Tại Sao Bị Điện Giật? Nguyên Nhân, Dòng Điện Qua Cơ Thể Và Cách Phòng Tránh

Điện giật xảy ra khi dòng điện đi qua cơ thể người. Điều kiện để dòng điện đi qua cơ thể thường liên quan đến sự chênh lệch điện thế giữa các điểm tiếp xúc và đường dẫn điện hình thành qua cơ thể. Người có thể bị điện giật khi chạm vào dây pha trong khi cơ thể có đường dẫn về đất, chạm đồng thời hai điểm có điện thế khác nhau hoặc chạm vào vỏ thiết bị đang bị rò điện. Mức độ nguy hiểm không chỉ phụ thuộc vào điện áp mà còn liên quan đến dòng điện đi qua cơ thể, thời gian tiếp xúc, đường đi của dòng điện và điều kiện môi trường. Vì vậy, các biện pháp như cách điện, nối đất bảo vệ, MCB, MCCB, RCCB và RCBO cần được lựa chọn và phối hợp phù hợp với hệ thống điện.

Dòng điện di chuyển như thế nào trong mạch điện?

Để hiểu tại sao con người bị điện giật, trước hết cần phân biệt giữa dòng điện, điện áp và đường dẫn của dòng điện.

Dòng điện một chiều DC

Dòng điện một chiều là dòng điện có chiều quy ước không đổi theo thời gian. Pin, ắc quy và một số bộ nguồn DC là những nguồn điện điển hình. Trong kim loại, các electron chuyển động theo chiều từ cực âm về cực dương. Tuy nhiên, theo quy ước kỹ thuật, chiều dòng điện được xác định từ cực dương về cực âm bên ngoài nguồn.

Dòng điện xoay chiều AC

Dòng điện xoay chiều có giá trị và chiều biến đổi theo thời gian. Hệ thống điện xoay chiều tại Việt Nam sử dụng tần số 50 Hz. Trong mạch AC, điện tích trong vật dẫn dao động theo điện trường biến thiên. Năng lượng điện vẫn được truyền từ nguồn đến tải thông qua trường điện từ và sự tương tác điện trong toàn bộ hệ thống.

Dòng điện cần có đường dẫn

Trong một mạch điện thông thường, dòng điện chạy qua một đường dẫn khép kín từ nguồn qua tải và trở về nguồn. Tuy nhiên, khi xảy ra điện giật, đường dẫn này có thể hình thành ngoài thiết kế ban đầu. Ví dụ, khi người chạm vào dây pha và đồng thời tiếp xúc với đất, cơ thể có thể trở thành một phần của đường dẫn dòng điện về nguồn.

Tại sao bị điện giật khi chạm vào dây điện?

Khi chạm vào một phần dẫn điện đang có điện áp so với vị trí mà cơ thể đang tiếp xúc, dòng điện có thể đi qua cơ thể.

Một trường hợp dễ hình dung là: Dây pha → cơ thể người → chân → đất → hệ thống nối đất → nguồn điện.

Khi đó, cơ thể trở thành một phần của mạch điện. Dòng điện qua cơ thể phụ thuộc vào điện áp giữa các điểm tiếp xúc và tổng trở của đường dẫn.

Có thể mô tả đơn giản bằng quan hệ: I = U / Z

Trong đó:

• I: dòng điện đi qua cơ thể.
• U: điện áp giữa các điểm tiếp xúc.
• Z: tổng trở của đường dẫn dòng điện.

Giá trị trở kháng của cơ thể không cố định. Da khô, da ướt, diện tích tiếp xúc, áp lực tiếp xúc và môi trường đều ảnh hưởng đến dòng điện đi qua người.

Những trường hợp có thể gây điện giật

Chạm dây pha và đồng thời tiếp xúc với đất

Đây là tình huống thường được nhắc đến khi giải thích hiện tượng điện giật trong hệ thống điện hạ thế. Nếu một người chạm vào dây pha và cơ thể có đường dẫn điện về đất, dòng điện có thể đi qua cơ thể. Nền nhà, kết cấu kim loại, đường ống hoặc các vật dẫn khác có thể trở thành một phần của đường dẫn tùy điều kiện.

Không nên cho rằng chỉ cần đứng trên một vật cách điện là có thể chạm vào dây điện an toàn. Tình trạng cách điện có thể thay đổi do độ ẩm, bụi bẩn, hư hỏng hoặc điều kiện tiếp xúc.

