Сломанный (свободный) нейтральный
Если нейтральный проводник открыт, сломан или потерян на любой стороне источника (распределительный трансформатор, генератор или на стороне нагрузки - распределительная панель потребителя), нейтральный проводник системы распределения будет « плавать » или потерять опорную точку заземления.
Плавающие нейтральные воздействия в распределении электроэнергии (фото Mardix Limited, Fickr)
Плавное нейтральное состояние может привести к тому, что напряжения будут плавать с максимальным напряжением фазы вольт RMS относительно земли, при условии его неуравновешенного состояния нагрузки. Плавающие нейтральные условия в силовой сети оказывают различное влияние в зависимости от типа поставки, типа установки и балансировки нагрузки в Распределении.
Поврежденный нейтральный или свободный Нейтраль может повредить подключенную нагрузку или создать опасное сенсорное напряжение на корпусе оборудования.
Здесь мы пытаемся понять Floating Neutral Condition в системе распределения TT.
Что такое плавающий нейтраль?
Если Звездная точка несбалансированной нагрузки не соединена с Звездной точкой своего источника питания (распределительный трансформатор или генератор), то фазное напряжение не остается таким же на каждой фазе, но оно изменяется в соответствии с Несбалансированным нагрузкой.
Поскольку Потенциал такой изолированной Звездной точки или Нейтральной точки всегда меняется и не фиксируется, поэтому он называется Floating Neutral.
Нормальное состояние питания и плавающее нейтральное состояние
Нормальное состояние питания
В трехфазных системах существует тенденция к тому, что звездная точка и фазы должны « балансировать » на основе соотношения утечки на каждой фазе на Землю. Стартовая точка будет оставаться близкой к 0 В в зависимости от распределения нагрузки и последующей утечки (более высокая нагрузка на фазу обычно означает более высокую утечку).
Трехфазные системы могут иметь или не иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение при одновременном поддержании однофазных приборов с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не иметь нейтрального провода, так как нагрузки могут быть просто связаны между фазами (фазовое подключение).
Схема системы здорового питания
3-проводная система фаз 3
Три фазы обладают свойствами, которые делают его очень желательным в электроэнергетических системах.
Во-первых, фазовые токи имеют тенденцию к отмене друг от друга (суммирование до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки). Это позволяет устранить нейтральный проводник на некоторых линиях. Во-вторых, передача мощности в линейную сбалансированную нагрузку постоянна.
3-проводная система фаз 4 для загрузки смеси
Большинство внутренних нагрузок являются однофазными. Как правило, трехфазная мощность либо не входит в внутренние дома, либо делится на главный распределительный щит.
Текущий закон Кирхгофа гласит, что подписанная сумма токов, входящих в узел, равна нулю. Если нейтральная точка является узлом, то в сбалансированной системе одна фаза соответствует двум другим фазам, что приводит к отсутствию тока через нейтраль. Любой дисбаланс нагрузки приведет к токовому потоку на нейтраль, так что будет поддерживаться нулевая сумма.
Например, в сбалансированной системе ток, входящий в нейтральный узел с одной фазовой стороны, считается положительным, а текущий ввод (фактически выходящий) нейтрального узла с другой стороны считается отрицательным.
Это усложняется в трехфазной мощности, потому что теперь мы должны рассмотреть фазовый угол, но концепция в точности то же самое. Если мы подключаем соединение Star с нейтралью, то нейтральный проводник будет иметь нулевой ток на нем, только если три фазы имеют одинаковый ток на каждом из них. Если мы проведем на этом векторный анализ, добавив sin (x), sin (x + 120) и sin (x + 240), получим нуль.
То же самое происходит, когда мы соединены треугольником, без нейтрального, но затем в системе распределения, помимо сервисных трансформаторов, возникает дисбаланс, потому что система распределения, как правило, связана со звездой.
Ни в коем случае нельзя подключать нейтраль к земле, кроме как в точке, где нейтраль заземлена (в распределительном трансформаторе). Это может настроить землю как путь к возврату тока в сервис. Любое размыкание пути заземления могло бы вывести потенциал напряжения.
Заземление нейтрали в трехфазной системе помогает стабилизировать фазные напряжения. Не заземленная нейтраль иногда упоминается как « плавающая нейтраль » и имеет несколько ограниченных приложений.
