ELCB - Cầu dao chống giật

ELCB (Earth leakage circuit breaker) thường được gọi tên theo các thói quen khác nhau là "Rơ le bảo vệ chạm đất", aptomat “chống giật”, “cầu dao chống giật”. ELCB là loại thiết bị làm việc trên nguyên tắc phát hiện sự chênh lệch dòng điện đi và về để có thể ngắt phía nguồn tiêu thụ nếu có sự chênh lệch giữa chúng. ELCB được dùng để bảo vệ an toàn cho lưới điện quan trọng hơn là sự an toàn của con nguời đối với các nguy cơ bị "điện giật".

Vì gia đình tôi có hai đứa con trai rất nghịch ngợm, lại đang ở trong lứa tuổi dễ bị tổn thương do điện (lứa tuổi từ 1 đến 5^[1]), nên ngay từ khi chúng bắt đầu biết nghịch ngợm thì tôi phải lắp đặt các ELCB vào mạng điện gia đình. Lắp đặt thiết bị này là điều mà tôi khuyên bạn thực hiện để an toàn hơn cho con người, thiết bị và tài sản để hạn chế các rủi ro do điện lưới gây ra.

BỊ GIẬT ĐIỆN ?

Dòng điện (mA)	Hiện tượng
2 ¸ 3	Ngón tay tê mạnh
5 ¸ 7	Bắp thịt co lại
8 ¸ 10	Đau, khó rời vật mang điện
20 ¸ 25	Khó thở, tay không rời được
50 ¸ 80	Thở tê liệt, tim đập mạnh
90 ¸ 100	Thở tê liệt, nếu t >3s thì tim ngừng đập
Ghi chú: Bảng theo nguồn chú thích 3

Trước tiên thì tôi cũng giải thích một chút về tại sao lại có sự “giật” khi mỗi người chạm vào điện. Rất nhiều người chỉ hiểu rằng nếu sờ vào điện lưới dân dụng thì sẽ bị giật hoặc nguy hiểm đến tính mạng, nhưng không hiểu nguyên nhân gây ra sự giật này.

Khi một dòng điện với cường độ đủ lớn đi qua người thì sẽ tạo ra cảm giác bị "điện giật". Tuỳ theo từng trường hợp, lứa tuổi mà mức độ ảnh hưởng của điện đối với cơ thể con người là khác nhau nhưng nói chung là đều gây ra có hại (tất nhiên cũng có các phương pháp điều trị bằng điện, ví dụ châm cứu điện ở các dòng điện cường độ thấp^[2]) hoặc có nhiều trường hợp dẫn đến tử vong.

Bảng bên phải là mức độ ảnh hưởng của dòng điện lên cơ thể con người^[3]. Cũng trong bài viết này thì tác giả đã đánh giá rằng với tham số lưới điện 50 Hz ở Việt Nam thì dòng điện truyền qua người vào khoảng 40-50 mA là đã đủ gây nguy hiểm chết người.

DÒNG ĐIÊN DI CHUYỂN THẾ NÀO TRONG MẠCH ĐIỆN?

Có hai loại dòng điện: Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều mà chúng ta thường gặp hàng ngày.

• Dòng điện một chiều là dòng điện có chiều chuyển động của các điện tích theo một hướng nhất định, không thay đổi theo thời gian. Các loại pin, ắc quy là các dòng điện một chiều.
• Dòng điện xoay chiều là loại dòng điện mà chúng thay đổi chiều chuyển động của các điện tích một cách liên tục theo thời gian. Ví dụ lưới điện dân dụng ở Việt Nam thường sử dụng dòng điện xoay chiều có tần số 50 Hz, có nghĩa là trong một giây nó thay đổi chu kỳ 50 lần, chiều của nó đảo đi đảo lại 100 lần.

Bất kỳ một dòng điện nào cũng đều có một sự chuyển động khép kín theo một vòng tròn. Chúng không thể chạy ra khỏi cái vòng tròn đó. Ví dụ một quả pin mà ta thường thấy thì dòng điện xuất phát bên trong quả pin, chạy đến cực dương, rồi đi qua mạch tiêu thụ (bóng đèn, đài, điều khiển, điện thoại...bất kỳ cái gì dùng pin) rồi đi về cực âm, vào bên trong quả pin đó để hoàn thành một quá trình chuyển hoá thành điện năng. (Tất nhiên rằng đây là cách nói dễ hiểu chứ thực ra thì dòng điện đi trong các dây dẫn kim loại thì lại là sự chuyển dời của các điện tích (electron) và điện tích đi ra từ cực âm rồi di chuyển qua tải - về cực dương).

Đối với các loại điện được sử dụng trong dân dụng, bạn có thể nhận thấy dòng điện được xuất phát từ biến thế hạ áp ở các trạm phân phối điện, đi qua dây dẫn đến nhà bạn, qua các thiết bị điện mà bạn sử dụng rồi lại quay trở lại bằng dây dẫn thứ hai song song với nó, trở lại máy biến áp. Do tính chất xoay chiều nên nó đổi chiều liên tục.

