Một trong những nguyên nhân gây tai nạn điện là sự cố phóng hồ quang. Nội dung dưới đây Galaxy M&E sẽ đưa ra 3 vấn đề cần biết liên quan đến hiện tượng này.

Các vụ bỏng do hồ quang điện gây ra thường để lại hậu quả nghiêm trọng. Tại Hoa Kỳ, chi phí điều trị bỏng (độ 2 và độ 3) cho nạn nhân có thể lên tới $500.000/tháng. Nếu nạn nhân tử vong tại nơi làm việc, đơn vị có tai nạn xảy ra có thể bị phạt số tiền lên tới 8,5 triệu USD.

Để hiểu rõ tại sao hồ quang điện (ARC flash) gây nguy hiểm đối với sức khỏe và tính mạng con người, trước tiên chúng ta cần hiểu: Hồ quang điện là quá trình phóng điện giữa hai điện cực. Nó xảy ra trong chất khí và ở áp suất thường hoặc áp suất thấp.

1. Nguyên nhân tạo ra hồ quang điện

Hiện tượng chớp hồ quang xảy ra khi một số dây dẫn điện được đặt gần nhau và có dòng điện sự cố đáng kể chạy qua chúng. Trong tình huống này, quá trình ion hóa không khí có thể xảy ra do các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như sự khác biệt về điện thế, từ đó dẫn đến dòng điện chạy qua khe hở không khí giữa các vật dẫn.

Nhiều người cho rằng thiết bị mang điện áp thấp là an toàn trước tia chớp hồ quang, thực tế mức độ nguy hiểm do tia chớp hồ quang có thể cao hơn mức điện áp mà dòng điện có. Hầu hết các sự cố phóng hồ quang xảy ra với dòng điện mang điện áp thấp là do con người vô ý (hoặc chủ đích).

Các nguyên nhân gây ra hồ quang:

- Do bất cẩn hoặc tai nạn, ví dụ như chạm vào bề mặt chưa điện tích;

- Các công cụ làm việc, thao tác làm sai so với quy chuẩn;

- Thiếu nhận thức và không được đào tạo về an toàn điện;

- Sử dụng các vật liệu/thiết bị điện bị hư hỏng;

- Do các cầu dao thiếu/không đủ đảm bảo an toàn;

- Lớp cách nhiệt và cách điện bị hỏng, hở hoặc hoặc hao mòn;

- Bụi, mảnh vụn và sự ăn mòn trên dây dẫn điện (với dây điện trần);

- Bảo trì phòng ngừa không đúng cách cho cầu dao và công tắc;

- Các chi tiết của thiết bị điện có kết nối lỏng lẻo hoặc bị hao mòn do quá trình sử dụng;

- Thiết bị điện tiếp xúc với nước hoặc các chất lỏng (trở kháng thấp) khác.

2. Tác động của hồ quang điện tới sức khỏe và tính mạng con người

Ngoài nguyên nhân do chủ đích của con người tạo ra hồ quang điện (vd: Hàn hồ quang), các vụ phóng hồ quang khác đều tiềm ẩn rủi ro đối với sức khỏe con người.

Việc phóng hồ quang thường đi kèm với chớp hồ quang và nổ hồ quang. Các mức nhiệt khổng lồ của hồ quang làm không khí quanh đó bị ion hóa và làm nóng các kim loại xung quanh. Chớp hồ quang kéo theo sự phát sáng và nhiệt. Ngoài ra, vụ nổ hồ quang làm tăng suất xung quanh đó.

Nhiệt độ chớp sáng của hồ quang có thể tăng lên đến hơn 19.000 độ C. Nhiệt độ bề mặt của Mặt trời là hơn 5.500 độ C. Bằng cách so sánh này, chúng ta có thể thấy mức độ nguy hiểm của chớp sáng hồ quang.

Nhiệt độ do việc phóng hồ quang có thể gây bỏng cơ thể, ngoài ra làm cháy quần áo.

Ngoài nhiệt lượng, cường độ ánh sáng của tia hồ quang cũng có thể dẫn đến mù lòa. Âm lượng quá lớn từ vụ nổ hồ quang có thể khiến tai bị giảm thính lực, thậm chí bị điếc. Tác động của hồ quang cũng có thể làm tổn thương các mô mềm như phổi.

Thông qua các vụ tai nạn được ghi nhận tại Hoa Kỳ, chúng ta sẽ hình dung ra mức độ nguy hiểm của việc phóng hồ quang điện.

