Por que o fio neutro é aquecido

O aquecimento do fio neutro pode queimar e causar um acidente elétrico. Na maioria das vezes, isso acontece quando as cargas são desigualmente distribuídas em fases em uma fonte de alimentação trifásica e devido ao mau contato. Neste artigo, explicaremos por que o fio zero é aquecido e o que fazer nessa situação.

Corrente trifásica

Para os motivos do aquecimento zero, você precisa entender como uma rede trifásica funciona. A carga na rede trifásica pode ser conectada por uma estrela e um triângulo, e os enrolamentos do transformador de alimentação também podem ser conectados. O enrolamento tem duas conclusões - o fim e o começo.

Se as extremidades dos enrolamentos de um transformador trifásico estiverem conectadas em um ponto - eles dizem que este é um diagrama de conexão em estrela. De acordo com as leis de Kirchhoff, no ponto de conexão (O), a corrente sempre será zero, ou seja, fluirá de fase para fase. Se a carga em cada uma das fases (a, b, c) for a mesma, as tensões no início dos enrolamentos (A, B, C) e a corrente nelas serão iguais. O que é ilustrado no diagrama vetorial abaixo, onde as fases das correntes e tensões são indicadas por vetores e são deslocadas em um terço do período em relação uma à outra (120 graus).

R1 = R2 = R3

I = I1 + I2 + I3 = 0

Nota:

Simétrica é chamada de carga trifásica, na qual a resistência da carga (respectivamente, a corrente ou potência consumida) de cada uma das três fases é a mesma.

Mas assim que a corrente nas fases começa a diferir, quando a carga nas fases é diferente em potência, as tensões nas fases começam a diferir umas das outras. Isso é chamado de desequilíbrio de fase.

Para resolver esse problema, o ponto de conexão da estrela de carga é conectado ao ponto de conexão da estrela do transformador. Isso é chamado neutro, ou fio neutro, ou simplesmente zero.

Fonte de alimentação para manequins em casa

Começamos a praticar sem problemas, ao conectar consumidores monofásicos a uma rede trifásica, as cargas geralmente são desiguais, ou seja, assimétricas.

Isso geralmente é encontrado em prédios de apartamentos. Três fases e zero iniciam em casa, uma fase e zero iniciam em cada apartamento. Em um apartamento, apenas uma geladeira e uma lâmpada estão acesas, um poderoso aquecedor elétrico funciona no outro e, no terceiro, nada está ligado. Ou seja, as cargas nas fases não são as mesmas. Atualmente, a entrada trifásica é frequentemente encontrada em apartamentos, mas a situação não muda com isso.

Em casas particulares, a situação é semelhante - na rua, uma linha de transmissão de energia trifásica passa pelos postes e 1-3 fases e zero são iniciados na casa.

Ainda assim, por que está esquentando?

Como resultado da distribuição desigual da carga entre as fases nas casas e apartamentos ao longo do condutor neutro, a corrente começa a fluir. Você notou que em cabos grossos de 4 núcleos existem 3 condutores de "fase" com a mesma área de seção transversal, e o quarto núcleo é "zero" ou "terra" geralmente mais fino?

Isto é precisamente devido ao fato de que, com uma carga simétrica, nenhuma corrente fluirá através dela, e com uma carga não simétrica, a corrente deve ser menor do que em um condutor de fase. Mas isso nem sempre acontece.

Com cargas não lineares, bem como cargas que consomem corrente intermitentemente (comutação de fontes de alimentaçãoe agora são usadas em todos os lugares) as correntes nas fases não se cancelam, além disso, estão saturadas com vários componentes harmônicos ... Tudo isso é o motivo pelo qual as correntes no ponto de junção da estrela simplesmente não são compensadas e pode acontecer que a corrente esteja em zero o fio será mais do que na fase.

Quando a corrente elétrica flui, o condutor aquece, este é o trabalho impecável da lei de Joule-Lenz na prática. Diz que quanto maior a resistência do condutor e quanto mais a corrente elétrica fluir, mais calor será liberado nele.

Lembramos também que quanto menor a seção transversal do condutor e quanto maior o seu comprimento, maior a resistência.Além disso, a qualidade dos contatos na conexão de terminais e fios também depende resistência de transição. Em palavras simples, quanto maior a área de contato dos contatos e mais fortes eles são pressionados um contra o outro - menor a resistência de transição e menor o aquecimento.

Nesse contato, como na figura abaixo, as superfícies são planas, a área será igual à área da ponta tocando a arruela, mais a resistência da própria arruela e a área de contato com a barra de cobre. Se todos os componentes estiverem em boas condições, não tiverem óxidos e fuligem, a resistência transitória resultante será baixa.

Se as superfícies estiverem queimadas, oxidadas ou enferrujadas, o contato é obtido conforme mostrado na ilustração abaixo. É claramente visto aqui que os toques ocorrem em pontos individuais, e não em toda a área.

