Ngắn mạch là gì? Nguyên nhân, cách phát hiện & xử lý an toàn

3.2. Do môi trường

• Độ ẩm cao, nước xâm nhập hệ thống: Trong điều kiện ẩm ướt hoặc khi có nước thấm từ ngoài vào, dây dẫn và mối nối có thể bị rò rỉ điện dẫn đến ngắn mạch.
• Động vật (chuột, côn trùng…) làm tổ trong tủ điện: Chuột hoặc côn trùng gặm nhấm, cắn phá vỏ cách điện, thậm chí để lại chất thải dẫn điện, gây chập và ngắn mạch.

3.3. Do con người

• Đấu nối sai kỹ thuật: Mối nối không chắc, lỏng, sai dây giữa pha–trung tính hoặc pha–pha, là nguyên nhân gây đoản mạch thường gặp.
• Không ngắt điện khi bảo trì: Còn cắm điện khi bảo dưỡng hoặc sửa chữa có thể gây chạm dây do thao tác, tiếp xúc dẫn đến chập mạch.

3.4. Do tác nhân cơ học hoặc sét đánh

• Va chạm, đinh đóng/nghiến đứt dây: Khi khoan tường, đóng đinh, dây ngầm có thể bị đứt, gây chập pha - pha hoặc pha - trung tính dẫn đến ngắn mạch.
• Sét đánh: Sét lan truyền qua đường dây điện bên ngoài làm mất khả năng cách điện, nổ chập mạch do năng lượng cực lớn truyền qua hệ thống dây điện.

4. Dấu hiệu nhận biết hiện tượng ngắn mạch

• Cầu dao, aptomat nhảy liên tục: Khi ngắn mạch xảy ra, aptomat (circuit breaker) sẽ lập tức ngắt điện để bảo vệ hệ thống; nếu hiện tượng lặp đi lặp lại ở cùng một mạch, rất có thể có sự cố ngắn mạch tiềm ẩn.
• Có tiếng nổ nhỏ hoặc tia lửa trong ổ điện/tủ điện: Khi dòng điện cao bất ngờ chạy qua đường dẫn không dự kiến, thường kèm theo tia lửa điện hoặc tiếng nổ “bốp”, đây là dấu hiệu phổ biến của sự chập điện.
• Mùi khét hoặc khói từ thiết bị điện: Do nhiệt sinh ra rất nhanh và mạnh khi ngắn mạch, lớp cách điện hoặc vật liệu xung quanh có thể cháy nhẹ, phát ra mùi như nhựa cháy hoặc thấy khói mờ nhẹ.
• Thiết bị điện mất nguồn đột ngột: Tất cả thiết bị chung một mạch sẽ tắt ngột ngột khi xảy ra ngắn mạch, do tiếp điểm aptomat bị nhảy hoặc cầu chì bị nung chảy.

5. Cách kiểm tra và phát hiện ngắn mạch

5.1. Sử dụng đồng hồ đo (multimeter) kiểm tra điện trở/độ dẫn

• Đặt multimeter ở chế độ đo điện trở (Ω) hoặc kiểm tra liên tục (continuity).
• Kiểm tra giữa các điểm nghi ngờ (pha - pha, pha - trung tính, pha - đất).
• Nếu điện trở thấp bất thường hoặc phát ra tín hiệu “beep” khi kiểm continuity, có thể có ngắn mạch.
• Trước khi đo, nên chạm hai que đo vào nhau và trừ điện trở cáp, probe để đảm bảo độ chính xác.

5.2. Kiểm tra bằng thiết bị bảo vệ dòng rò (RCCB/GFCI)

• Các thiết bị bảo vệ dòng rò (RCCB/GFCI/GFCI) phát hiện sự chênh lệch giữa dòng nóng và dòng trung tính - nếu có dòng rò xuống đất, thiết bị sẽ nhảy để bảo vệ.
• Nếu RCCB thường xuyên nhảy mà không do lỗi người dùng, có khả năng mạch đã bị chạm mạch hoặc ngắn mạch không rõ ràng.

