Điện cao thế là gì? Phân biệt cấp điện áp và an toàn hành lang điện

Trong hệ thống lưới điện truyền tải quốc gia, việc sử dụng các cấp điện áp khác nhau giữ vai trò sống còn để đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định, liên tục, đảm bảo kinh tế. Tuy nhiên, đối với người dân sống gần hành lang bảo vệ hoặc các kỹ sư, nhà thầu thi công công trình, việc hiểu rõ bản chất, cách nhận biết thực địa và quy định an toàn pháp lý điện cao thế là gì là vô cùng quan trọng.

1. Điện cao thế là gì? Định nghĩa dưới góc nhìn pháp lý và quốc tế

1.1 Điện cao thế là gì?

Thuật ngữ điện cao thế được sử dụng để chỉ dòng điện mang trị số điện áp danh định đủ lớn để có khả năng gây hại trực tiếp đến sinh vật sống. Do sở hữu mức điện áp lớn và vượt xa ngưỡng chịu đựng của cơ thể người, dòng điện cao thế dễ phóng điện trực tiếp qua không khí hoặc tạo ra hồ quang điện nguy hiểm.

Ở góc độ kỹ thuật phổ thông và quy ước dân dụng tại nhiều quốc gia, giới hạn dưới của điện cao thế thường được định vị ở mốc từ 35kV.

Nhiều tổ chức tiêu chuẩn hóa và hiệp hội công nghiệp lớn đã đưa ra các định nghĩa kỹ thuật rất cụ thể:

• Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc Tế (IEC-International Electrotechnical Commission) tổ chức quốc tế chuyên trách xây dựng tiêu chuẩn cho các công nghệ điện học - quy định điện cao thế là dòng điện xoay chiều có mức điện áp từ 1000 VAC trở lên hoặc dòng điện một chiều từ 1500 VDC trở lên.
• Bộ luật Điện Quốc gia (NEC - National Electrical Code) của Hoa Kỳ - bộ tiêu chuẩn an toàn về lắp đặt hệ thống dây dẫn và thiết bị điện - lại phân định danh giới điện áp cao áp ở mốc lớn hơn 600V
• Hiệp hội các nhà sản xuất Thiết bị điện Quốc gia (NEMA - National Electrical Manufacturers Association) tại Mỹ định nghĩa điện áp cao là bất kỳ điện áp nào lớn hơn mốc 100kV.

1.2 Phân cấp điện áp chính thức tại Việt Nam theo Bộ Công Thương

Theo quy định tại Khoản 1 Điều 3 Thông tư 42/2015/TT-BCT ban hành bởi Bộ Công Thương quy định đo đếm điện năng trong hệ thống điện, cấp điện áp danh định sử dụng trong hệ thống lưới điện được phân chia chính thức thành 4 nhóm rõ rệt. Vậy điện hạ thế, trung thế, điện cao thế là gì?

• Điện hạ áp (hạ thế): Là cấp điện áp có giá trị danh định đến 01 kV
• Điện trung áp (trung thế): là cấp điện áp có giá trị danh định trên 01kV đến mốc 35kV
• Điện cao áp (cao thế): Là cấp điện áp có giá trị danh định trên 35kV đến mốc 220 kV.

Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) hiện đang vận hành lưới điện cao thế truyền tải thông qua 3 cấp điện áp phổ biến là 110kV, 220kV và 500kV. 

Trong đó mỗi cấp điện áp đảm nhận một vai trò kỹ thuật chuyên biệt trong hệ thống điện quốc gia:

• Cấp điện áp 110kV: Đóng vai trò truyền tải điện năng trong phạm vi hẹp của một tỉnh hoặc thành phố, kết nối trực tiếp các trạm biến áp khu vực.
• Cấp điện áp 220kV: Đảm nhận nhiệm vụ truyền tải điện năng liên tỉnh, kết nối các phụ tải và khu vực trong cùng một miền.
• Cấp điện áp 500kV: Thuộc phân cấp siêu cao áp, là cấp điện áp truyền tải trục chính quốc dây (tiêu biểu như đường dây 500kV Bắc - Nam) giúp liên kết và thống nhất toàn bộ hệ thống điện ba miền đất nước.

