Đoản mạch là gì? Hiện tượng đoản mạch của nguồn điện xảy ra khi nào?

Trong hệ thống điện, an toàn luôn là yếu tố được đặt lên hàng đầu để bảo vệ con người và tài sản. Một trong những sự cố phổ biến và nguy hiểm nhất mà người dùng điện thường gặp phải chính là hiện tượng đoản mạch. Vậy đoản mạch là gì? Hiện tượng đoản mạch của nguồn điện xảy ra khi nào? Hiểu rõ về đoản mạch sẽ giúp chúng ta có biện pháp phòng tránh hiệu quả, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện và cuộc sống hàng ngày. Trong bài viết này, Cáp điện Việt Nam sẽ cùng bạn đi tìm hiểu chi tiết về hiện tượng đoản mạch này.

Đoản mạch là gì? Ngắn mạch là gì?

Đoản mạch (hay còn gọi là ngắn mạch) là hiện tượng xảy ra khi hai cực âm và dương của nguồn điện bị nối trực tiếp với nhau mà không qua bất kỳ thiết bị điện nào, hoặc khi mạch ngoài có điện trở rất thấp hoặc bằng 0. Điều này dẫn đến cường độ dòng điện trong mạch tăng đột ngột lên cực đại, gây quá tải, sinh nhiệt lớn và có thể tạo ra tia lửa điện, dẫn đến cháy nổ hoặc hư hỏng thiết bị điện.

Hiện tượng này thường xảy ra do chập dây điện, dây dẫn bị hư hỏng, hoặc do lắp đặt sai kỹ thuật, và là một trong những nguyên nhân chính gây nguy hiểm trong hệ thống điện dân dụng cũng như công nghiệp. Đoản mạch không chỉ làm hỏng các thiết bị mà còn tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ, ảnh hưởng đến an toàn con người và tài sản.

Các loại hiện tượng đoản mạch phổ biến

Về mặt vật lý, dòng điện luôn có xu hướng tìm đường trở về đất. Hãy tưởng tượng một ống nước chảy từ điểm A đến điểm B một cách trơn tru. Nếu trên ống xuất hiện một lỗ thủng, dòng nước sẽ bị rò rỉ và ảnh hưởng đến luồng chảy chính. Tương tự, khi dòng điện không thể đi theo đúng đường dẫn qua dây dẫn do có sự cố hở mạch, nó sẽ tìm con đường ngắn nhất để về đất, gây ra hiện tượng rò rỉ điện, hay còn gọi là đoản mạch.

Trong hệ thống điện, có một số dạng đoản mạch/ ngắn mạch phổ biến như sau:

• Ngắn mạch ba pha: Xảy ra khi ba pha điện bị chập vào nhau, tạo thành một đường dẫn trực tiếp giữa các pha.
• Ngắn mạch hai pha: Xảy ra khi hai pha điện chập vào nhau, tạo thành đường dẫn trực tiếp giữa hai pha.
• Ngắn mạch hai pha nối đất: Xảy ra khi hai pha điện chập vào nhau đồng thời chập với đất, tạo thành đường dẫn giữa hai pha và đất.
• Ngắn mạch một pha: Xảy ra khi một pha điện chập vào đất hoặc dây trung tính, tạo thành đường dẫn trực tiếp giữa pha đó và đất.

Hiện tượng đoản mạch của nguồn điện xảy ra khi nào?

Nguyên nhân gây ra hiện tượng đoản mạch chủ yếu xuất phát từ việc các sợi dây dẫn điện bị dính hoặc chạm trực tiếp vào nhau, làm điện trở mạch giảm xuống rất thấp hoặc bằng 0, khiến dòng điện tăng đột ngột và gây chập cháy. Cụ thể, các nguyên nhân phổ biến gồm:

• Dây dẫn cũ, lớp vỏ cách điện bị hư hỏng: Dây điện lâu ngày bị lão hóa, chuột gặm nhấm, hoặc tác động cơ học làm lớp cách điện bị rách, bong tróc, khiến lõi dây dẫn bị chạm nhau.
• Sai sót trong đấu nối: Khoảng cách giữa các dây dẫn quá gần hoặc đấu nối không đúng kỹ thuật làm dây bị chập vào nhau.
• Quá tải điện: Sử dụng nhiều thiết bị công suất lớn cùng lúc vượt quá khả năng chịu tải của dây dẫn, làm dây nóng chảy lớp cách điện và gây đoản mạch.
• Yếu tố thiên tai: Gió bão, sét đánh có thể làm hỏng lớp cách điện hoặc gây chập mạch.
• Nước hoặc chất lỏng tiếp xúc với hệ thống điện: Độ ẩm hoặc nước xâm nhập vào ổ cắm, hộp nối dây làm tăng khả năng chập mạch.
• Kết nối lỏng lẻo hoặc thiết bị điện hư hỏng: Mối nối không chắc chắn hoặc thiết bị điện cũ, bị lỗi kỹ thuật cũng là nguyên nhân gây đoản mạch.
• Vật sắc nhọn hoặc đinh vít xuyên qua tường chạm vào dây điện: Tạo đường dẫn ngắn mạch.

Tác hại của hiện tượng đoản mạch là gì?

