O que significa Neutro Flutuante? Efeitos & Como Testar & Corrigir
Fase, neutro e terra são as três conexões que compõem um sistema elétrico. Para que a energia elétrica flua de forma segura através da carga, cada conexão de fio é importante.
Em termos simples,
o fio de fase é utilizado para transportar a corrente principal da carga
o fio neutro é usado para transportar a corrente de retorno extremamente pequena ou até mesmo negligenciável de volta à fonte, e
o fio de aterramento é utilizado para transportar a corrente de fuga para o solo.
Especificamente, existe um problema comum com o fio neutro e, se não for resolvido, ele rapidamente interromperá o circuito elétrico. O problema é o neutro flutuante.
O que é Neutro Flutuante?
Neutro Flutuante
A tensão de fase não permanecerá constante em cada fase se o ponto estrela da carga desequilibrada não estiver conectado ao ponto estrela da fonte de energia (gerador ou transformador de distribuição), mas variará consequentemente.
É chamado de neutro flutuante porque o potencial do ponto estrela (ou) ponto neutro, que está isolado, está constantemente mudando e não é fixo.
O fio neutro de um circuito está desconectado do solo na condição conhecida como neutro flutuante. O fio neutro em um sistema CA sempre está aterrado ao solo. No entanto,
conexão solta,
quebra do fio neutro,
má conexão do circuito, ou
curto-circuito
podem causar um neutro flutuante em um sistema de energia.
O que é Neutro & por que ele é aterrado?
A diferença de fase em um sistema de corrente alternada trifásico é de 120° para todas as fases. Um ponto central ou comum é fornecido no Transformador Delta-Estrela, a partir do qual a mesma diferença de potencial com um deslocamento de ângulo de fase de 120° é obtida para todos os três enrolamentos das fases R, Y e B.
A tensão no ponto neutro é 0 durante uma condição equilibrada. Se o ângulo de fase de qualquer fase mudar devido a uma carga desequilibrada ou uma condição de falha, uma tensão (ou) corrente desequilibrada será gerada no fio neutro.
O fio neutro de cada transformador de enrolamento estrela é firmemente aterrado para proteger o sistema. Se houver um desequilíbrio ou uma fase para solo na extremidade da carga, a corrente de desequilíbrio (ou) de falha fluirá para o fio neutro através de um circuito fechado usando o solo.
O relé de proteção funciona reconhecendo a corrente neutra e isolando a carga.
Efeitos do Neutro Flutuante
O neutro flutuante é extremamente prejudicial em um sistema de corrente alternada (CA). Os usuários podem notar as seguintes perturbações:
Pode ocorrer tensão desequilibrada no ponto neutro, afetando a estabilidade do sistema e do equipamento conectado.
Devido à corrente de desequilíbrio (ou) de falha de aterramento flutuante, o relé pode não detectá-la, e o sistema de proteção associado não funcionará.
Vários fatores causando Neutro Flutuante
Muitos elementos estão sendo identificados como as causas raiz do neutro flutuante. O efeito do neutro flutuante depende de quando o neutro é rompido.
1) Transformador trifásico de distribuição
A maioria das falhas do neutro do transformador é causada por um bushing neutro defeituoso.
Determinou-se que a causa principal do rompimento do condutor neutro no bushing do transformador é a aplicação de um tap de linha. Vibrações e diferenças de temperatura fazem com que a porca no tap de linha se solte com o tempo, resultando em uma conexão quente. O condutor começou a derreter, rompendo o neutro.
Uma das causas da falha do neutro é a instalação inadequada e o trabalho de pessoal técnico.
Dependendo de como a carga do sistema está equilibrada, um neutro danificado em um transformador trifásico permitirá que a tensão flutue até a tensão de linha. Tal neutro flutuante pode danificar o equipamento do cliente conectado à alimentação.
Normalmente, a corrente flui da Fase para a Carga, da Carga de volta à fonte (transformador de distribuição) sob condições normais. A tensão entre linhas é criada quando o neutro é rompido, pois a corrente da fase vermelha muda para a fase azul ou amarela.
Dependendo do cliente, eles podem experimentar baixa tensão ou sobretensão.
2) Conductor neutro quebrado na linha LV
O resultado de um neutro aéreo quebrado na distribuição de linha LV será semelhante ao quebrado no transformador.
Em vez de usar a tensão de fase, a tensão de alimentação flutua até a tensão de linha. Dependendo da condição de falha, o equipamento conectado do cliente pode ser danificado.
3) Conductor neutro de serviço quebrado
Um neutro quebrado do condutor de serviço causará apenas uma redução no fornecimento no ponto do consumidor. Não houve danos ao equipamento do cliente.
