Przewód neutralny w instalacjach elektroenergetycznych, oznaczony jako „N” (najczęściej w izolacji koloru niebieskiego), mimo że jego potencjał jest bliski uziemienia, jest jednak przewodem aktywnym. W dodatku jest przewodem, którego zanik ciągłości, może w pewnych sytuacjach stanowić istotne zagrożenia, i to zagrożenia różnego rodzaju.
Po pierwsze, nie wolno przewodu neutralnego traktować jako przewodu neutralnego i równocześnie uziemienia (przewodu ochronnego), ponieważ w takim układzie, zanik ciągłości tego wspólnego toru jest bardzo groźny z punku widzenia bezpieczeństwa przeciwporażeniowego. To zagrożenie opisano w osobnym artykule.
Po drugie, nie wolno przewodu neutralnego traktować jako przewodu neutralnego i równocześnie uziemienia (przewodu ochronnego), ponieważ może być to powodem płynięcia przewodami sygnałowymi prądów wyrównawczych. To zagrożenie opisano w osobnym artykule.
Po trzecie, zanik ciągłości przewodu neutralnego jest groźny w tych obwodach trójfazowych, w których może zaistnieć nierównomierne obciążenie faz, a więc w zasadzie w większości przypadków. Oczywiście gdy mamy do czynienia jedynie z trójfazowym odbiornikiem symetrycznym, np. silnikiem trójfazowym, przewód neutralny byłby zbędny, i nawet często w takim zastosowaniu nie istnieje, gdyż gdyby istniał, nie płynąłby nim prąd.
Jednak w każdym obwodzie, w którym ma miejsce, lub może zaistnieć nierównomierne obciążenie faz, zanik ciągłości przewodu neutralnego, niezależnie od ewentualnych innych zagrożeń, jest niedopuszczalny, gdyż skutkuje przypadkowym rozkładem napięć na poszczególnych fazach. Na przykład jest groźny, gdy wystąpi dla całego lub części pionu bloku mieszkalnego, który to pion jest wszakże obwodem trójfazowym. Na poszczególnych fazach występują poszczególne mieszkania, a w poszczególnych mieszkaniach odbiorniki jednofazowe. Na tych odbiornikach, w sposób przypadkowy, pojawi się napięcie o przypadkowej wartości: albo zbyt niskie, albo zbyt wysokie. Groźne dla odbiorników są zarówno jedne, jak i drugie. Szczególnie niebezpieczne mogą być jednak przepięcia. A skąd one się biorą? Otóż na konkretnej fazie, zbyt wysokie napięcia pochodzą od odbiorników występujących na innych fazach tego obwodu. Jeśli na przykładowej fazie sumaryczne obciążenie jest niewielkie, zaś na innej fazie występują odbiorniki o sumarycznie dużej mocy (małej impedancji), to w sytuacji zaniku przewodu neutralnego dla tego obwodu, napięcie tej przykładowej, mało obciążonej fazy, może podnieść się, teoretycznie aż do wartości napięcia międzyfazowego, czyli zamiast 230V, może ono wynieść nawet 400V.
W tej sytuacji każdy trójfazowy bezpiecznik, wyłącznik, rozłącznik itp., obsługujący wszystkie 4 tory, musi posiadać co najmniej jedną z poniższych dwóch właściwości:
1. właściwość polegająca na wymuszonej odpowiedniej kolejności załączeń/odłączeń;
2. właściwość polegająca na wystarczająco szybkim działaniu, tak aby różnice w czasie załączeń/odłączeń poszczególnych torów, były bardzo krótkie.
Przykładem realizacji tej pierwszej właściwości jest konstrukcja złącz gniazd/wtyków trójfazowych tzw. „siłowych”. W tym przypadku zasada dotrzymywania właściwej kolejności załączeń/odłączeń torów, wymuszona jest poprzez odpowiednią długość tulejek kontaktowych, które są tak zaprojektowane, że przy podłączaniu wtyku do gniazda, najpierw podlega zestawieniu tor „PE” (styk ochronny), potem tor „N” (styk neutralny), a następnie reszta torów (styków) w dowolnej kolejności. Przy rozłączaniu wtyku od gniazda, kolejność jest przeciwna.