Vậy thì có bao giờ dòng điện đi không khép kín hay không? Chưa bao giờ! Bởi vì nếu bạn có nhận ra ở một trường hợp nào đó ở trong dân dụng có dòng điện đi không theo trường hợp khép kín thì đó hoặc là các trường hợp rất đặc biệt (ví dụ như tụ điện sau quá trình tích điện được phóng điện khi có dây nối hoặc phóng thủng qua lớp điện môi, hoặc các trường hợp đặc biệt khác như sét...).

THẾ THÌ SAO LẠI BỊ ĐIỆN GIẬT?

Ở trên bạn đã thấy rằng chỉ khi có một dòng điện chạy qua cơ thể người thì mới bị điện giật, mà dòng điện lại đi theo một mạch điện kín, như vậy thì tại sao người sờ vào một cực nào đó thì lại bị điện giật? Lúc này dòng điện chạy qua cơ thể người có tạo ra một mạch điện kín hay không? Có mâu thuẫn với điều trên không?

Bạn hãy nhìn vào hình minh hoạ bên sẽ nhận thấy rằng dòng điện được xuất phát từ nguồn đi đến thiết bị và nếu sự cách điện ở đâu đó bên trong thiết bị là không tốt thì sẽ xảy ra hiện tượng xuất hiện điện ở vỏ thiết bị. Khi người sử dụng sờ vào và sẽ bị giật. Điều này không cần chứng minh bởi vì nhiều người đã gặp rồi đối với các thiết bị điện bị rò rỉ điện, hoặc ngay như bạn sờ vào chiếc vỏ máy tính của bạn - tuy không giật mạnh nhưng có thể nó cũng tê tê.

Nhưng vì sao lại như thế. Đó là bởi vì hệ thống điện dân dụng luôn sử dụng một cực được nối với đất, do đó cực còn lại luôn luôn có một hiệu điện thế so với "đất", và như vậy thì dòng điện đã truyền thông qua người để xuống "đất" để tạo ra một mạch điện khép kín.

Vậy bạn có thể thấy khó hiểu đối với một số trường hợp khác thường hay không?

Có bao giờ nhìn thấy các con chim đậu trên các dây điện (không được bọc vỏ bảo vệ) hay không? Có! Ai đó đã giải thích rằng vì chân nó có sừng nên cách điện, nên nó đã không bị giật. Chưa đúng! Con chim đã không bị giật bởi vì không có dòng điện đi qua nó vì nó không tạo thành một mạch điện khép kín - bởi điện đi vào con chim rồi nó đi đâu? thế nên không có dòng điện (thực tế có một dòng rất nhỏ bởi các yếu tố khác, nhưng giải thích điều đó thì rất phức tạp nên tôi coi không có dòng điện).

Không giống như con chim, một số người thán phục một người nào đó đứng trên thang khô, ghế đẩu bằng gỗ...rồi cứ dùng tay "nối sống" điện. Người này đã biết được nguyên lý của dòng điện nên đã khéo léo thao tác với sự sờ tay vào dây điện đang có điện mà không bị giật. Nhưng bạn đừng thực hiện điều này nếu không hiểu biết - bởi có thể bạn sẽ trở thành vật dẫn điện từ tay phải sang tay trái - và nó giật đấy!!!.

ELCB HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?

Sự hoạt động của ELCB

Ta nhận thấy rằng dòng điện đi theo một mạch kín, do đó mà khi nào đó nó bị đi nhầm về một hướng khác với mong muốn theo thiết kế thì có thể dựa vào nó để chế tạo các thiết bị chống sự giật điện.

Nhìn vào hình minh hoạ trên thì ta nhận thấy rằng sự khép kín trong mạch điện này được phân thành hai nhánh: Dòng điện từ nguồn cung cấp đi đến ổ cắm vào thiết bị và quay trở lại ổ cắm, về nguồn phát - với một dây nối đất. Một phần còn lại đi qua tay người, xuống chân và đi xuống đất.

Như vậy tuy mạch điện ở phần tổng thể là một mạch kín, nhưng tại một số điểm nào đó trên sơ đồ thì chúng không còn là mạch kín nữa: Dòng điện đi và về là không bằng nhau, chúng đã bị "thất thoát". Phần mất cân bằng này đã đi tắt xuống đất mà không theo đường dẫn về nơi chúng sinh ra theo dây dẫn.

Chính phần dòng điện đi tắt này đã đi qua các bộ phận cơ thể người để gây ra sự "giật điện". Ở trên thì ta đã biết rằng điện giật nguy hại cho sức khoẻ của con người, chúng có nguy cơ gây tử vong rất cao.

Vậy thì nếu có một thiết bị nào đó có thể phát hiện ra dòng điện chạy trong dây dẫn bị lệch nhau giữa đi và về để kịp thời ngừng cung cấp điện thì chúng có thể hạn chế được tai nạn về điện giật. Có, thiết bị đó gọi là ELCB mà tôi đã tự định nghĩa lại chúng ngay ở đầu của entry này.