Các vụ tai nạn do hồ quang điện gây ra:

Nhân viên bị sốc bởi hồ quang điện, rơi từ mái nhà xuống và tử vong

Khoảng 11 giờ sáng ngày 12 tháng 3 năm 2020 tại C&T Building Technologies, một nhân viên đang làm việc tại công trình cải tòa nhà thương mại hai tầng, khi đang thao tác trên mái và sử dụng dây thép để đưa tấm lợp kim loại vào vị trí lắp đặt, một cơn gió mạnh đã khiến đoạn dây thép vướng phải dòng điện cao thế. Ngay sau khi va chạm, hiện tượng phóng hồ quang điện xảy ra. Vụ nổ do hồ quang đã khiến nhân viên này bị giật và cháy. Tai nạn bất ngờ đã làm anh này rơi xuống đất từ độ cao gần 7 m. Sau cú ngã, nạn nhân đã tử vong.

Bị bỏng do hồ quang điện

Vào lúc 10 sáng ngày 31 tháng 3 năm 2019 tại Cartel Electronics Inc, nhân viên bảo dưỡng cơ điện đã đưa bàn chải sắt vào bảng điện hở để làm sạch các điểm tiếp xúc của cầu dao. Hệ quả gây ra vụ phóng hồ quang và phát nổ khiến anh này bị bỏng độ hai trên bàn tay, cánh tay, mặt, cổ và đầu.

Sự cố phóng hồ quang làm thợ điện bị bỏng độ 3

Ngày 15 tháng 3 năm 2018 tại Nations Electric, Inc., nơi một thợ điện được giao công việc lắp đặt thiết bị ngắt mạch trên tủ phân phối điện 3 pha. Trong quá trình thao tác, anh ta vô tình để tuột tuốc nơ vít vào trong tủ phân phối khiến xảy ra va chạm giữa dụng cụ và thanh cái dẫn điện. Ngay lập tức, tia hồ quang phát ra khiến người thợ bỏng độ 3 ở cánh tay và khuôn mặt.

Đeo găng tay cách điện nhưng vẫn bị bỏng do hồ quang

Tai nạn xảy ra tại nhà máy Integrity Windows nằm ở bang North Dakota của Hoa Kỳ. Chớp hồ quang xảy ra khi một thợ điện đang lắp đặt và thử nghiệm các cầu dao tại nguồn điện 3 pha. Sau khi điều tra vụ tai nạn, người ta phát hiện ra rằng anh ta đã đeo găng tay cách điện nhưng không mang thêm bất cứ thiết bị bảo hộ nào. Điều đáng tiếc ở đây là sự cố có thể được ngăn chặn và tính mạng của anh ta có thể được đảm bảo nếu mang quần áo cách điện có và có mũ trùm đầu.

Bảng phân loại cấp độ bỏng của cơ quan Y tế Hoa Kỳ:

3. Cách phòng tránh hồ quang điện

Với việc đào tạo và huấn luyện an toàn điện kết hợp quy trình an toàn và thiết bị phù hợp, chúng ta có thể giảm thiểu rủi ro do chớp hồ quang. Dưới đây là 4 biện pháp phòng ngừa:

3.1. Giảm tiếp xúc trực tiếp với nguồn điện

Điều quan trọng là phải loại bỏ nguy cơ tiềm ẩn càng xa càng tốt, tránh làm việc trên thiết bị chứa điện áp và hết sức cẩn thận trước khi thiết bị được cấp nguồn trở lại. Sử dụng thiết bị vận hành lưới điện (VD: Sào cách điện) có chiều dài phù hợp với khoảng cách chống phóng hồ quang điện.

3.2. Nghiên cứu, tổng hợp, phân tích

Thu thập dữ liệu hệ thống phân phối điện, đồng thời tiến hành các nghiên cứu thiết bị bảo vệ để xác định các loại nguy cơ chớp hồ quang cho thiết bị điện cũng như cách giảm thiểu rủi ro do chúng gây ra.

3.3. Thực hiện bảo trì hệ thống cơ - điện

Việc bảo trì hệ thống cơ - điện cần diễn ra đều đặn và liên tục nhằm loại bỏ các nguyên nhân mất an toàn điện nói chung và việc phóng hồ quang nói riêng, đặc biệt với các điểm đấu nối nguồn điện, cầu dao và aptomat. Việc kiểm tra và thay thế các đường dây tải điện cũ cũng cần thiết để đảm bảo lớp cách điện luôn hoạt động trong tình trạng tốt nhất. Ngoài ra, bảo trì chủ động và thường xuyên còn có tác dụng phát hiện và thay thế các linh kiện/thiết bị quá thời hạn sử dụng hoặc có nguy cơ gây tai nạn do việc sử dụng sai quy cách/quá tải/thiếu đồng bộ với hệ thống cơ -  điện nói chung.

3.4. Huấn luyện an toàn điện

Khi điều kiện làm việc được đảm bảo, hệ thống điện đạt yêu cầu về quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật nhưng người vận hành thiếu kiến thức sẽ là nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện. Do vậy, việc tham gia đầy đủ các khóa đào tạo, huấn luyện an toàn điện là điều cần thiết để loại bỏ các nguyên nhân tai nạn do sự bất cẩn của con người tạo ra.

BBT Galaxy M&E