Chạm đồng thời hai dây dẫn có điện thế khác nhau

Điện giật cũng có thể xảy ra khi cơ thể tạo thành cầu nối giữa hai điểm có điện thế khác nhau. Trong trường hợp này, dòng điện có thể đi từ điểm có điện thế cao hơn qua cơ thể đến điểm có điện thế thấp hơn. Đường dòng điện không nhất thiết phải đi qua đất.

Chạm vào vỏ thiết bị bị rò điện

Khi lớp cách điện bên trong động cơ, máy móc hoặc thiết bị điện bị suy giảm, một phần điện áp có thể xuất hiện trên vỏ kim loại. Nếu người chạm vào vỏ thiết bị và đồng thời có đường dẫn về đất, dòng điện có thể đi qua cơ thể. Đây là lý do các thiết bị kim loại cần được xem xét về nối đất bảo vệ, dây PE và thiết bị bảo vệ dòng rò trong thiết kế hệ thống.

Vì sao chạm điện có lúc bị giật, có lúc không?

Một người chạm vào phần dẫn điện nhưng không cảm nhận được điện giật không có nghĩa là điện áp đó an toàn. Cường độ dòng điện qua cơ thể thay đổi theo nhiều yếu tố:

• Điện áp giữa các điểm tiếp xúc.
• Điện trở và trở kháng của cơ thể.
• Tình trạng da khô hay ướt.
• Diện tích tiếp xúc.
• Áp lực tiếp xúc.
• Đường đi của dòng điện qua cơ thể.
• Thời gian tiếp xúc.
• Điều kiện môi trường và nền tiếp xúc.

Vì vậy, không được sử dụng cơ thể để kiểm tra dây điện có điện hay không. Phải sử dụng thiết bị đo phù hợp và thực hiện quy trình an toàn điện.

Tại sao chim đậu trên dây điện thường không bị điện giật?

Khi chim chỉ tiếp xúc với một dây dẫn và hai chân có điện thế gần như nhau, điện áp giữa hai chân rất nhỏ nên dòng điện qua cơ thể có thể không đáng kể. Nếu chim đồng thời tiếp xúc với hai điểm có điện thế khác nhau, dòng điện có thể chạy qua cơ thể.

Điều này cho thấy yếu tố quyết định không đơn giản là “có điện” mà là điện áp giữa các điểm mà cơ thể tiếp xúc và đường dẫn dòng điện.

Rò điện là gì và tại sao rò điện có thể gây điện giật?

Rò điện xảy ra khi một phần dòng điện đi theo đường dẫn ngoài đường dẫn dự kiến của mạch. Một nguyên nhân thường gặp là suy giảm hoặc hư hỏng cách điện. Ví dụ, một động cơ có vỏ kim loại. Nếu cách điện giữa cuộn dây và vỏ bị hỏng, một phần dòng điện có thể đi từ phần mang điện sang vỏ. Nếu vỏ thiết bị không được bảo vệ đúng cách, người chạm vào vỏ và có đường dẫn về đất có thể trở thành một phần của đường dòng điện.

Do đó, không nên nhầm lẫn giữa quá tải, ngắn mạch và rò điện.

Sự cố	Đặc điểm	Thiết bị bảo vệ thường liên quan
Quá tải	Dòng điện vượt mức phù hợp trong thời gian nhất định	MCB, MCCB, relay bảo vệ phù hợp
Ngắn mạch	Dòng sự cố tăng cao do đường dẫn có trở kháng thấp	MCB, MCCB, ACB
Rò điện	Một phần dòng điện đi theo đường không mong muốn	RCCB, RCBO, relay dòng rò hoặc chức năng bảo vệ dòng rò

MCB có chống điện giật không?

MCB không phải thiết bị chuyên dụng để bảo vệ con người khỏi mọi tình huống điện giật.

MCB chủ yếu thực hiện chức năng bảo vệ mạch trước quá tải và ngắn mạch theo đặc tính của từng sản phẩm. Khi dòng điện sự cố không đủ để MCB tác động theo ngưỡng của nó, nguy cơ điện giật vẫn có thể tồn tại. Đối với nguy cơ dòng rò, cần xem xét RCCB, RCBO hoặc các thiết bị bảo vệ dòng rò phù hợp.

RCCB và RCBO có tác dụng gì?