2. Hướng dẫn nhận biết điện cao thế ngoài thực địa trực quan nhất

Việc nhận biết điện cao thế là gì là một kỹ năng an toàn tối quan trọng cho cả người dân sinh sống gần và các kỹ sư, nhà thầu thi công. Người quan sát có thể định vị nhanh chóng đường dây trước mặt thuộc cấp điện áp nào thông qua việc đánh giá kết cấu cột, đặc điểm dây dẫn và quy tắc đếm số lượng bát sứ cách điện.

2.1 Nhận biết qua hệ thống cột điện và dây dẫn

Hệ thống cột lưới điện cao thế có kết cấu bền vững và quy mô vượt trội. Trụ đỡ được chế tạo từ các tháp sắt hoặc tháp cột bê tông ly tâm vững chắc, chiều cao trung bình từ 18 mét trở lên.

Dây dẫn điện là trần hoàn toàn và không trang bị bất kỳ lớp vỏ bọc nhựa cách điện hay bọc cách nhiệt nào bên ngoài. Loại dây trần ACSR được sử dụng là loại dây dẫn có cấu tạo lõi thép chịu lực ở giữa và các sợi dây nhôm bện xoắn xung quanh giúp giảm tải cơ học đè nặng lên toàn bộ hệ thống truyền tải khoảng 30% so với các vật liệu dẫn điện thông thường khác.

2.2 Quy tắc đếm bát sứ trên chuỗi cách điện để xác định cấp điện áp

Đây là phương pháp trực quan và chuẩn xác nhất để phân biệt nhanh. Số lượng bát sứ (mắt xích sứ) trên mỗi chuỗi treo dây sẽ tăng tỷ lệ thuận với cấp điện áp hoạt động của đường dây để đảm bảo khoảng cách an toàn chống phóng điện qua không khí.

• Cấp điện áp siêu cao áp 500kV: Truyền tải trục chính quốc gia, chuỗi sứ treo cực dài và đồ sộ với khoảng 24 bát sứ/chuỗi
• Cấp điện áp cao thế 220kV: Trung bình từ 12 đến 14 bát sứ/chuỗi
• Cấp điện áp cao thế 110kV: Truyền tải nội tỉnh với số lượng từ 6 đến 9 bát sứ/chuỗi
• Cấp điện áp trung thế 35kV: Từ 3 đến 4 bát sứ/chuỗi, hoặc chuyển sang loại sứ đứng thay vì chuỗi sứ treo.
• Các cấp điện áp nhỏ hơn 35kV: Sứ đứng cách điện đơn lẻ thay vì bát sứ treo ghép nối phức tạp.

3. Tại sao phải dùng điện cao thế để truyền tải điện năng đi xa?

Tác dụng của điện cao thế là gì trong quá trình vận chuyển điện năng? Trong quá trình vận chuyển năng lượng từ các nhà máy điện (nơi sản xuất điện năng) đến các trung tâm tiêu thụ cách xa hàng trăm, hàng nghìn kilômét, bài toán tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu hao hụt năng lượng luôn là ưu tiên hàng đầu của các kỹ sư hệ thống điện. Vì vậy, ngành điện lực sử dụng điện áp cao thế. Việc nâng cao hiệu điện thế khi đưa lên đường dây truyền tải là giải pháp cốt lõi giúp cải thiện hiệu suất truyền tải và mang lại lợi ích kinh tế vô cùng lớn.

• Hao phí trên dây dẫn: Chiếm tỷ trọng lớn nhất khoảng 65% tổng tổn thất điện năng hệ thống điện
• Hao phí bên trong máy biến áp: Chiếm khoảng 30% tổng lượng điện năng tổn thất
• Hao phí trong các phần tử khác: Chiếm khoảng 5% lượng tổn thất còn lại.

Số liệu trên chính là minh chứng rõ ràng nhất lý giải tại sao EVN và các đơn vị khác bắt buộc phải tập trung tối ưu hóa phân vùng hao phí trên đường dây dẫn (vùng chiếm đến 65% tổn thất). Bằng việc kết hợp sử dụng các đường cáp ngầm khô cách điện polymer XLPE (Polyethylene mạch vòng) hiện đại thay thế cho đường dây trần truyền thống tại các khu đô thị lớn, ngành điện đã giảm thiểu đáng kể tổn hao do cáp ngầm nâng cao vượt trội chất lượng và độ tin cậy của nguồn điện cung cấp cho nhân dân.

