چه معنایی دارد فلوتینگ نیوترال؟ اثرات و چگونگی تست و رفع آن؟

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

به عبارت ساده،

• سیم فاز برای حمل جریان اصلی بار استفاده می‌شود

• سیم نیوترا 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 نیوترا وجود دارد و اگر آن را حل نکنید، به سرعت مدار الکتریکی را مختل می‌کند. این مشکل نیوترا شناور است.

نیوترا شناور چیست؟

نیوترا شناور

ولتاژ فاز در هر فاز ثابت نخواهد ماند اگر نقطه ستاره بار نامتعادل به نقطه ستاره منبع (ژنراتور یا ترانسفورماتور توزیع) متصل نباشد، بلکه متفاوت خواهد بود.

این پدیده را نیوترا شناور می‌نامند زیرا پتانسیل نقطه ستاره (یا) نقطه نیوترا که جدا شده است، مدام تغییر می‌کند و ثابت نیست.

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

• اتصال سست،

• شکست سیم نیوترا،

• اتصال ضعیف مدار، یا

• شورت مدار

همه می‌توانند باعث نیوترا شناور در سیستم برق شوند.

نیوترا چیست و چرا به زمین متصل می‌شود؟

اختلاف فاز در سیستم جریان متناوب سه فاز ۱۲۰ درجه برای همه فازها است. یک نقطه مرکزی یا مشترک در ترانسفورماتور ستاره-دلتا ارائه می‌شود که از آن ولتاژ یکسان با اختلاف فاز ۱۲۰ درجه برای هر سه پیچه R، Y و B فاز به دست می‌آید.

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

سیم نیوترا هر ترانسفورماتور ستاره 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 حلقه بسته با استفاده از زمین به سیم نیوترا جریان می‌یابد.

تابع رله محافظ با تشخیص جریان نیوترا بار را جدا می‌کند.

اثرات نیوترا شناور

نیوترا شناور در سیستم جریان متناوب (AC) بسیار خطرناک است. کاربران ممکن است از اختلالات زیر مطلع شوند:

ولتاژ نامتعادل ممکن است در نقطه نیوترا رخ دهد که پایداری سیستم و تجهیزات متصل به آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

به دلیل نامتعادلی زمین شناور (یا) جریان خرابی، رله ممکن است آن را تشخیص ندهد و سیستم محافظت مربوطه عمل نخواهد کرد.

عوامل مختلف باعث نیوترا شناور

عوامل زیادی به عنوان علل اصلی نیوترا شناور شناسایی شده‌اند. اثر نیوترا شناور به زمانی که نیوترا قطع می‌شود بستگی دارد.

۱) ترانسفورماتور توزیع سه فاز

 بیشتر خرابی‌های نیوترا ترانسفورماتور به دلیل بوشینگ نیوترا خراب است.

تعیین شده است که دلیل اصلی خرابی هادی نیوترا در بوشینگ ترانسفورماتور، استفاده از لاین تپ است. ارتعاش و تفاوت دما باعث می‌شود مهره روی لاین تپ با گذشت زمان سست شود و اتصال گرم رخ دهد. هادی شروع به ذوب می‌کند و نیوترا قطع می‌شود.

یکی از دلایل خرابی نیوترا، نصب ناقص و کار کارشناسان فنی است.

به تبع از چگونگی تعادل بار سیستم، نیوترا خراب شده در ترانسفورماتور سه فاز می‌تواند باعث شود ولتاژ تا ولتاژ خط بالا رود. چنین نیوترا شناوری ممکن است تجهیزات مشتری که به تأمین متصل هستند را خراب کند.

در شرایط عادی جریان از فاز به بار و از بار به منبع (ترانسفورماتور توزیع) جریان می‌یابد. ولتاژ خط به خط بین بارها ایجاد می‌شود وقتی نیوترا قطع می‌شود چون جریان از فاز قرمز به فاز آبی یا زرد می‌روند.

به تبع از مشتری، ممکن است ولتاژ پایین یا ولتاژ بالا تجربه کنند.

۲) هادی نیوترا خراب در خط LV

نتیجه یک هادی نیوترا خراب در خط توزیع هوایی LV مشابه خرابی در ترانسفورماتور خواهد بود.

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

۳) هادی خدمت نیوترا خراب

یک هادی خدمت نیوترا خراب فقط باعث کاهش تأمین در نقطه مشتری خواهد شد. هیچ خسارتی به تجهیزات مشتری رخ نداده است.