Qua những gì đã trình bày ở trên thì bạn thấy ngay rằng ELCB hoạt động dựa theo sự so sánh giữa dòng điện đi và dòng điện về để phát hiện sự chênh lệch dòng điện là bao nhiêu ở phía tải - tức là phía hộ tiêu thụ của bạn. Nếu sự chênh lệch này lớn hơn một giới hạn nào đó thì chúng sẽ ngắt điện. Thế thôi - cơ bản là như vậy - bạn là một người không chuyên về điện tử, thiết bị điện v.v.. hoặc các chuyên môn nào đó để hiểu cũng giống như tôi thì bạn chỉ cần biết đến đó để đến mục dưới: Mắc chúng như thế nào trong mạng điện.

Nhưng mà khoan đã, tôi lại phải giới thiệu một chút về các tham số của nó đã chứ nhỉ. ELCB thì có nhiều loại có các tham số khác nhau để phù hợp với từng cấp độ của mạng điện, chúng có một tham số cơ bản nhất là giới hạn của dòng điện rò để ngắt cầu dao. Các thông số còn lại là cường độ dòng điện chịu đựng, mức điện áp là việc. Bạn có thể nhận thấy một số tham số của các ELCB thông dụng:

• Điện áp (xoay chiều): 230V
• Dòng điện rò: 30 mA
• Dòng điện chịu đựng: 30A

Lấy ngay ví dụ trên thì nhận thấy rằng tham số đó có nghĩa rằng chúng được sử dụng trong một mạng điện lưới có mức điện áp 220V, tổng dòng điện tải mà bạn có thể sử dụng khoảng 30A, nếu quá mức cường độ dòng điện này thì ELCB sẽ tự ngắt - nghĩa là lúc này nó hoạt động giống như một aptomat thông thường (chính vì vậy nhiều người đã quen gọi ELCB là "aptomat chống giật" theo thói quen). Tham số về dòng điện rò 30 mA sẽ là định mức để nếu có một sự chênh lệch dòng điện là 30 mA thì ELCB sẽ ngắt điện.

Vậy thì ELCB có công dụng gì?

Trong cả phần trên hoặc phần dưới tôi đều chú trọng nói đến ELCB cho mạng điện gia đình và văn phòng nhỏ với công dụng nổi bật là nhằm tránh sự giật điện cho con người. Điều này cũng có thể làm cho bạn nghĩ rằng ELCB chỉ có một công dụng như vậy.

Không chỉ có tác dụng đối với sự an toàn của con người, nhưng không phải là như thế ELCB còn có tác dụng đề phòng hoả hoạn xảy ra đối với mạng lưới điện. Bạn có thể sống trong một ngôi nhà được đổ bê tông và nghĩ rằng chúng không bao giờ bị cháy - nhưng thực tế là có các vụ cháy nhà, cháy chợ, cháy văn phòng mà chúng đều không phải xây dựng bằng vật liệu dễ cháy (chắc qua các thông tin đại chúng thì bạn cũng nhận ra điều đó).

Chập điện, rò điện cũng là một nguyên nhân gây ra cháy, hoặc chúng cũng có thể là tác nhân giúp cho đám cháy được bùng lên mạnh hơn. Ngày nay thì nguyên nhân cháy do điện có vẻ nhiều lên khi thống kê lại các vụ cháy lớn, còn các vụ cháy mang tính địa phương, gia đình do điện thì ít người thống kê nên tôi tin rằng chúng đã trở lên nhiều hơn so với các nguyên nhân khác (ví dụ: vứt tàn thuốc còn lửa, tàn lửa từ các động cơ, ...)

Khi chập điện thì tại vị trí chập nhau sẽ sinh ra nhiệt đủ để phát cháy đối với chính dây dẫn với vỏ cách nhiệt bằng nhựa, và chủ yếu là nhiệt đó sẽ tạo ra bén lửa đối với các vật xung quanh. Dòng điện có thể tăng cao đến mức làm các aptomat (hoặc cầu chì bảo vệ) ngắt điện. Sự ngắt này sẽ làm cho dòng điện dân dụng sẽ không còn là tác nhân tiếp tục làm đám cháy mạnh thêm nữa.

Như vậy bạn có thể nghĩ rằng trong trường hợp chập cháy gây hoả hoạn thì chẳng cần các ELCB bởi vì các aptomat thông thường cũng đã đủ ngắt điện? Không hoàn toàn đúng, bởi vì nếu đối với các sự chập điện xảy ra với một dòng điện nhỏ hơn so với định mức của một aptomat, hoặc là trường hợp cháy các loại quạt điện, động cơ hoặc các thiết bị điện khác trong gia đình/văn phòng, chúng chỉ cần một dòng nhỏ mà vẫn gây phát nhiệt, trường hợp này thì aptomat không bảo vệ được.

