Miért van szükség egy kábelben semleges vezetőre?

Egy háromfázis rendszerben, amikor egy csillag (Y típusú) kapcsolással ellátott hőtöltésű, háromfázisú berendezést áramellátásra használunk, ahol minden fázis különböző áramerősséget használ, általában szükség van egy neutrális vezetékre (Neutral Conductor) a kábelben. Az alábbiakban két fő oka található annak, hogy miért szükséges a neutrális vezeték:

1. Nem egyensúlyban álló terhelések kiegyenlítése

Nem egyensúlyban álló terhelés helyzet

A gyakorlatban ritkán találkozunk tökéletesen egyensúlyban álló háromfázisú terhelésekkel. Ha a háromfázisú berendezés különböző áramerősségeket használ fázisonként, ami egy nem egyensúlyban álló terhelést jelent, akkor a neutrális vezeték kulcsszerepet játszik.

• Nem egyensúlyban álló áram: Amikor a három fázis nem egyenlően terhelt, az áramerősség értékei fázisonként eltérhetnek. A neutrális vezeték nélkül ez a nem egyensúlyosság cirkuláló áramokhoz vezethet, ami feszültség-nem egyensúlyokat okoz és befolyásolja a berendezések megfelelő működését.

• Cirkuláló áramok: A nem egyensúlyban álló terhelések eltolhatják a neutrális pontot, ami cirkuláló áramokhoz vezethet, amelyek további terhelést rónak a berendezésekre, és potenciálisan melegedést vagy károkat okozhatnak.

A neutrális vezeték szerepe

A neutrális vezeték visszavezető útvonalat biztosít a nem egyensúlyban álló áramok számára, lehetővé téve, hogy visszaáramoljanak a forrás felé a neutrális vezetéken keresztül, így garantálva a stabil feszültséget minden fázison. Konkrétan:

• Áram egyensúlya: A neutrális vezeték lehetővé teszi a nem egyensúlyban álló áramok áramlását, segítve a háromfázis rendszerben lévő áramok egyensúlyát, és csökkentve a cirkuláló áramok hatását.

• Feszültség stabilitása: A neutrális vezeték biztosítja, hogy a feszültségek minden fázison stabil maradjanak, garantálva, hogy minden terhelés megkapja a megfelelő feszültséget, és megfelelően működjen.

2. Biztonság és megbízhatóság

Biztonságos földelés biztosítása

A neutrális vezeték nem csak visszavezető útvonalat szolgáltat, hanem biztonsági földelési funkciót is, ami létfontosságú a rendszer biztonságának és megbízhatóságának fenntartása szempontjából.

• Földes védelem: A csillag-kapcsolásoknál a neutrális pont általában földre van kötve, biztosítva a rendszer számára megbízható referenciapontot. Ez garantálja, hogy még a hibák esetén is a rendszer ellenőrizhető marad.

• Hiba-védelem: Ha hiba történik (pl. rövidzárlat), a neutrális vezeték segít, hogy az áram gyorsan visszaáramoljon a forrás felé, minimalizálva a hiba hatását a rendszerre, és segítve a berendezések védelmét.

Személyzet biztonságának védelme

A neutrális vezeték jelenléte növeli a rendszer biztonságát, és csökkenti az elektromos súlytartási kockázatot.

• Elektromos súlytartási kockázat csökkentése: Ha a berendezés burkolata vagy fémmetszései véletlenül érintkeznek az áramforrással, a neutrális vezeték segít biztonságos áramút létrehozásában, így csökkentve az elektromos súlytartási kockázatot.

• Lezáródás védelem: A lezáródási védelmi eszközökkel (pl. RCD-k) kombinálva a neutrális vezeték segíthet a gyors áramleválasztásban, ha lezáródást észlelnek, személyzet biztonságának védelmére.

Összefoglalás

Egy háromfázis rendszerben, amikor nem egyensúlyban álló terhelések vannak, a neutrális vezeték kulcsszerepet játszik az áramok egyensúlyának kiegyenlítésében és a feszültségek stabilizálásában, garantálva a berendezések megfelelő működését. Ezenkívül a neutrális vezeték biztonsági földelési funkciót is teljesít, növelve a rendszer biztonságát és megbízhatóságát, valamint csökkentve az elektromos súlytartási kockázatot. Így, amikor egy csillag-kapcsolással ellátott hőtöltésű, háromfázisú berendezést áramellátásra használunk, a neutrális vezeték szükséges a kábelben, hogy a rendszer stabilitását és biztonságát garantálja.