Dây trung tính có thể nhỏ hơn dây pha không?

Có nhiều nhầm lẫn về kích thước của dây trung tính so với dây pha. Một số người nói rằng dây trung tính nên mỏng hơn dây pha, một số người nói nên dày hơn dây pha và một số người nói dây trung tính nên có cùng kích thước với dây pha. Vậy quan điểm nào là đúng?

Bản chất của dây trung tính

Trước hết ta cần hiểu bản chất của dây trung tính và dây pha.

• Dây pha là dây dẫn điện từ nguồn đến tải;
• Trong hệ thống điện 1 pha, dây trung tính là dây dẫn điện trở lại của tải về nguồn, cùng với dây pha tạo thành mạch hoàn chỉnh. Khi mạch hoàn chỉnh thì điện áp dây trung tính = điện áp dây pha, khi mở mạch thì dây trung tính có điện áp = 0V. Dây trung tính trong điện 1 pha là bắt buộc phải có.
• Trong hệ thống điện 3 pha, dây trung tính giúp cân bằng điện áp giữa 3 pha, nếu điện áp giữa các pha cân bằng nhau thì điện áp dây trung tính = 0V, mạch điện 3 pha không bắt buộc phải có dây trung tính.

Từ giải thích ngắn gọn ở trên, chúng ta có thể nhận ra:

• Ở điện 1 pha 2 dây, vì dây pha và trung tính cùng tải dòng điện có cường độ như nhau nên tiết diện 2 dây phải bằng nhau;
• Ở điện 3 pha 4 dây (gồm 3 dây pha và 1 dây trung tính), vì điện áp ở dây trung tính =0V (thực tế có sai số nhưng nhỏ) khi các pha cân bằng nhau nên dây trung tính có thể nhỏ hơn dây pha, trừ một số trường hợp sau:

Quy chuẩn tiết diện dây trung tính

QCVN 12:2014/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về hệ thống điện nhà ở và nhà công cộng có quy định tiết diện dây trung tính như sau:

1. Dây trung tính phải có tiết diện ít nhất bằng (bằng hoặc lớn hơn) tiết diện của dây pha khi:

• Trong mạch điện 1 pha 2 dây;
• Trong mạch 3 pha và tiết diện của dây pha ≤16 mm2;
• Trong mạch 3 pha và dòng điện có sóng hài bậc 3, bội số lẻ của 3, độ méo do các sóng hài này từ 15 % đến 33 % biên độ của dòng điện tần số cơ bản. Tần số điện cơ bản ở Việt Nam là 50Hz, sóng hài bậc 3 tạo tần số dòng điện là 150Hz.
  

2. Dây trung tính bắt buộc phải lớn hơn dây pha trong trường hợp dòng điện có sóng hài bậc 3 và bội số lẻ của 3 gây ra độ méo lớn hơn 33%.

3. Đối với các mạch điện 3 pha mà tiết diện dây pha >16 mm2, thì dây trung tính có thể nhỏ hơn dây pha nhưng phải đồng thời thỏa mãn điều kiện sau:

• Phụ tải cân bằng giữa các pha và sóng hài bậc 3 + bội số lẻ của 3 phải ≤15 % biên độ của dòng điện tần số cơ bản. Trong điều kiện này, dây trung tính cũng không được nhỏ hơn 1/2 dây pha;
• Dây trung tính được bảo vệ chống quá dòng điện;
• Tiết diện của dây trung tính không nhỏ hơn 16 mm2.

Tóm lại dây trung tính không được phép nhỏ hơn 16mm2, nó có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn dây pha tùy thuộc các trường hợp trên.

Điều 2.6.2.3 trong Quy chuẩn này quy định: Trong trường hợp tiết diện của dây trung tính nhỏ hơn tiết diện của dây pha thì phải lắp đặt thiết bị bảo vệ chống quá dòng tương ứng với tiết diện của dây trung tính.

Kết luận

• Khi nào tiết diện dây trung tính bằng dây pha: Trong mạch điện 1 pha 2 dây;
• Khi nào dây trung tính nhỏ hơn dây pha: Trong mạch điện 3 pha 4 dây, dây pha có tiết diện >16 mm2 và phụ tải cân bằng giữa các pha, sóng hài bậc 3 + bội số lẻ của 3 không vượt quá 15 % biên độ của dòng điện tần số cơ bản;
• Khi nào dây trung tính lớn hơn dây pha: Khi dòng điện có sóng hài bậc 3 và bội số lẻ của 3 gây ra độ méo lớn hơn 33 %.
  

Ngoài ra dây trung tính nên lớn hơn dây pha nếu dây trung tính dùng chung cho nhiều thiết bị.

Tham khảo bảng tra tiết diện dây dẫn dựa trên cường độ dòng điện và độ sụt áp tại đây.