Trong các trường hợp sự cố đối với các thiết bị điện gây phát nhiên, nhiều khả năng là chúng làm cháy dây dẫn được bọc cách điện, do đó sẽ xuất hiện dòng điện rò ra vỏ thiết bị, và có thể chúng được truyền xuống đất. Không chỉ thế, trong các trường hợp khác thì dòng điện có nhiều khả năng rò xuống đất và làm mất cân bằng giữa dòng điện đi và dòng điện về trong một mạng điện gia đình. Vậy là ELCB có mặt để ngắt điện.

Và ELCB có thể còn có nhiều công dụng khác nữa, nhưng mà tôi thì vẫn chú trọng về mặt bảo vệ sự an toàn của con người hơn nên không trình bày nhiều về các công dụng khác của ELCB.

Nguyên lý làm việc

Phần này thì bạn có thể không cần đọc nó, bởi vì bạn là một người bình thường thì có thể khó hiểu, nhưng nếu như bạn đã học tập ở mức độ bình thường (nhớ được khoảng 50% kiến thức được học thời trung học là hiểu. Và ở đây thì đang là phần mở ngoặc để bạn thấy rằng chính bạn phê phán sự học giả, người giả, nhưng bạn lại không nhớ đến những kiến thức ấy - mà không phải các thầy cô đã không dạy bạn - mà chỉ do bạn không học và không nhớ đến chúng mà thôi. Vậy nên hãy hướng tới những thế hệ tiếp theo học tập được đều và tốt hơn nhé!)

Bạn có nhớ đến một thí nghiệm khá lý thú về một dòng điện đi xuyên qua một tờ giấy, trên tờ giấy rắc các mạt sắt nhỏ, kho gõ gõ tờ giấy để cho mạt sắt tự chuyển động thì nó sẽ sắp xếp nhau theo một hình tròn xung quay tâm dây dẫn dòng điện đi qua không nhỉ? Thí nghiệm này rất lý thú và nó làm bạn nhớ đến nó chứ? Nếu không thì cũng không sao, bởi vì tôi cũng thấy có rất nhiều người không nhớ đến nó.

Ở đây thì mỗi một dòng điện đều sinh ra xung quanh nó một từ trường, nếu như dòng điện là xoay chiều thì từ trường này sẽ biến thiên liên tục xung quanh dây dẫn đó. Đây là những hình dung thôi đấy nhé, bởi vì bạn sẽ không nhìn thấy được từ trường của chúng, từ trường vô hình mà. (Và bạn có biết rằng chính bạn cũng đang sống trong từ trường đó bởi vì trái đất chính là một nam châm khổng lồ mà cực bắc là Bắc cực, cực nam là Nam cực - chính đó đã làm cho các la bàn bằng nam châm mới có thể xoay hướng để chỉ ra phương Bắc, phương Nam).

Rồi. Nếu như ta quấn quanh một dây dẫn có dòng điện chạy qua một vòng dây khác thì trong dòng điện này sẽ xuất hiện một dòng điện. Điều này thì cũng có vẻ đúng nhưng mà chưa chính xác, bởi vì nếu như ta quấn quanh một nam châm vĩnh cửu thì cũng không sinh ra dòng điện (bởi nếu được người ta sẽ tạo ra được các loại động cơ vĩnh cửu đã làm tốn bao giấy mực thời xa xưa).

Như vậy thì thấy rằng từ trường sinh ra không biến thiên sẽ không sinh ra một dòng điện cảm ứng nếu có các vòng dây quanh nó, mà điều này thì luôn được thực tế chứng minh với bạn bởi vì không có các loại máy biến áp một chiều sử dụng cuộn dây và lõi từ.

Ứng dụng của sự xuất phát một từ trường xung quanh một dây dẫn điện có dòng điện xoay chiều chạy qua đã được người ta tạo ra các dụng cụ đo dòng điện xoay chiều mà không phải mắc nối tiếp vào mạch điện của chúng. Tôi cũng có một thiết bị như vậy, nó là chiếc kìm đo dòng (chẳng biết gọi tên nó như thế có đúng không nữa), bạn thấy đấy, nó được tôi sử dụng để đo các dòng điện để có thể tính toán công suất các thiết bị trong phạm vi gia đình mình - thực ra thì lúc đầu tiên mua nó chỉ để đo dòng điện tiêu thụ của nguồn máy tính mà tôi thường nghiên cứu về nó trong phạm vi nhận thức của mình. Ở những thiết bị đo đếm điện với dòng điện lớn hoặc có mức điện áp cao thì người ta đều đo như vậy - nó có vẻ như trái với những suy nghĩ bạn đã được học rằng muốn đo một dòng điện thì mắc một đồng hồ nối tiếp với dòng điện đó phải không?

