Wat betekent Floating Neutral? Effecten & Hoe te Testen & Oplossen?

    Fase, neutraal en aarde zijn de drie verbindingen die een elektrisch systeem vormen. Voor veilige stroomvoorziening door de belasting is elke draadverbinding belangrijk.

In eenvoudige termen,

• Een fasekabel wordt gebruikt om de primaire belastingsstroom te vervoeren

• Een neutrale kabel wordt gebruikt voor het vervoeren van de zeer kleine of zelfs verwaarloosbare terugkeerstroom naar de bron, en

• Een aardingskabel wordt gebruikt voor het vervoeren van de lekkagestroom naar de grond.

Specifiek bestaat er een typisch probleem met de neutrale kabel en als dit niet wordt opgelost, zal het snel de elektrische schakeling verstoren. Het probleem is een zwevende neutrale.

Wat is een Zwevende Neutrale?

Zwevende Neutrale

De fasespanning zal niet constant blijven over elke fase als de sterpunt van de ongebalanceerde belasting niet is verbonden met de sterpunt van de energiebron (generator of distributietransformator), maar zal daardoor variëren.

Het wordt een zwevende neutrale genoemd omdat het potentieel van een sterpunt (of) neutrale punt dat zo geïsoleerd is, voortdurend verandert en niet vast ligt.

De neutrale kabel van een schakeling is losgemaakt van de aarde in de toestand bekend als zwevende neutrale. De neutrale kabel in een wisselstroom-systeem is altijd aangesloten op de aarde. Echter,

• Losse verbinding,

• Breuk van de neutrale platte,

• Slechte schakeling, of

• Kortsluiting

kunnen allemaal leiden tot een zwevende neutrale in een energie-systeem.

Wat is Neutraal & waarom is het aangesloten op de aarde?

Het fasenverschil in een driefase wisselstroom-systeem is 120° voor alle fasen. Een centraal of gemeenschappelijk punt wordt in de Delta-Ster-transformator geleverd waarmee dezelfde potentiaalverschillen met een fasehoekverschuiving van 120° worden verkregen voor alle drie de windingen van R, Y en B-fase.

De neutrale puntspanning is 0 bij een evenwichtstoestand. Als de fasehoek van een fase verandert door een ongebalanceerde belasting of een fouttoestand, wordt een ongebalanceerde spanning (of) stroom gegenereerd in de neutrale kabel.

De neutrale kabel van elke startwindingstransformator is stevig aangesloten op de aarde om het systeem te beschermen. Als er een onbalans of een fase naar de aarde is aan de belastingskant, zal de ongebalanceerde (of) foutstroom via een gesloten lus door de aarde naar de neutrale kabel stromen.

De beschermingsrelais werkt door de neutrale stroom te herkennen en de belasting af te isoleren.

Effecten van de Zwevende Neutrale

Een zwevende neutrale is uiterst schadelijk in een wisselstroom-systeem. Gebruikers kunnen de volgende storingen ervaren:

Ongebalanceerde spanning kan optreden op een neutraal punt, wat de stabiliteit van het systeem en de verbonden apparatuur beïnvloedt.

Vanwege de zwevende grond onbalans (of) foutstroom, kan de relais deze niet detecteren, en het bijbehorende beschermingssysteem zal niet functioneren.

Verschillende factoren die Neutral Floating veroorzaken

Er worden talrijke elementen geïdentificeerd als de oorzaken van neutral floating. Het effect van neutral floating hangt af van wanneer de neutrale is gebroken.

1) Driefase distributietransformator

 De meeste neutrale fouten in transformators worden veroorzaakt door een defecte neutrale bushing.

Het is vastgesteld dat de primaire oorzaak van de breuk van de neutrale geleider bij de transformator bushing het toepassen van line tap is. Trillingen en temperatuurverschillen zorgen ervoor dat de moer op de line tap met de tijd losser wordt, wat resulteert in een hete verbinding. De geleider begon te smelten, waardoor de neutrale brak.

Een van de oorzaken van neutrale fouten is onvoldoende installatie en technisch personeel werk.

Afhankelijk van hoe de belasting van het systeem is uitgebalanceerd, zal een beschadigde neutrale op een driefasetransformator de spanning laten zweven tot de lijnspanning. Deze zwevende neutrale kan klantapparatuur die is verbonden met de voeding beschadigen.

Stroom stroomt normaal gesproken van Fase naar Belasting naar Belasting terug naar de bron (distributietransformator). Lijn naar lijnspanning tussen de belastingen ontstaat wanneer de neutrale breekt, omdat de stroom van de rode fase overschakelt naar de blauwe of gele fase.

Afhankelijk van de klant, kunnen zij laagspanning of overspanning ervaren.

2) Gebroken neutrale geleider in de LV-lijn

Het resultaat van een gebroken bovengrondse LV-bovengrondse distributie neutrale geleider zal vergelijkbaar zijn met de breuk bij de transformator.

In plaats van fasespanning, zweeft de voedingsspanning op tot de lijnspanning. Afhankelijk van de probleemtoestand, kan gekoppelde klantapparatuur worden beschadigd.

3) Service Neutrale Geleider gebroken 

Een beschadigde service geleider neutrale zal alleen een vermindering van de voeding op het consumentenpunt veroorzaken. Er is geen schade toegebracht aan de klantapparatuur.

