Podczas przygotowywania projektów i realizacji instalacji elektrycznych kluczowy jest dobór przewodów o odpowiednim przekroju i długości. Kiedy przygotowywane są obwody nieliniowe jednym z najważniejszych elementów instalacji, jest przewód naturalny, który np. w obwodach trójfazowych powinien mieć zerowy ładunek elektryczny. Chcesz dowiedzieć się, jaki powinien być przekrój w przewodzie neutralnym dla instalacji z obwodem nieliniowym? Dowiedz się więcej i przeprowadzaj prace instalatorskie zgodnie z obowiązującymi normami.
Sprawdź przewody instalacyjne w hurtowni Onninen
Wpływ trzeciej harmonicznej prądu na rzeczywistą obciążalność przewodu
Obecność trzeciej harmonicznej prądu w obwodach elektrycznych znacząco wpływa na rzeczywistą obciążalność przewodów, zwłaszcza przewodu neutralnego. Trzecia harmoniczna, będąca jedną z najczęstszych harmonicznych, nie zanika w przewodzie neutralnym, lecz sumuje się z harmonicznymi pochodzącymi z innych faz.
W trójfazowym układzie zasilania może to prowadzić do nadmiernego prądu w przewodzie neutralnym, co skutkuje jego przeciążeniem i przegrzewaniem. W efekcie konieczne może być zwiększenie przekroju przewodu neutralnego, aby uniknąć niebezpiecznych skutków przegrzania.
Jaki przekrój przewodu naturalnego w obwodach nieliniowych będzie optymalny?
Normy PN-HD 60364-5-52 wskazują, że przekrój przewodu neutralnego (N) powinien być równy lub większy od przewodu fazowego. W tym przypadku kluczowe znaczenie ma poziom zniekształceń harmonicznych prądu oraz rzeczywista obciążalność przewodów.
W praktyce rozróżniamy dwie sytuacje, w których stosuje się kable i przewody elektryczne o różnym przekroju:
- Przekrój przewodu naturalnego równy przekrojowi przewodu fazowego – taki sposób doboru przewodów stosujemy w obwodach, gdzie harmoniczny poziom trzeciego rzędu wynosi średnio do 33%. Wtedy średnica przewodu N powinna być co najmniej taka sama, jak przewodu fazowego np. 16 mm2 dla miedzy oraz 25 mm2 dla aluminium.
- Przekrój przewodu naturalnego większy od przekroju przewodu fazowego – takie przewody instalacyjne stosujemy wtedy, kiedy obwody harmoniczne trzeciego rzędu przekraczają pułap 33% współczynnika zniekształceń. Stosując grubszy przewód N, unikamy przeciążeń w sieci.
Jako instalator musisz wiedzieć, jakie kable elektroenergetyczne będą optymalnym rozwiązaniem w instalacjach elektrycznych. Przy przewodzie naturalnym o wyższych harmonicznych odchyleniach, niezbędny jest większy przekrój.
Różnica między trzecią harmoniczną w oświetleniu neonowym i zasilaczu elektronicznym
Przekrój w przewodzie neutralnym jest niesamowicie istotny, szczególnie jeśli chodzi o odbiorniki nieliniowe. Jeśli chodzi o przekroje przewodów w oświetleniu neonowym i zasilaczach elektronicznych możemy mówić o następujących różnicach:
- Oświetlenie neonowe – tutaj trzecia harmoniczna powstaje w wyniku nieliniowego przepływu prądu przez kable w lampie. Nieliniowość sprawia, że trzecie harmoniczne generują zakłócenia w systemie i obniżają efektywność przepływu prądu w obwodzie.
- W zasilaczach elektronicznych – dobrym przykładem są zasilacze impulsowe SMPS, gdzie trzecia harmoniczna jest wynikiem procesu konwersji prądu. Urządzenie pobiera prąd niesinusoidalnie, co zwiększa prądy w przewodach naturalnych. To oznacza, że zgodnie z obowiązującymi normami w przewodach N powinien znaleźć się większy przekrój.
A zatem, harmoniczne to prądy lub napięcia o częstotliwościach, które są całkowitymi wielokrotnościami podstawowej częstotliwości mocy.