Comprendre le courant de ligne neutre : causes, effets néfastes et perspectives de conception AHF

1. Qu'est-ce que le courant de ligne neutre ?

Dans un système triphasé à quatre fils, le courant de neutre est idéalement nul si toutes les charges de phase sont parfaitement équilibrées et purement linéaires. Cependant, dans les applications réelles, notamment dans les bâtiments commerciaux, les installations industrielles et les centres de données, la présence de charges non linéaires et de systèmes déséquilibrés entraîne un courant de neutre important.

2. Quelles sont les causes d’un courant de ligne neutre élevé ?

Il y a deux contributeurs principaux :

• Déséquilibre de phase : une répartition inégale des charges monophasées entraîne des courants de phase inégaux, provoquant un retour de courant via la ligne neutre.

• Harmoniques triples (3e, 9e, etc.) : ces harmoniques homopolaires provenant de charges non linéaires (par exemple, ordinateurs, éclairage LED, systèmes UPS) sont en phase sur les trois phases et s'additionnent dans la ligne neutre, amplifiant considérablement le courant neutre.

3. Pourquoi un courant neutre élevé est dangereux

Un courant neutre excessif peut entraîner de graves problèmes :

• Surchauffe ou brûlure du conducteur neutre

• Déclenchement intempestif des dispositifs de protection

• Augmentation des interférences électromagnétiques (EMI)

• Vieillissement accéléré des câbles et des transformateurs

• Risques de sécurité dus à une tension neutre-terre élevée

4. Le THD de la ligne neutre est-il important ?

Techniquement, la distorsion harmonique totale (THD) du courant neutre peut être calculée, mais son utilité pratique est limitée. Les ingénieurs se concentrent généralement sur :

• La valeur efficace du courant neutre

• La contribution des harmoniques 3ème et autres harmoniques triples

• Le rapport de courant N/Ph (par exemple, N/Ph > 1,5 suggère une distorsion sévère)

5. Pourquoi l'AHF a une capacité de ligne neutre deux fois supérieure à celle des lignes de phase

Filtres harmoniques actifs (AHF) conçu pour les systèmes à quatre fils doit compenser non seulement les harmoniques de phase mais également les harmoniques homopolaires dans la ligne neutre.

Dans les systèmes présentant une forte distorsion harmonique de troisième ordre, le courant neutre peut théoriquement atteindre trois fois l'amplitude des harmoniques de phase. Pour garantir une compensation fiable, la plupart des produits AHF sont conçus avec une capacité de traitement du courant de ligne neutre deux fois supérieure à celle d'une phase unique.

Cela représente :

• La sommation complète des harmoniques triples

• Pics transitoires et surcharges

• Sécurité et conformité aux normes IEEE 519 et IEC

L'augmentation du courant neutre est une préoccupation croissante dans les systèmes électriques modernes, notamment dans les environnements à charges non linéaires denses. Il est essentiel d'en comprendre les causes profondes et d'y remédier grâce à des solutions de qualité de l'énergie adaptées, comme un système à quatre fils. AHF —peut grandement améliorer la sécurité et l’efficacité du système.