Nhằm góp phần bổ sung kiến thức về an toàn điện trong quá trình lao động, Galaxy M&E xin gửi tới bạn đọc bài viết về nhóm nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện.

Theo thống kê của Bộ Lao động - Thương bình và Xã hội, năm 2016 cả nước xảy ra 799 vụ tai nạn lao động dẫn đến chết người, trong đó nguyên nhân do mất an toàn về điện chiếm đến 12.5%, tương ứng 107 người thiệt mạng. Nhằm góp phần bổ sung kiến thức về an toàn điện trong quá trình lao động, Galaxy M&E xin gửi tới bạn đọc bài viết về nhóm nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện.

Nguồn điện có vai trò cực kỳ quan trọng trong qua trình thi công xây lắp. Bên cạnh những lợi ích mà nguồn điện đem lại, rủi ro là yếu tố luôn được nhắc đến trong quá trình khai thác và sử dụng năng lượng điện. Trong các vụ hỏa hoạn,  70% xuất phát từ quá trình sử dụng, vận hành các thiết bị tiêu thụ điện không hợp chuẩn. Trong những vụ tai nạn về điện thì hơn 30% số vụ dẫn đến chết người. Để không xảy ra sự cố ngoài ý muốn bắt buộc ta phải nắm được các nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện.

Việc loại trừ các các yếu tố dẫn đến tai nạn điện cần được đưa ra ngay từ khi xây dựng các biện pháp thi công. Tất cả các nguy cơ tai nạn từ điện cần phải được kể đến và phải đưa ra các biện pháp nhằm ngăn chặn và loại bỏ các mối nguy đó.

Nhóm nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện

Có thể liệt kê 3 nhóm nguyên nhân tổng quát dẫn đến tai nạn điện, cụ thể như sau:

- Do vô ý hay hữu ý tiếp xúc trực tiếp/gián tiếp với dây dẫn hoặc thiết bị đang mang điện. Trường hợp vô ý khi tiếp xúc với điện thường xảy ra với các vật bị hư hỏng phần cách điện. Trường hợp hữu ý xảy ra khi thao tác của con người không tuân thủ các quy định về an toàn điện hoặc do thiếu hiểu biết, thiếu kinh nghiệm thi công/sửa chữa/vận hành thiết bị mang điện. Trường hợp gián tiếp gây ra tai nạn do không tuân thủ khoảng cách an toàn với lưới điện.

- Thân thể người lao động tiếp xúc với điện rò rỉ trong đất do dây điện bị đứt chạm xuống đất mà sự tiêu tán dòng điện chưa đáp ứng các yêu cầu về an toàn. Hiện tượng này gọi là “điện áp bước”.

- Không tuân thủ nghiêm túc các quy trình đóng cắt điện. Đóng hoặc cắt điện mà không kiểm tra kỹ những mối liên quan đến mạch điện sẽ được thao tác, đóng điện khi có bộ phận đang thao tác trong mạng mà không được báo trước. Ngắt điện đột ngột làm người thi công không chuẩn bị trước phương pháp đề phòng tai nạn cũng như các thao tác sản xuất thích hợp.

Ngoài 3 nguyên nhân tổng quát nêu trên, tai nạn điện còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau như vị trí tiếp xúc của dòng điện với cơ thể người, điện áp, thời gian tiếp xúc, cường độ dòng điện, môi trường làm việc. Nội dung dưới đây sẽ đề cập đến từng nguyên nhân cụ thể.

1. Vị trí tiếp xúc của dòng điện với cơ thể

Vị trí của cơ thể tiếp xúc với dòng điện hết sức quan trọng vì nó tạo ra luồng điện dẫn qua cơ thể. Dòng điện qua cơ thể phải dẫn từ nguồn có điện đến đất hoặc vật kim loại để dẫn tiếp.

Luồng điện nguy hiểm nhất: Thông thường, luồng điện đi từ tay phải, qua cơ thể dẫn xuống chân để nối với đất là luồng nguy hiểm nhất đối với cơ thể người. Dòng điện khi tiếp xúc với tay phải, trong lúc đó chân không mang giày bảo hộ hoặc môi trường ẩm ướt, dòng điện sẽ truyền tiếp xuống đất tạo thành một mạch điện khép kín gây ra rối loạn nhịp tim, dẫn đến tim ngừng đập. Ngoài ra, luồng điện từ tay trái sang tay phải, nghĩa là con người vô hình chung trở thành thiết bị điện trung gian cũng là luồng gây ra nguy cơ tử vong cao nhất so với các dạng khác.