Tác hại của hiện tượng đoản mạch rất nghiêm trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn hệ thống điện cũng như con người, bao gồm:

• Nguy cơ cháy nổ do điện: Khi đoản mạch xảy ra, dòng điện tăng đột ngột tạo ra tia lửa và nhiệt lượng lớn, dễ gây cháy nổ, hỏa hoạn nghiêm trọng, đe dọa tính mạng con người và thiệt hại tài sản.
• Hư hỏng thiết bị điện: Dòng điện vượt mức có thể làm cháy, hỏng các thiết bị điện như tivi, máy giặt, tủ lạnh, bóng đèn… Việc sửa chữa hoặc thay thế thiết bị sẽ tốn kém và gây bất tiện.
• Gián đoạn nguồn điện: Đoản mạch làm hệ thống điện bị ngắt để bảo vệ, gây mất điện cục bộ hoặc diện rộng, ảnh hưởng đến sinh hoạt, sản xuất và kinh doanh.
• Nguy hiểm cho con người: Dòng điện lớn có thể gây điện giật nếu tiếp xúc trực tiếp, gây tai nạn nghiêm trọng.

Cách phòng tránh hiện tượng đoản mạch trong hệ thống điện

Để phòng tránh hiện tượng đoản mạch trong hệ thống điện, cần áp dụng nhiều biện pháp từ khâu lắp đặt đến sử dụng và bảo dưỡng định kỳ:

• Sử dụng thiết bị ngắt dòng tự động Lắp đặt cầu chì hoặc aptomat (CB) ở nguồn điện và các thiết bị để tự động ngắt điện khi dòng tăng đột ngột, ngăn ngừa quá tải và chập cháy.
• Lựa chọn dây dẫn phù hợp Sử dụng dây dẫn có tiết diện phù hợp với công suất sử dụng của thiết bị, tránh tình trạng quá tải gây nóng chảy cách điện và chập mạch.
• Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ Thường xuyên kiểm tra dây dẫn để đảm bảo lớp cách điện còn nguyên vẹn, không có điểm yếu hay hư hỏng. Thay thế kịp thời các linh kiện điện cũ, hỏng.
• Đấu nối đúng kỹ thuật Đảm bảo các mối nối dây chặt chẽ, không lỏng lẻo và được cách điện kín đáo để tránh tiếp xúc không mong muốn giữa các dây dẫn.
• Hạn chế quá tải điện Tránh sử dụng quá nhiều thiết bị công suất lớn trên cùng một nguồn điện hoặc cắm nhiều thiết bị vào một ổ cắm, gây áp lực lên hệ thống điện.
• Biện pháp an toàn khi thời tiết xấu Ngắt nguồn điện của các thiết bị khi có mưa bão hoặc sấm sét để giảm nguy cơ đoản mạch. Không mắc dây điện lên cây.
• Sử dụng đúng cách và an toàn Không để vật liệu dễ cháy gần hệ thống điện. Tránh sử dụng thiết bị điện trong môi trường ẩm ướt; nếu cần, sử dụng ổ cắm và dây dẫn chống nước. Khi không sử dụng, rút phích cắm của các thiết bị điện.

Bên cạnh đó, cần trang bị kiến thức về sử dụng điện an toàn và xử lý sự cố đoản mạch bằng cách tắt nguồn điện chính và gọi thợ điện chuyên nghiệp nếu không có kỹ năng

Ứng dụng của đoạn mạch trong đời sống

Ứng dụng của hiện tượng đoản mạch trong đời sống và kỹ thuật rất đa dạng, đặc biệt trong việc bảo vệ hệ thống điện và nâng cao an toàn sử dụng điện:

• Thiết kế cầu chì và aptomat: Các thiết bị bảo vệ như cầu chì và aptomat được phát triển dựa trên nguyên lý đoản mạch. Khi dòng điện vượt quá ngưỡng cho phép do đoản mạch, chúng sẽ tự động ngắt mạch, ngăn ngừa cháy nổ và hư hỏng thiết bị.
• Bảo vệ hệ thống điện gia dụng: Trong các thiết bị điện như tủ lạnh, máy giặt, điều hòa, hệ thống bảo vệ chống đoản mạch giúp ngăn chặn sự cố chập cháy, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
• Đào tạo và nghiên cứu kỹ thuật điện: Hiện tượng đoản mạch là nội dung quan trọng trong giáo trình kỹ thuật điện, giúp sinh viên và kỹ sư hiểu rõ cách phòng tránh và xử lý sự cố điện.
• Ứng dụng trong công nghiệp: Đoản mạch được sử dụng để kiểm tra an toàn hệ thống điện, phát hiện lỗi, và điều khiển quá trình sản xuất, giúp tăng độ tin cậy và an toàn vận hành.

Như vậy, dù đoản mạch là một sự cố nguy hiểm, nhưng khi được kiểm soát và ứng dụng đúng cách, nó trở thành cơ sở cho các thiết bị bảo vệ điện và công nghệ an toàn điện trong đời sống và sản xuất.

Trên đây là những thông tin quan trọng về hiện tượng đoản mạch là gì và hiện tượng đoản mạch của nguồn điện xảy ra khi nào? Đoản mạch là hiện tượng dòng điện chạy qua một đường dẫn có điện trở rất thấp hoặc bằng không, gây ra dòng điện tăng đột ngột và nguy cơ cháy nổ cao. Việc nắm rõ khái niệm, nguyên nhân và tác hại của đoản mạch sẽ giúp chúng ta chủ động phòng tránh và xử lý kịp thời, từ đó bảo vệ an toàn cho hệ thống điện cũng như sức khỏe và tài sản của con người. Đầu tư vào thiết bị bảo vệ và tuân thủ các quy trình lắp đặt, sử dụng điện đúng cách là cách tốt nhất để hạn chế rủi ro do đoản mạch gây ra.