Cách khắc phục dòng điện rò

Dòng rò là gì? Dòng điện rò rỉ là dòng điện bị hao hụt dưới điều kiện bình thường một cách không có chủ ý.
Đôi khi ta mắc dây điện tiếp xúc với một chất điện môi thì sẽ xảy ra rò rỉ điện.
Mộtdòng rònhỏchảy qua cảm biến ngay cả khi đầu ra bị tắt.
Dòng điện ròlà dòng điện trong đường dẫn không mong muốn trong điều kiện hoạt động bình thường.

Rò rỉ dòng điện là gì?

Dòng điện rò rỉ là dòng điện chạy từ mạch AC hoặc DC trong thiết bị đến khung máy hoặc xuống đất và có thể từ đầu vào hoặc đầu ra.Nếu thiết bị không được nối đất đúng cách, dòng điện chạy qua các đường khác như cơ thể con người.Điều này cũng có thể xảy ra nếu mặt đất không hiệu quả hoặc bị gián đoạn có chủ ý hoặc vô ý.

Dòng rò được đo bằng cách đặt một điện áp cao, cố định và bằng cách đo dòng rò chảy qua shunt. DC điện áp cao được tạo ra bằng cách sử dụng nguồn điện trên bo mạch dựa trên cấu trúc liên kết flyback, có dải điện áp đầu vào DC rộng từ 150 V DC đến 800 V DC.

Dòng chảy rò ở đâu

Dòng rò trong thiết bị chảy khi kết nối điện không chủ ý xảy ra giữa mặt đất và một phần hoặc dây dẫn được cấp điện.Mặt đất có thể là điểm tham chiếu của điện áp bằng 0 hoặc mặt đất.Lý tưởng nhất là dòng điện rò rỉ từ bộ cấp điện sẽ chảy qua kết nối mặt đất và vào mặt đất lắp đặt.

Dòng điện rò rỉ trong máy tính xách tay hoặc thiết bị sử dụng hai phích cắm pin chủ yếu thông qua các cáp tín hiệu được kết nối với các thiết bị nối đất hoặc không nối đất khác như máy in.Các thiết bị khác cung cấp một đường dẫn xuống đất nếu nó được nối đất đúng cách hoặc có thể gây sốc điện cho bất kỳ ai chạm vào các bộ phận kim loại tiếp xúc nếu không được nối đất đúng cách.

Sự rò rỉ trong các thiết bị phần lớn là do sự không hoàn hảo trong chất cách điện hoặc vật liệu tạo ra thành phần như chất bán dẫn và tụ điện.Những kết quả này dẫn đến dòng rò nhỏ hoặc chảy qua điện môi, trong trường hợp tụ điện.

Dòng điện rò rỉ trong bộ lọc EMC

Dòng điện rò rỉ trong nguồn điện có thể xảy ra do bộ lọc EMC, sử dụng tụ điện Y giữa các dây dẫn sống và trung tính.Điều này gây ra một số dòng rò chảy từ dây trung tính hoặc dây dẫn sống sang vỏ cung cấp điện thường được kết nối với mặt đất.

Hầu hết các nhà sản xuất cung cấp điện chỉ định dòng điện này phải luôn thấp hơn 3,5 mA theo quy định của IEC-60950-1.Điều này đảm bảo rằng dòng điện rất thấp và không thể gây hại cho người chạm vào hoặc tiếp xúc với vỏ cung cấp điện.Một nguồn cung cấp năng lượng với mặt đất tốt giúp giảm đáng kể dòng rò bằng cách cung cấp đường dẫn điện trở thấp xuống mặt đất.

Các nhà sản xuất bộ lọc thường chỉ định dòng rò tối đa mà bộ lọc sẽ rò rỉ, nhưng đây chỉ là các giá trị lý thuyết và các giá trị thực tế có thể sai lệch với các giá trị này, đặc biệt nếu các tham số như điện áp hoặc tần số thay đổi.Để có được giá trị chính xác của dòng rò, nên đo dòng chảy xuống đất khi bộ lọc hoạt động.

Dòng rò tối đa cho phép

Có các tiêu chuẩn quy định dòng rò tối đa an toàn cho con người trong các điều kiện khác nhau.Chúng thay đổi theo ứng dụng và loại liên hệ có thể cũng như loại kết nối mặt đất.

Các nhà thiết kế có nhiệm vụ đảm bảo rằng dòng rò không gây hại cho người dùng chạm vào vỏ của nguồn điện hoặc thiết bị được cấp nguồn.Tất cả các ứng dụng có giới hạn trên của chúng trên dòng chảy.Thiết bị y tế và các thiết bị nhạy cảm khác được yêu cầu phải có dòng điện rất thấp do tính chất của các ứng dụng của chúng và tác động mà chúng có thể có.

Các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn trong các ứng dụng y tế vì bệnh nhân yếu dễ bị sốc điện hơn có thể gây tử vong.

