Đường dây cao thế kêu rì rì, xèo xèo vào ngày mưa phùn, sương mù, và ban đêm có khi thấy ánh tím mờ quanh dây, là do phóng điện vầng quang: điện trường quanh bề mặt dây đủ mạnh để ion hoá lớp không khí sát dây. Giọt nước bám trên dây làm điện trường dồn vào những mũi nhọn nhỏ, nên ngày ẩm tiếng kêu to hơn hẳn ngày nắng ráo. Đó là hiện tượng thường gặp, không có nghĩa là dây sắp đứt, nhưng là lời nhắc rằng không khí quanh dây đang mang điện áp rất cao.
Nghe thấy, nhìn thấy ở đâu
Ai sống gần hành lang tuyến 500 kV, 220 kV chạy qua đồng ruộng, đồi chè hay ven đường quốc lộ đều quen với âm thanh này. Những sáng mưa phùn cuối đông ở Bắc Bộ, đi dưới đường dây nghe rõ một tiếng rì rì đều đều, xen những tiếng lách tách, xèo xèo như mỡ rán. Ngày nắng khô, đứng cùng chỗ đó gần như không nghe gì.
Đêm có sương mù hoặc mưa nhỏ, ở nơi tối, có thể thấy dọc dây hoặc quanh chuỗi sứ cách điện những vệt sáng tím xanh rất mờ. Nhiều người chụp ảnh phơi sáng lâu mới bắt được. Gần chỗ có vầng quang mạnh còn thoảng mùi hăng như sau cơn dông, đó là mùi ôzôn.
Cơ chế: điện trường sát mặt dây
Một đường dây 500 kV có điện áp giữa các pha là 500.000 vôn. Quanh mỗi sợi dây là một điện trường. Điện trường mạnh nhất ngay sát bề mặt dây và yếu dần khi ra xa. Dây càng mảnh thì điện trường ở bề mặt càng tập trung, giống như điện tích dồn ở đầu nhọn.
Không khí khô ở áp suất thường chịu được điện trường cỡ 3 triệu vôn trên mỗi mét trước khi bị "xé" thành ion. Ngay sát bề mặt dây cao thế, điện trường có thể tiến gần ngưỡng ấy. Khi vượt qua, vài electron tự do trong không khí được gia tốc, va vào phân tử khí, đánh bật thêm electron, tạo thành thác điện tử. Vùng này chỉ dày vài milimét đến vài centimét, ra xa hơn điện trường yếu đi thì thác tắt. Kết quả là một lớp vỏ không khí phát sáng mờ và phát ra tiếng, bao quanh dây. Cùng cơ chế với lửa thánh Elmo trên cột buồm, chỉ khác ở chỗ ở đây điện áp đến từ chính đường dây chứ không phải từ mây dông.
Vì sao ngày ẩm kêu to hơn
Mưa phùn, sương mù, hơi nước đọng lên dây thành những giọt nhỏ treo lủng lẳng. Dưới điện trường mạnh, giọt nước bị kéo dài thành hình nón nhọn. Mỗi mũi nhọn ấy là một chỗ điện trường dồn lại, trở thành điểm phát vầng quang. Một sợi dây khô, nhẵn có rất ít điểm như vậy; một sợi dây đọng đầy giọt nước có hàng nghìn điểm.
Bụi bẩn, côn trùng dính lên dây, chỗ dây bị xước, sợi thép lòi ra, mối nối không nhẵn, chuỗi sứ bị bám muối ở vùng ven biển cũng là những điểm phát vầng quang. Vì thế ngành điện dùng việc đo và quan sát vầng quang, kể cả bằng camera tử ngoại chuyên dụng, để tìm ra chỗ hư hỏng trên đường dây.
Vì sao tiếng rì rì có cao độ cố định
Lưới điện Việt Nam dùng dòng xoay chiều tần số 50 Hz. Điện áp đổi chiều 50 lần mỗi giây, nghĩa là có 100 lần mỗi giây điện áp lên tới đỉnh, một lần dương, một lần âm. Mỗi lần lên đỉnh, vầng quang bùng lên mạnh nhất. Không khí bị đẩy theo nhịp đó, phát ra âm trầm có tần số chính khoảng 100 Hz. Tai nghe thành tiếng "ừ ừ" đều đều. Tiếng lách tách, xèo xèo thì đến từ những đợt phóng điện không đều ở các giọt nước, nằm rải trên dải tần cao hơn.
Tiếng ù của trạm biến áp cũng ở khoảng 100 Hz nhưng có nguồn gốc khác: lõi thép của máy biến áp co giãn rất nhẹ theo từ trường biến đổi, rung theo nhịp và làm vỏ máy kêu.
Vầng quang tốn điện và gây nhiễu
| Ảnh hưởng | Vì sao | Ngành điện làm gì |
|---|---|---|
| Tổn thất điện năng | Năng lượng dùng để ion hoá không khí là năng lượng mất đi, tăng mạnh khi mưa | Dùng dây có đường kính lớn hơn, hoặc nhiều dây cho mỗi pha |
| Tiếng ồn | Xung áp suất từ phóng điện | Thiết kế dây để điện trường bề mặt dưới ngưỡng |
| Nhiễu radio sóng trung, sóng dài | Phóng điện phát xung điện từ | Bảo dưỡng chỗ hư, làm nhẵn phụ kiện |
| Ăn mòn phụ kiện, lão hoá sứ | Ôzôn và axit nitric hình thành từ không khí bị ion hoá | Vòng đẳng thế ở đầu chuỗi sứ |
Vì sao dây cao thế đi thành chùm
Nhìn kỹ một đường dây 500 kV, bạn sẽ thấy mỗi pha không phải một sợi mà là một chùm vài sợi, giữ cách nhau bằng những khung nhỏ đặt đều dọc dây. Đây gọi là dây phân pha. Đối với điện trường ở bề mặt, một chùm dây cư xử gần giống một sợi dây to hơn nhiều, nên điện trường bề mặt giảm, vầng quang ít hơn, mà không phải dùng một sợi dây khổng lồ nặng nề. Những vòng kim loại tròn ở đầu chuỗi sứ cũng có cùng mục đích: làm "tròn" điện trường ở chỗ dễ bị nhọn.