Khi mà tôi sử dụng chiếc đồng hồ kìm đo dòng để cặp vào một cặp dân dẫn điện cho một thiết bị nào đó, tôi nhận thấy kết quả của nó bằng không - tức là không có dòng điện nào đi qua nó cả - theo như kết quả hiển thị ra ở chiếc đồng hồ. Vô lý nhỉ, ví dụ tôi sử dụng để đo dòng cho chiếc nồi cơm điện, công suất của nó không phải là nhỏ, mà sao lại không có dòng nào đi qua? Hay là chiếc đồng hồ này sai? Không. (Đôi khi chúng ta nghĩ như thế: Những thiết bị đo đếm, kiểm chứng chúng thường hoạt động tương đối chính xác, chỉ có tư duy của chúng ta sai lầm, không giải thích được nên đổ lỗi cho chúng mà thôi. Tôi đã gặp nhiều người làm kỹ thuật có tư duy như thế, khiến cho họ luôn thất bại trong công việc và phá hỏng thiết bị, hoặc yêu cầu thay thế một cách vô lý chỉ bởi vì họ tin rằng họ đúng, họ rất giỏi và họ không chịu nghe và phân tích những ý kiến phản biện lại). Trong trường hợp này thì tôi đã sai khi mà đo dòng điện xoay chiều một cách cặp đôi hai dòng điện đi ngược chiều nhau: Có nghĩa là giá trị của chúng sẽ bằng không (0). Rất đơn giải bởi vì từ trường sinh ra đã bị triệt tiêu nhau bởi hai dòng điện trái chiều được đặt song song nhau.

Bên trong một ELCB, (ảnh từ ELCB)

Đến đây thì sau một hồi dài dòng để nói đến cái đồng hồ kìm đo dòng với các triết lý lồng ghép thì có lẽ rằng bạn đã nhận ra loáng thoáng về nguyên lý của ELCB: Chúng dựa trên sự đo đạc sự xuất hiện dòng điện bởi hai dây dẫn đặt song song nhau. Nếu phát hiện có sự sai lệch dòng điện giữa đi và về thì trong cuộn dây sẽ xuất hiện dòng điện, và tuỳ vào mức độ thiết đặt (hoặc số vòng dây nhiều hay ít) để chúng thiết lập kích hoạt sự ngắt cầu dao.

Có thể vẫn khó hiểu, nhưng thế này: Hai dây dẫn đặt song song nhau chứa một dòng điện chạy qua có cường độ bằng nhau và ngược chiều nhau thì từ trường của chúng sinh ra sẽ triệt tiêu nhau, và không có thiết bị nào đo được. Nếu như có các vòng dây để đo lại dòng điện của chúng thì chắc rằng ở điều kiện trên thì dòng điện đo được là bằng không. Nhưng nếu như có một dòng điện rò xuống đất thì có nghĩa là hai dòng điện này không bằng nhau. Sự chênh lệch khiến cho bên trong các vòng dây cảm ứng xuất hiện dòng điện, và chúng kích hoạt cho ELCB ngắt điện. Sự ngắt này thông qua một mạch điện nhỏ, chủ yếu chúng khuếch đại dòng điện cảm ứng lên lớn một chút và có một chút so sánh với mức chuẩn, rồi kích hoạt một aptomat thông thường để ngắt nguồn điện.

Bạn thấy không, rất đơn giản nếu như biết được nó, nhưng tôi đã cảm phục người phát hiện ra sự đơn giản này để chế tạo ra những chiếc ELCB làm cho con người được an toàn hơn với điện. Bạn cũng có thể phát hiện ra nhiều điều đơn giản như thế để cho cuộc sống loài người tốt đẹp hơn - chỉ cần chịu khó học tập, chú ý, suy luận và...xuất bản ý tưởng của mình.

Dưới đây là một số hình minh hoạ giúp bạn hình dung tốt hơn về sơ đồ nguyên lý của các ELCB

Ta nhận thấy một sơ đồ đơn giản về ELCB sử dụng một lõi từ hình xuyến (thường là lõi ferít) để xuyên hai dây dẫn đi qua, phần dòng điện được lấy làm cảm ứng được quấn quanh lõi từ đó.	Ở hình này (trên) thì dây dẫn điện lại được quấn xung quay lõi từ hình xuyến một cách đều nhau (để không gây ra sự lệch từ)

Mặt sau của ELCB (tháo nắp), có thể thấy cuộn dây cảm ứng

Hình minh hoạ phía trên là một sơ đồ đấu nối của ELCB cho một mạch điện ba pha, nguồn tiêu thụ là một động cơ. Đây chỉ là một sự minh hoạ giúp bạn hiểu rằng ELCB không chỉ đơn thuần bảo vệ chống rò điện ở các mạch điện một pha trong dân dụng, mà chúng còn sử dụng trong các mạch điện 3 pha trong công nghiệp hoặc các xưởng nhỏ

LẮP ELCB TRONG MẠNG ĐIỆN GIA ĐÌNH, VĂN PHÒNG

Khảo sát trước khi lắp đặt

Vỏ ngoài của một ELCB của hãng LS

Không phải gia đình nào cũng có thể lắp đặt được các ELCB để bảo vệ cho con người chống bị điện giật. Điều này có vẻ như vô lý nhưng chúng đã là thực tế bởi "cơ sở hạ tầng" mạng điện của gia đình bạn. Tại sao lại như vậy? Ở đây là chất lượng dây dẫn điện và cách lắp đặt chúng hiện tại trong gia đình của bạn. Nếu như chất lượng dây dẫn tốt thì chắc rằng bạn dễ dàng lắp đặt một ELCB mà không gặp phiền toái nào, nhưng nếu dây dẫn điện có vỏ chất lượng kém, sử dụng lâu năm thì sự truyền điện ra ngoài tường và các thiết bị khác để xuống đất làm cho luôn có một dòng điện không hoàn chỉnh, và như vậy thì lắp đặt ELCB sẽ luôn luôn hoạt động, mà điều đó thì bạn chỉ có đường tháo bỏ chúng.