Luồng điện ít nguy hiểm hơn: Luồng điện đi từ chân nọ sang chân kia để dẫn tiếp ít nguy hiểm hơn vì luồng điện ngắn nhất không đi qua các bộ phận quan trọng điều khiển sự sống như tim, não, phổi.

Vị trí tiếp xúc của dòng điện và mức độ nguy hiểm tới cơ thể người | Galaxy M&E.

2. Sự ảnh hưởng của điện áp

Điện áp không chỉ ảnh hưởng đến trị số dòng điện. Điện áp còn làm thay đổi điện trở của người. Điện áp hạ thế có thể tạo thành các vết bỏng trên da nơi tiếp xúc với điện. Các vết bỏng do điện hình thành bởi tác động nhiệt. Vết bỏng là các chấm trắng hay đen, có khi cháy thành than. Tại vết bỏng, điện trở của da tiến tới 0 dẫn đến vùng da đó trở thành chất dẫn điện.

Ở điện áp bé hơn 50 Volt ít khi có vết bỏng; ở điện áp 220 Volt thường tạo thành vết cả khi thời gian tiếp xúc với điện áp ngắn hơn 1 giây. Với điện áp lớn hơn 700 Volt, da thường bị đánh thủng.

2.1. Điện áp càng lớn thì sự nguy hiểm của dòng điện đối với con người càng tăng cao

Đối với điện trung/cao thế (>1 kV, 20 kV, 35 kV, 110 kV…), dây dẫn điện chủ yếu là dây trần. Khi con người ở khoảng cách gần so với dây trung/cao thế, dòng điện sẽ phóng hồ quang khiến tim ngừng đập, liệt hô hấp. Hiện tượng này tương tự như sét đánh. Sau khi nạn nhân rơi vào trạng thái không kiểm soát, dòng điện sẽ tiếp tục thiêu cháy cơ thể.

Một câu hỏi đặt ra là tại sao dây trung/cao thế thường không có lớp cách điện?

Nguyên nhân là bởi với điện áp lớn cần đòi hỏi lớp cách điện (nếu có) phải dày, như vậy sẽ tăng trọng lượng hệ thống dây dẫn. Khi trọng lượng hệ thống dây dẫn tăng buộc các cột điện phải tăng độ lớn, khoảng cách giữa các cột phải giảm để đảm bảo chịu tải trọng lượng. Ngoài ra, khi có lớp cách điện, sự tỏa nhiệt của dây dẫn sẽ bị ảnh hưởng. Nhiệt lượng tỏa ra tỷ lệ thuận với hiệu điện thế và thời gian sử dụng. Nhiệt lượng tăng lên, nếu không tỏa nhiệt sẽ ảnh hưởng đến tính chất vật lý của dây dẫn, dễ gây ra hiện tượng cháy/chập, thậm chí là nóng chảy, đứt dây điện.

2.2. Điện áp an toàn trong các nhà máy, xí nghiệp, văn phòng hoặc các công trình dân dụng

Như đã nêu ở phần 1 nội dung bài viết, ngoài gián tiếp tiếp xúc với dòng điện, sự nguy hiểm của điện áp khi tiếp xúc trực tiếp phụ thuộc đồng thời vào 2 yếu tố: Môi trường làm việc và độ lớn của điện áp.

Trong môi trường ẩm ướt (độ ấm 100%), điện áp an toàn, không gây nguy hiểm cho con người tối đa là 6 Volt.

Trong môi trường xí nghiệp, nhà xưởng có bụi (kim loại nặng hoặc các loại bụi có tính chất dẫn điện), điện áp an toàn tối đa là 12 Volt.

Trong xưởng cơ khí, xưởng mộc có bụi nhưng bụi không có tính chất dẫn điện, đồng thời đảm bảo yếu tố khô ráo, điện áp an toàn tối đa với người là 36 Volt.