4) Transformador de Distribuição com Alta Resistência de Aterramento do Neutro
Uma boa resistência de aterramento do poço neutro fornece um caminho de baixa resistência para a corrente neutra descarregar no solo. Uma alta resistência de aterramento pode fornecer um caminho de alta resistência para o aterramento neutro no transformador de distribuição.
Limitar a resistência do solo suficientemente baixa para fornecer corrente de falha suficiente para a utilização imediata de dispositivos de proteção e evitar o deslocamento do neutro.
5) Sobrecarga e Cargas Desequilibradas
Uma das causas mais frequentes de falha do neutro é a sobrecarga combinada com distribuição de carga desequilibrada.
O neutro deve ser adequadamente estabelecido para permitir o fluxo da menor quantidade de corrente pelo condutor neutro. A cancelação causada pelo deslocamento de fase de 120° da corrente de fase deveria teoricamente resultar em zero fluxo de corrente no neutro.
IR<0 + IY + 120 + IB – 120 = IN
Uma grande corrente flui no neutro em uma rede sobrecarregada e desequilibrada, rompendo o neutro no ponto mais fraco.
6). Neutros Compartilhados
Um único neutro é compartilhado por duas (ou) três fases em algumas instalações elétricas de edifícios. O plano original era imitar a fiação de quatro fios (três fases & um neutro) dos painéis de distribuição no nível do circuito de ramificação. Teoricamente, apenas a corrente desequilibrada deve retornar ao neutro. Portanto, um neutro pode completar o trabalho para todas as três fases. Com o aumento das cargas monofásicas não-lineares, esta solução de fiação rapidamente chegou ao fim. A corrente de sequência zero é o problema.
A adição estatística de cargas não-lineares, especialmente harmônicos de terceira ordem, retornará ao neutro. A corrente adicional no neutro aumenta a tensão do neutro ao solo, o que pode ser perigoso, pois pode causar superaquecimento em um neutro subdimensionado. A tensão de linha a neutro disponibilizada à carga é reduzida por essa tensão de neutro ao solo.
7). Má manutenção e execução
A equipe de manutenção geralmente presta pouca atenção à rede de baixa tensão. A continuidade do neutro será afetada pela folga ou aperto insuficiente do condutor neutro, o que pode resultar em neutro flutuante.
Como testar um Neutro Flutuante?
O neutro está sempre aterrado, em condições normais, a tensão no ponto neutro em relação ao solo deve ser sempre zero. Se a condição de neutro flutuante persistir, deve haver algum desequilíbrio de tensão no ponto neutro em relação ao solo. É possível testar o sistema medindo a tensão entre neutro e solo.
Como corrigir um Neutro Flutuante?
1). Use um disjuntor de 4 polos, ELCB ou RCBO no painel de distribuição
Um neutro flutuante é perigoso.
Considere ter um painel de disjuntores com um Disjuntor de 3 Polos para 3 Fases & barras de neutro para entradas de 3 fases e um neutro. A tensão fase-a-fase é 440V, e a tensão neutro-fase é 230V. Quando alimentar cargas de 230V usando disjuntores individuais. As cargas de 230V têm uma linha alimentada pelo disjuntor & um neutro.
E quando o neutro fica solto, corroído ou desconectado no painel. No entanto, as cargas de 230V podem estar em problemas. Esta condição de neutro flutuante fará com que uma linha vá de 230V para 340V ou 350V e a outra diminua para 110V ou 120V.
A sobretensão danificará metade do equipamento de 230V, enquanto a tensão baixa danificará a outra metade. Assim, evite neutros flutuantes. Em um sistema de alimentação trifásico, ELCB, RCBO, (ou) disjuntores de 4 polos interromperão todo o fornecimento se o neutro se abrir.
2). Estabilizador de Tensão
Devido ao neutro flutuante, as cargas trifásicas se conectarão entre as fases quando o neutro falhar. Dependendo da resistência da carga entre essas fases, a tensão varia de 230V a 400V. Proteja o equipamento com um estabilizador servo com ampla faixa de tensão de entrada e corte alto/baixo.
3). Manutenção e Execução Padrão
A manutenção da rede de baixa tensão deve ser priorizada. Aplique torque suficiente para apertar o condutor neutro no sistema de baixa tensão.
Conclusão
Uma condição de falha de neutro flutuante é extremamente perigosa, pois, se um aparelho não estiver funcionando, alguém que não esteja ciente do neutro flutuante pode facilmente tocar no fio neutro para descobrir por que o aparelho não está funcionando quando está conectado ao circuito e receber um choque elétrico. Eletrodomésticos monofásicos são projetados para operar em sua tensão de fase normal; se expostos à tensão de linha, podem ser danificados.
A falha de neutro flutuante é um problema extremamente perigoso que precisa ser corrigido o mais rápido possível, identificando os fios elétricos para verificar e então conectar corretamente.
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