4) Een Distributietransformator met Hoge Neutrale Aardingweerstand

Een goede aardingweerstand van de neutrale put biedt een lage weerstandspad voor de neutrale stroom om in de aarde te ontladen. Een hoge aardingweerstand kan een pad met hoge weerstand bieden voor neutrale aarding bij de distributietransformator.

Beperking van de aarde weerstand laag genoeg om voldoende foutstroom te leveren voor direct gebruik van beschermingsapparaten en om neutrale verschuiving te voorkomen.

5) Overbelasting en Ongebalanceerde Belastingen

Een van de meest voorkomende oorzaken van neutrale fouten is overbelasting gecombineerd met ongebalanceerde belastingsverdeling.

Neutraal moet correct worden ingesteld om de minste hoeveelheid stroom door de neutrale geleider te laten stromen. De annulering veroorzaakt door de fase stroomverschuiving van 120° zou theoretisch gezien resulteren in nul stroom in de neutrale.

IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN

Een grote hoeveelheid stroom stroomt in de neutrale in een overbelaste, ongebalanceerde netwerk, waardoor de neutrale breekt op het zwakste punt.

6). Gedeelde Neutrals

Een enkele neutrale wordt gedeeld door twee (of) drie fasen in de bedrading van sommige gebouwen. Het originele plan was om de vierdraads (drie fasen & een neutrale) bedrading van paneelborden op het vertakkingscircuit-niveau na te bootsen. Alleen de ongebalanceerde stroom zou theoretisch gezien moeten terugkeren naar de neutrale. Daarom kan één neutrale het werk doen voor alle drie de fasen. Met de opkomst van enkelefasen niet-lineaire belastingen kwam deze bedrading-oplossing snel ten einde. Het probleem is de nulreeksstroom.

Statistisch opgeteld van niet-lineaire belastingen, vooral derde harmonische, zal terugkeren op de neutrale. De extra neutrale stroom verhoogt de spanning van de neutrale naar de aarde, wat gevaarlijk kan zijn omdat het kan leiden tot oververhitting van een te kleine neutrale. De lijn naar neutrale spanning die beschikbaar is voor de belasting wordt verminderd door deze neutrale naar aarde spanning.

7). Slechte onderhoud en vakmanschap

Het onderhoudspersoneel betaalt meestal weinig aandacht aan het LV-netwerk. De continuïteit van de neutrale zal worden beïnvloed door de losheid of onvoldoende strakheid van de neutrale geleider, wat kan leiden tot een zwevende neutrale.

Hoe kan een Zwevende Neutrale worden getest?

De neutrale is altijd aangesloten op de aarde, onder normale omstandigheden zou de spanning op het neutrale punt ten opzichte van de aarde altijd nul moeten zijn. Als de toestand van de zwevende neutrale voortduurt, moet er enige spanningsonderlingheid zijn op het neutrale punt ten opzichte van de aarde. Het systeem kan worden getest door de spanning tussen de neutrale en de aarde te meten.

Hoe kan een Zwevende Neutrale worden gerepareerd?

1). Gebruik een 4-polige schakelaar, een ELCB, of een RCBO in het distributiepaneel

Een zwevende neutrale is gevaarlijk.

Overweeg een schakelaarpaneel te hebben met een 3-polige schakelaar voor 3-fase en busbars voor de neutrale voor 3-fase ingangen en een neutrale. Fase-tot-fase spanning is 440V, en neutrale-fase spanning is 230V. Wanneer 230V belastingen worden gevoed met enkele schakelaars. 230V belastingen hebben één lijn gevoed door de schakelaar en een neutrale.

En wanneer de neutrale los, verroest of losgemaakt is in het paneel. Echter, 230V belastingen kunnen in de problemen komen. Deze zwevende neutrale toestand zal één lijn laten gaan van 230V naar 340V of 350V en de andere naar beneden naar 110V of 120V.

Overspanning zal de helft van de 230V apparatuur beschadigen, terwijl lage spanning de andere helft zal beschadigen. Dus, vermijd zwevende neutrals. In een 3-fase voedingssysteem zullen ELCB, RCBO, (of) 4-polige circuitbrekers de hele voeding uitschakelen als de neutrale opent.

2). Spanningsstabilisator

Door de zwevende neutrale zullen driefase belastingen zich tussen fasen verbinden wanneer de neutrale faalt. Afhankelijk van de belastingsweerstand tussen deze fasen, varieert de spanning van 230V tot 400V. Bescherm apparatuur met een servo-stabilisator met een breed invoerspanningsbereik en hoge/lage afsnijding.

3). Standaard vakmanschap en Onderhoud

Het onderhouden van het LV-netwerk moet meer prioriteit krijgen. Pas voldoende kracht aan om de neutrale geleider in het LV-systeem strak aan te trekken.

Conclusie

Een zwevende neutrale fouttoestand is uiterst gevaarlijk, omdat als een apparaat niet werkt, iemand die niet op de hoogte is van de zwevende neutrale gemakkelijk de neutrale draad kan aanraken om uit te vinden waarom het apparaat niet werkt wanneer het in het circuit is aangesloten en een elektrische schok kan ontvangen. Enkelefasen apparaten zijn ontworpen om op hun normale fasespanning te werken; als ze blootgesteld worden aan lijnspanning, kunnen ze beschadigd raken.

Een zwevende neutrale fout is een uiterst gevaarlijk probleem dat zo snel mogelijk moet worden opgelost door elektrische draden te identificeren en vervolgens correct aan te sluiten.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is wordt verzoekt om te verwijderen.