Hiểu lầm thường gặp
- "Dây kêu là dây sắp đứt, sắp chập." Tiếng rì rì đều trong ngày ẩm là bình thường. Nhưng nếu thấy tia lửa to, nghe tiếng nổ lớn, thấy dây chùng bất thường, cành cây chạm dây, hãy tránh xa và báo cho đơn vị điện lực địa phương.
- "Ánh sáng tím là điện rò xuống đất, đứng dưới là bị giật." Vầng quang chỉ ở trong lớp không khí sát dây. Người đứng đúng khoảng cách an toàn dưới đất không bị giật vì vầng quang. Nguy hiểm thật sự là đến quá gần dây, hoặc đưa vật dài lên gần dây.
- "Tiếng kêu là do gió thổi qua dây." Gió làm dây "hát" thật, nhưng đó là âm khác, thay đổi theo sức gió và nghe được cả với dây không mang điện. Tiếng vầng quang đều, trầm, rõ nhất khi trời lặng gió mà ẩm.
Khoảng cách an toàn với đường dây
Pháp luật về điện lực quy định hành lang bảo vệ an toàn cho từng cấp điện áp: cấp điện áp càng cao, hành lang hai bên dây càng rộng, và có giới hạn chiều cao cho nhà cửa, cây cối bên dưới. Những điều không bao giờ làm:
- Không thả diều, không bay thiết bị bay gần đường dây.
- Không dùng cần câu cacbon, sào tre dài, ống thép dài gần dây. Cần câu cacbon dẫn điện, đã có nhiều tai nạn khi câu cá ven kênh dưới đường dây.
- Không leo cột, không trèo cây trong hành lang dây.
- Không đốt đồng, đốt rác dưới đường dây: khói, bụi và không khí nóng làm giảm khả năng cách điện, có thể gây phóng điện xuống.
- Không đứng trú mưa dông dưới cột điện cao thế.
Tự quan sát / tự thử an toàn
Bạn chỉ cần tai và mắt, đứng ở chỗ đường đi công cộng, không vào hành lang dây, không lại gần chân cột.
- So ngày ẩm và ngày khô: chọn một điểm cố định trên đường bạn hay đi qua có đường dây cao thế ngang qua. Đứng nghe một phút vào một sáng mưa phùn, rồi một trưa nắng khô. Ghi lại khác biệt.
- Nhận ra nhịp 100 Hz: trên điện thoại, mở một ứng dụng phát âm thanh tần số (tone generator), phát âm 100 Hz nhỏ và so với tiếng rì rì. Bạn sẽ thấy hai âm cùng "nốt".
- Tìm dây phân pha và vòng đẳng thế: nhìn lên các tuyến 220 kV, 500 kV, đếm số sợi dây trong một pha, tìm vòng kim loại ở đầu chuỗi sứ.
- Nghe nhiễu radio: nếu có radio bắt sóng AM, bật ở vùng không có đài khi đi gần đường dây ngày ẩm. Tiếng rè sẽ tăng lên.
Không chụp ảnh phơi sáng ban đêm ngay dưới đường dây; đứng ở đường công cộng, xa cột, mang theo đèn và đi cùng người lớn.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao đường dây điện cao thế kêu rè rè?
Vì điện trường sát bề mặt dây đủ mạnh để ion hoá lớp không khí mỏng quanh dây, gọi là phóng điện vầng quang. Mỗi đợt phóng điện tạo một xung áp suất nhỏ, tai nghe thành tiếng rì rì, xèo xèo.
Vì sao trời mưa đường dây điện kêu to hơn?
Giọt nước đọng trên dây bị điện trường kéo thành mũi nhọn nhỏ, mỗi mũi là một điểm điện trường dồn lại và phát vầng quang. Dây ướt có hàng nghìn điểm như thế, nên tiếng kêu to và ánh sáng tím dễ thấy hơn.
Đứng dưới đường dây cao thế có bị điện giật không?
Đứng dưới đất ở đúng khoảng cách an toàn thì không bị giật vì vầng quang. Nguy hiểm là khi đến gần dây hoặc đưa vật dài như cần câu, sào, diều lên gần dây, vì điện có thể phóng qua không khí mà không cần chạm.
Vì sao dây điện 500 kV có nhiều sợi một pha?
Chùm nhiều sợi đặt cách nhau cư xử giống một dây to hơn, làm giảm điện trường ở bề mặt dây. Nhờ vậy vầng quang, tổn thất điện và tiếng ồn giảm mà không cần một sợi dây khổng lồ.
Mùi hăng gần đường dây cao thế là mùi gì?
Đó thường là mùi ôzôn, sinh ra khi phóng điện tách phân tử ôxy và chúng kết hợp lại thành ôzôn. Đây cũng là mùi người ta ngửi thấy sau cơn dông có sét.
