ما معنى المحايد العائم؟ الآثار وكيفية اختباره وإصلاحه؟

    المرحلة والحياد والأرضية هي الثلاثة اتصالات التي تشكل نظام الكهرباء. لتدفق الطاقة الكهربائية بشكل آمن عبر الحمل، كل اتصال سلكي مهم.

ببساطة،

• يُستخدم سلك المرحلة لحمل التيار الرئيسي للحمل

• يُستخدم سلك الحياد لحمل التيار العائد الصغير جداً أو حتى القليل عودة إلى المصدر، و

• يُستخدم سلك الأرضية لحمل التيار المتسرب إلى الأرض.

وبشكل خاص، هناك مشكلة شائعة مع سلك الحياد، وإذا لم يتم إصلاحها، ستزعج بسرعة الدائرة الكهربائية. المشكلة هي الحياد العائم.

ما هو الحياد العائم؟

الحياد العائم

لن يبقى الجهد الفاز ثابتًا عبر كل فاز إذا لم يكن نقطة النجمة للحمل غير المتوازن متصلة بنقطة النجمة لمصدر الطاقة (المولد أو المحول التوزيعي)، ولكن سيتغير بالتالي.

يُعرف بالحياد العائم لأن جهد نقطة النجمة (أو) نقطة الحياد المعزولة يتغير باستمرار وليس ثابتًا.

يفصل سلك الحياد في الدائرة عن الأرض في حالة ما يعرف بالحياد العائم. يتم دائمًا ترابط سلك الحياد في النظام المتناوب بالأرض. ومع ذلك،

• الاتصال الفضفاض،

• انقطاع سلك الحياد،

• اتصال دائرة سيء، أو

• قصور كهربائي

يمكن أن تسبب جميعها حيادًا عائمًا في نظام الطاقة.

ما هو الحياد ولماذا يتم ترابطه بالأرض؟

فرق الطور في نظام التيار المتناوب ثلاثي الأطوار هو 120 درجة لكل الأطوار. يتم توفير نقطة مركزية أو مشتركة في محول النجمة-الدلتا من خلالها يتم الحصول على نفس الفرق الجهد مع تحويل زاوية الطور بمقدار 120 درجة لكل ثلاثة ملفات من الأطوار R و Y و B.

جهد نقطة الحياد هو 0 في حالة التوازن. إذا تغير زاوية الطور لأي طور بسبب الحمل غير المتوازن أو حالة العطل، يتم إنتاج جهد غير متوازن (أو) تيار في سلك الحياد.

يتم ترابط سلك الحياد لكل محول بدء بشكل آمن بالأرض لحماية النظام. إذا كان هناك عدم توازن أو طور للأرض في نهاية الحمل، سيتدفق التيار غير المتوازن (أو) تيار العطل إلى سلك الحياد عبر حلقة مغلقة باستخدام الأرض.

تعمل الوحدة الحامية بواسطة التعرف على تيار الحياد والعزلة للحمل.

تأثيرات الحياد العائم

الحياد العائم ضار للغاية في نظام التيار المتناوب (AC). قد يلاحظ المستخدمون الاضطرابات التالية:

قد يحدث جهد غير متوازن عند نقطة الحياد، مما يؤثر على استقرار النظام والمعدات المرتبطة به.

بسبب عدم توازن الأرض العائم (أو) تيار العطل، قد لا تكتشف الوحدة الحامية هذا، لن تعمل النظام الحامي المرتبط.

عوامل مختلفة تسبب الحياد العائم

تم تحديد العديد من العناصر كالأسباب الجذرية للحياد العائم. تأثير الحياد العائم يعتمد على وقت انقطاع الحياد.