Có rất nhiều người đã gặp phiền toái với các ELCB được trang bị, sau đó thì chúng luôn nhảy mà chẳng hiểu tại do đâu. Thường thì những người sửa chữa điện cho gia đình bạn sẽ rò rẫm nơi nào là nguyên nhân, mà nếu không được thì họ hoặc là đề nghị tháo bỏ ELCB hoặc là điều chỉnh một chút bên trong ELCB để chúng có thể chịu đựng được dòng điện lớn hơn một chút nữa. Thủ thuật này không phải là tôi tưởng tượng ra mà là nghe được trực tiếp những người sửa chữa điện nói ra khi mà tôi đang đi mua chính các ELCB và được họ (cũng đang mua thiết bị điện cho công trình của gia đình nào đó) nhiệt tình nói ra với tôi và nói với nhau. Họ đã không chỉ rõ ra cách làm, nhưng tôi có thể suy đoán ra hành động của họ dựa vào nguyên lý làm việc của ELCB (có thể là đấu tắt, có thể là cắt bớt số vòng dây cảm ứng để ELCB vẫn có thể làm vệc được, nhưng lúc này chúng đã có thông số hoạt động khác hẳn (và lớn hơn nhiều về sự so sánh các dòng lệch) so với nhãn mác của thiết bị đã ghi. Cho dù là cách nào thì hành động này cũng có thể gây ra sự nguy hiểm cho gia đình của bạn.

Vậy thì trước khi lắp đặt bạn nên khảo sát xem chúng có phù hợp với hệ thống điện của gia đình bạn hay không. Tốt nhất là mượn được một chiếc ELCB nào đó để lắp thử với chế độ không định vị chắc chắn, rồi mới tiếp tục mua và lắp đặt cố định vào hệ thống lưới điện gia đình. Cách trên không phải là tối ưu đối với kiến thức bình thường, nếu bạn thạo hơn về vật lý và có thêm một số công cụ đo đạc thì sự khảo sát bằng cách đo điện trở cách điện sẽ là cách mang tính chất kỹ thuật hơn, hợp lý hơn mà không cần phải mượn hoặc mua thử một ELCB.

Lắp đặt ELCB trong mạng điện gia đình, văn phòng

Một mạng điện gia đình (hoặc cả đối với các văn phòng) lý tưởng nhất là lắp các ELCB theo các cấp độ khác nhau theo từng mức phân nhánh của sự cung cấp điện nhằm đảm bảo phù hợp với tình trạng làm việc của chúng.

(Hình mình hoạ: ELCB lắp đặt trong gia đình/văn phòng có màu đen ở giữa (bên trái là một aptomat). Ảnh theo ttvnol)

Với một ELCB lắp đặt tại nguồn tổng (tức là đầu vào của hệ mạng điện) thì chúng cần có tham số chịu dòng điện lớn và cường độ dòng điện lệch cao nhất. Điều này nhằm giúp cho hệ thống không bị ngắt điện toàn bộ khi một ELCB nào đó ở các nhánh dưới cũng bị ngắt do có sự dò điện: Ví dụ một thiết bị nào đó bị rò điện ra vỏ hoặc một ai đó vô tình sờ vào điện ở một nhánh nhỏ thì ở nhánh tổng ELCB sẽ cắt điện, và toàn bộ sẽ mất điện. Tất nhiên rằng sự an toàn là quan trọng nhất bởi vì sự ngắt điện có thể làm bực mình, thiệt hại, nhưng cứu được một người khỏi nguy cơ điện giật thì không có giá nào so sánh được. Nhưng thực tế thì không phải như vậy, bởi vẫn có cách mắc chúng mà các nhánh con có thể ngắt ở nhánh con mà nhánh tổng không bị ngắt. Vậy thì trong trường hợp này nếu bạn chỉ lắp một ELCB tại một nhánh tổng thì có nghĩa rằng hoặc bạn quá tiết kiệm, hoặc là bạn chưa hiểu biết và nhìn rộng các vấn đề (hoặc cả hai).

Giả sử mạng điện gia đình của bạn có nhiều nhánh (ví dụ nhiều tầng trong một ngôi nhà) thì sự không hoàn hảo của hệ thống dây dẫn có thể làm cho dòng rò xuống đất tổng là lớn. Ví dụ như tầng 1 của bạn rò một ít, tầng 2 rò một ít, v.v.. và tổng lại thì dòng rò có thể vượt ngưỡng có thể gây giật đối với con người - vậy thì nếu lắp một ELCB tổng có tham số nhỏ sẽ không làm việc được - chúng luôn ngắt nguồn ngay khi được lắp vào hệ thống điện.

