Cart
Continue shopping
Go to cart

Điện áp Neutral-Ground (N-G) và các phương pháp khắc phục

1. Giới thiệu

  • Điện áp đo được chỉ vài volt giữa các kết nối TRUNG TÍNH và NỐI ĐẤT tại ổ cắm điện (gọi là điện áp N-G) có thể khiến các thiết bị điện tử nhạy cảm chứa bộ vi xử lý hoạt động thất thường, dẫn đến tình trạng treo hệ thống và cần phải khởi động lại.  
  • Mục đích của tài liệu này là giải thích các nguyên nhân gây ra điện áp N-G, lý do tại sao điện áp N-G ảnh hưởng xấu đến thiết bị điện tử và trình bày một số giải pháp cho các vấn đề về điện áp N-G.  

2. Kiến thức cơ bản về phân phối điện và điện áp N-G

  • Hệ thống phân phối điện hiện đại ở Bắc Mỹ bao gồm DÂY NÓNG (LINE), DÂY TRUNG TÍNH (NEUTRAL) và DÂY NỐI ĐẤT (GROUND).  
  • Dây nóng mang điện áp của mạch điện, thường là 120V. Dây trung tính là đường về của dòng điện và không mang điện áp.  
  • Dây nối đất (đôi khi được gọi là "Nối đất an toàn") được thêm vào trong một sửa đổi của Bộ luật Điện Quốc gia vào đầu những năm 1970 để cung cấp một đường dẫn thay thế cho dòng điện trở về bảng điều khiển trong trường hợp có sự cố hệ thống. Đường dẫn trở về thay thế này đảm bảo rằng bộ ngắt mạch sẽ ngắt khi có sự cố.  
  • Bên trong bảng ngắt mạch tại vị trí dịch vụ, các dây nóng (thường có màu đen hoặc đỏ) được kết nối với các bộ ngắt mạch, trong khi các dây trung tính (thường có màu trắng) và dây nối đất (thường có màu xanh lá cây hoặc dây đồng trần) được kết nối với thanh cái nối đất bên trong bảng điều khiển.  
  • Thanh cái này được gọi là Thanh cái nối đất vì một dây từ thanh cái này được kết nối với một hoặc nhiều cọc tiếp đất được đóng sâu 5 feet xuống đất.  
  • Điểm quan trọng ở đây là bên trong bảng ngắt mạch, cả dây TRUNG TÍNH và dây NỐI ĐẤT đều được kết nối với cùng một điểm. Điều này có nghĩa là nếu người ta sử dụng vôn kế để đo điện áp giữa N-G tại bảng điều khiển, thì kết quả sẽ là 0 volt.  
  • Tuy nhiên, điện áp giữa N-G đo được tại ổ cắm thường không phải là 0V.  

3. Nguyên nhân gây ra điện áp N-G

  • Trong một mạch điện, các dây NÓNG và TRUNG TÍNH cung cấp một đường dẫn cho dòng điện chạy đến và đi từ Tải điện. Nói cách khác, nếu tải yêu cầu 10 ampe, dòng điện này được cung cấp qua dây nóng và trở về bảng ngắt mạch qua dây trung tính.  
  • Dây được sử dụng trong hệ thống phân phối điện thường được làm bằng đồng. Mặc dù dây đồng là một chất dẫn điện rất tốt, nhưng nó vẫn có điện trở trên một đơn vị chiều dài.  
  • Nếu dây đặc biệt dài, điện trở có thể tích tụ đến mức ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.  
  • Khi chiều dài dây từ bảng ngắt mạch đến ổ cắm dài và thiết bị được kết nối kéo một lượng dòng điện lớn, điện trở trong dây sẽ gây ra sụt áp dọc theo dây TRUNG TÍNH. Khi điện áp TRUNG TÍNH này được đo so với NỐI ĐẤT, nó được gọi là Điện áp N-G.  
  • Một nguồn khác của điện áp N-G là việc dùng chung kết nối TRUNG TÍNH trong hệ thống 3 pha. Trong các công trình thương mại, dịch vụ điện thường được cung cấp dưới dạng 3 pha Wye hoặc Delta.  
  • Trong một số hệ thống điện cũ, việc dùng chung kết nối TRUNG TÍNH giữa ba pha là thông lệ. Lý thuyết là vì ba pha lệch pha với nhau (mỗi pha đạt đỉnh ở một thời điểm khác nhau), nên dòng điện trở về sẽ tự cân bằng thay vì thực sự truyền ngược qua dây TRUNG TÍNH.  
  • Vì vậy, không chỉ dây TRUNG TÍNH được dùng chung giữa các pha, mà nó còn thường bị thiếu kích thước để tiết kiệm chi phí.  
  • Lý thuyết này đúng nếu dòng điện tiêu thụ giữa ba pha là cân bằng. Việc cân bằng pha rất dễ dàng nếu cả ba pha đều đi đến cùng một tải, chẳng hạn như động cơ. Miễn là động cơ hoạt động bình thường, dòng điện tiêu thụ trên mỗi pha là gần như nhau và dây TRUNG TÍNH dùng chung nhỏ hơn không phải là vấn đề.  
  • Tuy nhiên, cách chúng ta sử dụng điện đã thay đổi với các thiết bị điện tử hiện đại. Nguồn điện chế độ chuyển mạch lấy dòng điện theo xung thay vì theo cách nhất quán. Ngoài ra, người ta không chú trọng nhiều đến việc đảm bảo chúng ta cân bằng số lượng tải điện tử trên ba pha.  
  • Vì vậy, khi bạn đặt tải điện tử hiện đại vào một tòa nhà có cơ sở hạ tầng phân phối điện cũ, sự mất cân bằng giữa các pha sẽ xảy ra, dòng điện cao hơn dự kiến sẽ truyền xuống dây TRUNG TÍNH thiếu kích thước và điện áp N-G được tạo ra.  
3. Nguyên nhân gây ra điện áp N-G

