Ngắn mạch là gì? Nguyên nhân và cách phòng tránh

Chu Văn An

Đoản mạch là hiện tượng thường gặp trong hệ thống điện, không chỉ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống, thiết bị mà còn tiềm ẩn nguy cơ gây nguy hiểm cho cơ thể con người. Hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu đoản mạch là gì? Nguyên nhân gây đoản mạch và cách phòng ngừa được trình bày dưới đây.

Hiện tượng đoản mạch là gì?

Đoản mạch hay đoản mạch là hiện tượng dòng điện truyền đi một quãng đường ngắn hơn quá trình dẫn truyền thông thường của hệ thống điều khiển. Tổng mạch trở nên nhỏ hơn và điện trở của dòng điện giảm. Tại thời điểm này, dòng điện trong mạch tăng lên và đi theo một con đường khác.

Đoản mạch cũng có thể xảy ra khi dây nóng chạm vào dây trung tính. Hoặc có thể có sự cố đoản mạch, chẳng hạn như để bảo vệ 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 có thể khiến vỏ dây bị cháy hoặc nổ, gây đoản mạch, trục trặc hoặc các hiện tượng đoản mạch khác trong các thiết bị điện liên quan.

Nguyên nhân ngắn mạch

Đoản mạch có thể xảy ra vì nhiều lý do khác nhau, chẳng hạn như:

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

Phân loại hiện tượng ngắn mạch

Có nhiều loại ngắn mạch khác nhau: ngắn mạch một pha, ngắn mạch ba pha, ngắn mạch hai pha và ngắn mạch hai pha chạm đất. Trong đó, ngắn mạch ba pha là nguy hiểm nhất.

ngắn mạch 1 pha

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

ngắn mạch ba pha

Đây là loại ngắn mạch nguy hiểm nhất và gây ảnh hưởng nặng nề nhất đến hệ thống điện. Đoản mạch ba pha xảy ra khi ba pha dòng điện ngắn mạch với nhau tạo thành ngắn mạch. Lúc này, có dòng điện rất lớn chạy qua hệ thống khiến thiết bị phát nổ hoặc chập điện.

ngắn mạch 2 pha

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

Ngắn mạch 2 pha chạm đất

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

Bảng phân loại hiện tượng ngắn mạch:

Thông thường, sự cố ngắn mạch phải được cách ly khỏi hệ thống ngay lập tức. Tuy nhiên, ở lưới điện cấp điện áp 35kV-10kV-6kV, lưới điện chung vẫn được phép tiếp tục vận hành 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 các vấn đề trên có thể sử dụng máy biến áp ba pha delta.

Tác hại của ngắn mạch

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

• Sức điện động lớn: Một đoạn mạch ngắn sẽ sinh ra dòng điện dư lớn gấp hàng nghìn lần dòng điện bình thường chỉ trong vài phần nghìn sợi dây, sinh ra một suất điện động rất mạnh, từ đó phá hủy kết cấu của các thiết bị điện.
• Đoản mạch liên tục: Nếu có sự chậm trễ trong việc cách ly vùng đoản mạch, mạch có thể rơi vào tình trạng đoản mạch kéo dài, gây hư hỏng hệ thống điện.
• Nhiệt độ tăng: Dòng điện cao có thể làm tăng nhiệt độ, phá hủy chất cách điện và có khả năng gây cháy nổ.
• Hồ quang điện: Hồ quang điện có thể hình thành trong thời gian ngắn mạch, tạo ra một lượng nhiệt lớn và đốt cháy các vật liệu dễ cháy.
• Hư hỏng thiết bị: Đoản mạch có thể gây hư hỏng các thiết bị khác trong hệ thống điện. Nếu hệ thống được trang bị thiết bị đóng cắt tiêu chuẩn, việc chập điện có thể đồng nghĩa với việc mất điện, làm gián đoạn hoạt động sản xuất kinh doanh.
• Giảm điện áp nguồn: Đoản mạch có thể khiến điện áp nguồn giảm, khiến động cơ ngừng quay.
• Gián đoạn cung cấp: Để loại bỏ các điểm ngắt mạch, nhiều phần tử của lưới điện phải ngắt kết nối dẫn đến gián đoạn nguồn cung cấp.

Vì vậy, ngắn mạch là một vấn đề nghiêm trọng trong 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 ngắt 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 bảo vệ ngắn mạch bao gồm MCB, MCCB và RCBO.
• Lắp cầu chì: Cầu chì giúp bảo vệ thiết bị, hệ thống điện bằng cách ngắt mạch khi dòng điện vượt quá giới hạn an toàn, do đó 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 hiệu quả khu vực ngắn mạch.
• Chọn đúng dây và thiết bị điện: Khi lắp đặt hệ thống điện, bạn cần chọn đúng dây và thiết bị điện phù hợp với yêu cầu, nhu cầu sử dụng. Điều này đảm bảo cho hệ thống điện vận hành ổn định và an toàn.
• Tắt các thiết bị điện khi không sử dụng: Rút phích cắm các thiết bị điện ra khỏi ổ cắm khi không sử dụng. Điều này làm giảm nguy cơ đoản mạch và vô tình tiếp xúc với dòng điện.

Đoản mạch là hiện tượng nguy hiểm nên khi xảy ra sự cố cần phải tắt ngay nguồn điện và ngắt thiết bị tải ra khỏi hệ thống. Nếu 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 tai nạn điện khác: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/