Плавающее нейтральное состояние
Потоки энергии в и из помещений клиентов из распределительной сети, поступающие через фазу и выходящие через нейтраль. Если есть разрыв в нейтральном обратном пути, электричество может затем перемещаться по другому пути. Поток мощности, поступающий в одну фазу, возвращается через оставшиеся две фазы. Нейтральная точка не находится на уровне земли, но плавает до линейного напряжения.
Эта ситуация может быть очень опасной, и клиенты могут подвергнуться серьезному электрошоку, если они касаются чего-то, где присутствует электричество.
Плавающее нейтральное состояние
Сломанные нейтралы могут быть трудно обнаружить и в некоторых случаях могут быть легко идентифицированы. Иногда сломанные нейтралы могут быть обозначены мигающими огнями или покалывающими кранами.
Если у вас есть мерцающие огни или зазоры в вашем доме, вы рискуете получить серьезную травму или даже смерть.
Измерение напряжения между нейтральным напряжением
Правило большого пальца, используемое многими в отрасли, заключается в том, что нейтральное напряжение заземления на 2 В или менее в приемнике нормально, а несколько вольт или более означает перегрузку; 5V рассматривается как верхний предел.
Низкое чтение
Если нейтральное напряжение заземления в розетке низкое, чем в системе, если оно высокое, вам все равно необходимо определить, является ли проблема главным образом на уровне ответвления или, главным образом, на уровне панели.
Нейтральное напряжение заземления существует из-за ИК-падения тока, проходящего через нейтраль обратно к нейтральной связи с землей. Если система правильно подключена, не должно быть нейтральной связи с землей, кроме трансформатора источника (при чем NEC вызывает источник отдельно взятой системы или SDS, который обычно является трансформатором).
В этой ситуации заземляющий проводник не должен иметь практически никакого тока и, следовательно, инфракрасного излучения на нем. По существу, провод заземления доступен в виде длинного испытательного провода обратно к нейтральной связи с землей.
Высокое чтение
Высокое показание может указывать на нейтральную общую ветвь, т. Е. Нейтраль, разделяемую между несколькими цепями ответвления. Эта нейтральная нейтральность просто увеличивает возможности перегрузки, а также для того, чтобы одна схема влияла на другую.
Нулевое чтение
Определенное количество нейтрального напряжения заземления является нормальным в нагруженном контуре. Если показания стабильны при температуре около 0 В. Существует подозрение на незаконную нейтральную связь с землей в сосуде (часто из-за потери нитей нейтрального касания некоторой точки заземления) или на подпанели.
Любые нейтральные связи с землей, отличные от тех, которые находятся у источника трансформатора (и / или основной панели), должны быть удалены, чтобы предотвратить обратные токи, протекающие через заземляющие проводники.
Различные факторы, которые вызывают нейтральное плавание
Существует несколько факторов, которые идентифицируют как причину нейтрального плавания. Влияние Floating Neutral зависит от положения, где Neutral нарушен:
1) На трехфазном распределительном трансформаторе
Нейтральный отказ на трансформаторе - это, в основном, отказ Нейтральной втулки.
Использование Line Tap на втулке трансформатора идентифицируется как основная причина отказа нейтрального проводника на втулке трансформатора. Гайка On Line Tap ослабляется со временем из-за вибрации и разности температур, что приводит к горячему соединению. Проводник начинает плавиться и в результате обрывается нейтраль.
Плохое качество сборки и технического персонала также является одной из причин нейтральной неисправности.
Сломанный нейтраль на трех фазах Трансформатор приведет к поплаву напряжения до линейного напряжения в зависимости от балансировки нагрузки системы. Этот тип нейтрального плавания может повредить оборудование клиента, подключенное к источнику питания.
При нормальных условиях ток подается от фазы к нагрузке на нагрузку обратно к источнику (распределительный трансформатор). Когда нейтраль прерывается, ток от Red Phase возвращается к синей или желтой фазе, что приводит к линейному напряжению между нагрузками.
Некоторые клиенты будут испытывать перенапряжение, в то время как некоторые из них будут испытывать низкое напряжение.
2) Сломанный верхний Нейтральный проводник в линии LV
Влияние сломанного верхнего нейтрального проводника при распределении служебных данных LV будет аналогично разрушению на трансформаторе. Напряжение питания, плавающее до линейного напряжения вместо фазного напряжения. Этот тип неисправности может привести к повреждению оборудования заказчика, подключенного к источнику питания.
3) Неработающий нейтральный проводник
Сломанный нейтраль проводника обслуживания приведет только к потере питания в точке клиента. Никаких повреждений оборудования клиента.
