Ano ang ibig sabihin ng Floating Neutral? Mga Epekto & Paano Ito Itest & Iayos?

    Ang phase, neutral, at earth ay ang tatlong koneksyon na bumubuo ng isang electrical system. Para maflow nang ligtas ang electrical energy sa load, mahalaga ang bawat koneksyon ng wire.

Sa simple terms,

• Ang phase wire ay ginagamit para magdala ng primary load current para sa load

• Ang neutral wire ay ginagamit para magdala ng napakaliit o kahit na negligible return current pabalik sa source, at

• Ang earthing wire ay ginagamit para magdala ng leakage current papunta sa ground.

Partikular na, may typical na problema sa neutral wire at, kung hindi ito nasolusyunan, mabilis itong magdisrupt sa electrical circuit. Ang problema ay floating neutral.

Ano ang Floating Neutral?

Floating Neutral

Ang phase voltage ay hindi mananatili constant sa bawat phase kung ang unbalanced load’s star point ay hindi konektado sa power source’s star point (generator o distribution transformer), ngunit magbabago bilang resulta.

Tinatawag itong floating neutral dahil ang potential ng star point (o) neutral point na ganoon kadalisay ay palaging nagbabago at hindi fixed.

Ang neutral wire ng isang circuit ay hiwalay mula sa ground sa kondisyong tinatawag na floating neutral. Ang neutral wire sa isang AC system ay laging grounded sa earth. Gayunpaman,

• Loose connection,

• Braking ng neutral flat,

• Maling circuit connection, o

• Short circuit

ay maaaring maging sanhi ng floating neutral sa isang power system.

Ano ang Neutral & bakit ito grounded?

Ang phase difference sa isang three-phase alternating current system ay 120° para sa lahat ng phases. Isinasagawa ang isang central o common point sa Delta-Star Transformer kung saan nakukuha ang identical potential difference na may phase angle shift ng 120° para sa lahat ng tatlong windings ng R, Y, at B Phase.

Ang neutral point voltage ay 0 sa balanced condition. Kung ang phase angle ng anumang phase ay nagbago dahil sa unbalance load o fault condition, umaabot ang unbalance voltage (o) current sa neutral wire.

Ang neutral wire ng bawat start winding transformer ay ligtas na grounded upang maprotektahan ang sistema. Kung may unbalance o phase to ground sa load end, ang unbalance (o) fault current ay magflflow sa neutral wire gamit ang close-loop via ground.

Ang protection relay ay gumagana sa pamamagitan ng pagkilala sa neutral current at pag-isolate ng load.

Mga Epekto ng Floating Neutral

Napakapanganib ng floating neutral sa isang alternating current(AC) system. Maaaring mapansin ng mga user ang mga sumusunod na disturbance:

Unbalanced voltage maaaring magkaroon sa neutral point, na nakakaapekto sa stability ng sistema at ng kasamang equipment.

Dahil sa floating ground unbalance (o) faulty current, maaaring hindi ito makilala ng relay, at ang kasamang protection system ay hindi mag-operate.

Maraming Factor na Nagdudulot ng Neutral Floating

Maraming elemento ang natutuklasan bilang root causes ng neutral floating. Ang epekto ng floating neutral ay depende kung kailan ang neutral ay nahihirapan.

1) Three-phase distribution transformer

 Ang karamihan sa mga failure ng neutral ng transformer ay dahil sa defective neutral bushing.

Naitala na ang pangunahing sanhi ng breakdown ng neutral conductor sa transformer bushing ay ang application ng line tap. Ang vibration at temperature differences ay nagiging sanhi ng nut sa line tap na maging loose sa loob ng panahon, na nagreresulta sa hot connection. Nagsimula ang conductor na umunaw, nagbabawas ng neutral.

Isa sa mga sanhi ng failure ng neutral ay ang inadequate installation at technical personnel work.

Depende kung paano nabalance ang load ng sistema, ang sira sa neutral ng three-phase transformer ay aallow ang voltage na lumipad hanggang sa line voltage. Ang ganitong floating neutral maaaring masira ang customer equipment na konektado sa supply.

Normal na ang current ay nagflflow mula Phase patungo sa Load, patungo sa Load, at pabalik sa source (distribution transformer). Ginagawa ang line to line voltage sa pagitan ng mga load kapag ang neutral ay nahihirapan dahil ang current mula sa red phase ay lumilipat sa blue o yellow phase.

Depende sa customer, maaari silang makaranas ng mababang voltage o overvoltage.

