Neutralleiterüberlastung

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anger

anger

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Mechatroniker
Hallo,

angenommen ich würde folgende Installation aufbauen:
ein 5x2,5 wird auf eine Verteilerdose geführt, abgesichert mit einem C16 LSS.
Von der Verteilerdose aus gehe ich dreimal auf Schuko-Steckdosen.
Jede der drei Steckdosen wird auf einen anderen Außenleiter geklemmt.
An jeden der Steckdosen schließe ich jeweils einen Lichtbalken mit jeweils 3000W an.
Die 16A pro Außenleiter werden dabei zwar nicht überschritten, jedoch ist meine Überlegung das der Strom im Neutralleiter in der 5x2,5 Zuleitung zu hoch wird.
Ist meine Überlegung richtig oder hab ich irgendwo einen Denkfehler?

Gruß
Anger
 
Hallo anger,

bei symmetrischer Belastung der Außenleiter fließt im Neutralleiter überhaupt kein Strom. Bei asymmetrischer Belastung ist der Strom im Neutralleiter höchstens so groß wie der größte Außenleiterstrom. Unter normalen Umständen kommt es also nicht zu einer Überlastung des Neutralleiters.

Es gibt jedoch zwei Szenarien, wie es dennoch zu einer N-Überlastung kommen kann: Zum einen durch extreme Mischlasten durch kapazitive, ohmsche und induktive Verbraucher, zum anderen durch Oberwellen, wie sie durch Schaltnetzteile, Energiesparlampen, elektronische Trafos, Frequenzumformer, etc. erzeugt werden, da sich diese teilweise im N nicht aufheben sondern addieren! Ich habe aber noch keinen getroffen, der behaupten würden, dass der Einfluss dieser Faktoren unter normalen Umständen bei aufgeteilten Drehstromkreisen tatsächlich zu Problemen führen würde. Schließlich haben die Energieversorger ja auch keinen dickeren (PE)N :wink:

Das ist eigentlich Ulis Spezialthema. Vielleicht kann er das Thema noch etwas weiter ausführen...

Schöne Grüße,
Bernd
 
Es gibt noch eine 3. Quelle für Überlast: Einspeisung aus mehrfach dem selben Außenleiter ohne Phasenverschiebung ...
 
anger schrieb:
Hallo,

angenommen ich würde folgende Installation aufbauen:
ein 5x2,5 wird auf eine Verteilerdose geführt, abgesichert mit einem C16 LSS.

Hmm, da geht's schon los. Du meinst sicher nen 3x16A Automaten (also wenn eine Teileinheit fliegen muss, dann werden auch die anderen "mitgerissen"?).
Scheint aber oft fast zur Glaubenfrage zu entarten - Ich bin der Meinung, dass in dem Fall mindestens ne Dreierkombi einzusetzen ist. Der Grund ist der, dass man net mehrere Stromkreise in einer Dose enden sollen.
Zum <i>"mindestens"</i> unten mehr.

anger schrieb:
Von der Verteilerdose aus gehe ich dreimal auf Schuko-Steckdosen.
Jede der drei Steckdosen wird auf einen anderen Außenleiter geklemmt.

Die Aussage lässt vermuten, dass es sich wirklich um Drehstrom mit drei Außenleitern L1, L2 und L3 handelt.
<b>Von Drehstrom gehe ich im Folgenden aus</b>, denn sonst stimmt das unten gesagte nicht.

anger schrieb:
An jeden der Steckdosen schließe ich jeweils einen Lichtbalken mit jeweils 3000W an.

Wenn's Spaß macht, warum nicht?
Was sind das für Lichtbalken? Sind die alle drei halbwegs identisch und genauer gefragt, haben sie alle das gleiche Verhalten (ohmsch, induktiv, kapazitiv) und ein ähnliches cos(phi)?

anger schrieb:
Die 16A pro Außenleiter werden dabei zwar nicht überschritten, jedoch ist meine Überlegung das der Strom im Neutralleiter in der 5x2,5 Zuleitung zu hoch wird.
Ist meine Überlegung richtig oder hab ich irgendwo einen Denkfehler?