RCCB

RCCB giám sát sự mất cân bằng giữa dòng điện đi và dòng điện trở về. Khi dòng dư vượt ngưỡng tác động của thiết bị, RCCB có thể ngắt mạch. RCCB không thay thế chức năng bảo vệ quá dòng của MCB hoặc thiết bị tương đương. Khi thiết kế mạch, cần phối hợp các chức năng bảo vệ theo yêu cầu của hệ thống.

RCBO

RCBO kết hợp bảo vệ dòng rò với bảo vệ quá dòng trong một thiết bị. Đây là một lựa chọn thường được xem xét cho các mạch cần kết hợp hai chức năng bảo vệ. Việc lựa chọn RCCB hoặc RCBO cần dựa trên điện áp, số cực, dòng định mức, dòng rò tác động, loại tải và yêu cầu của hệ thống.

Thiết bị chống điện giật ABB, Mitsubishi và LS

Thiết bị bảo vệ ABB

ABB có nhiều nhóm thiết bị bảo vệ điện hạ thế như MCB, MCCB, RCCB và RCBO. Khi lựa chọn thiết bị ABB cho hệ thống, cần xác định đúng dòng định mức, số cực, điện áp, khả năng cắt và chức năng bảo vệ cần sử dụng. Với mạch cần bảo vệ dòng rò, RCCB hoặc RCBO có thể được xem xét tùy cấu trúc mạch. Không nên chỉ dựa vào tên thương hiệu để lựa chọn mà cần xác định đúng mã sản phẩm.

Thiết bị bảo vệ Mitsubishi Electric

Mitsubishi Electric có các dòng thiết bị bảo vệ mạch điện hạ thế, trong đó có nhóm Earth Leakage Circuit Breaker được sử dụng để phát hiện dòng rò. Khi sử dụng thiết bị Mitsubishi cho hệ thống điện, cần kiểm tra đúng dòng định mức, số cực, điện áp, khả năng cắt và đặc tính dòng rò theo model.

Thiết bị bảo vệ LS ELECTRIC

LS ELECTRIC cung cấp các nhóm MCB, MCCB, RCCB, RCBO và thiết bị bảo vệ dòng rò cho hệ thống điện hạ thế. Đối với tủ điện công nghiệp, việc lựa chọn thiết bị LS cần xét đồng thời dòng tải, dòng ngắn mạch, sơ đồ phân phối, số cực và yêu cầu phối hợp bảo vệ.

Nối đất có giúp phòng tránh điện giật không?

Nối đất bảo vệ là một phần quan trọng trong hệ thống an toàn điện. Mục tiêu của nối đất bảo vệ là tạo đường dẫn cho dòng sự cố từ phần kim loại có khả năng chạm tới được về hệ thống nguồn, từ đó tạo điều kiện để thiết bị bảo vệ tác động theo thiết kế. Ví dụ, khi cách điện của động cơ bị hỏng và điện áp xuất hiện trên vỏ, dây PE và hệ thống nối đất có thể tạo đường dẫn cho dòng sự cố.

Tuy nhiên, nối đất không đồng nghĩa với việc chạm vào thiết bị sẽ luôn an toàn. Hệ thống nối đất phải được thiết kế đúng, liên tục và phối hợp với thiết bị bảo vệ.

Điện áp bao nhiêu thì bị điện giật?

Không nên đưa ra một con số điện áp duy nhất để kết luận rằng “dưới mức này không nguy hiểm”. Nguy cơ điện giật phụ thuộc vào dòng điện qua cơ thể và điều kiện tiếp xúc. Điện áp càng lớn có khả năng tạo ra dòng điện lớn hơn qua cùng một đường dẫn, nhưng tổng trở của cơ thể và môi trường cũng thay đổi. Da ướt, diện tích tiếp xúc lớn hoặc điều kiện nền dẫn điện có thể làm thay đổi đáng kể dòng điện qua người. Do đó, điện áp của hệ thống chỉ là một trong các thông số cần xem xét khi đánh giá nguy cơ.

Điện giật có nguy hiểm hơn khi dòng điện đi qua ngực?

Có. Đường đi của dòng điện qua cơ thể là một yếu tố quan trọng khi đánh giá nguy cơ. Nếu dòng điện đi qua vùng ngực, nó có thể ảnh hưởng đến tim và các cơ quan quan trọng. Vì vậy, khi làm việc với hệ thống điện, không được chủ quan với các tình huống “chỉ chạm nhẹ” hoặc “chỉ thử trong vài giây”.

