thiết kế hệ thống điện, nắm vững vị trí nào cần thực hiện “grouding” và vị trí nào thực hiện “bonding” sẽ giúp hệ thống CNTT truyền dẫn tín hiệu chính xác và an toàn cho người sử dụng.
Theo tiêu chuẩn NEC, một vật được xem là “grounding” khi nó kết nối trực tiếp với mặt đất hoặc thông qua cơ thể người truyền xuống đất. Tiêu chuẩn NEC sau đó tiếp tục định nghĩa, một vật được xem là “bonding” khi nó được kết nối với thành phần dẫn điện hoặc dây dẫn điện. Những định nghĩa này tuy đơn giản nhưng làm sao để ứng dụng vào hệ thống điện và CNTT mới là vấn đề cần quan tâm.
Đối với hệ thống điện
Khi nhìn vào một hệ thống điện vận hành dưới 600 V, ta tiến hành phân loại xem thành phần nào là “grounding” và thành phần nào là “bonding”. Hãy thử quan sát các thành phần có nối đất; ta dễ dàng nhận thấy những thanh tiếp địa, vòng tiếp địa… sẽ được xem như “grounding” do chúng tiếp xúc trực tiếp với mặt đất. Dây tiếp địa từ trung tính của biến áp xuống đất cũng là một thành phần có nối đất trực tiếp trong hệ thống điện.
Vậy dây tiếp địa cho thiết bị điện thì sao? Liệu tên gọi của nó (“dây tiếp địa”) có thể hiện đúng tính chất để được xem là một thành phần “grounding” hay không?
Để hiểu được điều này, ta sẽ quan sát ba chức năng chính của dây tiếp địa cho thiết bị điện như sau:
- Tạo ra một đường dẫn điện xuống đất nhằm bảo vệ người dùng, tránh khỏi nguy cơ bị điện giật nếu có hiện tượng rò điện xảy ra (grounding).
- Tạo ra kết nối giữa vỏ và đế kim loại của thiết bị (bonding).
- Có vai trò như một đường dẫn dòng sự cố xuống đất, làm cơ sở để vận hành thiết bị bảo vệ quá dòng (grounding).
Ta thấy, chức năng của dây tiếp địa được nêu trên bao gồm cả “grounding” và “bonding”, do đó, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để xác định chính xác nó thuộc loại kết nối nào? Đa phần mọi người chỉ biết đến “grounding” trong hệ thống điện và do đó nhiều thành phần “bonding” không được xem xét chính xác. Ví dụ: dây nhảy giữa các điểm tham chiếu trong mạch điện dù không có tiếp xúc trực tiếp với mặt đất vẫn từng được gọi là dây nhảy tiếp đất (“grounding”) trong quá khứ. Những nhà phát triển tiêu chuẩn đang dần định nghĩa lại “bonding” từ các định nghĩa “grounding” chưa chính xác, nhằm thể hiện đúng hơn bản chất của nó khi ứng dụng vào hệ thống điện.
Tóm tắt các chức năng chính của “bonding” và “grounding” dưới đây sẽ giúp ta phân biệt tốt hơn hai thành phần này.
• “Grounding” sẽ cung cấp một đường dẫn để dòng điện từ tia chớp, dòng tĩnh điện, dòng điện sự cố và các thành phần cao tần có thể truyền xuống đất một cách an toàn.
• “Bonding” lại mang một chức năng khác, nó loại bỏ dòng ngắn mạch, cân bằng điện áp trên các thành phần dẫn điện và giúp tạo ra một vùng tham chiếu được xem như điểm “0” của hệ thống điện. (Điểm “0” hay còn gọi là điểm zero trong hệ thống điện, là vị trí mà ta quy ước điện áp tại đó bằng 0V, giúp tham chiếu điện áp tại những vị trí khác, dễ tính toán và tránh sai sót trong khi đo đạc).
Một ví dụ khác để phân biệt giữa “bonding” và “grounding” là phương pháp nối đất sử dụng trong hệ thống chống sét của các trạm thông tin liên lạc. Để thực hiện phương pháp nối đất này, tất cả những thành phần tiếp địa đều phải gắn kết với nhau nhưng lại được tiếp địa ở những vị trí riêng biệt trên đất. Điều này có nghĩa là hệ thống “bonding” với nhau nhưng lại “grounding” tách biệt nhau. Qua đó, ta có một cái nhìn rõ ràng hơn về sự khác nhau giữa hai định nghĩa này.