4) Сопротивление высокого заземления нейтрального на распределительном трансформаторе:
Хорошее заземление Сопротивление заземления Земли Нейтраль обеспечивает низкий путь сопротивления нейтральному току для стока в землю. Высокое сопротивление заземлению может обеспечить высокий уровень сопротивления для заземления нейтрального на распределительном трансформаторе.
Предельное сопротивление заземления достаточно низкое, чтобы обеспечить достаточный ток повреждения для работы защитных устройств во времени и уменьшить нейтральное смещение.
5) Перегрузка и разбалансировка нагрузки
Распределенная сеть Перегрузка в сочетании с плохим распределением нагрузки является одной из основных причин нейтрального отказа. Нейтраль должен быть правильно спроектирован таким образом, чтобы минимальный ток протекал в нейтральный проводник. Теоретически ток в нейтрале должен быть равен нулю из-за отмены из-за смещения фазового тока на 120 градусов.
IN = IR <0 + IY <120 + IB <-120
В перегруженной несбалансированной сети в текущем потоке будет протекать ток, нейтрализующий Нейтраль в самой слабой точке.
6) Общие нейтральные
Некоторые здания подключены так, что две или три фазы разделяют одну нейтральную. Первоначальная идея состояла в том, чтобы дублировать на уровне ответвительной цепи четыре проводные (три фазы и нейтральные) проводки панельных плат. Теоретически, только нейтральный ток будет возвращаться на нейтраль. Это позволяет одной нейтральной выполнять работу в течение трех фаз. Этот ярлык подключения быстро стал тупиком с ростом однофазных нелинейных нагрузок. Проблема в том, что ток нулевой последовательности
От нелинейных нагрузок, прежде всего третьей гармоники, будет складываться арифметически и возвращаться на нейтраль. В дополнение к потенциальной проблеме безопасности из-за перегрева нейтральной нейтрали, дополнительный нейтральный ток создает более высокое нейтральное напряжение заземления.
Это нейтральное напряжение заземления вычитается из линейного напряжения в нейтральное напряжение, доступное для нагрузки. Если вы начинаете ощущать, что разделяемые нейтралы - одна из худших идей, которые когда-либо переводились на медь.
7) Плохое качество изготовления и обслуживание
Обычно сеть LV не уделяется внимания обслуживающего персонала. Свободное или неадекватное затягивание нейтрального проводника будет влиять на непрерывность Нейтрального, что может привести к потере Нейтрального.
верхний
Как определить плавающее нейтральное состояние в панели?
Давайте возьмем один пример, чтобы понять Нейтральное плавающее условие. У нас есть трансформатор, который вторично подключен к звезду, фаза - нейтраль = 240 В и фаза - фаза = 440 В.
Условие (1) - Нейтральное не плавающее
Независимо от того, заземлен ли Нейтраль, напряжения остаются теми же 240 В между фазой и нейтралью и 440 В между фазами. Нейтраль не плавает.
Условие (2) - Нейтральное плавающее
Все устройства подключены: если нейтральный провод для цепи отключается от основной панели питания домашнего хозяйства, в то время как фазовый провод для цепи все еще остается подключенным к панели, а в цепи есть приборы, подключенные к розеткам. В этой ситуации, если вы поместите Тестер напряжения с неоновой лампой на нейтральный провод, он будет светиться так же, как если бы он был Live, потому что он питается очень малым током, поступающим из питания фазы через подключенное устройство (s) к нейтральной проволоке.
Все устройства отключены: если вы отключите все приборы, огни и все, что еще может быть подключено к цепи, Neutral больше не будет отображаться в режиме Live, потому что путь от него к фазе отсутствует.
- Фазовое напряжение: счетчик показывает 440 В переменного тока. (Никакого влияния на трехфазную нагрузку)
- Фаза к нейтральному напряжению: счетчик показывает напряжение 110 В переменного тока до 330 В переменного тока.
- Нейтральное напряжение заземления: счетчик показывает 110 В.
- Напряжение от фазы до земли: метр указывает на 120 В.
Это связано с тем, что нейтраль «плавает» над потенциалом земли (110 В + 120 В = 230 В переменного тока). В результате выход изолируется от заземления системы, а полная мощность 230 В указывается между линией и нейтралью без заземления.
Если внезапно отключить нейтраль от трансформатора Нейтраль, но сохранить схемы нагрузки, как они есть, то Load side Neutral станет плавающим, так как оборудование, которое связано между фазой и нейтралью, станет между фазой-фазой (от R до Y, Y-B) и поскольку они не имеют одинаковых рейтингов, искусственная результирующая нейтраль будет плавать, так что напряжения, присутствующие в разных устройствах, будут больше не 240 В, а где-то между 0 (не совсем) и 440 В (также не точно).
