¿Qué significa Neutro Flotante? Efectos y Cómo Probarlo y Arreglarlo
Fase, neutro y tierra son las tres conexiones que componen un sistema eléctrico. Para que la energía eléctrica fluya de manera segura a través de la carga, cada conexión de cable es importante.
En términos simples,
El cable de fase se utiliza para transportar la corriente principal de la carga
El cable neutro se utiliza para llevar la corriente de retorno extremadamente pequeña o incluso insignificante de vuelta a la fuente, y
El cable de tierra se utiliza para llevar la corriente de fuga a la tierra.
Específicamente, existe un problema típico con el cable neutro y, si no se soluciona, interrumpirá rápidamente el circuito eléctrico. El problema es el neutro flotante.
¿Qué es el Neutro Flotante?
Neutro Flotante
El voltaje de fase no permanecerá constante en cada fase si el punto estrella de la carga desequilibrada no está conectado al punto estrella de la fuente de alimentación (generador o transformador de distribución), sino que variará consecuentemente.
Se le llama neutro flotante porque el potencial de un punto estrella (o) punto neutro que está así aislado está constantemente cambiando y no es fijo.
El cable neutro de un circuito está desconectado de la tierra en la condición conocida como neutro flotante. El cable neutro en un sistema CA siempre está conectado a tierra. Sin embargo,
Conexión suelta,
Ruptura del plano neutro,
Mala conexión del circuito, o
Cortocircuito
pueden causar un neutro flotante en un sistema de potencia.
¿Qué es el Neutro y por qué está conectado a tierra?
La diferencia de fase en un sistema de corriente alterna trifásica es de 120° para todas las fases. En el transformador Delta-Estrella se proporciona un punto central o común desde el cual se obtiene una diferencia de potencial idéntica con un desplazamiento de ángulo de fase de 120° para los tres devanados de las fases R, Y y B.
El voltaje del punto neutro es 0 durante una condición equilibrada. Si el ángulo de fase de cualquier fase cambia debido a una carga desequilibrada o una condición de fallo, se genera un voltaje (o) corriente desequilibrada en el cable neutro.
El cable neutro de cada transformador de arranque está conectado firmemente a tierra para proteger el sistema. Si hay un desequilibrio o una fase a tierra en el extremo de la carga, la corriente desequilibrada (o) de fallo fluirá al cable neutro a través de un bucle cerrado usando la tierra.
El relé de protección funciona reconociendo la corriente neutra e aislando la carga.
Efectos del Neutro Flotante
El neutro flotante es extremadamente dañino en un sistema de corriente alterna (CA). Los usuarios pueden notar las siguientes perturbaciones:
Puede ocurrir un voltaje desequilibrado en un punto neutro, afectando la estabilidad del sistema y del equipo conectado.
Debido al desequilibrio (o) corriente de fallo de la tierra flotante, el relé puede no detectarlo, y el sistema de protección asociado no funcionará.
Varios factores que causan el Neutro Flotante
Se están identificando numerosos elementos como las causas raíz del neutro flotante. El efecto del neutro flotante depende de cuándo se rompe el neutro.
1) Transformador trifásico de distribución
La mayoría de las fallas de neutro en transformadores se deben a un bocina de neutro defectuosa.
Se ha determinado que la causa principal del fallo del conductor neutro en la bocina del transformador es la aplicación de un tap de línea. Las vibraciones y las diferencias de temperatura hacen que la tuerca del tap de línea se afloje con el tiempo, resultando en una conexión caliente. El conductor comenzó a derretirse, rompiendo el neutro.
Una de las causas de la falla del neutro es la instalación inadecuada y el trabajo del personal técnico.
Dependiendo de cómo esté equilibrada la carga del sistema, un neutro dañado en un transformador trifásico permitirá que el voltaje flote hasta alcanzar el voltaje de línea. Tal neutro flotante podría dañar el equipo del cliente que esté conectado a la suministro.
Normalmente, la corriente fluye desde la Fase al Carga al Carga de vuelta a la fuente (transformador de distribución). Cuando el neutro se rompe, se crea un voltaje entre líneas en las cargas porque la corriente de la fase roja cambia a la fase azul o amarilla.
Dependiendo del cliente, pueden experimentar bajo voltaje o sobrevoltaje.
2) Un conductor neutro roto en la línea de baja tensión
El resultado de un conductor neutro de distribución aérea roto será similar al roto en el transformador.
En lugar de usar el voltaje de fase, el voltaje de suministro flota hasta alcanzar el voltaje de línea. Dependiendo de la condición del problema, el equipo del cliente conectado podría dañarse.
3) Conductor Neutro de Servicio Roto
Un neutro roto del conductor de servicio solo causará una reducción en el suministro en el punto del consumidor. No hay daños en el equipo del cliente.
