La corrente nel condutore di neutro

In un sistema trifase simmetrico a 4 fili, la corrente che percorre il conduttore di neutro è pari alla somma vettoriale delle tre correnti di linea. Nel caso in cui i carichi siano lineari e perfettamente distribuiti sulle tre fasi, la corrente nel conduttore di neutro risulta essere nulla, mentre se le fasi sono caricate in modo non omogeneo, nel conduttore di neutro sarà presente una corrente di squilibrio, generalmente di ampiezza inferiore rispetto a quella delle correnti che interessano le fasi.

Sotto queste condizioni, a partire da date sezioni, il conduttore di neutro può essere scelto di sezione inferiore rispetto a quella dei conduttori di fase (art. 524.3 della norma Cei 64-81). Venendo meno l’ipotesi di carico lineare, la scelta del conduttore di neutro deve essere effettuata in funzione dello spettro armonico delle correnti nelle fasi in quanto l’intensità della corrente nel neutro può assumere valori anche maggiori rispetto a quelle che circolano nei conduttori di fase.

La tabella 1 riassume i quattro casi possibili in funzione del tipo di carico alimentato dalla linea in esame.
In particolare le armoniche che contribuiscono ad innalzare la corrente nel neutro sono quelle di frequenza multipla di tre rispetto alla frequenza della fondamentale, note come correnti omopolari.

Tali correnti hanno la caratteristica di sommarsi algebricamente nel conduttore di neutro anziché di elidersi come accade per le altre componenti. In presenza di armoniche omopolari nelle fasi la corrente nel conduttore di neutro risulta essere sempre maggiore di zero, anche nel caso di carico equilibrato. Quando il loro contenuto rispetto alla corrente fondamentale supera il 33%, si ottiene una corrente nel conduttore di neutro addirittura maggiore di quella osservata nelle fasi.

Tabella 1 - Possibili situazioni riscontrabili tra i caricitrifase e indicazoni sulla relativa corrente di neutro
	Carico equilibrato	Carico non equilibrato
Carico lineare	Ineutro = 0	Ineutro > 0 - generalmente modesta
Carico non lineare	Ineutro > 0 - può superare Ifase	Ineutro > 0 - può superare Ifase

COMPORTAMENTO DELLE CORRENTI NEL CONDUTTORE DI NEUTRO

Il comportamento delle componenti della corrente nel neutro è rappresentabile mediante due semplici analogie meccaniche. Tre correnti uguali e sfasate reciprocamente di 120° (componenti non omopolari di un carico equilibrato) possono essere raffigurate da tre locomotori di uguale potenza tra loro collegati da cavi e collocati su binari con direzioni reciprocamente sfasate di 120°. È evidente che la somma delle forze applicate al punto in cui i tre cavi si uniscono (neutro) è nulla e pertanto i tre locomotori (e in particolare il nodo che li collega) resteranno immobili.

Nel caso delle correnti omopolari (le componenti a frequenza multipla di tre rispetto a quella della fondamentale che, come noto, in Europa è pari a 50 Hz), la situazione è invece raffigurabile mediante tre locomotori tra loro “in fase”, quindi orientati nella stessa direzione. Chiaramente la forza così sviluppata nel punto comune alle tre macchine (neutro) sarà tripla rispetto a quella del singolo locomotore.