Ngắn mạch là gì? Nguyên nhân và cách phòng tránh

Lê Hồng Phong

Đoản mạch là hiện tượng thường xuyên xảy ra trong hệ thống điện, không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống, thiết bị mà còn tiềm ẩn nguy hiểm cho con người. Cùng KTH Electric tìm hiểu ngắn mạch là gì? Nguyên nhân và cách phòng chống đoản mạch trong bài viết sau.

Hiện tượng đoản mạch là gì?

Đoản mạch hay đoản mạch là hiện tượng dòng điện di chuyển với khoảng cách ngắn hơn quá trình dẫn truyền thông thường của hệ thống điều khiển. Tổng mạch điện trở nên nhỏ hơn và điện trở của dòng điện giảm. Lúc này, dòng điện trong mạch tăng lên và đi theo một đường khác.

Đoản mạch cũng có thể xảy ra khi dây điện nóng chạm vào dây trung tính. Hoặc có những trường hợp đoản mạch được cố ý gây ra, ví dụ như nhằm mục đích bảo vệ các mạch xà beng nhạy cảm với điện áp.

Khi xảy ra đoản mạch thường sẽ có tiếng nổ cực lớn hoặc âm thanh đoản mạch. Nhiệt độ tăng cao khi đó sẽ khiến vỏ dây điện bị cháy và phát nổ, khiến các thiết bị điện liên quan bị đoản mạch, trục trặc hoặc gây ra các hiện tượng đoản mạch khác.

Nguyên nhân ngắn mạch

Đoản mạch có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau như:

• Hở dây điện trong môi trường ẩm ướt: Nếu dây điện lộ ra và gặp tường ẩm ướt có thể xảy ra hỏa hoạn và gây đoản mạch.
• Quá tải: Khi các thiết bị điện hoạt động vượt quá công suất thiết kế, mạch điện không đáp ứng được gây ra hiện tượng đoản mạch.
• Dòng điện tăng đột ngột: Dòng điện trong mạch điện tăng đột ngột có thể gây nổ hoặc tia lửa điện, gây đoản mạch.
• Hư hỏng thiết bị điện: Các thiết bị điện như đèn, đồ gia dụng, ổ cắm điện, công tắc, phích cắm, cầu chì có thể bị lỗi nhưng vẫn nhận điện, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống hoặc dây điện quá cũ, vỏ cách điện bị mòn, lõi đồng bên trong bị oxy hóa, dễ cháy nổ.
• Kỹ thuật đấu nối sai: Trong quá trình đấu nối, lắp đặt thiết bị, nếu đấu nối sai cực hoặc tiếp điểm sai có thể dẫn sai dòng điện.
• Thiên tai như mưa, gió, sấm sét gây mất điện trực tiếp và hư hỏng các thiết bị điện.

Phân loại hiện tượng ngắn mạch

Ngắn mạch được phân thành nhiều loại khác nhau: ngắn mạch 1 pha, ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch nối đất 2 pha. Trong đó, ngắn mạch 3 pha là nguy hiểm nhất.

Ngắn mạch 1 pha

Nguyên nhân gây chập mạch một pha là do chập mạch xuống đất hoặc chập dây trung tính. Trong trường hợp này, dòng điện chỉ chạy qua một pha, tạo ra suất điện động lớn và có thể gây cháy nổ hoặc đoản mạch thiết bị.

ngắn mạch 3 pha

Đây là loại ngắn mạch nguy hiểm nhất và gây ảnh hưởng nặng nề nhất trong hệ thống điện. Đoản mạch 3 pha xảy ra khi dòng điện ba pha chập mạch với nhau, tạo thành ngắn mạch. Khi đó, một dòng điện rất lớn chạy qua hệ thống sẽ gây cháy nổ hoặc đoản mạch thiết bị.

ngắn mạch 2 pha

Nguyên nhân của sự cố là do hai pha trong hệ thống điện bị chập mạch nhau. Khi hai pha này kết hợp với nhau, dòng điện tăng đột ngột và tạo ra hiện tượng đoản mạch.

Ngắn mạch 2 pha chạm đất

Sự cố xảy ra khi hai pha chạm đất cùng một lúc. Trong trường hợp này, dòng điện từ hai pha này chạy xuống đất, gây đoản mạch.

