Was sollte getan werden, wenn der Strom in der Neutralleitung zu groß ist?

Wie wir alle wissen, überhitzen sich elektrische Leitungen stark, wenn sie ihre Nennlast überschreiten, und können sogar Feuer verursachen. Aus Sicherheitsgründen werden daher Überstrom-Schutzeinrichtungen in den Leitungen installiert. Sobald der Strom in der Leitung den Nennwert übersteigt, schaltet die Überstrom-Schutzeinrichtung automatisch die Leitung ab, um ein Feuer zu verhindern. Der hier erwähnte "übermäßige Neutralleiterstrom" bezieht sich auf das Phänomen, dass der Neutralleiterstrom (selbst bei ausgewogener Drehstrom-Last) deutlich zu hoch ist (mehr als 1,5-mal höher als der Phasenstrom). In solchen Fällen treten normalerweise Phänomene wie Überhitzung des Neutralleiters, Auslösen von Schutzschaltern und Überhitzung des Transformators auf.

Es sollte beachtet werden, dass Elektroinstallationsschutzvorschriften explizit das Installieren von Schutzeinrichtungen im Neutralleiter verbieten. Dies bedeutet, dass selbst wenn der Neutralleiterstrom den Phasenstrom übersteigt, keine Schutzmaßnahmen ausgelöst werden, und der Neutralleiter weiterhin unbeaufsichtigt heizen kann. Bevor der Überstrom-Sicherungselement auf der Phasenleitung reagiert, kann der Neutralleiter bereits stark überhitzt und durchgebrannt sein, was sogar zu einem Feuer führen kann. Wenn der Neutralleiter unterbrochen wird, können elektrische Geräte im Stromnetz beschädigt werden.

In normalen Gebäuden übersteigt die Querschnittsfläche des Neutralleiters nicht die des Phasenleiters und ist oft sogar kleiner. Daher kommt es, wenn der Strom im Neutralleiter den Strom im Phasenleiter übersteigt, zu Überhitzung, was eine große Sicherheitsgefahr darstellt. Hier eine wichtige Statistik: Der maximale Strom im Neutralleiter kann 1,73-mal so hoch sein wie der Strom im Phasenleiter. Gemäß der Formel P=I^2R beträgt der Energieverbrauch des Neutralleiters 1,73^2 ≈ 3-mal so viel wie der des Phasenleiters. Ein solch hoher Energieverbrauch führt zwangsläufig dazu, dass der Neutralleiter überheizt – eine Folge ist, dass der Neutralleiter durchbrennen kann, und eine noch schwerwiegendere Folge ist, dass er möglicherweise ein Feuer verursacht.

Gefahren eines übermäßigen Neutralleiterstroms

Verursacht Überhitzung des Neutralleiterkabels, beschleunigt die Alterung der Isolierung und kann in Extremfällen zur Durchschlagung der Isolierung und Kurzschluss führen, was das Risiko von Bränden erhöht.

• Der Neutralleiterstrom zirkuliert innerhalb des Transformators, reduziert dessen Kapazität und erhöht seine Verluste, was zu starker Überhitzung und möglicherweise sogar zum Ausfall des Transformators führen kann.
• Ein langanhaltender Überstrom im Neutralleiter kann diesen durchbrennen lassen, und die Systemspannung kann von 220V auf 400V ansteigen, was zum Ausfall von Geräten führen kann.
• Verursacht einen Versatz des Neutralpunkts, was zu einer Spannung zwischen dem Neutralleiter und der Erde führt und Geräte und Personensicherheit gefährdet.
• Führt zu häufigem und unregelmäßigem Auslösen von Schaltern, was die Stabilität der Stromversorgung beeinträchtigt.
• Erhöht die Verluste und Wärmeentwicklung von Geräten und Materialien im Stromversorgungssystem, beschleunigt die Alterung der Isolierung und verkürzt deren Lebensdauer.