Đối với hệ thống CNTT
“Bonding” và “grounding” trong hệ thống CNTT được quy định với tiêu chuẩn ANSI/NECA/BICSI 607-2011 - Tiêu chuẩn về phân bổ, lắp đặt “grounding” và “bonding” cho hệ thống CNTT trong tòa nhà thương mại. Tiêu chuẩn này có sự phân biệt rõ ràng hơn giữa hai định nghĩa so với tiêu chuẩn NEC trong hệ thống điện. Thực tế, hầu như tất cả những đều là “bonding”, một số thành phần chính bao gồm:
- Dây dẫn bonding cho hệ thống CNTT (BCT – Bonding Conductor for Telecommunications) – kết nối thanh cái tiếp đất (TMGB) đến hệ thống nối đất. Như tên gọi của nó, thành phần này được xem là một “bonding”.
- Thanh cái tiếp đất chính (TMGB – Telecommunications Main Grounding Busbar) – có chức năng như thành phần mở rộng của hệ thống tiếp đất tòa nhà, liên kết hệ thống nối đất đến cơ sở hạ tầng điện của hệ thống CNTT. Thanh cái TMGB sẽ là điểm tập trung của nhiều thiết bị CNTT trong phạm vi lắp đặt của nó. Ngoài ra, nó còn cung cấp những điểm kết nối với trụ thép tòa nhà (nếu có), các thanh trượt kim loại, tủ rack cũng như liên kết với đường trục TBB nếu như có nhiều hơn một phòng CNTT. Thực tế, thành phần này không có tiếp xúc trực tiếp tới mặt đất và chỉ đóng vai trò của một thành phần “bonding”.
- Đường trục bonding cho hệ thống CNTT (TBB – Telecommunications Bonding Backbone) – chức năng để kết nối thanh cái chính TMGB đến thanh cái tiếp đất TGB của hệ thống CNTT. Giống như tên gọi của mình, TBB là một thành phần “bonding”.
- Thanh cái tiếp đất (TGB – Telecommunications Grounding Busbar) – có vai trò như điểm kết nối chính của tất cả thiết bị trong phòng CNTT. Cũng tương tự như thanh cái chính TMGB, TGB cũng là một thành phần “bonding”.
- Cân bằng tiếp địa (GE – Grounding Equalizer) – kết nối TGB trên cùng một tầng, cũng như tại tầng trệt, tầng thượng… với nhau để đảm bảo cân bằng điện áp tiếp đất. Với chức năng cân bằng điện áp, rõ ràng đây là một thành phần “bonding”.
Một hệ thống CNTT sẽ không được thiết kế để truyền dẫn dòng điện sự cố xuống đất, vậy hệ thống tiếp đất của nó (hay đúng hơn là hệ thống “bonding”) có vai trò gì? Câu trả lời sẽ là “cân bằng điện áp”. Với một hệ thống lớn, gồm nhiều phòng máy chủ, hệ thống CNTT sẽ được cấp nguồn bởi nhiều nhánh phân phối nguồn riêng biệt hoặc có trường hợp sử dụng hai nguồn điện lưới khác nhau. Để vận hành tốt, ta cần đảm bảo điện áp giữa những hệ thống này phải cân bằng với nhau. Hệ thống “bonding” trục sẽ đảm nhận vai trò này và tránh những sự chênh lệch điện áp lớn khi nguồn điện được cấp vào bị sự cố (tăng áp, giảm áp…).
Một ví dụ khác về chức năng cân bằng điện áp của thành phần “bonding” là lưới bù điện áp, hoặc có tên gọi khác là lưới tham chiếu tín hiệu. Lưới bù điện áp thường được tìm thấy dưới sàn nâng của các Trung tâm dữ liệu. Lưới này sẽ kết nối tủ chứa thiết bị, chân đế, ống dẫn bằng kim loại và tất cả những phụ kiện có thể dẫn điện trong hệ thống. Những thiết bị này sẽ kết nối với nhau để ngăn chặn chênh lệch điện áp có thể xuất hiện. Chỉ cần 1 V đến 2 V chênh lệch điện áp cũng có thể dẫn đến gián đoạn trong các TTDL ngày nay, gây mất dữ liệu và hư hỏng các thiết bị điện nhạy cảm.
Kết luận
Khi quan sát, ta thấy những thành phần “bonding” và “grounding” có nhiều điểm tương đồng nhưng không thể hoán đổi qua lại cho nhau, do chúng cung cấp những chức năng riêng biệt trong hệ thống điện và CNTT. Phân biệt rõ hai khái niệm này đóng vai trò rất quan trọng để triển khai một hệ thống điện và CNTT đầy đủ chức năng, không chỉ đảm bảo về mặt an toàn mà còn quyết định đến chất lượng hoạt động của hệ thống.
Bùi Tiến Lợi
Theo BISCI