4. Quy định an toàn hành lang điện cao thế tại Việt Nam

Khoảng cách an toàn phóng điện tối thiểu theo quy định pháp luật. Nghị định 106/2005/NĐ-CP quy định chi tiết về bảo vệ an toàn công trình lưới điện cao áp:

• Lưới điện hạ thế: Khoảng cách an toàn tối thiểu là 0,3 mét
• Lưới điện trung thế từ 1 kV đến 15 kV: Khoảng cách an toàn tối thiểu là 0,7 mét
• Lưới điện trung thế từ 15kV đến 35kV: Khoảng cách an toàn tối thiểu là 1,0 mét
• Lưới điện cao thế từ 35kV đến 110kV: Khoảng cách an toàn tối thiểu là 1,5 mét
• Lưới điện cao thế từ 110kV đến 220kV: Khoảng cách an toàn tối thiểu là 2,5 mét
• Lưới điện siêu cao thế từ 220kV đến 500kV: Khoảng cách an toàn tối thiểu là 4,5 mét

Đối với đường dây dẫn điện cao thế đến 220kV, pháp luật Việt Nam cho phép nhà ở, công trình được phép tồn tại và xây dựng mới bên trong hành lang nếu đáp ứng đầy đủ các điều kiện kỹ thuật an toàn nghiêm ngặt quy định tại Điều 13 Nghị định 14/2014/NĐ-CP như mái nhà bằng vật liệu không cháy, toàn bộ kết cấu khung kim loại của nhà phải được nối đất an toàn tiếp địa; và giữ khoảng cách tĩnh cách điện đúng quy định khi dây ở trạng thái võng chùng cực đại.

5. Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Điện cao thế có thực sự hút người hay không?

Dòng điện cao thế là gì, có hút người không? Dòng điện này không hút người mà có khả năng phóng điện qua không khí để tạo ra hồ quan điện khi khoảng cách an toàn bị vi phạm. Ion hóa lớp điện môi không khí gây giật điện hồ quang dẫn đến bỏng diện rộng hoặc tử vong, từ trường mạnh có thể làm tê chân tay và mất định hướng tạm thời.

2. Tại sao đường dây điện cao thế ngoài thực địa không sử dụng vỏ bọc cách điện bảo vệ bên ngoài?

Đường dây truyền tải cao thế mang định mức điện áp cực kỳ lớn, khi mang tải nặng, lượng nhiệt tỏa ra dọc đường dây rất cao. Nếu bọc nhựa thông thường lớp vỏ bọc này dễ dàng bị làm nóng chảy, gây chập cháy hoặc hỏng hóc nghiêm trọng.

3. Vì sao các đường dây truyền tải điện cao thế đôi khi bị võng, chùng xuống rất thấp vào mùa nóng?

Đây là hiện tượng giãn nở nhiệt vật lý tự nhiên của kim loại khi nhiệt độ thay đổi. Dây dẫn điện nhôm lõi thép ACSR ngoài thực địa phải chịu nhiệt lượng kép từ môi trường bên ngoài và nhiệt năng sinh ra do dòng truyền tải tỏa ra trên điện trở đường dây theo định luật Joule-Lenz. Sự gia tăng nhiệt độ làm các sợi kim loại giãn nở tăng chiều dài vật lý dọc trục dây, kết hợp với tải trọng đè nặng tự nhiên làm tăng độ võng chùng của đường dây truyền tải hướng xuống mặt đất.

4. Khi vô tình phát hiện đường dây điện cao thế bị đứt và rơi xuống đất, người dân cần xử lý như thế nào để bảo toàn tính mạng?

Tuyệt đối không được lại gần và không chạm tay vào dây điện bị đứt. Do dòng điện cao thế rò rỉ khi dây đứt tiếp địa sẽ lan truyền tạo ra điện áp bước cực kỳ nguy hiểm trong đất ẩm, mọi người bắt buộc phải lùi ra xa và giữ khoảng cách an toàn tối thiểu là 10 mét tính từ điểm tiếp đất của dây điện. Hãy lập tức gọi điện báo cáo khẩn cấp cho cơ quan quản lý điện lực qua số tổng đài chăm sóc khách hàng của EVN là 1900 1909 hoặc liên hệ chính quyền địa phương để cô lập hiện trường kịp thời.

Hy vọng những kiến thức về điện cao thế là gì trên sẽ giúp bạn có thêm những thông tin mới về loại điện áp này để phục vụ công việc và cuộc sống.

Xem thêm: Điện trở suất của đất là gì? Làm tiếp địa an toàn và tiết kiệm chi phí