لماذا تحتاج إلى موصل محايد في الكابل؟

في نظام ثلاثي الأطوار، عند تزويد جهاز ثلاثي الطور بحمل تسخين متصل بنظام النجمة (Y-type) حيث يسحب كل طور قيمة تيار مختلفة، يكون من الضروري عادةً تضمين موصل محايد (Neutral Conductor) في الكابل. فيما يلي السببين الرئيسيين لحاجة الموصل المحايد:

1. توازن الأحمال غير المتوازنة

حالة الحمل غير المتوازن

في التطبيقات العملية، نادرًا ما تكون الأحمال الثلاثية الطور متوازنة تمامًا. إذا سحب الجهاز الثلاثي الطور قيم تيار مختلفة لكل طور، مما يشير إلى حمل غير متوازن، فإن الموصل المحايد يلعب دورًا حاسمًا.

• تيار غير متوازن: عندما لا تكون الأطوار الثلاثة محملة بشكل متساوٍ، قد تختلف قيم التيار في كل طور. بدون موصل محايد، يمكن لهذا عدم التوازن أن يؤدي إلى تيارات دائرية، مما يتسبب في اختلال التوتر ويؤثر على التشغيل الصحيح للجهاز.

• تيارات دائرية: يمكن للأحمال غير المتوازنة أن تتسبب في تحويل نقطة المحايد، مما يؤدي إلى تيارات دائرية تضع ضغوطًا إضافية على الجهاز وقد تسبب ارتفاع درجة الحرارة أو التلف.

دور الموصل المحايد

يوفر الموصل المحايد مسار عودة للتيارات غير المتوازنة، مما يسمح لها بالتدفق مرة أخرى إلى المصدر عبر الموصل المحايد، مما يضمن استقرار التوترات عبر كل طور. وبشكل خاص:

• توازن التيار: يسمح الموصل المحايد بتدفق التيارات غير المتوازنة، مما يساعد في توازن التيار في النظام الثلاثي الطور ويخفف من تأثير التيارات الدائرية.

• استقرار التوتر: من خلال توفير الموصل المحايد، يمكن للتوترات عبر كل طور أن تبقى مستقرة، مما يضمن أن كل حمل يتلقى التوتر الصحيح ويقوم بالعمل بشكل صحيح.

2. السلامة والموثوقية

تقديم الأرضية الآمنة

لا يوفر الموصل المحايد مسار عودة للتيارات فحسب، بل يوفر أيضًا وظيفة الأرضية الآمنة، وهي ضرورية للحفاظ على سلامة وموثوقية النظام.

• حماية الأرض: في التوصيلات النجمية، يتم عادة تأريض نقطة المحايد، مما يوفر نقطة مرجعية موثوقة للنظام. هذا يضمن أن النظام يظل تحت السيطرة حتى في حالة حدوث أعطال.

• حماية العطل: في حالة حدوث عطل (مثل القصر الكهربائي)، يساعد الموصل المحايد في عودة التيار إلى المصدر بسرعة، مما يقلل من تأثير العطل على النظام ويساعد في حماية الجهاز.

حماية سلامة الأفراد

وجود الموصل المحايد يعزز سلامة النظام ويقلل من خطر الصدمة الكهربائية.

• تخفيض خطر الصدمة الكهربائية: عندما يلمس الغلاف أو الأجزاء المعدنية للجهاز مصدر التغذية عن طريق الخطأ، يساعد الموصل المحايد في تشكيل مسار آمن للتيار، مما يقلل من خطر الصدمة الكهربائية.

• حماية التسرب: عند الجمع مع أجهزة حماية التسرب (مثل RCDs)، يمكن للموصل المحايد تسهيل قطع التيار بسرعة عند اكتشاف تسرب، مما يحمي سلامة الأفراد.

ملخص

في نظام ثلاثي الأطوار، عندما تكون هناك أحمال غير متوازنة، يلعب الموصل المحايد دورًا حاسمًا في توازن التيار واستقرار التوترات، مما يضمن التشغيل الصحيح للجهاز. بالإضافة إلى ذلك، يوفر الموصل المحايد وظيفة الأرضية الآمنة، مما يعزز سلامة وموثوقية النظام ويخفف من خطر الصدمة الكهربائية. لذلك، عند تزويد جهاز ثلاثي الطور بحمل تسخين متصل بنظام النجمة، يكون الموصل المحايد مطلوبًا في الكابل لضمان استقرار وسلامة النظام.