Bảng phân loại hiện tượng ngắn mạch:

Thông thường ngắn mạch phải được cách ly khỏi hệ thống ngay lập tức. Nhưng ở lưới điện 35kV-10kV-6kV, lưới điện trung bình vẫn cho phép vận hành liên tục trong 2 giờ sau khi xảy ra ngắn mạch. Sau 2 giờ, nếu không phát hiện và khắc phục được sự cố, hệ thống sẽ bị cắt. Để phát hiện vấn đề trên có thể sử dụng máy biến áp 3 pha tam giác.

Tác hại của ngắn mạch

Đoản mạch gây tổn hại nghiêm trọng cho hệ thống, thậm chí gây cháy nổ.

• Sức điện động lớn: Đoản mạch tạo ra dòng điện dư lớn gấp hàng nghìn lần dòng điện bình thường chỉ trong vài phần nghìn sợi dây, gây ra sức điện động mạnh, có thể phá hủy cấu trúc của các thiết bị điện.
• Đoản mạch liên tục: Nếu việc cách ly khu vực ngắn mạch bị trì hoãn, mạch có thể chuyển sang trạng thái ngắn mạch kéo dài, gây hư hỏng hệ thống điện.
• Nhiệt độ tăng: Dòng điện cao làm tăng nhiệt độ, phá hủy khả năng cách điện và có thể gây cháy nổ.
• Hồ quang điện: Trong thời gian ngắn mạch, hồ quang điện có thể hình thành, tạo ra một lượng nhiệt lớn và đốt cháy các chất dễ cháy.
• Hư hỏng thiết bị: Đoản mạch có thể gây hư hỏng các thiết bị khác trong hệ thống điện. Trong trường hợp hệ thống được trang bị các thiết bị chuyển mạch tiêu chuẩn, đoản mạch đồng nghĩa với việc mất điện, làm gián đoạn hoạt động sản xuất kinh doanh.
• Sụt điện áp lưới điện: Đoản mạch có thể làm sụt điện áp lưới điện, khiến động cơ ngừng quay.
• Ngắt nguồn điện: Để loại bỏ các điểm ngắt mạch, nhiều phần tử của mạng điện phải ngắt kết nối, gây gián đoạn nguồn điện.

Vì vậy, ngắn mạch là một vấn đề nghiêm trọng của hệ thống điện. Đồng thời, đây cũng là mối nguy hiểm tiềm ẩn đe dọa đến sự an toàn của con người.

Làm thế nào để ngăn chặn ngắn mạch

Hiện nay có rất nhiều thiết bị và biện pháp phòng ngừa ngắn mạch hiệu quả. Bạn có thể tham khảo:

• Sử dụng aptomat: Aptomat là thiết bị có chức năng tự động cắt mạch điện khi phát hiện quá tải hoặc ngắn mạch. Vì vậy, việc lắp đặt thêm cầu dao sẽ giúp bảo vệ hệ thống, thiết bị khỏi những tác động tiêu cực của hiện tượng đoản mạch. Aptomat có chức năng bảo vệ ngắn mạch bao gồm MCB, MCCB và RCBO.
• Lắp cầu chì: Cầu chì có chức năng ngắt mạch điện khi dòng điện vượt quá giới hạn an toàn, giúp bảo vệ các thiết bị, hệ thống điện nên việc lắp đặt cầu chì cũng là giải pháp chống đoản mạch.
• Lắp công tắc riêng cho từng thiết bị: Để tránh ảnh hưởng ngắn mạch lan sang các thiết bị khác, hãy lắp công tắc riêng cho từng thiết bị điện. Điều này giúp cách ly khu vực ngắn mạch một cách hiệu quả.
• Lựa chọn dây dẫn và thiết bị điện phù hợp: Khi lắp đặt hệ thống điện cần lựa chọn dây dẫn và thiết bị điện phù hợp với yêu cầu, nhu cầu sử dụng. Điều này đảm bảo cho hệ thống điện hoạt động ổn định và an toàn.
• Tắt các thiết bị điện khi không sử dụng: Khi không sử dụng các thiết bị điện hãy rút phích cắm ra khỏi ổ cắm. Điều này làm giảm nguy cơ đoản mạch và vô tình tiếp xúc với dòng điện.

Đoản mạch là hiện tượng nguy hiểm nên ngay khi xảy ra sự cố, bạn cần tắt nguồn điện và ngắt các thiết bị tải ra khỏi hệ thống. Trường hợp chập điện gây cháy, nổ hãy liên hệ ngay với kỹ sư điện để có biện pháp khắc phục kịp thời.

Bạn có thể tìm hiểu thêm về các sự cố điện khác tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/