Mục đích của việc nối đất dây trung tính là gì? Làm thế nào mà việc nối đất khác với việc kết nối về mặt an toàn?

Mục đích của việc nối đất trung tính

Cung cấp tiềm năng tham chiếu

Trong hệ thống điện, việc nối đất trung tính cung cấp một tiềm năng tham chiếu ổn định cho toàn bộ mạch, thường được định nghĩa là tiềm năng không. Điều này giúp xác định giá trị điện áp của các đường dây khác (như dây pha) so với tiềm năng không, làm cho việc đo lường và phân tích điện áp trở nên thuận tiện và chính xác hơn. Ví dụ, trong hệ thống phân phối điện áp thấp ba pha bốn dây (380V/220V), điện áp giữa dây pha và dây trung tính là 220V, và giá trị điện áp này được xác định dựa trên tiềm năng không của dây trung tính.

Đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống

Đối với tải không cân bằng ba pha, việc nối đất trung tính có thể đảm bảo sự ổn định tương đối của điện áp ba pha. Khi tải ba pha không cân bằng (ví dụ, trong một số khu dân cư hoặc tình huống điện nhỏ, số lượng và công suất của thiết bị điện kết nối trên các pha khác nhau là khác nhau), dây trung tính có thể dẫn dòng điện không cân bằng trở lại điểm trung tính của nguồn điện để tránh ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị điện do mất cân bằng điện áp ba pha. Nếu dây trung tính không được nối đất, mất cân bằng ba pha có thể khiến điện áp của mỗi pha dao động lớn, ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị hoặc thậm chí làm hỏng thiết bị.

Bảo vệ lỗi

Trong trường hợp xảy ra lỗi chạm đất một pha, việc nối đất trung tính giúp dòng điện lỗi chảy nhanh chóng. Ví dụ, khi dây pha vô tình chạm đất, dây trung tính đã được nối đất cung cấp một đường dẫn trở về có độ kháng thấp cho dòng điện lỗi, để thiết bị bảo vệ (như cầu chì, cầu dao tự động, v.v.) có thể phát hiện dòng điện lỗi kịp thời và hành động cắt mạch, do đó bảo vệ an toàn cá nhân và an toàn thiết bị.

Sự khác biệt về an toàn giữa nối đất và nối không

Nguyên tắc bảo vệ khác nhau

• Nối đất (bảo vệ nối đất): Bảo vệ nối đất là kết nối đáng tin cậy giữa vỏ kim loại hoặc khung của thiết bị điện với đất. Khi xảy ra lỗi rò rỉ trong thiết bị, như cách điện cuộn dây của động cơ bị hỏng khiến vỏ máy bị điện, vì vỏ máy được nối đất, dòng rò sẽ chảy vào đất thông qua điện trở nối đất. Nếu điện trở nối đất đủ nhỏ để dòng nối đất đạt ngưỡng dòng hoạt động của thiết bị bảo vệ (như thiết bị bảo vệ rò rỉ), thiết bị bảo vệ sẽ hành động cắt mạch; Nếu điện trở nối đất lớn, mặc dù thiết bị bảo vệ không thể kích hoạt ngay lập tức, khi con người tiếp xúc với vỏ máy bị điện, vì điện trở cơ thể lớn hơn nhiều so với điện trở nối đất, phần lớn dòng rò sẽ chảy vào đất thông qua điện trở nối đất, do đó giảm dòng điện đi qua cơ thể và giảm nguy cơ bị điện giật.

• Nối không (bảo vệ nối không): Bảo vệ nối không là kết nối vỏ kim loại của thiết bị điện với dây trung tính (dây không). Trong hệ thống ba pha bốn dây, nếu thiết bị rò rỉ, như dây pha và vỏ thiết bị ngắn mạch, thì dòng ngắn mạch sẽ quay trở lại nguồn điện thông qua dây trung tính, dòng ngắn mạch thường lớn, sẽ làm cho cầu chì trên đường dây nóng chảy nhanh hoặc cầu dao tự động nhảy, do đó cắt nguồn điện để ngăn chặn nguy cơ bị điện giật.

Phạm vi ứng dụng khác nhau

• Nối đất: Phù hợp cho các hệ thống điện có điểm trung tính không được nối đất hoặc được nối đất bằng điện trở cao, như các hệ thống phân phối đơn giản ở một số vùng nông thôn hoặc một số hệ thống điện công nghiệp đặc biệt. Trong các hệ thống này, vì không thể thực hiện bảo vệ lỗi hiệu quả thông qua nối không, nối đất là phương tiện quan trọng để đảm bảo an toàn.

• Nối không: Chủ yếu phù hợp cho hệ thống phân phối điện áp thấp ba pha bốn dây với trung tính được nối đất trực tiếp (như hệ thống 380V/220V phổ biến). Trong loại hệ thống này, dây trung tính đã được nối đất, và bảo vệ rò rỉ có thể được thực hiện nhanh chóng và hiệu quả bằng cách sử dụng bảo vệ nối không.

Điện áp tại thời điểm lỗi khác nhau

• Nối đất: Trong hệ thống bảo vệ nối đất, khi thiết bị xảy ra lỗi rò rỉ, điện áp từ vỏ thiết bị đến đất bằng dòng rò nhân với điện trở nối đất. Nếu điện trở nối đất lớn, vỏ thiết bị có thể mang điện áp cao so với đất. Mặc dù dòng điện đi qua cơ thể con người tương đối nhỏ, vẫn còn nguy cơ bị điện giật.

• Nối không: Trong hệ thống bảo vệ nối không, một khi thiết bị rò rỉ, vì dòng ngắn mạch quay trở lại nguồn điện thông qua dây trung tính, điện áp lý thuyết từ vỏ thiết bị đến đất sẽ nhanh chóng giảm xuống gần bằng không volt, cải thiện đáng kể an toàn.