۴) ترانسفورماتور توزیع با مقاومت زمینی نیوترا بالا

مقاومت زمینی خوب پیت نیوترا مسیر مقاومت کم برای جریان نیوترا برای تخلیه به زمین ارائه می‌دهد. مقاومت زمینی بالا می‌تواند مسیر با مقاومت بالا برای زمینی کردن نیوترا در ترانسفورماتور توزیع ارائه دهد.

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

۵) بارگیری بیش از حد و بار نامتعادل

یکی از علل متداول خرابی نیوترا، بارگیری بیش از حد ترکیب با توزیع بار نامتعادل است.

نیوترا باید به طور مناسب تنظیم شود تا کمترین مقدار جریان از طریق هادی نیوترا جریان یابد. لغو ناشی از اختلاف فاز ۱۲۰ درجه جریان فاز باید در نظری به صفر جریان در نیوترا منجر شود.

IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN

جریان زیادی در نیوترا در یک شبکه بارگیری بیش از حد و نامتعادل جریان می‌یابد و نیوترا در ضعیف‌ترین نقطه قطع می‌شود.

۶). نیوترای مشترک

در برخی از سیم‌کشی‌های ساختمان‌ها، یک نیوترا توسط دو (یا) سه فاز مشترک است. طرح اصلی تقلید سیم‌کشی چهار سیم (سه فاز و یک نیوترا) تابلوهای توزیع در سطح مدار شاخه‌ای بود. فقط جریان نامتعادل باید نظری به نیوترا بازگردد. بنابراین یک نیوترا می‌تواند کار تمام سه فاز را انجام دهد. با افزایش بارهای یک‌فاز غیرخطی، این روش سیم‌کشی به سرعت پایان یافت. مشکل جریان صفرم است.

جمع آماری از بارهای غیرخطی، به ویژه هارمونیک سوم، به نیوترا بازمی‌گردد. جریان اضافی نیوترا ولتاژ از نیوترا به زمین را افزایش می‌دهد که می‌تواند خطرناک باشد زیرا می‌تواند باعث سرعت بالا رفتن یک نیوترا کوچک شود. ولتاژ خط به نیوترا که به بار در دسترس است توسط این ولتاژ نیوترا به زمین کاهش می‌یابد.

۷). نگهداری و کارکرد ضعیف

عموماً کارکنان نگهداری توجه کمی به شبکه LV می‌کنند. تداوم نیوترا با لاغری یا عدم محکم بودن هادی نیوترا تحت تأثیر قرار می‌گیرد که ممکن است باعث نیوترا شناور شود.

چگونه می‌توان نیوترا شناور را تست کرد؟

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

چگونه می‌توان نیوترا شناور را اصلاح کرد؟

۱). استفاده از برش ۴ قطبی، ELCB یا RCBO در تابلو توزیع

نیوترا شناور خطرناک است.

در نظر بگیرید یک تابلو برش با برش ۳ قطبی برای ۳ فاز و میله‌های بوس برای نیوترا برای ورودی‌های ۳ فاز و یک نیوترا. ولتاژ فاز به فاز ۴۴۰V و ولتاژ نیوترا به فاز ۲۳۰V است. وقتی بارهای ۲۳۰V را با برش‌های تکی تغذیه می‌کنید. بارهای ۲۳۰V یک خط تغذیه شده توسط برش و یک نیوترا دارند.

و وقتی نیوترا در تابلو سست، زنگ زده یا قطع شود. با این حال، بارهای ۲۳۰V ممکن است مشکل داشته باشند. این شرایط نیوترا شناور باعث می‌شود یک خط از ۲۳۰V به ۳۴۰V یا ۳۵۰V برسد و دیگری به ۱۱۰V یا ۱۲۰V کاهش یابد.

ولتاژ بالا نیمی از تجهیزات ۲۳۰V را خراب می‌کند، در حالی که ولتاژ پایین نیمی دیگر را خراب می‌کند. بنابراین از نیوترای شناور خودداری کنید. در سیستم تغذیه ۳ فاز، ELCB، RCBO، (یا) برش‌های چهار قطبی اگر نیوترا باز شود، کل تغذیه را قطع می‌کنند.

۲). استیبلایزر ولتاژ

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

۳). کارکرد و نگهداری استاندارد

نگهداری شبکه LV باید بیشتر اولویت داده