Trong hệ thống điện dân dụng, nhiều người nghĩ rằng chỉ cần lắp RCBO trong tủ điện là đã đủ an toàn. Thực tế, RCBO và hệ thống tiếp địa là hai lớp bảo vệ khác nhau, có nhiệm vụ bổ trợ cho nhau.

RCBO có thể phát hiện dòng điện rò và ngắt mạch, nhưng RCBO không thay thế cho dây PE và hệ thống nối đất. Nếu thiết bị có vỏ kim loại không được nối đất đúng cách, khi xảy ra sự cố chạm điện ra vỏ, mức độ an toàn của toàn bộ hệ thống có thể giảm đáng kể.

RCBO là thiết bị kết hợp hai chức năng bảo vệ:

  • Bảo vệ quá tải và ngắn mạch.

  • Phát hiện dòng điện rò hay dòng dư để ngắt điện khi mức rò vượt ngưỡng cho phép.

Trong điều kiện bình thường, dòng điện đi qua dây pha L sẽ gần bằng dòng điện trở về qua dây trung tính N.

Khi có một phần dòng điện đi ra ngoài mạch, chẳng hạn rò qua vỏ thiết bị, qua dây PE, qua đất hoặc qua cơ thể người, dòng đi và dòng về sẽ xuất hiện chênh lệch. Nếu mức chênh lệch này vượt ngưỡng tác động của RCBO, thiết bị sẽ ngắt điện.

Điểm cần lưu ý là:

RCBO chỉ phát hiện dòng điện bị thất thoát khỏi mạch L–N. RCBO không tự tạo ra đường dẫn an toàn cho dòng điện sự cố.

Đó là vai trò của hệ thống bảo vệ bằng dây PE và nối đất.

Một hệ thống bảo vệ tiếp địa trong nhà thường gồm:

Thiết bị → dây PE → thanh PE hoặc thanh tiếp địa trong tủ điện → hệ thống nối đất/bảo vệ của công trình.

Tùy sơ đồ nối đất của công trình, hệ thống có thể có thêm dây nối đất và cọc tiếp địa.

Khi dây pha vô tình chạm vào vỏ kim loại của thiết bị, dây PE tạo ra một đường dẫn bảo vệ cho dòng sự cố trở về hệ thống nguồn hoặc hệ thống nối đất theo thiết kế.

Nhờ đó:

  • Hạn chế điện áp nguy hiểm tồn tại trên vỏ kim loại.

  • Tạo đường dẫn rõ ràng cho dòng sự cố.

  • Giúp RCBO/RCD hoặc thiết bị bảo vệ quá dòng có điều kiện tác động đúng thiết kế.

  • Giảm khả năng cơ thể người trở thành đường dẫn điện xuống đất.

Vì vậy, những thiết bị có phần kim loại có thể chạm tới như máy nước nóng, máy giặt, tủ lạnh, máy bơm, bếp điện, điều hòa và nhiều thiết bị công suất lớn khác cần được nối dây PE đúng kỹ thuật khi thiết kế của thiết bị yêu cầu.

Giả sử một máy nước nóng bị hỏng cách điện và dây pha chạm vào phần vỏ kim loại.

Nếu vỏ máy được nối với dây PE đúng cách, dòng sự cố có đường dẫn bảo vệ. RCBO/RCD hoặc thiết bị bảo vệ liên quan có thể phát hiện và cắt sự cố theo thiết kế.

Nhưng nếu không có dây PE, vỏ kim loại có thể bị mang điện mà chưa hình thành dòng rò đủ lớn để RCBO tác động ngay.

Lúc này, thiết bị có thể vẫn hoạt động và người sử dụng không nhận ra nguy hiểm.

Khi một người đứng trên nền đất hoặc trong môi trường ẩm ướt chạm vào vỏ thiết bị, dòng điện có thể đi theo đường:

Dây pha → vỏ thiết bị → cơ thể người → đất.

Khi đó RCBO vẫn có thể phát hiện dòng dư và ngắt điện nếu dòng rò vượt ngưỡng tác động.

Nhưng vấn đề nằm ở chỗ:

cơ thể người lúc này đã trở thành một phần của đường dòng điện sự cố.

Đây chính là lý do không nên coi RCBO là thiết bị có thể thay thế hoàn toàn cho hệ thống tiếp địa.

Không.

Nói rằng “không có tiếp địa thì RCBO hoàn toàn mất tác dụng” là chưa chính xác.

RCBO vẫn có thể phát hiện dòng điện rò nếu một phần dòng điện đi ra ngoài đường trở về qua dây N.

Ví dụ, nếu người chạm vào thiết bị bị rò điện và dòng điện chạy qua cơ thể xuống đất, RCBO vẫn có khả năng phát hiện sự chênh lệch dòng điện và ngắt.