Một số thiết bị điện thường xuyên làm việc với khả năng gây ra dòng rò lớn. Ví dụ như các loại máy giặt luôn ẩm ướt, các loại bình nước nóng sử dụng điện với hơi nước mù mịt...đây cũng là một nguyên nhân dẫn đến dòng rò tổng cao. Tất nhiên là tôi viết điều này dựa trên các thiết bị chung, bởi vì các thiết bị mà nhiều người sử dụng đang dùng thường là chưa đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn (ví dụ tiêu chẩn của Châu Âu, Úc, hoặc Hoa Kỳ), chúng có khả năng rò điện cao và tiềm ẩn nguy cơ gây mất an toàn cho người sử dụng. Điều này là đương nhiên thôi khi mà chúng ta cố gắng mua những thiết bị dân dụng giá rẻ thì nhà sản xuất sẽ khó mà thiết kế chúng tuân theo các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt được.

Như vậy thì cách lắp ELCB trong mạch điện gia đình là như thế nào. Tốt nhất là nên lắp một ELCB tổng với một tham số lớn về tổng cường độ dòng điện chịu đựng qua nó, có dòng rò định mức cao, lắp các nhánh con các ELCB có tham số nhỏ hơn. Cách lắp này còn giúp khoanh vùng các vùng bị rò điện mà không phải lật tung tường, dò từng vị trí xem chỗ nào gây rò rỉ nữa.

Tôi lấy một ví dụ cho sự lắp đặt như thế này theo từng cấp độ nhánh khác nhau của mạng điện trong gia đình/văn phòng: ELCB tổng: 300 mA, Nhánh từng tầng: 100 mA, nhánh từng phòng 30 mA. Xin lưu ý rằng đây chỉ là ví dụ gợi ý, tuỳ theo từng gia đình/văn phòng mà sử dụng các loại ELCB khác nhau, cách thức sử dụng điện lại cần nghiên cứu, thiết đặt lại cho phù hợp.

Hãy lưu ý đến các thiết bị sử dụng điện quan trọng hoặc thiết bị an ninh: Ví dụ như nguồn nuôi cho chiếc cửa cuốn của bạn và sự điều khiển từ xa, những hệ thống báo động đột nhập, những hệ thống điều khiển hoặc tự động hoá khác trong gia đình của bạn: Nếu chúng được lắp sau một ELCB thì có khả năng là nó sẽ bi vô hiệu hoá bởi ai đó muốn chúng vô hiệu (tạo ra sự rò giả bởi đấu một dây dẫn với đất với một dây ở ngoài ngôi nhà của bạn) hoặc là chính bạn cũng khó có thể vào được ngôi nhà của mình bởi cánh cửa không hoạt động nữa do sự cố nào đó về điện trong khi bạn vắng nhà. Vậy thì cần có một dường dẫn điện riêng không qua các ELCB đối với các thiết bị đặc biệt như vậy.

Cũng lưu ý thêm một ý rất phụ rằng một số loại bình nước nóng sử dụng điện năng hiện nay đã được trang bị sẵn các ELCB bên trong, chúng có thể làm tăng giá thành nên và được quảng cáo rằng đảm bảo an toàn cho người sử dụng với sự chống rò điện thì chính là tính năng này. Nếu như một bình nước nóng nào đó chỉ có thểm tính năng chống rò điện mà bạn lại được lắp sẵn các ELCB trong mạng điện rồi thì không nhất thiết phải dùng chúng. Còn nếu gia đình bạn chưa lắp các ELCB thì nên đầu tư chúng thay cho bỏ thêm tiền cho tính năng chống rò điện của bình nước nóng.

BẢO DƯỠNG ELCB

ELCB có cần bảo dưỡng không, tôi nghĩ là không nên tháo chúng ra sờ sịt vào nó để có thể bị sai lệch thông số nếu bạn không hiểu chúng. Nhưng thực ra chúng lại cần được bảo dưỡng theo một cách khác rất đơn giản.

Từ ELCB

Tôi để ý đến chiếc ELCB mà tôi mua của một hãng tại Nhật Bản sản xuất thì tại nút test (test switch) sự hoạt động nó có ghi "Mỗi tháng test một lần". Như vậy thì khuyến cáo của nó rằng một tháng chúng ta phải giả vờ bị giật điện một lần để cho chúng hoạt động được đúng đắn. Cách này làm cho các thiết bị được thường xuyên hoạt động để tránh không làm việc quá lâu, hoặc các phần thiết bị hoạt động dựa trên nguyên tắc cơ khí đơn thuần quá lâu không được làm việc (ví dụ các lò xo nén quá lâu có thể gây két tại điểm nén. Sự test này định kỳ hàng tháng sẽ giúp cho chúng hoạt động với bất kỳ lúc nào xảy ra sự cố.