4. Ảnh hưởng của điện áp N-G đến thiết bị điện tử

  • Mặc dù việc đo điện áp N-G tương đối dễ dàng, nhưng ảnh hưởng của nó đối với các hệ thống điện tử rất khó chẩn đoán vì điện áp N-G có thể ảnh hưởng đến một số thiết bị và không ảnh hưởng đến các thiết bị khác.  
  • Nó thậm chí có thể chỉ ảnh hưởng đến một thiết bị nếu nó được kết nối với một thiết bị khác. Nó thực sự liên quan đến thiết kế của mạch điện bên trong thiết bị.  
  • Ví dụ: nếu mạch điều chỉnh hoặc mạch phản hồi của nguồn điện chế độ chuyển mạch bên trong được tham chiếu đến khung kim loại của thiết bị (được kết nối với NỐI ĐẤT theo tiêu chuẩn UL) nhưng đầu cực DC (-) thì không, thì bất kỳ lượng điện áp N-G nhỏ nào cũng có thể gây ra dao động trong điện áp DC, dẫn đến tình trạng treo máy.  
  • Các loại vấn đề này tăng lên khi kiến trúc hệ thống bên trong của thiết bị điện tử bao gồm nhiều hệ thống con được kết nối với nhau bằng các bus giao tiếp như I2C hoặc cổng nối tiếp tiêu chuẩn.  
  • Việc khắc phục sự cố ảnh hưởng của điện áp N-G có thể khó khăn. Một số thiết bị có thể không bị ảnh hưởng bởi điện áp N-G khi được sử dụng riêng lẻ nhưng có thể nhạy cảm với điện áp N-G và trở nên không ổn định khi được kết nối với các thiết bị khác qua cổng giao tiếp dữ liệu.  
  • Hãy xem xét một hệ thống trong đó Thiết bị A có kiến trúc mạch điện trong đó nguồn điện DC và mạch điện bên trong được cách ly với khung gầm NỐI ĐẤT theo thiết kế. Người ta có thể không gặp vấn đề gì nếu cài đặt nó trong một môi trường có vấn đề về điện áp N-G.  
  • Tuy nhiên, Thiết bị A chứa một cổng RS-232 để giao tiếp với Thiết bị B. Thiết bị B đã được thiết kế trong đó nguồn điện DC của nó được tham chiếu đến khung gầm NỐI ĐẤT. Thông qua cáp giao tiếp dữ liệu, Thiết bị A hiện được tham chiếu đến NỐI ĐẤT, điều này không được nhà thiết kế dự định, gây ra hành vi không ổn định trong giao tiếp dữ liệu giữa hai thiết bị và/hoặc treo hệ thống.  

