Зошто се јавува премногу струја во нултата жица во балансираните трифазни четирижични системи
В тројфазен четирижичен систем за дистрибуција на електрична енергија, во индустријата е посебно договорено дека токот во нултата жица треба да биде многу мал при балансирана тројфазна оптерење. Меѓутоа, повеќе и повеќе феномени го подкопуваат овој концепт.
На пример, рекламните светлилници околу една зграда користат флуоресцентно осветлување со електронски баласт. Оптерењето на трите фазни линии е балансирано, со секој фазен ток од околу 90А, но токот во нултата жица достигнува 160А.
Всушност, феноменот на премногу голем ток во нултата жица станува все повеќе заеднички во нашиот време. Зошто сепак ток се појавува во нултата жица кога трите фазни оптерења се балансирани, па дури и до 150% од фазниот ток? Ова е причинето од правоуголниот кружник.
Кога токовиот облик на фазните линии е синусоиден, ако се измешани за 120° и имаат иста амплитуда, резултантата од нивната векторска суперпозиција во нултата жица е нула. Ова е тоа што сите познаваат.
Но, ако токовите во фазните линии се пулсирани и измешани за 120°, нивната суперпозиција во нултата жица е како што е прикажана на Слика 2. Од Слика 3 може да се види дека пулсирани токови во нултата жица се преклопуваат и не можат да се откажат. Бројката на пулсирани токови во нултата жица е три во еден циклус, така што токот во нултата жица е збирот на токовите од секоја фазна линија. Според методот на пресметување на ефективната вредност на токот, токот во нултата жица е 1,7 пати поголем од токот во фазната линија.
Бидејќи повеќето современи електрични оптерења се оптерења со правоуголни кружници, дури и кога трите фазни оптерења се балансирани, може да се случи голем ток во нултата жица. Претерано голем ток во нултата жица е многу опасен, главно поради две причини: првично, прекрсната површина на нултата жица обично не е поголема од прекрсната површина на фазната линија, така што прекомерниот ток ја кауза претопувањето; вторично, нема заштитни уреди на нултата жица, така што не може да се прекине како фазните линии, што создава голем риск од пожар.
За тројфазен симетричен алтернативен ток со синусоиден облик, со балансирана оптерења, векторите на фазните токови (со еднаква големина, 120° разлика во фаза) се зголемуваат до нула, така што нултата последователност на токот е нула.
Со небалансирана оптерења, неравни вектори на ток (различни фазни разлики) даваат ненулти збир; нултата последователност на токот (небалансиран ток) е помала од било кој фазен ток.
Ако трите фазни оптерења имаат нелинеарни компоненти (на пример, диоди), што предизвикува DC и 3ти/6ти хармоници, нултата последователност на токот (аритметички збир на овие) може да надмине фазниот ток. На пример, во тројфазен полуволнен правоуголник, секој фазен ток е 1/3 од токот на оптерењето (нултата последователност на токот).
Во тројфазен мостов правоуголник, токот теке во оба AC половинцикла (симетрично, балансирано меѓу фазите), така што нема DC или 3та хармоника; збирот на трите фазни токови е нула (нултата последователност на токот = 0).
Во еднофазен мостов правоуголник, токот теке во оба AC половинцикла (симетрично), така што нема DC или 3та хармоника во еднофазниот ток.
Ако сите тројфазни оптерења се еднофазни мостови правоуголници, дури и со небаланс, збирот на трите фазни токови е различен од нула (нултата последователност на токот постои), но токот во нултата жица не ќе надмине фазниот ток.
