Các thiết bị ngắt mạch khi có dòng điện rò rỉ (GFCIs) bảo vệ con người khỏi bị điện giật như thế nào?

Một thiết bị ngắt mạch lỗi đất (GFCI) bảo vệ con người khỏi bị điện giật bằng cách liên tục theo dõi dòng điện trong mạch. Nguyên lý hoạt động của nó như sau:

1. Theo dõi cân bằng dòng điện: Trong thiết bị GFCI, có một biến áp dòng điện hoặc bộ cảm biến tương tự theo dõi dòng điện trong cả dây nóng (dây pha) và dây trung tính đồng thời. Trong điều kiện bình thường, dòng điện trong hai dây này nên bằng nhau nhưng ngược chiều; dòng điện chảy vào tải nên bằng dòng điện quay trở lại nguồn điện.

2. Phát hiện mất cân bằng dòng điện: Nếu xảy ra lỗi đất, ví dụ như khi ai đó chạm vào phần được cấp điện và dòng điện chảy qua người đó xuống đất, một phần nhỏ của dòng điện sẽ không quay trở lại thông qua dây trung tính mà thay vào đó rò rỉ xuống đất. Điều này dẫn đến mất cân bằng giữa dòng điện trong dây nóng và dây trung tính.

3. Phản ứng nhanh chóng: GFCI được thiết kế để phát hiện sự mất cân bằng dòng điện rất nhạy, thường nằm trong khoảng từ 4 đến 6 milianp (mA). Khi phát hiện sự khác biệt dòng điện như vậy, GFCI sẽ tác động ngay lập tức, ngắt nguồn điện trong khoảng thời gian cực kỳ ngắn (thường ít hơn 0,1 giây), do đó ngăn chặn dòng điện có thể gây hại trước khi nó gây tổn thương nghiêm trọng cho con người.

4. Cung cấp bảo vệ: Bằng cách này, ngay cả khi một người tiếp xúc với vật được cấp điện, GFCI có thể cắt đứt mạch trước khi người đó bị điện giật nghiêm trọng, giảm đáng kể nguy cơ và mức độ nghiêm trọng của điện giật.

5. Thích hợp cho môi trường ẩm ướt: Do nước là chất dẫn điện tốt, nguy cơ điện giật tăng lên khi sử dụng thiết bị điện trong môi trường ẩm ướt như phòng tắm, nhà bếp hoặc ngoài trời. GFCI đặc biệt hữu ích trong các tình huống như vậy, nâng cao đáng kể an toàn.

Tóm lại, GFCI là thiết bị an toàn quan trọng có thể ngắt nguồn điện kịp thời trước khi tình huống nguy hiểm phát triển đầy đủ, bảo vệ hiệu quả con người khỏi các cú điện giật có thể gây tử vong hoặc nghiêm trọng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các môi trường dân dụng, thương mại và công nghiệp, đặc biệt là ở những nơi có khả năng tiếp xúc với nước hoặc đất.