2) Broken neutral conductor sa LV line

Ang resulta ng broken overhead LV overhead distribution neutral conductor ay katulad ng broken sa transformer.

Sa halip na gumamit ng phase voltage, ang supply voltage ay lumilipad hanggang sa line voltage. Depende sa problem condition, maaaring masira ang kasamang customer equipment.

3) Service Neutral Conductor broken 

Ang sira sa service conductor’s neutral ay magdudulot lamang ng pagbaba ng supply sa consumer’s point. Walang nasirang equipment ng customer.

4) Distribution Transformer na may Mataas na Neutral Earthing Resistance

Magbibigay ng low resistance path para sa neutral current na idischarge sa earth ang mabuting earthing resistance ng neutral pit. Ang mataas na earthing resistance ay maaaring magbigay ng high resistance path para sa neutral grounding sa distribution transformer.

Limiting earth resistance sapat na mababa upang magbigay ng sapat na fault current para sa immediate utilization ng protective devices at upang maiwasan ang paglipat ng neutral.

5) Overloading at Unbalanced Loads

Isa sa pinakakaraniwang sanhi ng failure ng neutral ay ang overloading kasama ang unbalanced load distribution.

Dapat ang neutral ay maayos na itatayo upang payagan ang flow ng pinakamaliit na current sa pamamagitan ng neutral conductor. Ang cancellation na dulot ng 120° phase shift ng phase current ay dapat na teoretikal na magresulta sa zero current flow sa neutral.

IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN

Maraming current ang nagflflow sa neutral sa isang overloaded, unbalanced network, nagbubreak ng neutral sa pinakamahina nitong punto.

6). Shared Neutrals

Ibinabahagi ng isang neutral ang dalawang (o) tatlong phases sa ilang wiring ng buildings. Ang orihinal na plano ay pamarisan ang apat na wire (tatlong phases & isang neutral) wiring ng panel boards sa branch circuit level. Teoretikal lamang ang imbalanced current ang dapat bumalik sa neutral. Bilang resulta, ang isang neutral lang ang dapat kumpletuhin ang trabaho para sa lahat ng tatlong phases. Sa pagtaas ng single-phase non-linear loads, mabilis itong nagtapos. Ang zero-sequence current ang problema.

Statistically adding up mula sa nonlinear loads, lalo na ang third harmonic, ay babalik sa neutral. Ang additional neutral current ay tataas ang voltage mula sa neutral patungo sa ground, na maaaring mapanganib dahil maaaring ito ang magdulot ng undersized neutral na mag-overheat. Ang line to neutral voltage na ina-access sa load ay binabawasan ng neutral to ground voltage na ito.

7). Poor maintenance and workmanship

Karaniwan, ang maintenance staff ay nagbibigay ng minimal na pansin sa LV network. Ang continuity ng neutral ay maapektuhan ng looseness o insufficient tightness ng neutral conductor, na maaaring magresulta sa floating neutral.

Paano Ma-test ang Floating Neutral?

Laging grounded ang neutral, sa normal conditions, ang voltage sa neutral point sa kinalabasan ng ground ay dapat lagi na zero. Kung patuloy ang kondisyong floating neutral, dapat mayroon ng voltage imbalance sa neutral point sa kinalabasan ng ground. Posible itong itest ang sistema sa pamamagitan ng pagmeasure ng voltage sa pagitan ng neutral & ground.

Paano I-fix ang Floating Neutral?

1). Gamitin ang 4-pole breaker, ELCB, o RCBO sa distribution panel

Napakapanganib ng floating neutral.

Ipaglaban ang isang breaker panel na may 3 Pole Breaker para sa 3 Phase & bus bars para sa neutral para sa 3 phase inputs at isang neutral. Ang phase-to-phase voltage ay 440V, at ang neutral-phase voltage ay 230V. Kapag infeed ang 230V loads gamit ang single breakers. Ang 230V loads ay may isang line na infeed ng breaker & isang neutral.

At kapag ang neutral ay naging loose, corroded, o disconnected sa panel. Gayunpaman, ang 230V loads ay maaaring maging problema. Ang kondisyong floating neutral na ito ay magdudulot ng isang line na lumipat mula 230V sa 340V o 350V at ang isa pa ay bumaba hanggang 110V o 120V.

Ang overvoltage ay sasira sa kalahati ng 230V equipment, habang ang low voltage ay sasira sa kalahati. Kaya, iwasan ang floating neutrals. Sa isang 3ph supply system, ang ELCB, RCBO, (o) 4 pole circuit breakers ay magtrip ng buong supply kung ang neutral ay bukas.

2). Voltage Stabilizer