Es bien sabido que la presencia de armónicas de corriente en un circuito trifásico de tres fases con cuatro hilos con carga balanceada da como resultado la circulación de armónicas de secuencia cero por el neutro, el cual puede llegar a conducir más corriente incluso que los conductores de fase.
Por el motivo anterior es común sobredimensionar el neutro, ya que el valor eficaz de corriente en este conductor puede exceder el valor eficaz de la corriente en los conductores de fase, aún en condiciones balanceadas.
Una recomendación típica es el poner el neutro al doble de la capacidad de los conductores de fase, y dicha recomendación viene del análisis de la corriente por el neutro cuando los conductores de fase traen una corriente pulsante, de 60° de duración o menos.
En la primera figura se muestran tres corrientes pulsantes, con un ancho de pulso de 60° eléctricos, las cuales están desfasadas 120° eléctricos con secuencia de fases positiva. Los pulsos tienen amplitud de +I y -I y constituyen corrientes balanceadas.
El cálculo del valor eficaz de la corriente en cada una de las tres fases es I/raíz(3), siendo el término raíz(3) el factor de cresta de dicha corriente. Al aplicar la ley de corrientes de Kirchhoff en el punto neutro de la carga, las corrientes de las fases se suman dando como resultado la secuencia de pulsos mostrada en la cuarta gráfica.
El cálculo del valor eficaz de dicha corriente da como resultado que el valor eficaz es igual a la amplitud de los pulsos, I. Al observar la comparación entre los valores eficaces de las corrientes de línea y la del neutro (segunda imagen), se observa que el neutro trae una corriente en valor eficaz raíz(3) mayor que los conductores de fase.
Esto puede extenderse a pulsos de otros anchos, menores a 60° eléctricos, como se muestra en la tercera figura, en donde se observa que al ser igual el ancho de los pulsos, tanto en su parte positiva como negativa, la corriente por el neutro sigue siendo raíz(3) mayor que la corriente en los conductores de fase.
Artículo realizado por el Ing. Gonzalo Sandoval Rodríguez a quien agradecemos por compartir esta información. Recomendamos seguirlo por Linkedin.