Em Bornes VAGO e outros blocos terminais de mola, a área de contato de uma placa com um núcleo condutor redondo é bastante pequena; portanto, o principal campo de aplicação desses blocos terminais é o de circuitos com uma corrente de 8 a 16 A, em casos raros quando o bloco terminal é estruturalmente capaz de passar uma corrente maior.

Nos bornes de parafuso e nos pneus, a área de contato é mais determinada pela área do parafuso que pressiona o núcleo condutor. Abaixo você vê os blocos de terminais em uma bainha de plástico.

Uma luva feita de material semelhante ao latão e dois parafusos está localizada dentro da caixa de polietileno. Devido ao design, os fios trançados nus não podem ser conectados com os terminais de parafuso. Eles precisam ser enlatados ou frisados ​​com as pontas do NShVI.

Portanto, com um princípio de operação semelhante, os blocos de terminais na base de carbólito proporcionam melhor contato devido à placa da arruela quadrada. Além disso, você pode fazer um anel com o fio e enrolá-lo com um parafuso ou usar dicas como NKI.

Se você estiver interessado em maneiras e meios para conectar fios - escreva nos comentários e faremos uma visão geral de todos os tipos, listando as vantagens e desvantagens de cada um deles.

Onde está quente

Por que o zero é aquecido, descobrimos e agora vamos descobrir onde isso acontece com mais frequência. Antes de tudo, zero pode queimar no quadro de distribuição na entrada do edifício. Essa é a situação mais comum, porque neste local a carga de todos os apartamentos e das três fases cai no fio zero.

Além disso, geralmente surgem problemas no barramento zero no painel elétrico do inversor. Se houver algum ônibus e não estiver conectado, como na foto abaixo.

Freqüentemente, o barramento é montado diretamente no corpo do painel elétrico de acesso, e se parece com o mostrado abaixo.

Nos bornes dos disjuntores, zero é aquecido, até a carbonização de partes de sua caixa.

Se você tiver fiação antiga e plugues com fusíveis ou engarrafamentos, preste atenção aos blocos terminais de parafuso e à própria base do plugue. A rosca e o contato central podem oxidar e queimar, conforme ilustrado na figura abaixo.

Os pneus comuns costumam ter zero problemas de queimadura. Isso se deve ao dispositivo e à conformidade com as regras para trabalhar com eles. O método dos parafusos de conexão dos condutores, embora certamente seja conveniente, mas esses contatos precisam ser revistos pelo menos ocasionalmente - para desmontar e esticar, caso contrário, você obterá o que é mostrado na figura abaixo.

E em condições normais, deve ficar assim:

A solução para os problemas causados ​​pelo aquecimento é simples - retire os contatos, condutores e estique novamente. Se o bloco de terminais estiver superaquecido - substitua-o, se o fio tiver sido aquecido na máquina, a máquina também poderá precisar ser substituída!

O que acontece a seguir e como evitar as consequências?

À medida que esquenta, o contato começa a queimar e a deteriorar-se. Os grampos de parafuso estão enfraquecidos devido à expansão térmica e subsequente resfriamento após o descarregamento. Isso causa um processo semelhante a uma avalanche de crescimento de resistência e aquecimento do composto. Como resultado, zero, mais cedo ou mais tarde, queima completamente.Ao mesmo tempo, pode parecer exteriormente que ele ainda esteja na faixa terminal, mas na verdade todas as superfícies adjacentes serão cobertas com uma camada de óxidos e fuligem.

Depois disso, ocorre o fenômeno sobre o qual falamos no início do artigo - desequilíbrio de fase.

Nota:

O fato de o zero queimar em breve pode ser indiretamente avaliado pelos freqüentes rebaixamentos e aumentos de tensão, especialmente se você tiver uma entrada trifásica e voltímetros ou relés de tensão instalados e uma indicação da tensão na rede. Se as tensões estiverem constantemente estáveis ​​(ou os desvios forem insignificantes) - você estará bem com a fiação.

Com um desequilíbrio de fase, a carga, no nosso caso, casas particulares ou apartamentos acabam sendo conectados em série a 380 volts. As tensões serão distribuídas de acordo com a lei de Ohm - onde uma carga maior é ativada - a tensão diminui (a resistência da carga é pequena) e, no apartamento em que um mínimo de aparelhos elétricos é ligado, a tensão aumenta (a resistência da carga é alta).

A conseqüência do desequilíbrio de fase, na melhor das hipóteses, será a queima de condutores na entrada, nocaute na máquina e assim por diante. Na pior das hipóteses, devido ao aumento da corrente, o isolamento da fiação pode derreter e um incêndio pode ocorrer.

Para proteger sua casa dos efeitos da queima zero, recomendamos que você instale relé de monitoramento de tensãomelhor ainda emparelhado com SPD. O regulador de tensão na entrada do apartamento nessa situação pode não resolver o problema e falhar.

Você pode ver o diagrama de conexão do relé de tensão abaixo.

Como tais dispositivos, podemos recomendar modelos populares:

• UZM-50TS (dispositivo combinado com a função de um voltímetro-ampère);

• Digitop VA-32 (opção barata, mas confiável, o modelo pode variar dependendo da corrente nominal);

• RN-106.