Bảo vệ nối dây trung tính là gì? Ý nghĩa và mục đích

Bảo vệ nối dây trung tính là gì? Ý nghĩa và mục đích

Trong mạng điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000V có trung tính trực tiếp nối đất người ta không áp dụng hình thức bảo vệ nối đất mà thay nó bằng hình thức bảo vệ nối dây trung tính. Trong bảo vệ nối dây trung tính người ta nối các phần kim loại của thiết bị điện hoặc các kết cấu kim loại mà những bộ phận đó có thể xuất hiện điện áp khi cách điện bị hư hỏng với dây trung tính.

Bảo vệ nối dây trung tính là gì?

Khi có sự cố do cách điện của thiết bị bị hư hỏng thì xảy ra ngắn mạch giữa pha có sự cố với dây trung tính của lưới điện. Để tránh sự cố loại này xảy ra, phải nối vỏ thiết bị điện đến dây trung tính bảo vệ, tức là thực hiện bảo vệ dây nối dây trung tính.

Mục đích của bảo vệ nối dây trung tính

Bảo vệ nối dây trung tính nhằm bảo đảm an toàn cho người khi có sự chạm vỏ của 1 pha nào đó bằng cách nhanh chóng cắt phần điện có sự chạm vỏ.

Ý nghĩa của bảo vệ nối dây trung tính

Bảo vệ nối dây trung tính dùng để thay thế cho bảo vệ nối đất trong các mạng điện 3 pha 4 dây điện áp nhỏ hơn 1000 V có trung tính trực tiếp nối đất như ở mạng điện 380/ 220 V, 220/ 127 V…

Ý nghĩa của việc thay thế này xuất phát từ thực tế là trong mạng điện 3 pha 4 dây trung tính trực tiếp nối đất mà vẫn áp dụng hình thức bảo vệ nối đất thì không thể bảo đảm an toàn cho người. Điều này có thể giải thích bằng ví dụ sau:

Giả sử ta có mạng điện 3 pha 4 dây trung tính trực tiếp nối đất, điện áp nhỏ hơn 1000 V và giả thiết ta vẫn bảo vệ an toàn cho người là bảo vệ nối đất tức là nối vỏ thiết bị với hệ thống nối đất có điện trở nối đất là Rđ

Khi có sự chạm vỏ của 1 pha do cách điện bị hư hỏng sẽ có dòng điện qua vỏ thiết bị đi vào đất với trị số:

Iđ = Uf / (R0 + Rđ )

Trong đó:

  • Uf là điện áp pha của mạng điện.
  • R0 , Rđ là điện trở nối đất của trung tính và của thiết bị cần bảo vệ.

Trị số dòng điện Iđ này lúc điện áp nhỏ hơn 1000 V không phải lúc nào cũng đủ lớn để làm cho các thiết bị bảo vệ (như cầu chì, áp tô mát …) tác động 1 cách chắc chắn và nhanh để cắt phần bị chạm vỏ ra, vì vậy trên vỏ thiết bị sẽ có một điện áp nguy hiểm tồn tại lâu dài là:

Uđ = Iđ x Rđ

Ví dụ: Mạng 380/220 V có trung tính trực tiếp nối đất với Ro = Rđ = 4Ω thì

Iđ = 220 / (4+4) = 27,5 A

Dòng điện 27,5 A chỉ có thể làm cho cầu chì có dòng định mức của dây chảy có trị số khoảng 10A tác động.Thực tế dòng định mức của dây chảy có thể lớn hơn trị số 10 A trên nhiều ( trị số đó phụ thuộc chủ yếu vào công suất và chế độ làm việc của các thiết bị điện). Lúc này các thiết bị bảo sẽ không tác động, và trên vỏ thiết sẽ có điện áp nguy hiểm là

Uđ = Iđ x Rđ = 27,5 x 4 = 110 V

Điện áp này có thể tồn tại lâu dài. Ở đây Rđ = R0 nên  Uđ = Uf /2

Nếu Rđ > R0 thì Uđ sẽ lớn hơn

  • Để có thể giảm Uđ

– Giảm Rđ so với R0 nhưng như vậy sẽ không kinh tế.

– Trong trường hợp trên nếu chúng ta bằng cách nào đó có thể tăng dòng chạm vỏ Iđ đến một giá trị đủ lớn nào đó để các thiết bị bảo vệ có thể cắt nhanh chổ bị sự cố chạm vỏ thì mới có thể bảo vệ an toàn được cho người. Biện pháp đơn giản nhất là dùng dây dẫn để nối vỏ thiết bị với dây trung tính.

Như vậy ý nghĩa của bảo vệ nối dây trung tính là biến sự chạm vỏ của thiết bị thành ngắn mạch một pha để các thiết bị bảo vệ cắt nhanh và chắc chắn phần bị chạm vỏ bảo đảm an toàn cho người

Cần lưu ý rằng bảo vệ nối dây trung tính chỉ tác động tốt khi có sự chạm vỏ thiết bị còn khi có sự chạm đất thì bảo vệ nối dây trung tính sẽ không tác dụng bảo vệ vì lúc đó dòng chạm đất bé nên có thể các thiết bị bảo vệ không tác động vì vậy sự cố chạm đất này sẽ tồn tại lâu dài nguy hiểm (trong mạng trung tính trực tiếp nối đất điện áp nhỏ hơn 1000 V cần phân biệt hai khái niệm chạm đất và chạm vỏ.

Bảo vệ nối dây trung tính là biến sự chạm vỏ của thiết bị thành ngắn mạch một pha để các thiết bị bảo vệ cắt nhanh và chắc chắn phần bị chạm vỏ bảo đảm an toàn cho người.

Chia sẻ bài viết