Thời gian dòng điện tồn tại qua cơ thể cũng cần được xem xét. Thiết bị bảo vệ dòng rò có thể giúp giảm thời gian tồn tại của một số dạng sự cố, nhưng không thay thế các biện pháp an toàn khi làm việc.

Các biện pháp phòng tránh điện giật trong hệ thống điện

• Ngắt nguồn trước khi sửa chữa, đấu nối hoặc bảo trì.
• Kiểm tra xác nhận không còn điện bằng thiết bị đo phù hợp.
• Sử dụng dây dẫn và thiết bị có cấp cách điện phù hợp.
• Thiết kế hệ thống nối đất và dây PE đúng yêu cầu.
• Sử dụng MCB, MCCB, RCCB, RCBO hoặc thiết bị bảo vệ phù hợp với từng mạch.
• Không tự ý thay MCB hoặc MCCB bằng loại có dòng định mức cao hơn.
• Không bỏ qua tình trạng RCCB hoặc RCBO thường xuyên tác động.
• Kiểm tra nguyên nhân rò điện trước khi cấp nguồn trở lại.
• Không chạm trực tiếp vào phần dẫn điện để kiểm tra.
• Tuân thủ hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất khi lắp đặt và kiểm tra thiết bị.

Những sai lầm dễ làm tăng nguy cơ điện giật

• Dùng tay thử dây có điện: đây là cách kiểm tra nguy hiểm và không được sử dụng.
• Chỉ lắp MCB rồi cho rằng đã chống điện giật: MCB và thiết bị bảo vệ dòng rò có chức năng khác nhau.
• Bỏ qua dây PE: phần kim loại của thiết bị có thể không được bảo vệ đúng khi xảy ra sự cố cách điện.
• Thay CB bằng dòng lớn hơn khi CB thường xuyên nhảy: cần tìm nguyên nhân quá tải hoặc sự cố trước khi thay đổi thiết bị.
• Bỏ qua thiết bị bị rò điện: cần kiểm tra cách điện và nguyên nhân trước khi tiếp tục sử dụng.
• Điều chỉnh hoặc đấu nối thiết bị khi chưa xác nhận mất điện: làm tăng nguy cơ tiếp xúc với phần mang điện.

Điện Hạ Thế cung cấp thiết bị điện ABB, Mitsubishi, LS

Điện Hạ Thế cung cấp thiết bị điện công nghiệp và thiết bị đóng cắt của ABB, Mitsubishi Electric, LS ELECTRIC cùng nhiều thương hiệu khác. Các nhóm sản phẩm gồm MCB, MCCB, RCCB, RCBO, ACB, contactor, relay nhiệt, thiết bị điều khiển và tự động hóa. Khi lựa chọn thiết bị bảo vệ, khách hàng nên cung cấp thông tin về điện áp, dòng tải, số pha, số cực, loại tải và yêu cầu bảo vệ để xác định đúng cấu hình.

Nếu cần tư vấn thiết bị đóng cắt ABB, Mitsubishi hoặc LS cho tủ điện và hệ thống điện công nghiệp:

Ms Nhung – 0907 764 966

Website: www.dienhathe.com

Câu hỏi thường gặp về điện giật

Tại sao chạm vào dây điện lại bị điện giật?

Vì khi chạm vào phần dẫn điện, cơ thể có thể trở thành một phần của đường dẫn giữa hai điểm có chênh lệch điện thế. Dòng điện đi qua cơ thể phụ thuộc vào điện áp, tổng trở đường dẫn, thời gian tiếp xúc và điều kiện môi trường.

MCB có thay thế RCCB hoặc RCBO để chống điện giật không?

Không. MCB chủ yếu bảo vệ quá tải và ngắn mạch. RCCB và RCBO có chức năng phát hiện dòng rò theo đặc tính của thiết bị. RCBO còn tích hợp bảo vệ quá dòng trong cùng thiết bị.

Tại sao thiết bị điện bị rò lại có thể làm người dùng bị giật?

Khi cách điện bị hỏng, điện áp có thể xuất hiện trên phần kim loại của thiết bị. Nếu người chạm vào phần này đồng thời có đường dẫn về đất hoặc một điểm có điện thế khác, dòng điện có thể đi qua cơ thể.