Trong môi trường làm việc tại các văn phòng/các công trình dân dụng, điện áp an toàn tối đa là 60 Volt.

3. Thời gian tác động của dòng điện

Mặc dù độ lớn của cường độ dòng điện không gây nguy hiểm trực tiếp đến con người nhưng với điện áp vượt mức an toàn (như đã nêu ở phần 2), thời gian tiếp xúc dòng điện càng lâu, mức độ nguy hiểm càng tăng cao. Với thời gian ngắn hơn 0.2 giây, dòng điện đi qua chưa gây nguy hiểm, từ 0.2 giây trở lên, tính mạng con người có nguy cơ bị đe dọa. Tuy nhiên, có trường hợp chỉ với 0.1 giây tiếp xúc dòng điện, con người đã có thể rơi vào trạng thái nguy hiểm.

Trong chu kỳ làm việc của tim, trung bình có khoảng 0,1 giây tim nghỉ (trạng thái giữa co và giãn), ở trạng thái này tim rất nhạy cảm. Khi dòng điện tác động đúng thời điểm không trùng vào nhịp đập của tim, một dòng điện nhỏ chừng vài chục mA đi qua có mức độ nguy hiểm tương đương với dòng điện 10A đi vào ở trạng thái bình thường. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian được thể hiện trong bảng dưới đây:

Cường độ dòng điện và thời gian tác động tương ứng với phản ứng của cơ thể | Galaxy M&E.

4. Tác hại của dòng điện khi đi qua cơ thể người

Dòng điện qua cơ thể người gây ra những phản ứng làm thay đổi trạng thái thần kinh, biến đổi thành phần máu/gây cháy bỏng. Người ta bắt đầu cảm thấy có dòng điện qua cơ thể khi cường độ dòng điện khoảng 0.6 ~ 1.5 mA với dòng xoay chiều và 5 ~ 7 mA đối với dòng điện một chiều. Tác hại của dòng điện qua cơ thể tuỳ thuộc dòng điện mới tiếp xúc, dòng điện dẫn qua cơ thể và dòng điện bị giữ lại cơ thể.

Dòng điện mới tiếp xúc: Là dòng điện nằm trong khoảng 0.6 ~ 5 mA. Dòng điện mới tiếp xúc với cơ thể được coi là khi người ta còn có khả năng tự tách mình ra khỏi dòng điện.

Dòng điện dẫn qua cơ thể: Là dòng điện trong phạm vi 15 mA với dòng điện xoay chiều và 50 ~ 80 mA với dòng một chiều.

Dòng điện lưu giữ lại trong cơ thể: Là dòng điện khoảng 15 ~ 20 mA với dòng xoay chiều và 80 mA với dòng một chiều. Dòng điện lưu giữ lại trong cơ thể có mức độ nguy hiểm đặc biệt vì dòng này gây co giật hệ thống thần kinh, cơ bắp bị co giật mạnh và sau đó bị tê liệt, tim ngừng đập dẫn đến tử vong.

Nhiều nghiên cứu về tai nạn điện cho thấy chỉ cần dòng xoay chiều 20 ~ 25 mA đã tạo ra nguy hiểm. Trên 50 mA có thể dẫn đến tai nạn nạn chết người.

Tác động của dòng điện khi đi qua cơ thể người | Galaxy M&E.

5. Điện giật do điện áp bước

Điện áp bước là điện áp mà con người phải chịu khi hai chân tiếp xúc tại điểm nằm trong phạm vi dòng điện chạy trong đất/trên sàn. Khi con người di chuyển trong phạm vi dòng điện tác động sẽ xuất hiện điện áp bước giáng lên 2 bàn chân, gây ra hiện tượng điện giật.

Điện áp bước chủ yếu xuất hiện trong các trường hợp khi hệ thống nối đất không đạt chuẩn hoặc bị lỗi hoặc dây dẫn điện bị đứt/hở và tiếp xúc với mặt đất.

