Tratarea neutrului

Într-o retea electrică trifazată perfect izolată, potenţialul neutrului nu are o valoare fixă, ci poate lua orice valoare cuprinsă între zero şi tensiunea reţelei.

În funcţionarea normală, dacă reţeaua este încărcată simetric (curenţii din faze sunt egali şi decalaţi cu 1200 unul faţă de celălalt), potenţialul punctului neutru este egal cu zero şi coincide cu potenţialul pământului (toate fazele au capacităţile faţă de pământ, rezistenţele de izolaţie şi tensiunile egale).Î

n aceste condiţii, conductoarele neutre, nu vor fi parcurse de curent, iar punctele neutre ale transformatoarelor cu înfăşurările legate în stea, vor avea potenţial faţă de pământ zero. În acest caz de simetrie, este indiferent dacă neutrul transformatoarelor este legat sau izolat faţă de pământ.

 Dacă apare o punere accidentală la pământ a unei faze, sau a două faze ale unei linii, comportarea reţelei este diferită în funcţie de modul cum este tratat neutrul transformatoarelor, putând apărea fie supratensiuni, fie supracurenţi solicitând în mod diferit izolaţia echipamentelor electrice.

Din acest punct de vedere există trei metode de tratare a neutrului:

 Neutru izolat faţă de pamant (o reţea al cărei neutru nu are nici o legătură special făcută cu pamantul)
 Neutru legat la pământ printr-o bobină sau rezistenţă (o retea al cărei neutru este legat la pamant printr-o bobină a cărei reactanţă are o astfel de valoare încât, la o punere la pamant, curentul inductiv de frecvenţă industrială care circulă între punctul de defect şi bobină, neutralizează practic componenta capacitivă la frecvenţa reţelei a curentului de defect)
 Neutru legat direct la pamant (o reţea al cărui neutru este legat direct la pamant, sau printr-o impedanţă de valoare mică, care reduce oscilaţiile tranzitorii şi permite trecerea unui curent suficient de mare pentru a asigura selectivitatea protecţiei)

Fiecare din aceste metode se aplica în functie de caracteristicile si tensiunea nominala a retelei, prezentând avantaje si dezavantaje.

I. Retele cu neutru izolat faţă de pamant - o astfel de funcţionare este aleasă pentru reţelele electrice de 6 - 10 KV

În cazul extrem când apare o legătură accidentală cu pământul a unei faze, aceasta capătă potenţialul pământului. Potenţialul punctului neutru al transformatorului nu mai este zero, devenind egal cu tensiunea de fază, trebuind să fie izolat corespunzător.

Tensiunea fazelor neafectate creşte de √3 ori faţă de situaţia normală, adică atinge tensiunea dintre faze.

Punerea la pământ a unei faze într-o reţea cu neutrul izolat determină apariţia unor supratensiuni care solicită izolaţia fazelor sănătoase, dar nu şi curenţi de scurtcircuit monofazat.

Retelele de cabluri de 6 -10 KV, pot fi exploatate cu neutrul izolat faţă de pământ, cu condiţia ca la locul defectului curentul să nu depăşească 10 A. Arcul electric rezultat în momentul punerii la pământ a unei faze la locul de defect, se poate stinge poate stinge la prima trecere prin zero şi nu se mai reaprinde la revenirea tensiunii dacă are valori sub 5 A.

Pentru valori mai mari, acesta se poate reaprinde după fiecare trecere prin zero a curentului, provocând distrugeri ale izolaţiei.

II. Reţele cu neutru legat la pamant prin bobină de stingere

Rolul bobinei, este de a stinge arcul electric la prima trecere prin zero a curentului şi de a nu permite reaprinderea acestuia. Astfel toate defectele de punere la pamant cu caracter trecător sunt eliminate fără intervenţia protecţiei.

Tratarea neutrului prin bobină de stingere, nu elimină dezavantajul indicat în cazul neutrului izolat şi anume creşterea tensiunilor fazelor faţă de pamant până la valoarea tensiunii între faze.

III. Retele cu neutrul legat direct la pamant

În reţelele cu tensiuni înalte şi foarte înalte, în cazul menţinerii neutrului izolat sau tratat prin bobină de stingere, curenţii capacitivi devin foarte mari, iar supratensiunile apărute creează mari dezavantaje economice.  

Prin legarea neutrului direct la pământ, bobinajele transformatoarelor care se află în apropierea  neutrului nu vor avea faţă de pământ un potenţial prea mare în momentul defectului, înfăşurarea transformatorului, corespunzătoare fazei puse la pământ este practic scurtcircuitată, rezultând un scurtcircuit monofazat.

Valorile curenţilor de scurtcircuit monofazat depăşesc cu mult valorile admisibile reţelei şi pentru a se evita deteriorarea elementelor reţelei se impune ca linia să fie deconectată în scurt timp, ducând bineînţeles la întreruperea alimentării consumatorilor de pe faza defectă, linia continuând să funcţioneze în două faze.

Funcţionarea liniei în două faze nu este permisă un timp îndelungat, dar se are în vedere că scurtcircuitele monofazate se datorează în mare parte unor cauze care dispar repede, fiind posibil ca faza liniei pe care a apărut defectul, după ce a fost deconectată la ambele capete de protecţie şi a fost menţinută un timp necesar ca arcul electric apărut la locul defectului să se stingă, să poată fi reanclanşată.

Acest procedeu este cunoscut sub numele RAR (reanclanşare automată rapidă), RARM, daca se aplica unei faze si RART, daca se aplica tuturor fazelor