Vermutlich ist ein Denkfehler drin, denn wenn sich die Phasenverschiebungen der Verbraucher nicht unterscheiden, dann fließt im Neutralleiter maximal der Strom des am stärksten belasteten Außenleiters.
Warum ist das so?
Das liegt daran, dass die Phasen der Außenleiter gegeneinander um 120° verschoben sind und sich die Neutralleiterströme überlagern.
Wenn alle drei Verbraucher identisch sind, dann wird der Neutralleiterstrom der Zuleitung sogar zu Null!
Am einfachsten macht man sich das klar, wenn man sich mit den Strömen ein Zeigerdiagramm malt und vektoriell Addiert - Iss ähnlich wie bei drei zusammen geknoteten Gummibändern, die man in nem gleichschenkligen Dreieck aufspannt - Da liegt der Knoten (der N liegt ja im Sternpunkt) dann ja auch in der Mitte und dort wirkt keine Kraft.
Macht man das Gleiche bei Wechselstrom, d.h. man hängt alle drei Enden an unserer einzigen Phase auf und zieht als Neutralleiter dran, dann wirkt die dreifache Kraft - Dann haben wir ne Neutralleiterüberlastung!

Der "Drehstromtrick" tut aber nur, wenn die Phasenverschiebungen der Verbraucher nicht zu sehr voneinander abweichen.
Wenn man gemein ist, dann kann man (mit hinterhältigen Phasenverschiebungen) Konstellationen basteln, wo der N echt übel dran ist!

Aber auch da kann man was dagegen tun!

Dafür werd ich zwar oft belächelt, aber wenn net klar ist welche Verbraucher später mal an die Außenleiter gehängt werden, dann nehm ich nen vierpoligen Automaten, der auch noch den N-Strom mit überwacht - Dann kann wirklich nichts mehr passieren.

Viele Grüße,

Uli und die Mausen
 
Hab jetzt erst das mit den Leuchtbalken realisiert. Ich glaube, anger will auf die Oberwellen der Leuchtstoffröhren hinaus, richtig?
 
:?:

Dass im Neutralleiter kein Strom fließt, gilt ja nur unter der Annahme, dass alle drei Lichtbalken immer gleichzeitig EIN- und AUS-geschaltet werden.

Wenn ich (im 1.Posting) lese, dass der Anschluß über Steckdosen erfolgen soll, dann zeichnet euch einmal auf, was passiert, wenn ein Stecker gezogen wird.

Uli hat diesen Punkt in gewissem Sinn auch schon angesprochen, da er gekoppelte LS verlangt, die vollkommen abschalten, wenn einer auslöst.

Und was passiert, wenn später jemand an einer der Verteilerdosen noch weitere Steckdosen anschließt; das wäre auch nicht gerade das Gelbe vom Ei.

Also, ich würde jeder Phase ihre eigene "Rückleitung" spendieren, dann würden klare Verhältnisse herrschen!

Greetz
Patois
 
patois schrieb:
Dass im Neutralleiter kein Strom fließt, gilt ja nur unter der Annahme, dass alle drei Lichtbalken immer gleichzeitig EIN- und AUS-geschaltet werden.

Das wird nie 100 % symmetrisch sein. Ergo fliesst immer Strom.

Lutz
 
@ Patois:
Was soll dann schlimmes Passieren wenn an der Dose noch weitere Steckdosen angeschlossen werden?
klar wenn die Lichtbalken mit 3kW (muß ein Fußballstadion sein was damit beleuchtet werden soll) schon dran hängen fällt schnell die Sicherung da diese auf Dauer nur 3680W kann, das ändert aber auch ein separater Neutralleiter für jede Phase nicht.

ansonsten fließt eben bei einseitiger Belastung maximal 16A im Neutralleiter, ohne daß der Automat auslöst.

Einen dreipoligen würde ich allerdings auch vorsehen.
 
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