn 35.000V đều thuộc điện cao thế. Tại Việt Nam, Tập đoàn Điện lực Quốc gia (EVN) quy định, mức điện áp cao thế đang được sử dụng phổ biến là 110KV, 220KV, 500KV.

Đặc điểm

Do có mức điện áp cao gây ảnh hưởng đến tính mạng con người nên hệ thống truyền tải điện cao thế yêu cầu các thiết bị và dây dẫn phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn theo chuẩn quốc tế và chuẩn kỹ thuật đặc thù của từng khu vực. 

Trong đó, dây dẫn điện cao thế ở Việt Nam là dây trần, không có lớp bọc cách nhiệt, được treo trên các cột điện thông qua chuỗi sứ cách điện để tránh phóng điện. Các nhà sản xuất thường dùng dây nhôm (đảm bảo độ tinh khiết là 99.5%) làm dây dẫn điện cao thế. Ưu điểm của loại dây này là trọng lượng nhẹ, chi phí thấp, ít bị ăn mòn bởi không khí nên sẽ giảm được khoảng 30% trọng lượng cho đường dây điện.

Các cột điện sử dụng cho lưới điện cao thế gồm cột bê tông ly tâm, cột tháp sắt và cột gỗ thông, có chiều cao trung bình từ 18 mét trở lên. 

Cách nhận biết đường điện cao thế rất đơn giản, thông qua quan sát đường dây điện có gắn chuỗi sứ.

• Điện áp 500kV sẽ được gắn khoảng 24 bát/chuỗi.
• Điện áp 220kV gắn từ 12-14 bát/chuỗi.
• Điện áp 110kV gắn từ 6-9 bát/ chuỗi.
• Điện áp 35kV gắn từ 3 – 4 bát/chuỗi, có thể dùng sứ đứng
• Các cấp điện áp <35kV đa phần sử dụng sứ đứng. 

Phân biệt điện cao thế, điện trung thế, điện hạ thế

Bảng so sánh điện cao thế, điện trung thế và điện hạ thế

Tiêu chí	Điện hạ thế	Điện trung thế	Điện cao thế
Mức điện áp	220V – 380V	Từ 15kV	Trên 35kV
Ứng dụng	Sử dụng cho các thiết bị sinh hoạt trong gia đình, văn phòng hoặc công nghiệp nhẹ	Được dùng để phân phối điện từ các trạm biến áp đến các khu dân cư, xí nghiệp, các khu công nghiệp,…	Dùng trong hệ thống truyền tải điện năng đường dài, từ các nhà máy điện đến các trạm biến áp.
Mức độ nguy hiểm	Có nguy cơ gây giật điện nếu chạm trực tiếp vào phần kim loại dẫn điện trong dây nhưng không gây phóng điện trong không khí	Có khả năng phóng điện khi vi phạm khoảng cách an toàn (thường dưới 0.7m)	Có khả năng phóng điện trong không khí nên rất nguy hiểm đến tính mạng con người nếu vi phạm khoảng cách an toàn
Hệ thống dây dẫn và cột điện	Sử dụng dây cáp bọc vặn xoắn gồm 4 sợi dây bện vào nhau có khả năng cách điện. Cột điện thường sử dụng cột bê tông ly tâm hoặc cột bê tông vuông, trụ tháp sắt với chiều cao từ 5m-8m	Sử dụng dây bọc, dây trần gắn trên trụ bằng sứ cách điện. Nguồn điện này được treo trên cột bê tông ly tâm, cao từ 9m-12m, sứ cách điện là sứ đỡ hoặc sứ treo	Sử dụng dây trần, gắn trên cột qua các chuỗi sứ cách điện và hệ thống cột điện cao >18m bằng bê tông ly tâm hoặc tháp sắt

Quy định về khoảng cách an toàn của điện cao thế

Để tránh hiện tượng phóng điện qua không khí của đường dây cao thế, Luật Điện lực đã ban hành các quy định cụ thể về khoảng cách tối thiểu giữa lưới điện cao thế với môi trường xung quanh. Tùy thuộc vào khả năng phóng điện và mức độ ảnh hưởng của dòng điện, mỗi cấp điện áp sẽ có khoảng cách an toàn khác nhau. 

• Điện áp từ 1kV đến 35kV: khoảng cách tối thiểu giữa đường dây cao thế đến các công trình xây dựng hoặc khu vực sinh hoạt là từ 3-4m. 
• Điện áp từ 35kV đến 110kV: khoảng cách an toàn là từ 4-6m, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể. 
• Điện áp từ 110kV trở lên: khoảng cách an toàn tối thiểu là 10m. 

Tham khảo bảng khoảng cách an toàn điện cao thế dưới đây:

Khoảng an toàn phóng điện	35kV	110kV	220kV	500kV
Điểm cao nhất (4.5m) cho phương tiện giao thông đường bộ	2.5m	2.5m	3.5m	5.5m
Các phương tiện giao thông đường sắt cao 4.5 mét hoặc công trình giao thông đường sắt chạy điện cao 7.5 mét	3m	3m	4m	7.5m
Chiều cao tĩnh không theo cấp kỹ thuật của đường thủy nội địa	1.5m	2m	3m	4.5m

Ngoài ra, Luật Điện lực cũng quy định: “Không cho phép tồn tại nhà ở và công trình có người thường xuyên sinh sống, làm việc trong hành lang bảo vệ an toàn đường dây dẫn điện trên không có điện áp từ 500kV trở lên, trừ những công trình chuyên ngành phục vụ vận hành lưới điện đó”. 