Tuy nhiên, không có dây PE đồng nghĩa với việc hệ thống đã mất đi một lớp bảo vệ rất quan trọng.

Cách nói chính xác hơn là:

Không có tiếp địa, RCBO vẫn có thể bảo vệ chống dòng rò, nhưng trong một số tình huống thiết bị có thể phải chờ xuất hiện một đường dòng rò khác — thậm chí qua cơ thể người — thì RCBO mới có điều kiện phát hiện và tác động.

Vì vậy, RCBO không thay thế dây PE và hệ thống tiếp địa.

Một hệ thống điện an toàn không nên phụ thuộc vào duy nhất một thiết bị.

Các lớp bảo vệ thường phải phối hợp với nhau:

RCBO/RCD
Phát hiện dòng điện rò và tự động ngắt mạch khi dòng dư vượt mức cho phép.

Dây PE
Kết nối các phần kim loại cần bảo vệ của thiết bị với hệ thống bảo vệ.

Hệ thống nối đất
Tạo liên kết điện với đất hoặc với hệ thống bảo vệ của nguồn tùy theo sơ đồ nối đất của công trình.

MCB hoặc chức năng bảo vệ quá dòng của RCBO
Bảo vệ khi xảy ra quá tải hoặc ngắn mạch.

Mỗi thành phần có một nhiệm vụ riêng.

Không nên bỏ một lớp bảo vệ rồi kỳ vọng lớp còn lại có thể thay thế hoàn toàn.

Không ít công trình đầu tư tủ điện khá đầy đủ:

  • MCB tổng.

  • RCBO cho nhà vệ sinh hoặc máy nước nóng.

  • Aptomat riêng từng tầng.

  • Thiết bị chống sét lan truyền.

  • Aptomat riêng cho điều hòa và thiết bị công suất lớn.

Nhìn vào tủ điện có vẻ rất an toàn.

Nhưng khi kiểm tra hệ thống ổ cắm, nhiều nơi lại chỉ kéo:

L — dây pha
N — dây trung tính

mà không có:

PE — dây bảo vệ.

Khi đó, nhiều thiết bị có vỏ kim loại trong nhà thực tế chưa được nối với hệ thống bảo vệ đúng nghĩa.

Đây là lỗi khó sửa nếu công trình đã hoàn thiện vì phần lớn dây điện đã đi âm tường.

Do đó ngay từ giai đoạn thi công điện, nên tính toán và bố trí dây PE đến các vị trí cần thiết.

Một sai lầm khác là nghĩ rằng chỉ cần mua một cây cọc tiếp địa, đóng xuống đất rồi nối dây vào là hệ thống đã đạt yêu cầu.

Thực tế, hiệu quả của hệ thống nối đất còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

  • Sơ đồ nối đất của công trình.

  • Đặc tính đất tại khu vực.

  • Chiều dài, số lượng và vị trí điện cực nối đất.

  • Tiết diện dây dẫn bảo vệ.

  • Chất lượng các mối nối.

  • Tính liên tục của dây PE.

  • Giá trị điện trở nối đất và các yêu cầu kỹ thuật liên quan.

Vì vậy, hệ thống tiếp địa nên được thiết kế, thi công và kiểm tra đúng kỹ thuật thay vì chỉ làm theo kinh nghiệm.

Đối với những mạch và thiết bị cần bảo vệ chống điện giật, hãy nghĩ theo ba dây cơ bản:

L — dây pha
N — dây trung tính
PE — dây bảo vệ

Đừng chỉ quan tâm trong tủ điện có RCBO hay không.

Hãy kiểm tra xem dây PE có thực sự được kéo đến ổ cắm và thiết bị hay chưa, các mối nối có liên tục hay không và hệ thống nối đất của công trình có được làm đúng thiết kế hay không.

Một chiếc RCBO tốt không thể bù hoàn toàn cho một hệ thống điện thiếu dây PE và nối đất.

Ngược lại, có hệ thống tiếp địa nhưng không có thiết bị bảo vệ dòng rò phù hợp cũng chưa phải là phương án bảo vệ tối ưu.

Một hệ thống điện dân dụng an toàn nên được nhìn như nhiều lớp bảo vệ phối hợp với nhau:

RCBO/RCD + dây PE + hệ thống nối đất đúng kỹ thuật + thiết bị bảo vệ quá dòng phù hợp.

RCBO giám sát dòng điện.

Dây PE tạo đường dẫn bảo vệ khi xảy ra sự cố.

Hệ thống nối đất là một phần của giải pháp bảo vệ tổng thể.

Vì vậy, khi kiểm tra độ an toàn của hệ thống điện, đừng chỉ nhìn vào chiếc aptomat trong tủ điện.

Hệ thống dây dẫn và bảo vệ phía sau nó mới là yếu tố quyết định các thiết bị bảo vệ có thể hoạt động đúng như thiết kế hay không.