W praktyce często występuje także ta druga właściwość. Jeśli urządzenie jest tak skonstruowane, że przełączenie zawsze następuje „błyskawicznie”, a więc z wystarczająco dużą szybkością, kolejność załączeń/rozłączeń staje się nieistotna.
Wiele 4-torowych urządzeń oznaczanych bywa jako „3P+N”. W nich tor „N” jest wyróżniony i specjalnie oznaczony. Takie wyróżnienie toru „N” gwarantuje opanowanie zagrożenia, a zrealizowane jest przeważnie wymuszeniem kolejności załączeń/odłączeń torów.
Problem, ale jak się okazuje - tylko pozorny, pojawia się w odniesieniu do urządzenia 4-torowego, np. z oznaczeniem „4P”, w którym nie ma wyróżnionego toru „N”. Wydawałoby się, że ten brak jest równoznaczny z brakiem gwarancji uniknięcia zagrożenia. W praktyce jednak, nawet w tym przypadku, zagrożenie nie występuje.
Nie ma zagrożenia, w urządzeniach w których występują 4 tory bez wyróżnionego toru neutralnego „N”, jeśli urządzenie działa tak, że zawsze, nawet jeśli jest możliwe przełączanie ręczną dźwignią, sam moment przełączania jest „błyskawiczny”. W takiej sytuacji dowolny tor może spełniać funkcję „N”, czyli instalator może dowolnie go wybrać. Przykładem może być wyłącznik różnicowoprądowy Legrand R-02621, który ma 4 tory bez wyróżnionego toru neutralnego „N”, ale przełączanie w nim zawsze odbywa się „błyskawicznie”.
Nie ma także zagrożenia, w urządzeniach w których występują 4 tory bez wyróżnionego toru neutralnego „N”, a w których można ręcznie zestawiać połączenie, nie będące realizowanym „błyskawicznie”. Okazuje się że w praktyce, mimo braku wyróżnienia toru „N”, domyślnie jest nim ostatni prawy tor. Tu nie jest tak, jak w poprzednim przykładzie, że dowolny tor może spełniać funkcję „N”, czyli tu instalator nie może dowolnie go wybrać.
W praktyce instalacyjnej nie spotykane są urządzenia 4-torowe, które mimo braku wyróżniającego oznaczenia toru „N”, nie posiadałyby jednej z podanych wyżej właściwiości. Jednak jeśli nie jesteśmy pewni, że dane urządzenie realizuje możliwość pracy w obwodzie trójfazowym poprzez „błyskawiczne” przełączanie (a więc że daje nam możliwość zdecydowania, który tor będzie torem „N”), zawsze bezpiecznej jest dla „N” wybrać prawy skrajny tor urządzenia.
W jakich przypdakach w obwodzie trójfazowym stosuje się urządzenia obsługujące nie jedynie 3 tory, ale wszystkie 4 tory (także tor „N”)? Dotyczy to również obwodów jednofazowych, w których stosuje się urządzenia obsługujące nie jedynie 1 tor, ale także tor „N”. Oczywiście odłączanie NIGDY nie dotyczy toru „PE”:
1. W przypadku wyłączników różnicowoprądowych;
2. W przypadku wyłączników nadmiarowoprądowych, gdzie zawsze korzystne jest dodatkowe nadprądowe zabezpieczenie toru „N”;
3. W przypadku gdy jedyną, lub jedną z funkcji urządzenia, jest odłączanie energii elektrycznej. Przerywanie wszystkich torów, a więc także toru „N” jest wymagane, gdy w strefie odłączanej, obecność jakiegokolwiek potencjału na którymkolwiek torze grozi wybuchem/porażeniem (tor „N” w ogólności nie jest na potencjale „PE”), lub gdy punkt odbioru w danym obwodzie, jet publicznie dostępnym złączem (np. gniazdem, lub kablem z wtyczką ładowarki AC pojazdu elektrycznego), a wtedy taki punkt nawet w funkci „odłączony”, z zachowaniem toru „N”, stanowiłby zagrożenie nie tylko porażeniem, ale w przypadku motywowanego choćby „wandalizmem” zwarcia „N” z „PE” - groziłoby wyłączeniem „różnicówki”, np. wspólnej dla innych gałęzi obwodu.
teksty powiązane:
Bezpieczeństwo przeciwporażeniowe, przeciwnadprądowe i przeciwprzepięciowe