Các giới hạn dòng rò điển hình của một ứng dụng là:

Công nghệ thông tin

• Kết nối vĩnh viễn 3,5 mA trở lên trong một số ứng dụng
• Di chuyển hoặc cắm, không cầm tay 3.5mA
• Cầm tay 0,25 mA

Trang thiết bị y tế

Dòng rò cho phép trong điều kiện bình thường là 0,5mA và 1mA trong một điều kiện lỗi đơn.Dòng rò rất nguy hiểm nếu vượt quá giới hạn an toàn cho phép.Nó thậm chí còn tồi tệ hơn trong các ứng dụng y tế do cả rủi ro mà nó gây ra cho cả bệnh nhân và người chăm sóc.Chỉ một dòng điện nhỏ cần phải chảy qua cơ thể người để gây hại và có thể gây tử vong cho những bệnh nhân có hệ thống miễn dịch vốn đã yếu.Xem nguồn cung cấp năng lượng y tế của chúng tôiở đây.

Dòng rò điển hình cho các lớp thiết bị khác nhau

Thiết bị loại I:

Phải có bảo vệ chống điện giật bằng cách điện cơ bản kết hợp với mặt đất bảo vệ được kết nối với vỏ thiết bị.- Dòng rò tối đa là 0,75 mA cho thiết bị cầm tay và 3,5mA cho thiết bị khác.

Thiết bị cấp II:

Những thiết bị này không có mặt đất bảo vệ.Thiết bị như vậy sử dụng cách điện tăng cường hoặc gấp đôi để cung cấp bảo vệ chống điện giật.Dòng rò tối đa là 0,25 mA.

Lớp III:

Đây là các mạch điện áp cực thấp [SELV] trong đó không có điện áp nguy hiểm.

Trong bất kỳ cài đặt điện, một số dòng điện sẽ chạy qua dây dẫn đất bảo vệ xuống đất.Điều này thường được gọi là dòng rò.Dòng điện rò rỉ phổ biến nhất trong các lớp cách điện xung quanh và trong các bộ lọc bảo vệ các thiết bị điện tử xung quanh nhà hoặc văn phòng.Vậy vấn đề là gì?Trên các mạch được bảo vệ bởi GFCIs [Bộ ngắt dòng chạm đất], dòng rò có thể gây ra sự vấp ngã không cần thiết và không liên tục.Trong trường hợp cực đoan, nó có thể gây ra sự gia tăng điện áp trên các bộ phận dẫn điện có thể tiếp cận.

Nguyên nhân của dòng rò

Cách điện có cả điện trở và điện dung và nó dẫn dòng điện qua cả hai đường dẫn.Với điện trở cách điện cao, rất ít dòng điện thực sự bị rò rỉ.Nhưng nếu lớp cách điện cũ hoặc bị hỏng, điện trở thấp hơn và dòng điện đáng kể có thể chảy.Ngoài ra, dây dẫn dài hơn có điện dung cao hơn, gây ra dòng rò nhiều hơn.Đó là lý do tại sao các nhà sản xuất máy cắt GFCI khuyến nghị chiều dài bộ nạp một chiều được giới hạn tối đa 250 feet.

Thiết bị điện tử, trong khi đó, chứa các bộ lọc được thiết kế để bảo vệ chống lại sự tăng điện áp và sự gián đoạn khác.Các bộ lọc này thường có tụ điện ở đầu vào, làm tăng thêm điện dung chung của hệ thống dây và mức tổng dòng rò.

Giảm thiểu ảnh hưởng của dòng rò

Vì vậy, làm thế nào bạn có thể loại bỏ hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của dòng rò?Định lượng dòng rò và sau đó xác định nguồn.Một cách để làm điều này là sử dụng đồng hồ kẹp dòng rò.Chúng rất giống với đồng hồ kẹp được sử dụng để đo dòng tải, nhưng mang lại hiệu suất tốt hơn đáng kể khi đo dòng dưới 5 mA.Hầu hết các đồng hồ kẹp chỉ đơn giản là sẽ không đăng ký dòng điện thấp như vậy.

Khi bạn đặt các hàm của đồng hồ kẹp xung quanh một dây dẫn, giá trị của dòng điện nó đọc phụ thuộc vào cường độ của trường điện từ xen kẽ xung quanh các dây dẫn.

Để đo chính xác mức dòng điện thấp, điều cần thiết là các mặt giao phối của hàm được bảo vệ khỏi bị hư hại, được giữ sạch sẽ và được đóng hoàn toàn với nhau mà không có khe hở không khí khi thử nghiệm.Tránh xoắn hàm của đồng hồ kẹp vì điều này có thể gây ra các phép đo sai.

Đồng hồ kẹp phát hiện từ trường xung quanh các dây dẫn như cáp lõi đơn, cáp bọc thép, ống nước, v.v.;hoặc các dây dẫn pha và trung tính của mạch một pha;hoặc tất cả các dây dẫn sống [3 dây hoặc 4 dây] của mạch ba pha [như GFCI hoặc thiết bị dòng điện dư].

Khi kiểm tra các dây dẫn sống được nhóm lại của một mạch, các từ trường được tạo ra bởi các dòng tải sẽ triệt tiêu lẫn nhau.Bất kỳ dòng điện mất cân bằng nào đến từ rò rỉ từ dây dẫn xuống đất hoặc ở nơi khác.Để đo dòng điện này, một đồng hồ kẹp rò rỉ có thể đọc được dưới 0,1 mA.

