چه معنایی دارد Floating Neutral؟ اثرات و چگونگی آزمایش و رفع آن؟

    فاز، نیوتروال و زمین سه اتصال هستند که یک سیستم الکتریکی را تشکیل می‌دهند. برای جریان امن انرژی الکتریکی از طریق بار، هر یک از اتصالات سیم بسیار مهم است.

به عبارت ساده،

• سیم فاز برای حمل جریان اصلی بار استفاده می‌شود

• سیم نیوتروال برای حمل جریان بازگشتی بسیار کوچک یا حتی قابل صرف نظر به منبع استفاده می‌شود، و

• سیم زمین برای حمل جریان نشتی به زمین استفاده می‌شود.

مشکل خاصی با سیم نیوتروال وجود دارد و اگر اصلاح نشود، به سرعت مدار الکتریکی را اختلال می‌دهد. این مشکل نیوتروال شناور است.

نیوتروال شناور چیست؟

نیوتروال شناور

ولتاژ فاز در هر فاز ثابت نخواهد ماند اگر نقطه ستاره‌ای بار نامتعادل به نقطه ستاره‌ای منبع (ژنراتور یا ترانسفورماتور توزیع) متصل نشود، بلکه متأثر از آن تغییر خواهد کرد.

این وضعیت به عنوان نیوتروال شناور شناخته می‌شود زیرا پتانسیل نقطه ستاره‌ای (یا) نقطه نیوتروال که جدا شده است، مداوم تغییر می‌کند و ثابت نیست.

در شرایطی که نیوتروال شناور است، سیم نیوتروال مدار از زمین جدا می‌شود. سیم نیوتروال در یک سیستم AC همیشه به زمین متصل است. با این حال،

• اتصال ضعیف،

• شکست سیم نیوتروال،

• اتصال بد مدار، یا

• شورت مدار

می‌توانند همه باعث نیوتروال شناور در یک سیستم قدرت شوند.

نیوتروال چیست و چرا به زمین متصل می‌شود؟

اختلاف فاز در یک سیستم جریان متناوب سه فاز ۱۲۰ درجه برای همه فازها است. یک نقطه مرکزی یا مشترک در ترانسفورماتور Delta-Star ارائه شده است که از آن اختلاف پتانسیل یکسان با اختلاف زاویه‌ای ۱۲۰ درجه برای هر سه پیچش R، Y و B فاز به دست می‌آید.

ولتاژ نقطه نیوتروال در حالت تعادل صفر است. اگر زاویه فاز هر فاز به دلیل بار نامتعادل یا شرایط خرابی تغییر کند، ولتاژ (یا) جریان نامتعادل در سیم نیوتروال ایجاد می‌شود.

سیم نیوتروال هر ترانسفورماتور پیچشی به طور محکم به زمین متصل می‌شود تا سیستم محافظت شود. اگر بار نامتعادل یا فاز به زمین در سمت بار وجود داشته باشد، جریان نامتعادل (یا) خرابی از طریق یک حلقه بسته با استفاده از زمین به سیم نیوتروال جریان می‌یابد.

رеле محافظ با تشخیص جریان نیوتروال و جدا کردن بار عمل می‌کند.

اثرات نیوتروال شناور

نیوتروال شناور در یک سیستم جریان متناوب (AC) بسیار خطرناک است. کاربران ممکن است اختلالات زیر را مشاهده کنند:

ولتاژ نامتعادل ممکن است در نقطه نیوتروال ایجاد شود که ثبات سیستم و تجهیزات متصل به آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

به دلیل نامتعادل شدن زمین (یا) جریان خرابی شناور، رеле ممکن است آن را تشخیص ندهد و سیستم محافظت مرتبط عمل نخواهد کرد.

عوامل مختلف باعث شدن نیوتروال شناور

عناصر مختلفی به عنوان دلایل اصلی نیوتروال شناور شناسایی شده‌اند. اثر نیوتروال شناور به زمانی که نیوتروال قطع می‌شود بستگی دارد.

۱) ترانسفورماتور توزیع سه فاز

 بیشتر خرابی‌های نیوتروال ترانسفورماتور به دلیل بوشینگ نیوتروال خراب است.

پیدا شده است که دلیل اصلی خرابی رسانه نیوتروال در بوشینگ ترانسفورماتور، استفاده از تپ لاین است. ارتعاش و تفاوت دما باعث می‌شود مهره روی تپ لاین با گذشت زمان آزاد شود که منجر به یک اتصال گرم می‌شود. رسانه شروع به ذوب شدن می‌کند و نیوتروال قطع می‌شود.

یکی از دلایل خرابی نیوتروال نصب نامناسب و کار پرسنل فنی است.

با توجه به تعادل بار سیستم، نیوتروال خراب شده در یک ترانسفورماتور سه فاز می‌تواند باعث شود ولتاژ تا ولتاژ خط بالا رود. چنین نیوتروال شناور ممکن است تجهیزات مشتری که به تأمین متصل هستند را خراب کند.

به طور معمول جریان از فاز به بار و از بار به منبع (ترانسفورماتور توزیع) جریان می‌یابد. وقتی نیوتروال قطع می‌شود، ولتاژ بین خطوط بار ایجاد می‌شود زیرا جریان از فاز قرمز به فاز آبی یا زرد تغییر می‌کند.

با توجه به مشتری، ممکن است ولتاژ پایین یا ولتاژ بالا تجربه کنند.

۲) رسانه نیوتروال در خط LV قطع شده

نتیجه قطع رسانه نیوتروال توزیع LV هوایی مشابه قطع در ترانسفورماتور خواهد بود.

به جای استفاده از ولتاژ فاز، ولتاژ تأمین به ولتاژ خط بالا می‌رود. با توجه به شرایط مشکل، تجهیزات متصل به مشتری ممکن است خراب شوند.

