Qu'est-ce que le neutre flottant? Effets et comment le tester et le réparer?
La phase, le neutre et la terre sont les trois connexions qui composent un système électrique. Pour que l'énergie électrique circule de manière sécurisée à travers la charge, chaque connexion de fil est importante.
En termes simples,
un fil de phase est utilisé pour transporter le courant principal de la charge
un fil neutre est utilisé pour transporter le courant de retour extrêmement faible ou négligeable vers la source, et
un fil de terre est utilisé pour transporter le courant de fuite vers le sol.
Spécifiquement, un problème typique avec le fil neutre existe et, s'il n'est pas corrigé, il perturbera rapidement le circuit électrique. Le problème est le neutre flottant.
Qu'est-ce que le Neutre Flottant?
Neutre Flottant
La tension de phase ne restera pas constante sur chaque phase si le point d'étoile de la charge déséquilibrée n'est pas connecté au point d'étoile de la source d'alimentation (générateur ou transformateur de distribution), mais variera conséquemment.
On l'appelle neutre flottant car le potentiel d'un point d'étoile (ou) point neutre ainsi isolé change constamment et n'est pas fixe.
Le fil neutre d'un circuit est détaché du sol dans la condition appelée neutre flottant. Le fil neutre dans un système AC est toujours mis à la terre. Cependant,
connexion lâche,
coupure du fil plat neutre,
mauvaise connexion de circuit, ou
court-circuit
peuvent tous causer un neutre flottant dans un système de puissance.
Qu'est-ce que le Neutre & pourquoi est-il mis à la terre?
La différence de phase dans un système triphasé en courant alternatif est de 120° pour toutes les phases. Un point central ou commun est fourni dans le transformateur Delta-Étoile à partir duquel on obtient une différence de potentiel identique avec un décalage de phase de 120° pour les trois enroulements de R, Y et B Phase.
La tension au point neutre est de 0 dans une condition équilibrée. Si l'angle de phase de toute phase change en raison d'une charge déséquilibrée ou d'une condition de défaut, une tension (ou) un courant déséquilibré est généré sur le fil neutre.
Le fil neutre de chaque transformateur d'enroulement de démarrage est solidement mis à la terre pour protéger le système. En cas de déséquilibre ou de phase à la terre à l'extrémité de la charge, le courant (ou) le courant de défaut déséquilibré circulera vers le fil neutre via une boucle fermée utilisant la terre.
Le relais de protection fonctionne en reconnaissant le courant neutre et en isolant la charge.
Effets du Neutre Flottant
Le neutre flottant est extrêmement nuisible dans un système en courant alternatif (CA). Les utilisateurs peuvent remarquer les perturbations suivantes:
Une tension déséquilibrée peut se produire au point neutre, affectant la stabilité du système et des équipements connectés.
En raison d'un déséquilibre de la terre flottante (ou) d'un courant de défaut, le relais peut ne pas le détecter, et le système de protection associé ne fonctionnera pas.
Divers facteurs causant le Neutre Flottant
De nombreux éléments sont identifiés comme les causes racines du neutre flottant. L'effet du neutre flottant dépend de quand le neutre est rompu.
1) Transformateur de distribution triphasé
La plupart des pannes de neutre sur les transformateurs sont dues à un boisseau neutre défectueux.
Il a été déterminé que la cause principale de la rupture du conducteur neutre au boisseau du transformateur est l'application de la prise de ligne. Les vibrations et les différences de température font que l'écrou sur la prise de ligne se desserre avec le temps, entraînant une connexion chaude. Le conducteur commence à fondre, rompant le neutre.
L'une des causes de la panne du neutre est l'installation inadéquate et le travail du personnel technique.
Selon l'équilibre de la charge du système, un neutre endommagé sur un transformateur triphasé permettra à la tension de flotter jusqu'à la tension de ligne. Un tel neutre flottant pourrait endommager l'équipement client connecté à l'alimentation.
Sous conditions normales, le courant circule de la phase à la charge, puis de la charge de retour à la source (transformateur de distribution). La tension entre les charges est créée lorsque le neutre est rompu, car le courant de la phase rouge passe à la phase bleue ou jaune.
Selon le client, ils peuvent subir une tension basse ou élevée.
2) Un conducteur neutre rompu dans la ligne BT
Le résultat d'un neutre aérien rompu sera similaire à celui d'un neutre rompu au transformateur.
Au lieu d'utiliser la tension de phase, la tension d'alimentation flotte jusqu'à la tension de ligne. Selon la condition de problème, l'équipement client connecté pourrait être endommagé.
3) Conducteur Neutre de Service Rompu
Un neutre rompu du conducteur de service ne causera qu'une réduction de l'alimentation au point du consommateur. Aucun dommage à l'équipement du client n'a été signalé.