Điện trở của đất mà dòng điện chạy qua sẽ giảm theo khoảng cách càng xa đối với điểm dòng điện chạy vào trong đất. Đến một khoảng cách nhất định thì điện trở này thực tế trở nên bằng 0. Vùng mà dòng điện thực tế bị triệt tiêu được gọi là vùng điện thế 0. Ở ngay tại điểm chạm đất, điện áp so với đất sẽ là: U_đ=I_d.R_d  (I_d là cường độ dòng điện chạm đất, R_d là điện trở điểm tiếp xúc với dòng điện).

Biện pháp phòng tránh điện giật trong vùng có điện áp bước là: Khi thấy dây dẫn đứt/hở/rơi xuống đất/sàn, ngay lập tức phải nhảy lò cò ra ngoài phạm vi 20 m tính từ điểm xuất hiện điện áp bước. Ở khoảng cách 20 m, điện áp bước có độ lớn xấp xỉ bằng không.

6. Tai nạn điện do môi trường làm việc

Mức độ an toàn điện phụ thuộc rất nhiều vào môi trường làm việc. Như phần 2.2 đã nêu, trong môi trường càng ẩm ướt giới hạn điện áp an toàn càng thấp. Tùy thuộc vào đặc điểm của môi trường làm việc mà mức độ an toàn trong quá trình vận hành/sử dụng các thiết bị điện khác nhau.

Môi trường ít nguy hiểm: Là môi trường làm việc có độ ẩm không khí không vượt quá 75% khi nhiệt độ từ 5 ~ 25^oC, đồng thời sàn làm việc được làm bằng vật liệu cách điện (có điện trở lớn), và không khí không có các loại bụi dẫn điện bay lơ lửng.

Môi trường nguy hiểm: Là môi trường làm việc có độ ẩm trên 75%, nhiệt độ trung bình trên 25^oC. Những nơi có nhiều bụi dẫn điện như xưởng nghiền than, xưởng chuốt cốt thép, gia công mài giũa cơ khí… Với nhiệt độ phòng trên 30 độ, người lao động dễ ra mồ hôi khiến điện trở cơ thể giảm làm tăng nguy cơ giật điện. 

Môi trường đặc biệt nguy hiểm: Là môi trường làm việc có độ ảm trên 100%. Trong môi trường này, tường, vách ngăn, sàn nhà thường xuyên có hiện tượng ngưng tụ nước. Ngoài độ ẩm, khu vực làm việc là xưởng gia công chất nổ, khí gây cháy nổ có nhiều bụi/khí tạo thành hỗn hợp chất nổ cũng là những môi trường làm việc đặc biệt nguy hiểm. Trong môi trường chứa chất dễ gây cháy nổ, khi nhiệt độ các thiết bị điện lên cao, nếu không có hệ thống thông gió hoặc tản nhiệt tốt sẽ là nguyên nhân gián tiếp gây hỏa hoạn. Đám cháy ban đầu có thể chỉ trong phạm vi nhỏ nhưng nếu không phát hiện kịp thời sẽ dẫn đến chập cháy toàn bộ hệ thống dây điện, đe dọa nghiêm trọng đến tính mạng con người và tài sản xung quanh.

Trên đây là 6 nguyên nhân dẫn đến tai nạn do điện gây ra. Ngoài những nguyên nhân mang tính chất tổng quát nêu trên, còn rất nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến sự an toàn trong quá trình thi công, sửa chữa, vận hành… các thiết bị điện. Để đảm bảo an toàn tuyệt đối trong quá trình lao động, hạn chế tối đa những nguyên nhân tai nạn do điện gây ra, các nhà máy/xí nghiệp nhất thiết phải được các đơn vị có chuyên môn và kinh nghiệm về lĩnh vực cơ điện tư vấn, thiết kế, xây lắp hệ thống cơ điện, đồng thời hướng dẫn sử dụng cũng như cung cấp dịch vụ bảo trì cơ - điện. Có được như vậy, doanh nghiệp vừa hạn chế tối đa những vụ tai nạn lao động do điện gây ra, vừa góp phần phát huy năng suất sử dụng các trang thiết bị, tiết giảm chi phí và thời gian quản lý bộ máy giúp vận hành điện an toàn. Đối với người lao động làm việc trong môi trường có nhiều thiết bị điện, trước khi tiến hành công việc cần hiểu và nắm vững các yếu tố cơ bản giúp phòng tránh tai nạn điện.

BBT Galaxy M&E