Như vậy, trong hành lang bảo vệ an toàn đường dây điện trên không có điện áp từ 500kV trở lên sẽ không được phép xây dựng nhà ở. Trường hợp xây dựng nhà ở, công trình trong hành lang bảo vệ an toàn có điện áp đến 220kV cần đáp ứng các điều kiện theo quy định tại Điều 13 Nghị định 14/2014/NĐ-CP.

Nguyên tắc an toàn đối với điện cao thế

Tuân thủ khoảng cách an toàn: Điện cao thế hoàn toàn có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người nên cần tuyệt đối tuân thủ khoảng cách an toàn theo quy định của ngành Điện lực. Với các chuyên gia khi làm việc gần nguồn điện cao áp cần trang bị đầy đủ trang phục và dụng cụ bảo hộ đúng tiêu chuẩn.

Không chạm vào dây dẫn điện hoặc vật thể có thể dẫn điện: Điện cao thế có khả năng phóng điện trong không khí nên tuyệt đối không được leo trèo, bám vào các cột điện hoặc chạm vào khi dây điện rơi xuống đất. Nếu phát hiện dây điện bị đứt phải báo ngay cho cơ quan Điện lực. 

Tránh sử dụng các thiết bị kim loại gần đường dây điện: Khi làm việc với thang kim loại, cần cẩu, xe nâng, cần đảm bảo khoảng cách an toàn với hệ thống dây cao thế. 

Cảnh giác khi làm việc trên cao: Khi sơn sửa nhà, lắp đặt bảng hiệu, thi công công trình gần đường dây điện cần đặc biệt cẩn trọng để tránh chạm vào dây điện. 

Không thả diều, bắn pháo hoa hoặc sử dụng thiết bị bay gần lưới điện cao thế. 

Ứng dụng của điện cao thế

Truyền tải điện năng

Đường dây điện cao thế cho phép truyền tải điện năng hiệu quả từ trạm biến áp đến khu vực tiêu thụ, giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình truyền tải, từ đó tiết kiệm chi phí cho các công ty điện lực và giảm thiểu khí thải.

Đặc biệt, hệ thống điện cao thế đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo tính ổn định của lưới điện quốc gia, giúp kết nối các nguồn điện lớn (nhà máy sản xuất điện) đến các khu vực sản xuất, sinh hoạt, thông qua trạm biến áp.

Trong công nghiệp

Trong sản xuất pin mặt trời, điện cao thế được sử dụng để tạo ra chất bán dẫn và tạo lớp tĩnh điện để phun lên bề mặt wafer. 

Nghiên cứu khoa học

Trong lịch sử, khoảng cách tia lửa của đường dây cao thế từng được sử dụng như một hình thức truyền sóng vô tuyến ban đầu. Thậm chí, các nhà khoa học còn nghiên cứu được, Sao Mộc sử dụng các tia sét trong bầu khí quyển như nguồn phát tần số vô tuyến mạnh mẽ. 

Hiện nay, điện cao thế có tính ứng dụng trong các thí nghiệm mang tính bước ngoặt về hóa học và vật lý hạt. Cụ thể, hồ quang điện được sử dụng trong quá trình khám phá nguyên tố Argon từ không khí trong khí quyển. Cuộn dây cảm ứng cung cấp năng lượng cho các ống tia X. Điện áp cao cũng được sử dụng để tạo ra chùm tia điện tử cho kính hiển vi.

Câu hỏi thường gặp về điện cao thế

Câu hỏi 1: Điện cao thế có hút người không?

Trả lời: Dòng điện cao thế không có khả năng hút người mà chỉ có khả năng phóng điện. Vì vậy khi đứng quá gần đường dây điện cao thế, con người có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường, khiến tay chân có cảm giác tê, mất khả năng định hướng.

Câu hỏi 2: Dây điện cao thế có vỏ bọc không?

Trả lời: Điện cao thế có điện áp cao hoặc siêu cao nên rất dễ sinh nhiệt gây chảy nhựa ở vỏ bọc. Vì thế dây điện cao thế thường không có vỏ bọc mà sử dụng dây trần. Điện cao thế cũng có khoảng cách phóng điện lớn nên dây điện thường được treo trên các cột điện có chiều cao >18m.

BTB Electric đã tổng hợp các thông tin liên quan đến điện cao thế trong bài viết trên đây. Một lần nữa chúng tôi nhấn mạnh, điện cao thế vô cùng nguy hiểm đến tính mạng con người nên cần đảm bảo khoảng cách an toàn theo quy định của Điện lực quốc gia. Các thông tin khác liên quan đến thuật ngữ ngành điện, bạn có thể theo dõi tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-he-thong-dien/