Это означает, что на одной линии от фазы к фазе некоторые будут иметь значение менее 240 В, а у некоторых будет больше, чем около 415. Все зависит от импеданса каждого подключенного элемента.
В системе дисбаланса, если нейтраль отключена от источника, нейтраль становится плавающей нейтралью и сдвигается в положение, так что оно ближе к фазе с более высокими нагрузками и от фазы с меньшей нагрузкой. Предположим, что 3-фазная система с дисбалансом имеет нагрузку 3 KW в R-фазе, нагрузку 2 KW в Y-фазе и 1 KW нагрузку в B-фазе. Если нейтраль этой системы отключена от основной, плавающая нейтраль будет ближе к R-фазе и от B-фазы.
Таким образом, нагрузки с B-фазой будут испытывать больше напряжения, чем обычно, в то время как нагрузки в R-фазе будут испытывать меньшее напряжение. Нагрузки в Y-фазе будут испытывать почти одинаковое напряжение. Нейтральное разъединение для несбалансированной системы опасно для нагрузок. Из-за более высоких или меньших напряжений оборудование, скорее всего, будет повреждено.
Здесь мы наблюдаем, что нейтральное плавающее условие не влияет на 3-фазную нагрузку, но влияет только на 1 фазную нагрузку
верхний
Как устранить нейтральное плавание?
Некоторые точки необходимо учитывать, чтобы предотвратить Нейтральное плавание.
a) Используйте 4 полюсных выключателя / ELCB / RCBO в распределительной панели
Проблемой может стать плавающая нейтраль. Предположим, у нас есть панель выключателя с 3-мя полюсными выключателями для трехфазных и шинных шин для нейтральных для 3-фазных входов и нейтральной (здесь мы не использовали 4 полюсных выключателя). Напряжение между каждой фазой составляет 440, а напряжение между каждой фазой и нейтралью 230. У нас есть одиночные выключатели, питающие нагрузки, которые требуют 230 вольт. Эти нагрузки на 230 вольт имеют одну линию, подаваемую выключателем и нейтралью.
Теперь предположим, что нейтраль освобождается или окисляется или каким-то образом отключается в панели или, возможно, даже от источника питания. Нагрузка 440Volt не будет затронута, однако при нагрузках 230 В могут возникнуть серьезные проблемы. В этом состоянии с плавающей нейтралью вы обнаружите, что одна из двух линий будет работать от 230 вольт до 340 или 350, а другая - до 110 или 120 вольт. Половина вашего оборудования с напряжением 230 вольт повысится из-за перенапряжения, а другая половина не будет функционировать из-за низкого напряжения. Поэтому будьте осторожны с плавающими нейтралами.
Просто используйте ELCB, RCBO или 4 полюсный автоматический выключатель в качестве дохода в системе питания 3ph, поскольку, если нейтраль открывается, он отключит полную поставку, не повредив систему.
b) Использование стабилизатора напряжения
Всякий раз, когда нейтраль выходит из строя в трехфазной системе, подключенные нагрузки соединяются между фазами из-за плавающей нейтрали. Следовательно, в зависимости от сопротивления нагрузки на этих фазах напряжение изменяется от 230 В до 400 В.
Подходящий стабилизатор сервопривода с широким диапазоном входного напряжения с высоким и низким уровнем отсечки может помочь в защите оборудования.
c) Хорошее качество изготовления и обслуживание
Дайте более высокий приоритет в обслуживании сети LV. Затяните или примените достаточный крутящий момент для затяжки Нейтрального проводника в системе LV
Вывод
Состояние неисправности с плавающим нейтральным (отключенным нейтральным) ОЧЕНЬ НЕОПРЕДЕЛЕННО, потому что, если устройство не работает, и кто-то, кто не знает о Neutral Floating, может легко коснуться нейтрального провода, чтобы узнать, почему устройства не работают, когда они подключены к цепи и получить плохой шок. Однофазные устройства - это конструкция для работы с нормальным фазным напряжением, когда они получают оборудование линейного напряжения, которое может повредить.
Отсоединение Нейтральная неисправность является очень опасным условием и должна быть скорректирована как можно скорее путем устранения неполадок точных проводов для проверки и последующего подключения.
Опубликовано в «Электрические заметки и статьи»