4) Un Transformateur de Distribution avec une Haute Résistance de Mise à la Terre du Neutre
Une bonne résistance de mise à la terre du puits neutre fournit un chemin de faible résistance pour le courant neutre de décharge vers la terre. Une haute résistance de mise à la terre peut fournir un chemin de haute résistance pour la mise à la terre du neutre au transformateur de distribution.
La limitation de la résistance de terre suffisamment basse pour fournir un courant de défaut suffisant pour l'utilisation immédiate des dispositifs de protection et pour éviter le déplacement du neutre.
5) Surcharge et Charges Déséquilibrées
L'une des causes les plus fréquentes de panne du neutre est la surcharge combinée à une distribution de charge déséquilibrée.
Le neutre doit être correctement établi pour permettre le flux du minimum de courant à travers le conducteur neutre. L'annulation causée par le décalage de phase de 120° des courants de phase devrait théoriquement entraîner un flux de courant nul dans le neutre.
IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN
Dans un réseau surchargé et déséquilibré, un courant important circule dans le neutre, rompant le neutre au point le plus faible.
6). Neutres Partagés
Un seul neutre est partagé par deux (ou) trois phases dans le câblage de certains bâtiments. Le plan initial était d'imiter le câblage à quatre fils (trois phases & un neutre) des tableaux de distribution au niveau du circuit dérivé. Seulement le courant déséquilibré devrait théoriquement retourner au neutre. Par conséquent, un seul neutre peut accomplir le travail pour les trois phases. Avec l'augmentation des charges monophasées non linéaires, cette solution de câblage a rapidement pris fin. Le courant de séquence zéro est le problème.
L'ajout statistique des charges non linéaires, en particulier de l'harmonique de troisième ordre, reviendra sur le neutre. Le courant supplémentaire sur le neutre augmente la tension entre le neutre et la terre, ce qui peut être dangereux car cela peut provoquer une surchauffe d'un neutre de taille insuffisante. Cette tension entre le neutre et la terre réduit la tension ligne-neutre disponible pour la charge.
7). Mauvaise maintenance et exécution
Le personnel de maintenance prête généralement peu d'attention au réseau BT. La continuité du neutre sera affectée par la lâcheté ou l'insuffisance de serrage du conducteur neutre, ce qui pourrait entraîner un neutre flottant.
Comment tester un Neutre Flottant?
Le neutre est toujours mis à la terre, dans des conditions normales, la tension au point neutre par rapport à la terre devrait toujours être zéro. Si la condition de neutre flottant persiste, il doit y avoir un certain déséquilibre de tension au point neutre par rapport à la terre. Il est possible de tester le système en mesurant la tension entre le neutre et la terre.
Comment corriger un Neutre Flottant?
1). Utiliser un disjoncteur à 4 pôles, un ELCB, ou un RCBO dans le tableau de distribution
Un neutre flottant est dangereux.
Envisagez d'avoir un tableau de disjoncteurs avec un disjoncteur à 3 pôles pour 3 phases & des barres de bus pour le neutre pour les entrées triphasées et un neutre. La tension phase-phase est de 440V, et la tension phase-neutre est de 230V. Lorsque vous alimentez les charges de 230V à l'aide de disjoncteurs simples. Les charges de 230V ont une ligne alimentée par le disjoncteur & un neutre.
Et lorsque le neutre se desserre, s'oxyde, ou se déconnecte dans le tableau. Cependant, les charges de 230V peuvent rencontrer des problèmes. Cette condition de neutre flottant fera passer une ligne de 230V à 340V ou 350V et l'autre descendra à 110V ou 120V.
La surtension endommagera la moitié des équipements de 230V, tandis que la sous-tension endommagera l'autre moitié. Ainsi, évitez les neutres flottants. Dans un système d'alimentation triphasé, l'ELCB, le RCBO, (ou) les disjoncteurs à 4 pôles couperont l'ensemble de l'alimentation si le neutre s'ouvre.
2). Stabilisateur de Tension
En raison du neutre flottant, les charges triphasées seront connectées entre les phases lorsque le neutre tombe en panne. En fonction de la résistance de charge entre ces phases, la tension varie de 230V à 400V. Protégez l'équipement avec un stabilisateur servo avec une large plage de tension d'entrée et un coupure haute/basse.
3). Exécution Standard et Maintenance
La maintenance du réseau BT doit être prioritaire. Appliquez un couple suffisant pour serrer le conducteur neutre dans le système BT.
Conclusion
Une condition de défaut de neutre flottant est extrêmement dangereuse, car si un appareil ne fonctionne pas, quelqu'un qui ignore le neutre flottant peut facilement toucher le fil neutre pour comprendre pourquoi l'appareil ne fonctionne pas lorsqu'il est branché sur le circuit et recevoir un choc électrique. Les appareils monophasés sont conçus pour fonctionner à leur tension de phase habituelle; s'ils sont exposés à la tension de ligne, ils peuvent être endommagés.
Le défaut de neutre flottant est un problème extrêmement dangereux qui doit être corrigé dès que possible en identifiant les fils électriques pour vérifier & puis connecter correctement.
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