4) Un Transformador de Distribución con Alta Resistencia de Tierra del Neutro
Una buena resistencia de tierra del pozo neutro proporciona un camino de baja resistencia para que la corriente neutra se descargue a tierra. Una alta resistencia de tierra puede proporcionar un camino de alta resistencia para la conexión a tierra del neutro en el transformador de distribución.
Limitar la resistencia a tierra lo suficientemente baja para proporcionar suficiente corriente de fallo para la utilización inmediata de dispositivos protectores y para evitar el desplazamiento del neutro.
5) Sobrecarga y Cargas Desequilibradas
Una de las causas más frecuentes de la falla del neutro es la sobrecarga combinada con una distribución desequilibrada de la carga.
El neutro debe estar adecuadamente establecido para permitir el flujo de la menor cantidad de corriente a través del conductor neutro. La cancelación causada por el desfase de 120° de la corriente de fase debería, teóricamente, resultar en un flujo de corriente nula en el neutro.
IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN
Fluye mucha corriente en el neutro en una red sobrecargada y desequilibrada, rompiendo el neutro en el punto más débil.
6). Neutros Compartidos
Un solo neutro es compartido por dos (o) tres fases en el cableado de algunos edificios. El plan original era imitar el cableado de cuatro hilos (tres fases & un neutro) de los tableros de paneles a nivel de circuito de rama. Teóricamente, solo la corriente desequilibrada debería regresar al neutro. Como resultado, un solo neutro puede completar el trabajo para las tres fases. Con el aumento de las cargas monofásicas no lineales, este truco de cableado terminó rápidamente. El problema es la corriente de secuencia cero.
La suma estadística de las cargas no lineales, especialmente el armónico tercero, regresará al neutro. La corriente adicional del neutro aumenta el voltaje desde el neutro a tierra, lo cual puede ser peligroso ya que puede hacer que un neutro subdimensionado se sobrecaliente. Este voltaje del neutro a tierra reduce el voltaje línea-neutro que se hace disponible a la carga.
7). Mala Mantenimiento y Trabajo
El personal de mantenimiento generalmente presta poca atención a la red de baja tensión. La continuidad del neutro se verá afectada por la holgura o falta de apriete del conductor neutro, lo que podría resultar en un neutro flotante.
¿Cómo se puede probar un Neutro Flotante?
El neutro siempre está conectado a tierra, en condiciones normales, el voltaje en el punto neutro con respecto a la tierra siempre debe ser cero. Si la condición de neutro flotante persiste, debe haber algún desequilibrio de voltaje en el punto neutro con respecto a la tierra. Es posible probar el sistema midiendo el voltaje entre el neutro y la tierra.
¿Cómo arreglar un Neutro Flotante?
1). Usar un interruptor de 4 polos, un ELCB o un RCBO en el panel de distribución
Un neutro flotante es peligroso.
Considera tener un panel de interruptores con un interruptor de 3 polos para 3 fases y barras de bus para neutro para entradas de 3 fases y un neutro. El voltaje fase a fase es de 440V, y el voltaje neutro-fase es de 230V. Cuando alimentas cargas de 230V utilizando interruptores individuales. Las cargas de 230V tienen una línea alimentada por el interruptor y un neutro.
Y cuando el neutro se suelta, se oxida o se desconecta en el panel. Sin embargo, las cargas de 230V pueden tener problemas. Esta condición de neutro flotante hará que una línea pase de 230V a 340V o 350V y la otra disminuya a 110V o 120V.
El sobrevoltaje dañará la mitad del equipo de 230V, mientras que el bajovoltaje dañará la otra mitad. Por lo tanto, evita los neutros flotantes. En un sistema de suministro trifásico, el ELCB, RCBO, (o) interruptores de circuito de 4 polos cortarán todo el suministro si el neutro se abre.
2). Estabilizador de Voltaje
Debido al neutro flotante, las cargas trifásicas se conectarán entre fases cuando el neutro falle. Dependiendo de la resistencia de carga entre estas fases, el voltaje varía de 230V a 400V. Protege el equipo con un estabilizador servo con un amplio rango de voltaje de entrada y corte de alto/bajo.
3). Trabajo y Mantenimiento Estándar
Se debe dar mayor prioridad al mantenimiento de la red de baja tensión. Ajusta el conductor neutro en el sistema de baja tensión con suficiente par de torsión.
Conclusión
Una condición de fallo de neutro flotante es extremadamente peligrosa porque, si un electrodoméstico no está funcionando, alguien que no esté al tanto del neutro flotante puede tocar fácilmente el cable neutro para averiguar por qué el electrodoméstico no está funcionando cuando está conectado al circuito y recibir una descarga eléctrica. Los electrodomésticos monofásicos están diseñados para funcionar a su voltaje de fase normal; si están expuestos al voltaje de línea, pueden dañarse.
El fallo de neutro flotante es un problema extremadamente peligroso que necesita ser solucionado lo antes posible identificando los cables eléctricos para verificar y luego conectar correctamente.
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