Почему я вижу напряжение на нейтральном проводе моего трёхфазного источника питания?

Если в дом подведена конфигурация «звезда» (4-проводная система), то четвёртый провод — это нейтраль или обратный провод (не имеет ничего общего с заземлением!). Если приборы потребляют энергию только от одной фазы, то такой же ток, который проходит через фазный провод, будет отображаться на нейтрали (обратном проводе), а на других фазных проводах должен отображаться нулевой ток. Без более подробного изучения особенностей системы распределения электроэнергии в данной компании балансировка фаз не должна вас беспокоить, поскольку ваша полная нагрузка на одной фазе по отношению к нулю на других, вероятно, составляет менее одной стотысячной от мощности обмотки генератора электростанции, а значит, вероятность дополнительной вибрации крайне мала. В конфигурации «звезда» все 4 провода идут от трансформатора энергокомпании, где три фазы необходимы для трёхфазных нагрузок, а любые две, состоящие из одной фазы и обратного провода, — для однофазных нагрузок. В США нейтраль должна быть заземлена на панели, чтобы обеспечить возврат для розеток с защитой от замыкания на землю (GFCI).

Родольфо
Инженер-электрик

Я не знаю, как была выполнена ваша установка, но поскольку в доме распределены три разные фазы и в нейтрали есть напряжение, я могу предположить, что вы используете одну и ту же нейтраль для разных фаз. Я поясню:

Если в трёх секторах дома используются одинаковые эквивалентные сопротивления (или потребляется одинаковая мощность), то нейтраль будет равна заземлению (или будет очень близка к нему).

Если у вас ничего не подключено, нейтраль должна быть плавающей (близкой к нулю)

Если в какой-то момент сопротивление в доме (или потребляемая мощность) не будут одинаковыми, то в нейтральной линии будет складываться переменное напряжение. Это приведёт к снижению напряжения в одном секторе дома и перенапряжению в другом. Обычно перенапряжение возникает в секторах с меньшим энергопотреблением (телевизоры, компьютеры), а снижение напряжения — в секторах с большим энергопотреблением (бойлеры и т. д.).

Что вам нужно сделать (или что сделал бы я), так это сделать нейтральные линии для каждой фазы независимыми, используя заземляющие стержни.

P.S.: я не эксперт.

Проще говоря, если в нейтральном проводе произойдёт обрыв, в нём может появиться напряжение, которое может привести к поломке оборудования и приборов

В трехфазных системах есть три "горячих" линии (L1, L2, L3). Часто также будут нейтраль (N) и земля (G). Нейтраль и заземление должны быть соединены вместе на вашем служебном входе). Все три линии расположены на расстоянии 120 градусов друг от друга. Грузы могут крепиться как в форме "уай", так и в форме треугольника. В жилых домах часто используются только две из трёх фаз (и в разных домах могут быть разные пары фаз для их балансировки).

В треугольной схеме нагрузки подключаются между фазами (и нейтраль не требуется). Такая схема распространена для больших двигателей и в промышленных условиях. В некоторых треугольных схемах клемма на вторичной обмотке трансформатора заземляется и служит нейтралью. Заземляющая клемма может быть либо одной из трёх линий, либо центральным отводом на катушке между двумя линиями (что создаёт треугольную схему с высоким потенциалом, поскольку одна из линий имеет гораздо более высокий потенциал (относительно земли), чем две другие).

В схеме «звезда» нагрузки подключаются между линией и нейтралью. Исходя из вопроса, я полагаю, что используется именно эта схема. Электроэнергетическая компания поставляет три фазы и нейтраль, а потребитель обеспечивает заземление. Обычно нейтраль подключается к заземлению (которое соединено с металлическими стержнями в земле, водопроводными трубами и т. д.). Если нагрузка правильно сбалансирована (то есть по каждой фазе протекает одинаковый ток), токи в нейтрали будут компенсироваться и нейтраль не будет использоваться.

Однако редко бывает так, что три линии полностью сбалансированы, поэтому возникает нейтральный ток, обусловленный разницей токов в трёх фазах.

Моя гипотеза заключается в том, что нейтраль в здании неправильно подключена к трансформатору энергокомпании. Без правильного подключения нейтрали напряжение на ней не будет равно потенциалу земли (сопротивление заземления обычно составляет 1–20 Ом). Напряжение на нейтрали будет смещаться в сторону наиболее загруженной линии (поскольку она образует делитель напряжения). Например, если на L1 приходится большая нагрузка, а на L2/L3 — небольшая, то напряжение в нейтрали будет смещено в сторону L1, в результате чего напряжение между L2 и нейтралью, а также между L3 и нейтралью станет намного выше номинального.

Таким образом, чтобы устранить неполадку, необходимо восстановить соединение нейтрали между распределительным щитом здания и трансформатором энергетической компании. Причиной может быть плохое соединение нейтрали в распределительном щите или неисправность трансформатора. Устранение неполадки может быть опасным, поскольку проблема может быть связана с участком кабеля, который нельзя легко отключить (если обрыв находится перед главным выключателем здания). Скорее всего, потребуется обратиться в энергетическую компанию, чтобы отключить подачу электроэнергии или проверить их трансформатор.

У этой проблемы есть аналог в системе с разделёнными фазами, которая распространена в США. На этом сайте есть похожие вопросы:

• Почему лампочки светят ярче, когда работает микроволновка?
• Как определить, почему мигают лампочки?
• Может ли электричество в моей квартире навредить моему компьютеру? Есть ли простой способ проверить электричество?

Если вы проверяете силу тока, то на фазной и нейтральной линиях будет одинаковое значение, поскольку они обе являются частью одного контура.

Моя предполагаемая гипотеза заключается в том, что у вас общая нейтральная линия между фазами и что вы, скорее всего, не сможете это обнаружить с помощью обычного измерительного прибора. Каждая линия под напряжением от отдельных автоматических выключателей (набор автоматических выключателей для двухполюсных/парных и т. д.) должна иметь собственную нейтральную линию; на самом деле это относится к каждой отдельной цепи, но я пытаюсь объяснить это без использования электрических терминов. Таким образом вы обеспечиваете надлежащую изоляцию каждой нейтральной линии. Все нейтральные провода должны быть соединены вместе на заземляющей шине/планке в распределительном устройстве и иметь одинаковую или общую с заземляющей шиной/планкой маркировку для заземляющих линий, а также быть правильно подсоединены к внешнему заземляющему стержню или заземляющей линии.

Я думаю, что если у вас есть 3 фазы и 1 нейтральный провод, то наличие напряжения на нейтральном проводе из-за любого дисбаланса нагрузки вполне естественно* . Поэтому я задаюсь вопросом:
1. Зачем вам в доме трёхфазное питание (ведь оно используется в промышленных целях)?
2. Как вы собираетесь распределять нагрузку?
Даже если у вас очень хорошее заземление, это означает, что в случае обрыва одной из фаз заземляющий контур будет в течение длительного времени потреблять огромное количество энергии, что может привести к повреждению устройств или плавлению предохранителей.

* Примечание: под «естественным» я не подразумеваю, что на нейтральном проводе может быть полное фазное напряжение, но я имею в виду, что это неизбежно и может произойти при дисбалансе нагрузки.