Warum benötigen Sie einen Neutralleiter in einem Kabel?

In einem Drehstromsystem, bei der Versorgung eines Drehstromgeräts mit einer sternförmig (Y-Typ) angeschlossenen Heizlast, bei der jede Phase unterschiedliche Stromwerte aufnimmt, ist es in der Regel notwendig, einen Neutralleiter (Neutralleiter) in dem Kabel einzubeziehen. Im Folgenden sind die beiden Hauptgründe, warum ein Neutralleiter benötigt wird:

1. Ausgleich ungleich verteilter Lasten

Situation bei ungleich verteilter Last

In der Praxis sind perfekt ausgewogene Drehstromlasten selten. Wenn das Drehstromgerät pro Phase unterschiedliche Stromwerte aufnimmt, was eine ungleich verteilte Last anzeigt, dann spielt der Neutralleiter eine entscheidende Rolle.

• Ungleich verteilter Strom: Wenn die drei Phasen nicht gleichmäßig belastet sind, können die Stromwerte in jeder Phase unterschiedlich sein. Ohne einen Neutralleiter kann dieses Ungleichgewicht zu zirkulierenden Strömen führen, die Spannungsumschläge verursachen und den ordnungsgemäßen Betrieb des Geräts beeinträchtigen.

• Zirkulierende Ströme: Ungleiche Lasten können zu einer Verschiebung des Neutralpunkts führen, was zirkulierende Ströme verursacht, die zusätzlichen Belastungen für die Ausrüstung bedeuten und potenziell zu Überhitzung oder Schäden führen können.

Rolle des Neutralleiters

Der Neutralleiter bietet einen Rückweg für ungleich verteilte Ströme, sodass sie durch den Neutralleiter zurück zum Quellenpunkt fließen können, wodurch sichere Spannungen über jede Phase gewährleistet werden. Insbesondere:

• Stromausgleich: Der Neutralleiter ermöglicht den Fluss von ungleich verteilten Strömen, hilft beim Ausgleich der Ströme im Drehstromsystem und reduziert die Auswirkungen von zirkulierenden Strömen.

• Spannungsstabilität: Durch Bereitstellung eines Neutralleiters können die Spannungen über jede Phase stabil bleiben, wodurch sichergestellt wird, dass jede Last die richtige Spannung erhält und ordnungsgemäß arbeitet.

2. Sicherheit und Zuverlässigkeit

Bereitstellung einer sicheren Erdung

Der Neutralleiter dient nicht nur als Rückweg für Ströme, sondern erfüllt auch eine sicherheitsrelevante Erdungsfunktion, die für die Aufrechterhaltung der Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems unerlässlich ist.

• Erdungsschutz: Bei Sternschaltungen wird der Neutralpunkt in der Regel geerdet, was einen zuverlässigen Referenzpunkt für das System bereitstellt. Dies stellt sicher, dass das System auch bei Fehlern unter Kontrolle bleibt.

• Fehlerschutz: Wenn ein Fehler auftritt (z.B. Kurzschluss), hilft der Neutralleiter, den Strom schnell zur Quelle zurückzuleiten, wodurch die Auswirkungen des Fehlers auf das System minimiert und die Ausrüstung geschützt wird.

Schutz der Personalsicherheit

Die Anwesenheit eines Neutralleiters erhöht die System-Sicherheit und verringert das Risiko von elektrischem Schlag.

• Verringern des Risikos von elektrischem Schlag: Wenn die Gehäuse oder Metallteile eines Geräts versehentlich mit der Stromquelle in Kontakt kommen, hilft der Neutralleiter, einen sicheren Strompfad zu bilden, wodurch das Risiko eines elektrischen Schlages verringert wird.

• Leckschutz: In Verbindung mit Leckschutzvorrichtungen (wie FI-Schaltern) kann der Neutralleiter dazu beitragen, dass bei Erkennung eines Lecks der Strom schnell abgeschaltet wird, um die Personalsicherheit zu gewährleisten.

Zusammenfassung

In einem Drehstromsystem, wenn es ungleich verteilte Lasten gibt, spielt der Neutralleiter eine entscheidende Rolle beim Ausgleich der Ströme und Stabilisierung der Spannungen, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Ausrüstung sicherzustellen. Darüber hinaus erfüllt der Neutralleiter eine sicherheitsrelevante Erdungsfunktion, die die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems erhöht und das Risiko eines elektrischen Schlages reduziert. Daher ist bei der Versorgung eines Drehstromgeräts mit einer sternförmig angeschlossenen Heizlast ein Neutralleiter im Kabel erforderlich, um die Stabilität und Sicherheit des Systems zu gewährleisten.