Giải pháp tránh tai nạn điện giật ngẫu nhiên

Hiện nay, mạng hạ áp mạng 380/220 V ba pha bốn dây là mạng cấp điện chính phục vụ sinh hoạt và ở các doanh nghiệp. Mạng này thường xuyên gần gũi với người dùng điện, nhưng phần lớn ít người có hiểu biết về điện, nên vấn đề an toàn điện đã được nghiên cứu cặn kẽ xác suất xảy ra tai nạn điện giật là cực kỳ hấp dẫn.

Hai giải pháp được đưa ra áp dụng là nối đất an toàn và chống sự cố rò điện. Mạch điện (có điện thế so với đất) luôn được cách điện với vỏ và cột điện. Vỏ là từ chỉ chung các bộ phận kim loại không thuộc mạch điện, như vỏ máy (ATM, tủ lạnh, máy khoan tay, máy điều hòa, TV…), lõi thép và các giá đỡ thiết bị. Khi cách điện bị ẩm hay bị già cõi, giảm, thậm chí là hỏng mất tính cách điện, điện sẽ truyền ra vỏ hay cột điện. Con người vô tình sờ vào sẽ có điện truyền vào, bị điện giật gây ra tai nạn, có thể dẫn đến tử vong.

Để tránh tai nạn kiểu này, người ta phải áp dụng nối đất vỏ máy và cột điện. Tiêu chuẩn cho phép hệ thống bảo vệ nối đất mang điện hạ áp là đất – đất, kỹ thuật ký hiệu là TT, đất – trung tính (TN) và cách ly (IT). Ở mạng điện hạ áp nước ta hiện nay áp dụng kiểu TT. Nguyên tắc cơ bản của hệ này là tất cả các phần kim loại không mang điện của thiết bị dùng điện và cột điện phải nối đất. Trong một đơn vị xây dựng (tòa nhà, nhà…) phải có hệ thống nối đất. Dây nối đất đưa đến tất cả các ổ lấy điện và các thiết bị dùng điện cố định (không qua ổ lấy điện). Vì thế, ổ cắm điện một pha phải là ba chấu, hai chấu lấy điện + một chấu nối đất. Nếu là điện ba pha, ổ cắm là loại bốn chấu. Các thiết bị dùng điện hầu hết đều có cực nối đất. Các thiết bị dụng cụ khác ta đều dễ dàng tạo ra điểm nối đất. Nếu máy ATM thực hiện đúng tiêu chuẩn này, không bao giờ có hiện tượng người đến rút tiền bị điện giật hay phải có tấm cảnh báo tránh tiếp xúc máy (bản tin sáng VTV1 ngày 24/1/2009).

Rất tiếc là ở nước ta, khi thiết kế cấp điện cho các hộ dùng điện đã bỏ qua tiêu chuẩn này. Các thiết bị lấy điện không được nối đất. Các ổ cắm đều là hai chấu. Nhiều thiết bị điện làm sẵn phích cắm ba chấu, về đến ta đều bị cưa đi chấu nối đất, hoặc phải qua một phích cắm trung gian đổi ba chấu thành hai chấu. Tiêu chuẩn đã có sẵn, thiết nghĩ các cơ quan phê duyệt thiết kế cấp điện các sinh hoạt, dịch vụ… phải xem đấy là một tiêu chuẩn bắt buộc mới cho đóng điện.

Giải pháp thứ hai, đặt dao cắt tự động hạ áp (còn gọi là CB), có chức năng cắt theo dòng rò điện – AFCI. Khi xảy ra điện chạm vỏ, trong mạch xuất hiện dòng rò xuống đất, gọi là dòng điện đất Iz, CB loại này sẽ tác động cắt mạch, tránh để tồn tại trạng thái vỏ mang điện gây ra tai nạn khi người tiếp xúc với vỏ, cột điện. Mức tác động của AFCI theo dòng Iz = 30; 100 và 300 mA.

