Mở đầu
Điện áp trung tính so với đất là một chủ đề thường được đem ra thảo luận bất cứ khi nào xảy ra vấn đề về chất lượng điện. Điện áp trung tính so với đất là gì? Tại sao nó xuất hiện? Tại sao nó nhận được nhiều sự chú ý như vậy, và làm thế nào để giảm thiểu chúng? Tất cả những câu hỏi này đều rất quan trọng đối với môi trường hoạt động của các hệ thống điện tử phức tạp ngày nay. Việc hiểu được sự chênh lệch điện thế giữa dây trung tính so với điểm nối đất là bước đầu tiên để đảm bảo rằng các thiết bị điện hoạt động đáng tin cậy và kinh tế.
Định nghĩa vấn đề
Điện áp chế độ chung (CM: Common mode) là một thuật ngữ được sử dụng phổ biến cho hiện tượng chênh lệch điện thế của dây trung tính so với điểm nối đất. Điện áp trung tính so với đất là bất kỳ điện thế nào được đo giữa dây dẫn trung tính (màu trắng) và dây dẫn nối đất an toàn (màu xanh lá cây hoặc ống dẫn) của hệ thống điện trong tòa nhà. Điều này có nghĩa là sự chênh lệch điện thế của dây trung tính so với đất có thể xảy ra trên một phạm vi rộng cả về tần số và biên độ điện áp.
Đặc điểm của sự chênh lệch điện thế của dây trung tính so với điểm nối đất trong bất kỳ môi trường nào thường không thể đoán trước và biến động như chính môi trường điện. Sự chênh lệch này có thể xảy ra vì nhiều lý do khác nhau.
Lý thuyết và Thực tế xung đột
Như thường lệ, thực tế không hoàn toàn giống với lý thuyết. Ví dụ trước giả định hệ thống điện đang cung cấp năng lượng cho các tải có tính chất tuyến tính, rằng hệ thống có tính chất điện trở, rằng hệ thống đang hoạt động ở hệ số công suất bằng đơn vị và hơn nữa, hệ thống hoạt động ở trạng thái cân bằng hoàn toàn. Trong thế giới thực, các hệ thống ba pha không gọn gàng như vậy. Mặc dù các thợ điện cố gắng hết sức để đảm bảo dòng điện trong mỗi pha bằng nhau, nhưng việc cân bằng hoàn hảo bất kỳ hệ thống ba pha nào là không thể thực tế.
Thang máy, máy nén và bộ xử lý không khí hoạt động theo chu kỳ. Máy tính, đèn, máy photocopy, v.v. liên tục được bật và tắt. Những điều kiện thay đổi này tạo ra sự mất cân bằng trong hệ thống. Môi trường điện rất biến đổi và chắc chắn sẽ biến một hệ thống ba pha cân bằng trở thành “Chén Thánh” của thợ điện.
Ngay khi dòng điện trở nên không cân bằng, dòng điện pha không còn triệt tiêu lẫn nhau và dòng điện trung tính bắt đầu chạy. Tại thời điểm này, các định luật vật lý sẽ chi phối. Khi dòng điện trở về chạy qua trở kháng của dây dẫn trung tính, sẽ xuất hiện điện áp. Vì không có dòng điện trở về nào xảy ra trong dây nối đất an toàn, nên không có sự sụt áp tương đương xảy ra trong dây nối đất an toàn. Kết quả là xảy ra sự chênh lệch điện thế giữa dây trung tính và dây nối đất, tiềm ẩn khả năng gây tổn hại tới các thiết bị điện, cũng như sự an toàn với người lao động.