5. Giải pháp cho các vấn đề về điện áp N-G

  • Vì các vấn đề về điện áp N-G là do các vấn đề về hệ thống dây điện bên trong, cách tốt nhất để giải quyết vấn đề là đảm bảo phân phối điện thích hợp bên trong tòa nhà.  
  • Thuê một thợ điện được cấp phép để đi dây lại mạch nhánh đến thiết bị của bạn để cung cấp một bộ dây riêng biệt, chuyên dụng từ bộ ngắt mạch đến ổ cắm.  
  • Mạch chuyên dụng phải bao gồm (3) dây dẫn riêng lẻ (L-N-G). Tất cả các kích cỡ dây dẫn phải tuân theo các khuyến nghị do Bộ luật Điện Quốc gia đặt ra để giảm thiểu điện trở của dây cho chiều dài dây cụ thể giữa bảng ngắt mạch và ổ cắm, cũng như cung cấp dòng điện cần thiết cho tải điện.  
  • Điều này có thể yêu cầu tăng kích thước dây lên 1 đến 2 cỡ. Sử dụng các phương pháp thực hành của Bộ luật Điện Quốc gia được chứng nhận để kết nối dây quá khổ với các thiết bị dây và bộ ngắt mạch.  
  • Yêu cầu thợ điện kiểm tra các kết nối TRUNG TÍNH trong hệ thống phân phối, đặc biệt là tại thanh cái trong bảng ngắt mạch.  
  • Có thể có những trường hợp dây từ bộ ngắt mạch đến ổ cắm quá dài để việc tăng kích thước dây có hiệu quả hoặc việc thay thế dây là không khả thi. Trong những tình huống này, có một phương pháp được chấp nhận để tạo liên kết TRUNG TÍNH với NỐI ĐẤT mới tại điểm sử dụng.  
  • Biến áp cách ly là một biến áp 1:1, cách ly điện từ nguồn với tải. Năng lượng điện được truyền từ tính từ đầu vào sang đầu ra của biến áp cách ly trong khi vẫn giữ cho dòng điện giữa nguồn và tải được cách ly.  
  • Khi sử dụng biến áp cách ly, theo tiêu chuẩn NEC và IEEE, có thể thiết lập lại liên kết TRUNG TÍNH - NỐI ĐẤT được tìm thấy bên trong bảng ngắt mạch. Đây là phương pháp duy nhất được chấp nhận để liên kết TRUNG TÍNH với NỐI ĐẤT ở phía sau bảng ngắt mạch.  
  • Ngoài việc loại bỏ điện áp N-G do kích thước dây không đủ và sự mất cân bằng tải trong các hệ thống dùng chung kết nối TRUNG TÍNH, nó còn có thêm lợi ích là loại bỏ điện áp nhiễu N-G chế độ chung được tạo ra bởi Nhiễu điện từ và Nhiễu tần số vô tuyến (EMI/RFI).  
  • Sử dụng biến áp cách ly là một phương pháp tốt trong các hệ thống âm thanh/video chuyên nghiệp và dân dụng, nơi yêu cầu độ ồn nền rất thấp để tăng cường hiệu suất.
5. Giải pháp cho các vấn đề về điện áp N-G

Chào đón hợp tác

Khám Phá Giải Pháp Thành Công Cùng Bá Hùng Technology Co.!

Chúng tôi tự hào là đối tác đáng tin cậy của bạn, sẵn sàng đồng hành trên mọi chặng đường, dù dự án lớn hay nhỏ. Với giải pháp công nghệ tiên tiến và chuyên nghiệp, Bá Hùng Technology Co. cam kết mang lại thành công cho dự án của bạn.

 
Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng lắng nghe và tư vấn tận tâm, đảm bảo bạn nhận được những giải pháp tối ưu nhất. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để nhận tư vấn miễn phí và khám phá cách chúng tôi có thể giúp bạn đạt được mục tiêu của mình.

 
Hãy để Bá Hùng Technology Co. trở thành một phần của hành trình thành công của bạn!

 

Bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua số điện thoại:


Ms Helen (Thuỳ Hương), Vice President - Project Director 

  • Hotline: +84 919339977
  • Email 1: info@bahung.com
  • Email 2: helenvu999@gmail.com

 

James Dynamic, CEO 

  • Hotline: +84 908410817
  • Email: ceo@bahung.com

Related article

Khám phá một giải pháp thành công!

Chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn, dù là dự án lớn hay nhỏ. Hãy để Bá Hùng Technology Co., góp phần tạo nên thành công cho dự án của bạn với giải pháp công nghệ tiên tiến -  chuyên nghiệp!

Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng lắng nghe và tư vấn tận tâm. Chúng tôi mong muốn được giúp bạn xây dựng trải nghiệm tuyệt vời.

GET THE PROJECT ADVICE