1) محول توزيع ثلاثي الأطوار

 大多数人中性故障是由有缺陷的中性套管引起的。

已经确定，中性导体在变压器套管处断裂的主要原因是线路接头的应用。随着时间的推移，振动和温差会导致线路接头上的螺母松动，从而导致热连接。导体开始熔化，最终断开中性线。

安装不当和技术人员工作不力是中性线故障的原因之一。

根据系统负载平衡情况，三相变压器上损坏的中性线将允许电压浮动到线电压。这种中性浮动可能会损坏连接到电源的客户设备。

正常情况下，电流从相位流向负载，再从负载返回到源（配电变压器）。当中性线断开时，由于红色相位的电流切换到蓝色或黄色相位，负载之间的线间电压会产生。

根据客户的情况，他们可能会经历低电压或过电压。

2) 低压线路中的中性导体断裂

架空低压配电中性导体断裂的结果与变压器处的断裂相似。

而不是使用相电压，供电电压会上升到线电压。根据故障情况，连接的客户设备可能会损坏。

3) 服务中性导体断裂 

损坏的服务中性导体只会导致消费者端的供电减少。客户的设备没有损坏。

4) 具有高中性接地电阻的配电变压器

良好的中性接地电阻为中性电流提供了一个低阻抗路径以排放到地面。高接地电阻可以为配电变压器的中性接地提供一个高阻抗路径。

限制接地电阻足够低，以提供足够的故障电流供保护装置立即使用，并防止中性偏移。

5) 过载和不平衡负载

过载加上不平衡负载分布是中性线故障最常见的原因之一。

中性线应适当设置，以允许通过中性导体流动的最小电流。理论上，由于相电流的120°相移，中性线上应无电流流动。

IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN

在过载且不平衡的网络中，中性线上会有大量电流流动，在最薄弱的地方断开中性线。

6). 共用中性线

在某些建筑物的布线中，两相（或）三相共用一根中性线。最初的计划是在分支电路级别模仿面板板的四线（三相和中性线）布线。理论上，只有不平衡电流应该返回中性线。因此，一根中性线可以完成所有三相的工作。随着单相非线性负载的增加，这种布线变通方法迅速结束。零序电流是问题所在。

尤其是第三谐波，非线性负载的统计叠加会返回到中性线上。额外的中性线电流会提高中性线对地的电压，这可能是危险的，因为它可能导致尺寸不足的中性线过热。这降低了负载可用的线对中性线电压。

7). 维护不良和工艺不佳

维护人员通常很少关注低压网络。中性导体的松动或紧固不足会影响中性线的连续性，可能导致中性线浮动。

如何测试浮动中性线？

在正常情况下，中性线总是接地的，中性点相对于地的电压应始终为零。如果浮动中性线的状态持续存在，中性点相对于地必须存在一些电压不平衡。可以通过测量中性线与地之间的电压来测试系统。

如何修复浮动中性线？

1). 在配电盘中使用四极断路器、ELCB 或 RCBO

浮动中性线是危险的。

考虑使用带有3极断路器的断路器面板，用于3相输入和中性线。相间电压为440V，而中性线-相电压为230V。当使用单个断路器为230V负载供电时，230V负载有一条由断路器供电的线路和一条中性线。

当面板中的中性线松动、腐蚀或断开时，230V负载可能会遇到麻烦。这种浮动中性线状态会导致一条线路从230V上升到340V或350V，另一条线路则下降到110V或120V。

过电压会损坏一半的230V设备，而低电压会损坏另一半。因此，要避免浮动中性线。在三相供电系统中，ELCB、RCBO或四极断路器会在中性线断开时切断整个供电。

2). 稳压器

由于浮动中性线，当中性线断开时，三相负载将在相之间连接。根据这些相之间的负载电阻，电压范围从230V到400V。使用具有宽输入电压范围和高低切口的伺服稳压器保护设备。

3). 标准工艺和维护

应更加重视低压网络的维护。在低压系统中施加足够的扭矩来紧固中性导体。

结论

浮动中性线故障条件非常危险，因为如果电器不工作，不了解中性线浮动的人可能会轻易触摸中性线以找出为什么电器插上电源后不工作，从而触电。单相电器设计为在其常规相电压下运行；如果暴露在线电压下，它们可能会损坏。

浮动中性线故障是一个极其危险的问题，需要尽快通过识别电气线路并正确连接来解决。

声明：尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。