Một ELCB của hãng LS, nút test có màu đỏ. Giá thành khoảng 150.000 VNĐ (Ảnh từ ELCB)

Điều này có gì đặc biệt không, khi mà một số ELCB của các hãng khác lại cũng có nút đó, nhưng lại không khuyến cáo chế độ test hàng tháng như vậy? Đó là các hãng đã không chú trọng đến sự hoạt động ổn định lâu dài? hoặc là quá tốt đến không cần phải test? Tôi không rõ lắm, nhưng khi so sánh về giá trị khi tôi mua thì chiếc ELCB của Nhật Bản có giá khoảng 550.000 VNĐ thì có sự đề nghị test, nhưng một chiếc ELCB của Hàn Quốc giá khoảng 150.000 VNĐ thì không đề nghị như vậy. Và cũng có thể ELCB của Hàn Quốc có giá vừa rẻ, vừa tốt như lời quảng cáo của người bán hàng ?! Điều này thì tôi không rõ lắm.

Thôi thì nó có tốt thật hay không thì dù không được khuyến cáo nhưng tôi vẫn cứ bấm nút test hàng tháng.

CON NGƯỜI LÀ TẤT CẢ

Tôi gặp một số nhỏ các trường hợp thế này: Một người đi xe máy và bị ngã xe, người đó gượng dậy và việc đầu tiên là xem chiếc xe máy có bị hư hại gì không, rồi bắt đầu lo ngại nếu như chiếc xe đó không phải là sở hữu của họ, điều đáng làm mà họ cần quan tâm đến bản thân họ hoặc những người khác bị họ làm ngã. Không phải là hoàn toàn ai cũng vậy nhưng đôi khi cúng ta coi trọng những đồ vật hơn cả bản thân mình.

Con người luôn làm ra tất cả, con người là trung tâm so với các đồ vật phục vụ cho chúng ta. Vậy nên bạn đừng e ngại khi lắp đặt các ELCB để bảo vệ tính mạng cho chính mình và những người thân của mình.

Nếu bạn muốn lắp các ELCB vào cho gia đình hoặc văn phòng của mình thì hãy tự tìm các cửa hiệu bán đồ điện nào đó để hỏi và được tư vấn thêm (đôi khi chưa chắc người bán đã thấu hiểu về ELCB đâu). Nếu bạn hỏi tôi nên mua loại ELCB nào, mua ở đâu thì tôi sẽ không nói, bởi vì điều đó làm cho bạn nghĩ rằng entry này được viết ra để quảng cáo cho một sản phẩm nào đó. Không! Đây là kinh nghiệm của tôi bởi sự an toàn cho những đứa con của tôi mà thôi. Khi tôi biết những kinh nghiệm này thì tôi viết lên blog của mình để chia sẻ đến mọi người. Tôi đã nghĩ kinh nghiệm này sẽ tốt cho bạn và những người thân của bạn.

Tham khảo

Lắp thêm aptomat chống giật? Trên diễn đàn Trái Tim Việt Nam Online.

Chú thích

Lưu ý về cách gọi tên một số thiết bị hoặc hiện tượng. Chúng được tôi sử dụng theo cách gọi tên theo thói quen hoặc sử dụng trong một địa phương mà có thể chưa được sử dụng theo sự thống nhất chung. Chẳng hạn như "Nối đất" có thể được hiểu là "GND", "tiếp địa", "nối mát"...

1^. Điện giật và các tổn thương do điện, bác sĩ Nguyễn Văn Thịnh đăng trên Y Dược ngày nay.

2^. Bộ Y tế không cho phép chữa bệnh bằng xung điện, nhân điện, VnExpress theo Thanh Niên.

3^. Rơ le bảo vệ chạm đất, chống điện giật độ nhạy cao. ThS Tạ Tuấn Hữu (Đại học Điện lực), đăng trên trang "Thông tin Khoa học công nghệ" - Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công nghiệp - VN)

Xem thêm

Cầu giao chống rò điện đất, trên Wikipedia tiếng Việt, mục từ do ... tôi khởi tạo - với mục đích minh hoạ cho một bài viết khác của tôi trên blog này. Bạn có thể thấy rằng hình thức trình bày trên Wikipedia khác hẳn so với viết trên blog, bởi vì blog có thể viết theo cách của mình, nhưng trên một từ điển "bách khoa toàn thư" thì lại khác hẳn bởi ràng buộc nhiều quy định, nguyên tắc khác nhau.

Earth leakage circuit breaker, mục từ trên Wikipedia tiếng Anh. (en)

Trương Mạnh An (10/8/2008)

(Bản quyền: Tôi cho phép sử dụng nội dung entry này cho mọi mục đích (bao gồm sửa đổi nội dung cho phù hợp, và bao gồm sự thương mại hoặc trên các website, blog có quảng cáo), với điều kiện để lại liên kết tới trang Internet chứa trang đăng lại ở comment ở entry này)