5.3. Phát hiện qua hệ thống SCADA hoặc cảm biến dòng

• Trong các hệ thống điện công nghiệp, SCADA kết hợp cảm biến dòng, điện áp, nhiệt độ và relay kỹ thuật số (numerical relay) giúp phát hiện tự động ngắn mạch và dòng rò.
• Cảm biến RTD hoặc fiber-optic đo nhiệt độ có thể lắp trong tủ điện, kết nối vào SCADA; khi thấy nhiệt độ tăng bất thường, có thể là dấu hiệu trước khi xảy ra ngắn mạch hoặc cháy.

5.4. Đo nhiệt độ bất thường tại các điểm đấu nối

• Sử dụng cảm biến nhiệt (ví dụ: RTD probe, nhiệt kế hồng ngoại) dò các điểm kết nối, đầu mối, tủ điện.
• Nhiệt độ tăng đột ngột so với ban đầu có thể do dòng điện cao gây nóng, cảnh báo nguy cơ ngắn mạch xảy ra hoặc tiếp xúc không tốt.

6. Cách xử lý ngắn mạch an toàn

Để xử lý ngắn mạch một cách an toàn, ta cần tuân thủ theo các bước như sau:

• Bước 1. Ngắt nguồn điện tổng ngay lập tức: Ngay khi phát hiện dấu hiệu ngắn mạch (ví dụ cầu dao nhảy, tia lửa, mùi khét…), bạn cần tắt nguồn tổng hoặc khóa aptomat chính để ngăn dòng điện tiếp tục chạy, giảm nguy cơ cháy, hồ quang hoặc điện giật.
• Bước 2. Xác định vị trí ngắn mạch: Sử dụng multimeter hoặc đồng hồ megger để kiểm tra điện trở giữa pha - pha, pha - trung tính, hoặc pha - đất. Đồng thời, quan sát những khu vực có dấu hiệu điện áp khóa, có vết cháy, tràn nước hoặc khói mời, từ đó khoanh vùng vị trí chập mạch.
• Bước 3. Kiểm tra và thay thế thiết bị/hệ thống hư hỏng: Tháo hoặc đổi mới các chi tiết bị hỏng như: ổ cắm, đoạn dây bị cháy, đầu nối bị hoen rỉ. Trong trường hợp nếu như cầu chì bị cháy hoặc aptomat bị hỏng thi cần thay mới đúng loại và đúng định mức. Lưu ý ở bước này là không tự ý bypass aptomat, luôn sử dụng phù hợp với tiêu chuẩn điện áp và dòng tải.
• Bước 4. Kiểm tra lại toàn bộ hệ thống trước khi cấp điện: Sau khi khắc phục, cần kiểm tra lại toàn bộ mạch để đảm bảo không còn chạm mạch ngầm: đo điện trở, test continuity. Tiếp đến là đánh giá độ bền cách điện, thử aptomat/tripping lại. Và ta cần đảm bảo aptomat chính và tiếp địa hoạt động ổn định trước khi bật lại điện.

• Luôn sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân gồm găng tay cách điện, kính bảo hộ, giày cách điện, quần áo chống cháy khi thao tác.
• Chỉ kỹ thuật viên có chuyên môn mới được xử lý sự cố ngắn mạch, không tự sửa nếu không đủ chuyên môn hoặc thiết bị hỗ trợ.

7. Các biện pháp phòng ngừa ngắn mạch

7.1. Lắp đặt thiết bị bảo vệ đúng tiêu chuẩn

• Aptomat (MCB) và cầu chì: bảo vệ chống quá dòng và ngắn mạch. Khi xảy ra dòng vượt định mức, sẽ ngắt mạch để ngăn sự cố lan rộng.

• RCCB/RCD/GFCI: thiết bị phát hiện dòng rò, bảo vệ chống chạm mạch, giảm nguy cơ giật điện.

• AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter): phát hiện sự cố hồ quang và ngắt mạch kịp thời, giảm nguy cơ cháy nổ do sự cố cách điện suy giảm.