При эксплуатации возможно аварийное непосредственное соединение: обмоток трансформаторов высшего и низшего напряжений, проводов воздушных линий, цепей разных напряжений через металлоконструкции и т.п. Во всех этих случаях, если не принять мер зашиты, значительно повысится потенциал проводов в сети низкого напряжения, произойдет пробой изоляции и недопустимый потенциал распространится на все металлические части установки, связанные между собой сетью заземления или зануления.
При замыкании между обмотками высшей и низшей сторон трансформатора на сеть низшего напряжения накладывается более высокое напряжение, на которое не рассчитана изоляция сети и оборудования. Наиболее часто происходит переход напряжения со сторон 6000 и 10000 В на сеть 380 В.
Если сети высшего и низшего напряжений работают с изолированной нейтралью, то при переходе напряжения один из фазных проводов по отношению к земле оказывается под напряжением, равным сумме фазных напряжений высшей и низшей сторон (это может быть любая фаза в зависимости от группы соединения обмоток трансформатора, например, фаза А), а два других — под напряжением несколько ниже фазного напряжения высшей стороны. Последствием такого перехода является замыкание на корпус оборудования и появление высоких, напряжения прикосновения и напряжения шага.
Если нейтраль сети низшего напряжения заземлена, то переход высшего напряжения является замыканием на землю, при этом напряжение одной из фаз относительно земли будет определяться суммой напряжения нейтрали сети низшего напряжения относительно земли и фазного напряжения этой же сети, а двух других фаз - будет меньше фазного напряжения этой же сети. Повторное заземление нулевого провода еще больше снижает это различие в напряжениях.
Если в сети низшего напряжения недопустимо глухое заземление нейтрали, то нейтраль соединяют с заземляющим устройством через пробивной предохранитель. При отсутствии нейтрали (соединение обмоток трансформатора в треугольник) или недоступности нейтрали одну из фаз сети низшего напряжения заземляют через пробивной предохранитель.
Схема включения и действия пробивного предохранителя: 1, 2 — обмотки высшего и низшего напряжения, 3 — болт крепления крышки бака, 4 — перемычка, 5 — скоба предохранителя, 6, 9 — верхняя и нижняя части контактной головки, 7 — цокольный контакт, 8 — слюдяная прокладка с искровыми промежутками, 10 — центральный контакт, 11 — пробивной предохранитель, 12 — ввод нейтрали, 13 — стенка бака, 14 — заземляющая перемычка бака.
Центральный контакт 10 соединяют с вводом 12 нейтрали обмотки низшего напряжения при схеме «звезда» или с линейным вводом при схеме «треугольник», цокольный контакт — скобой с заземленным баком (крышкой).
При появлении на стороне низшего напряжения опасного напряжения воздушные промежутки слюдяной прокладки пробиваются образовавшейся электрической дугой, обмотка низшего напряжения соединяется с землей и таким образом приобретает потенциал, равный нулю.
Пробивные предохранители применяют при напряжении сети высшего напряжения более 3000 В. При переходе высшего напряжения пробивной предохранитель оказывается под напряжением высшей стороны и пробивается, цепь заземления замыкается, и нейтраль или фаза оказываются заземленными. Это снижает напряжение в сети низшего напряжения и вызывает срабатывание защиты в сети высшего напряжения. При высшем напряжении менее 3000 В пробивной предохранитель не срабатывает, поэтому в таких сетях нейтраль низшей стороны заземляют.
В сетях напряжением до 1000 В для защиты от опасности при переходе высшего напряжения на сторону низшего (как правило, малого напряжения) один из выводов или среднюю точку обмотки низшего напряжения заземляют или зануляют либо применяют заземленный экран или экранную обмотку между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора. При наличии заземленного экрана или экранной обмотки переход высшего напряжения на сеть низшего невозможен.
Защита от перехода высшего напряжения в цепь низшего в сети местного и переносного освещения: а — применение экранной обмотки, б — заземление конца обмотки низшего напряжения, в — заземление средней точки обмотки низшего напряжения
Смертельно опасны последствия перехода напряжения в сетях местного и переносного освещения 12 и 36 В, а также в сетях, питающих ручные инструменты.