Ví dụ: thực hiện phép đo trên mạch điện xoay chiều 240 V với tất cả các tải bị ngắt kết nối có thể dẫn đến giá trị là.Rò rỉ 0,02 A [20 mA].Giá trị này đại diện cho trở kháng cách điện của:

240 V / [20 x 10-6] = 12 M?.[Luật Ohms R = V / I]

Nếu bạn tiến hành thử nghiệm cách điện trên một mạch điện bị tắt, kết quả sẽ ở khu vực 50 MW trở lên.Điều này là do máy kiểm tra cách điện sử dụng điện áp một chiều để kiểm tra, không xem xét hiệu ứng điện dung.Giá trị trở kháng cách điện là giá trị thực tế tồn tại trong điều kiện hoạt động bình thường.

Nếu bạn đo cùng một mạch được nạp với thiết bị văn phòng [PC, màn hình, máy photocopy, v.v.], kết quả sẽ khác biệt đáng kể do điện dung của các bộ lọc đầu vào trên các thiết bị này.Khi nhiều phần của thiết bị đang hoạt động trên một mạch, hiệu ứng sẽ được tích lũy;nghĩa là, dòng rò sẽ cao hơn và có thể theo thứ tự milliamp.Thêm các thiết bị mới vào mạch được bảo vệ bởi GFCI có thể làm hỏng GFCI.Và vì lượng dòng rò thay đổi tùy theo cách thiết bị hoạt động, GFCI có thể bị ngắt ngẫu nhiên.Những vấn đề không liên tục như vậy có thể khó chẩn đoán.

Một đồng hồ kẹp sẽ phát hiện và đo một loạt các dòng điện xoay chiều hoặc thay đổi đi qua một dây dẫn được thử nghiệm.Khi có thiết bị viễn thông, giá trị rò rỉ được biểu thị bằng đồng hồ kẹp có thể cao hơn đáng kể so với trở kháng cách điện ở 60 Hz.Điều này là do thiết bị viễn thông thường kết hợp các bộ lọc tạo ra dòng nối đất chức năng và các thiết bị khác tạo ra sóng hài, v.v. Bạn chỉ có thể đo rò rỉ đặc trưng ở 60 Hz bằng cách sử dụng đồng hồ kẹp kết hợp bộ lọc thông dải hẹp để loại bỏ dòng điện khác tần số.

Đo dòng rò xuống đất

Khi tải được kết nối [bật], dòng rò được đo bao gồm rò rỉ trong thiết bị tải.Nếu rò rỉ thấp chấp nhận được với tải được kết nối, thì rò rỉ dây mạch thậm chí còn thấp hơn.Nếu chỉ cần rò rỉ dây mạch, ngắt kết nối [tắt] tải.

Kiểm tra mạch một phabằng cách kẹp dây dẫn pha và trung tính.Giá trị đo sẽ là bất kỳ dòng điện nào chảy xuống đất.

Kiểm tra mạch ba phabằng cách kẹp xung quanh tất cả các dây dẫn ba pha.Nếu có một trung tính, nó nên được kẹp cùng với các dây dẫn pha.Giá trị đo sẽ là bất kỳ dòng điện nào chảy xuống đất.

Đo dòng rò qua dây dẫn nối đất

Để đo tổng rò rỉ chảy đến kết nối mặt đất dự định, đặt kẹp xung quanh dây dẫn đất.

Đo dòng rò nối đất thông qua các đường dây nối đất

Dòng điện có thể bị tụt áp hoặc mất cân bằng khi nó bị rò rỉ một cách không có chủ ý qua mặt đất [chẳng hạn lắp đặt bảng điện trên bê tông, dòng điện rò rỉ theo bê tông xuống đất]. Nó có cũng có thể rò rỉ điện khi ta kết nối dây dẫn với ống nước chẳng hạn

Truy tìm nguồn rò rỉ

Chuỗi các phép đo này xác định rò rỉ tổng thể và nguồn.Phép đo đầu tiên có thể được thực hiện trên dây dẫn chính đến bảng điều khiển.Các phép đo 2, 3, 4 và 5 được thực hiện sau đó để xác định các mạch mang lượng dòng rò lớn hơn.

Tóm lược

Dòng điện rò rỉ có thể là một chỉ số về hiệu quả của cách điện trên dây dẫn. Mức rò rỉ cao có thể xuất hiện trong các mạch sử dụng thiết bị điện tử có bộ lọc và có thể gây ra điện áp làm gián đoạn hoạt động bình thường của thiết bị. Có thể xác định vị trí nguồn dòng rò bằng cách sử dụng kẹp dòng rò thấp để thực hiện các phép đo có phương pháp như mô tả ở trên. Nếu cần, điều này cho phép bạn phân phối lại tải xung quanh cài đặt theo cách cân bằng hơn. Bạn đang xem bài viết dòng rò là gì, phương pháp đo.