Đối với người sở hữu hoặc quản lý cơ sở hạ tầng công nghiệp, ưu tiên hàng đầu luôn là đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, an toàn và liên tục. Tuy nhiên, những mối đe dọa ẩn chứa trong hệ thống điện – đặc biệt là sự cố hồ quang điện – đang ngày càng đặt ra thách thức lớn cho kỳ vọng đó. Dù không thường xuyên xảy ra, những thiệt hại do sự cố hồ quang điện gây ra có thể trở nên nghiêm trọng và lan rộng, ảnh hưởng trực tiếp đến con người, thiết bị, quá trình sản xuất, thậm chí làm tổn hại đến uy tín và hình ảnh của doanh nghiệp.

Sự cố hồ quang điện là hiện tượng phóng điện không kiểm soát giữa hai điểm dẫn điện có hiệu điện thế chênh lệch, thường xảy ra khi lớp cách điện bị phá hủy.

Hiện tượng này đi kèm với tia sáng cực mạnh, nhiệt độ có thể vượt quá 19.000°C – cao gấp 4 lần nhiệt độ bề mặt Mặt Trời, gây ra hàng loạt tác động nguy hiểm như: bỏng nhiệt, cháy nổ, sóng xung kích và tổn thương nghiêm trọng cho con người và thiết bị.

Nội dung chính

Hai nhóm thiệt hại chính từ sự cố hồ quang điện

Thiệt hại trực tiếp – tại chỗ

Những gì ta nhìn thấy sau một sự cố hồ quang điện chỉ là phần nổi của tảng băng – là những hậu quả dễ dàng nhận biết ngay lập tức, nhưng cũng đủ để gây thiệt hại nghiêm trọng:

Tổn hại đến sức khỏe và tính mạng:
Các vụ hồ quang điện có thể gây bỏng nhiệt độ cao, chấn thương do áp lực, tiếng nổ lớn, thậm chí đe dọa tính mạng. Theo Tạp chí Electrical Contractor (2022), mỗi năm tại Mỹ ghi nhận khoảng 7.000 ca bỏng, 2.000 ca nhập viện và 400 ca tử vong do sự cố hồ quang điện.
Thiệt hại tài sản, trang thiết bị:
Hồ quang có thể thiêu rụi tủ điện, bảng điều khiển, làm hư hại máy móc, cáp điện, thiết bị tự động hóa… dẫn đến chi phí sửa chữa, thay thế và thời gian gián đoạn sản xuất.

Hình ảnh tủ điện cháy do sự cố hồ quang. Nguồn: The Messenger News

Hệ lụy kéo theo – phần chìm của “tảng băng”

Nhiều ảnh hưởng không biểu hiện tức thì nhưng có sức tác động lâu dài, khó đo lường đầy đủ:

Ở cấp độ doanh nghiệp, tổ chức:

Gián đoạn vận hành:
Hệ thống bị dừng đột ngột có thể khiến sản xuất trì trệ, tiến độ chậm, nguyên vật liệu hỏng, sản phẩm lỗi hàng loạt hoặc mất dữ liệu trong quá trình vận hành.
Rủi ro pháp lý:
Khi xảy ra sự cố nghiêm trọng, doanh nghiệp có thể đối mặt với điều tra từ các cơ quan chức năng, khiếu nại từ người lao động, hoặc yêu cầu từ đối tác liên quan đến tiến độ và chất lượng.
Tác động lan tỏa:
Một số trường hợp hồ quang có thể dẫn đến cháy lớn, ảnh hưởng đến khu vực xung quanh, gây tác động lên môi trường hoặc cộng đồng.
Ảnh hưởng hình ảnh, uy tín:
Doanh nghiệp từng xảy ra sự cố có thể mất niềm tin từ khách hàng, đối tác, thậm chí ảnh hưởng đến giá trị thương hiệu trên thị trường.