Nếu áp dụng một trong hai giải pháp trên, sẽ tránh được tai nạn điện giật ngẫu nhiên. Tuy nhiên, kỹ thuật khắt khe thường đòi hỏi áp dụng cả hai giải pháp.

Một trong những trở ngại áp dụng nối đất tại nơi dùng điện (nhà, tòa nhà…) do tốn kém và mất công bảo quản. Tuy nhiên, nếu coi trọng sinh mệnh con người, việc áp dụng nối đất là hết sức có lợi, cần được áp dụng.

Sau đây là một tài liệu tham khảo áp dụng hệ nối dất cho các hộ gia đình.

Hệ nối đất hộ gia đình kếu cấu theo kiểu cọc – khung (hình a), gồm có cọc, khung và dây nối.

Cọc nối đất là thanh kim loại (thép, đồng, inox…) tiết diện trònhoặc chữ L, chữ I, chữ C… Tiết kiệm tối thiểu 113 mm2 (Æ> 12 mm); chiều dài tối thiểu 2,5 m; số cọc tối thiểu là 2.

Khung nối đất là một khung kim loại (thép, đồng, inox…) tròn, đường kính tối thiểu 12 mm; bề rộng hành lang (C) nối đất tối thiểu 0,0m, tối đa 1,0m.

Khung có tác dụng tạo vòng tròn đẳng thế, nhằm giảm nhẹ đỉnh đường cong phân bố điện thế đất, nhờ vậy, giảm nhẹ điện áp tiếp xúc.

Ở vùng có điện trở suất cao trên 1000 m, nên kết hợp nối đất thanh (râu) hình 1b. Thanh (râu) là sợi dây nối đất liên kết với hệ cọc – khung, kéo tản ra xa để dễ thoát dòng điện đất, cho phép giảm nhanh điện trở đất. Qui hoạch râu tương tự như khung.

Cho phép tận dụng cốt thép của bê tông móng, dầm, sàn, cột nhà, công trình tham gia kết cấu hệ nối đất. Tuy nhiên, hệ nối đất tự nhiên này chỉ góp phần làm giảm nhẹ hệ nối đất nhân tạo (cọc – khung – râu) không thay thế hệ nối đất nhân tạo.

Dây nối thực hiện liên kết về điện giữa hệ cọc – thanh – khung với các phần tử cần nối đất. Dây nối có thể là một trong các dạng sau:

- Dây đồng trần loại mềm, đường kính tối thiểu 6 mm.

- Dây đồng trần loại cứng, đường kính tối thiểu 6 mm.

- Dây thép trần, đường kính tối thiểu 12 mm.

Mối liên kết giữa cọc – khung – thanh và dây nối thực hiện bằng một trong số các giải pháp:

- Hàn hồ quang.

- Hàn tiếp xúc điện.

- Hàn nóng chảy bằng đèn khò.

- Liên kết bulong.

Các phần tử nối đất nếu là thép (kể cả bulong), phải thực hiện mạ kẽm nhúng nóng với bề dày lớp mạ tối thiểu là 240 µm.

Cọc, thanh và khung được chôn ở độ sâu tối thiểu to = 0,8m.

Cho phép sử dụng giải pháp khoan giếng, thả dây kim loại làm hệ nối đất.

Tiêu chuẩn cho phép của điện trở nối đất, đo bằng terromet;

Đất, m                          rz cho phép                   kết cấu hệ nối đất

Đến 100                        40                                 cọc – khung      

Trên 100 – 500              60                                 cọc – khung

Trên 500 – 1000             80                                 cọc – khung      

Trên 1000 – 5000        120                               cọc – thanh – khung       

Trên 5000                     24/1000             cọc – thanh – khung

Dạng nối đất này có giá thành cỡ 500.000 – 3.000.000 đ/hệ, cá biệt đến 10 triệu đồng/ hệ. Ở vùng sình lầy, giá thành thấp (không quá 500 nghìn). Ở vùng đất khô cứng, đất đá, giá thành cao.