۳) رسانه نیوتروال خدماتی قطع شده

نیوتروال قطع شده رسانه خدماتی فقط باعث کاهش تأمین در نقطه مصرف خواهد شد. هیچ خسارتی به تجهیزات مشتری نخواهد بود.

۴) ترانسفورماتور توزیع با مقاومت زمینی نیوتروال بالا

مقاومت زمینی خوب نیوتروال مسیر با مقاومت پایین برای جریان نیوتروال برای رهاسازی به زمین ارائه می‌دهد. مقاومت زمینی بالا می‌تواند مسیر با مقاومت بالا برای زمینی کردن نیوتروال در ترانسفورماتور توزیع ارائه دهد.

حداکثر مقاومت زمینی کافی برای ارائه جریان خرابی کافی برای استفاده فوری از دستگاه‌های محافظ و جلوگیری از حرکت نیوتروال.

۵) بارگیری بیش از حد و بار نامتعادل

یکی از موارد رایج خرابی نیوتروال بارگیری بیش از حد ترکیب با توزیع بار نامتعادل است.

نیوتروال باید به طور مناسب تنظیم شود تا جریان کمترین مقدار از طریق رسانه نیوتروال جریان یابد. لغو ناشی از اختلاف فاز ۱۲۰ درجه جریان فاز باید به طور نظری منجر به عدم جریان جریان در نیوتروال شود.

IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN

جریان زیادی در نیوتروال یک شبکه بارگیری بیش از حد و نامتعادل جریان می‌یابد که نیوتروال را در ضعیف‌ترین نقطه می‌شکند.

۶). نیوتروال‌های مشترک

در بعضی از سیم‌کشی‌های ساختمان‌ها یک نیوتروال توسط دو (یا) سه فاز به اشتراک گذاشته می‌شود. طرح اصلی برای تقلید سیم‌کشی چهار سیم (سه فاز و یک نیوتروال) در پانل‌های توزیع در سطح مدار شاخه‌ای بود. فقط جریان نامتعادل باید به طور نظری به نیوتروال بازگردد. بنابراین، یک نیوتروال می‌تواند کار تمام سه فاز را انجام دهد. با افزایش بار‌های تک‌فاز غیرخطی، این روش سیم‌کشی به سرعت پایان یافت. مشکل جریان صفر-دنباله است.

جمع آماری از بار‌های غیرخطی، به ویژه هارمونیک سوم، بر روی نیوتروال بازگردانده می‌شود. جریان نیوتروال اضافی ولتاژ بین نیوتروال و زمین را افزایش می‌دهد که می‌تواند خطرناک باشد زیرا می‌تواند باعث سرخ شدن یک نیوتروال کوچک شود. این ولتاژ نیوتروال به زمین ولتاژ خط به نیوتروال که برای بار در دسترس است را کاهش می‌دهد.

۷). نگهداری و کارکرد ضعیف

کادر نگهداری معمولاً توجه کمی به شبکه LV می‌کند. تداوم نیوتروال با آزادی یا تنگی نسبی رسانه نیوتروال تحت تأثیر قرار می‌گیرد که می‌تواند باعث نیوتروال شناور شود.

چگونه می‌توان نیوتروال شناور را تست کرد؟

نیوتروال همیشه به زمین متصل است، در شرایط عادی ولتاژ در نقطه نیوتروال نسبت به زمین همیشه صفر باید باشد. اگر وضعیت نیوتروال شناور ادامه داشته باشد، باید اختلاف ولتاژی در نقطه نیوتروال نسبت به زمین وجود داشته باشد. می‌توان سیستم را با اندازه‌گیری ولتاژ بین نیوتروال و زمین تست کرد.

چگونه می‌توان نیوتروال شناور را اصلاح کرد؟

۱). استفاده از برش چهار قطبی، ELCB یا RCBO در پانل توزیع

نیوتروال شناور خطرناک است.

فکر کنید که دارید یک پانل برش با برش ۳ قطبی برای ۳ فاز و میله‌های بزرگ برای نیوتروال برای ورودی‌های ۳ فاز و یک نیوتروال. ولتاژ فاز به فاز ۴۴۰V است و ولتاژ نیوتروال به فاز ۲۳۰V است. وقتی بار ۲۳۰V را با استفاده از برش‌های تکی تغذیه می‌کنید. بار ۲۳۰V دارای یک خط تغذیه شده توسط برش و یک نیوتروال است.

و وقتی نیوتروال آزاد، خوردیده یا قطع شود در پانل. با این حال، بار ۲۳۰V ممکن است مشکل داشته باشد. این وضعیت نیوتروال شناور باعث می‌شود یک خط از ۲۳۰V به ۳۴۰V یا ۳۵۰V و خط دیگر به ۱۱۰V یا ۱۲۰V برود.

ولتاژ بیش از حد نیمی از تجهیزات ۲۳۰V را خراب می‌کند، در حالی که ولتاژ کم نیمی دیگر را خراب می‌کند. بنابراین، از نیوتروال‌های شناور خودداری کنید. در یک سیستم تغذیه ۳ فاز، ELCB، RCBO، (یا) برش‌های مدار ۴ قطبی اگر نیوتروال باز شود، کل تغذیه را قطع می‌کنند.

۲). استیبلایزر ولتاژ

به دلیل نیوتروال شناور، بارهای سه فاز وقتی نیوتروال خراب می‌شود بین فازها متصل می‌شوند. با توجه به مقاومت بار بین این فازها، ولتاژ از ۲۳۰V تا ۴۰۰V متغیر است. تجهیزات را با استیبلایزر سرو با محدوده ولتاژ ورودی گسترده و قطع کننده بالا/پایین محافظت کنید.

۳). کارکرد و ن