Ở cấp độ cá nhân:

Áp lực trách nhiệm:
Các vị trí như quản lý kỹ thuật, cán bộ vận hành hay phụ trách an toàn thường là những người đầu tiên được yêu cầu giải trình hoặc chịu trách nhiệm khi có sự cố.
Tác động đến sự nghiệp:
Một sự cố lớn có thể trở thành dấu mốc ảnh hưởng đến uy tín nghề nghiệp, sự nghiệp chính trị hoặc cơ hội phát triển trong tương lai của từng cá nhân liên quan.

Theo thống kê từ Cục Cảnh sát PCCC và CNCH Việt Nam, trong năm 2024, đến 74% các vụ cháy có nguyên nhân bắt nguồn từ điện, cho thấy mức độ nghiêm trọng và phổ biến của các sự cố liên quan đến hệ thống điện.

Thời gian – Yếu tố quyết định mức độ thiệt hại

Trong kỹ thuật bảo vệ hồ quang, mức năng lượng sự cố và thời gian phản ứng là hai tham số then chốt.

Mức năng lượng càng lớn, tức là hồ quang tồn tại càng lâu, thì khả năng phá hủy càng cao.
Giống như trong cấp cứu y tế, có “giờ vàng” để xử lý kịp thời giúp cứu sống và giảm thiểu tối đa các biến chứng. Khoảng thời gian xử lý sự cố hồ quang tính bằng mili giây, ứng phó nhanh có thể giảm tối đa mức độ thiệt hại và ngăn chặn sự cố lan rộng.

Với những hệ thống điện có biện pháp bảo vệ chậm, hoặc chưa được trang bị các thiết bị chuyên dụng để phát hiện và xử lý hồ quang ngay từ thời điểm đầu, hậu quả thường vượt xa những gì có thể dự báo trước.

IAMS – Giải pháp giảm thiểu sự cố hồ quang trong hệ thống điện

IAMS là hệ thống giảm thiểu sự cố hồ quang được DHK triển khai tại nhiều nhà máy và công trình trọng điểm. Giải pháp này giải quyết tận gốc vấn đề thời gian phản ứng, nhờ khả năng:

Phát hiện sự cố tức thì bằng cảm biến ánh sáng và dòng điện
Phản ứng cực nhanh (<5ms) nhờ buồng dập hồ quang chuyên dụng
Cô lập vùng sự cố, giảm tối đa tác động đến người và thiết bị

Video so sánh các kỹ thuật bảo vệ khác nhau ảnh hưởng đến hậu quả của sự cố hồ quang điện

Nguyên lý vận hành tổng quát

Giám sát liên tục: Trong điều kiện bình thường, hệ thống luôn theo dõi tín hiệu từ các cảm biến ánh sáng và dòng điện thông qua Arc relay (hay Arc-fault relay).
Phát hiện sự cố: Khi xuất hiện ánh sáng bất thường kèm theo biến động dòng điện vượt ngưỡng, hệ thống sẽ phân tích và xác nhận dấu hiệu hồ quang.
Phản ứng tức thời: Nếu xác thực đủ tín hiệu sự cố, hệ thống sẽ đồng thời:
- Cắt nguồn và dập hồ quang qua buồng dập có trang bị Arc Quenching Device (AQD).
- Ngắt thiết bị đóng cắt để cô lập toàn bộ nhánh điện xảy ra sự cố.
Cảnh báo – Ghi nhận – Phục hồi:
- Gửi cảnh báo đến bộ điều khiển hoặc SCADA/BMS.
- Sau xử lý, kỹ thuật viên có thể kiểm tra, reset trạng thái hệ thống và khôi phục lại nguồn điện.

So sánh mô hình phản ứng với dòng ngắn mạch 30kA:

Tình huống	Thời gian tồn tại	Thời gian phát hiện	Tổng thời gian phát hiện và dập tắt	Sức công phá
Trang bị bảo vệ phổ thông	310 ms	1.5 ms	308 ms	27.16 cal/cm²
Trang bị Arc relay + AQD	5.8 ms	1.43 ms	4.4 ms	0.35 cal/cm²