Eine Unterbrechung des Neutralleiters in einem Drehstromkreis (oder dessen Durchbrennen) ist ein häufiges Phänomen, das den meisten Spezialisten und dem Betriebspersonal von Umspannwerken bekannt ist. Er sieht sich auch mit Elektrikern konfrontiert, die Mehrfamilienhäuser bedienen, bei denen diese Schäden am Eingang zur Steigleitung oder direkt in der Wohnung auftreten. Es manifestiert sich normalerweise als Bruch in der "irdenen" Ader. Um das Wesen des Phänomens zu verstehen, müssen Sie zunächst die Gründe für sein Auftreten verstehen.
Bildung von Versorgungskreisen und Bruchursachen
Das Prinzip der Bildung von 380-Volt-Versorgungskreisen beruht darauf, dass jede Phase an „eine eigene“ Verbrauchergruppe (Häuser, Eingänge oder Wohnungen) angeschlossen ist. Eine Nullunterbrechung in Drehstromnetzen tritt auf, wenn die Lastverteilung gestört ist und wie die Wicklungen des Stationstransformators nach dem "Stern" -Schema angeschlossen ist - sie müssen gleichmäßig angeschlossen werden. Bei richtiger Verteilung werden die Stromanteile gegenseitig kompensiert und der Gesamtwert im Neutralleiter liegt nahe Null. Daher besteht der Neutralleiter aus einem kleineren Querschnitt als die Phasendrähte - theoretisch kann er ganz ausgeschlossen werden, da hier kein Strom fließen soll.
Jede Abweichung von dieser Anforderung führt zu einem Phasenungleichgewicht und dem Auftreten von parasitären Strömen im Neutralleiter.
Da auf Verbraucherseite die Anzahl der eingeschalteten Haushaltsgeräte und Glühbirnen pro Phase beliebig sein kann, kommt keine einzige Versorgungsleitung ohne Abweichung von der Norm aus.
Durch den Neutralleiter fließt immer ein Strom, der die Phasenknoten leicht in die eine oder andere Richtung verschiebt. In den entsprechenden Diagrammen sieht dies wie die Annäherung des Nullpunktes an eine der Phasen aus. Wenn der Querschnitt des Neutralleiters in den Versorgungsnetzen stark verzerrt ist, reicht er möglicherweise nicht aus, um dem erhöhten Strom durch ihn standzuhalten. Im Laufe der Zeit führt eine ständige Überlastung zum Verbrennen.
Beim Umschalten von Drehstromkreisen auf lineare Zweige (ihre Bildung erfolgt am Eingang der Zugangssteigleitung) ist die Situation völlig anders. Probleme mit Nullabbrand in einphasigen Netzen können aus folgenden Gründen auftreten:
- Schlechter Kontakt oder Beschädigung des Neutralleiters am Linienzweig. Er lässt sich auf der Eingangsschaltanlage des Eingangs nieder.
- Verlust des entsprechenden Kontaktes im Bodenblech. In einigen Häusern ist es an jedem Standort installiert.
- Verletzung von Verbindungen im "Erdungskabel" am Eingang der Wohnung oder darin.
Die Störung äußert sich zunächst als kurzzeitiger Stromausfall, dessen Ursache nicht sofort gefunden werden kann. Wenn der Kontakt an der Stelle, an der der Nullkern angeschlossen ist, im Laufe der Zeit vollständig zusammenbricht, funktionieren Haushaltsgeräte vollständig und das Licht geht an.
Mögliche Konsequenzen
Die Folgen einer Nullpunktunterbrechung in einem Drehstromnetz sind mitunter äußerst gefährlich. Unabhängig vom verwendeten Erdungssystem treten beim Durchbrennen des Neutralleiters in den an ein solches Kabel angeschlossenen Wohnungen hohe Potenziale auf. Aufgrund eines starken Versatzes treten an einigen Kabeln Spannungen auf, die 380 Volt erreichen. An anderen Zweigen vom 3-Phasen-Eingang können sie dagegen auf fast Null abfallen.
Unterbrechungen im Neutralleiter sind gefährlich, weil sie vor allem die an Steckdosen angeschlossenen Haushaltsgeräte gefährden.Dies kann den Totalausfall von teuren Geräten oder den Brand der alten Aluminium-Elektroverkabelung drohen, was zu einem Brand führen kann. Wird das Haus hingegen über ein TN-C-System mit kombinierten PE- und N-Leitern angeschlossen, führt eine Unterbrechung des gemeinsamen PEN-Leiters zum Verlust der Schutzfunktion gegen elektrischen Schlag. Ohne erneute Erdung ist der Verbraucher wehrlos, wenn der PEN-Draht bricht, selbst wenn in seiner Wohnung ein RCD installiert ist, der ohne Nullader nicht funktionieren kann.
Tritt an einer der durch eine separate Maschine geschützten Wohnungsleitungen eine Null-Unterbrechung auf, werden zunächst alle daran angeschlossenen elektrischen Geräte ausfallen. Wenn es keine Null und eine Phase im Netz gibt, fällt außerdem das gefährliche Potenzial von 220 Volt durch ständig angeschlossene Lasten auf die Erdungsklemme. Infolgedessen gibt es eine weitere Phase in der Steckdose, die ohne normale Erdung sehr gefährlich ist.
Bei einem versehentlichen Durchschlag der Isolierung in der Waschmaschine, zum Beispiel, kann das gefährliche Potenzial nirgendwo abfließen, da der Erdungsdraht abgeschnitten ist. Für einen Verbraucher, der auf einem mit dem Boden verbundenen Betonboden steht, stellt dies eine große Gefahr dar, da der gesamte Strom durch ihn fließt.
Schutz vor Burnout oder Zero Break
Die Untersuchung der Folgen von Verstößen beim Betrieb von Drehstromleitungen und deren Zweigen hat gezeigt, dass einige Maßnahmen ergriffen werden müssen, um diese Phänomene zu verhindern. Zuverlässiger Schutz gegen Nullunterbrechung in einem einphasigen Netz ermöglicht:
- halten Sie Haushaltsgeräte intakt;
- um den Schutz des Benutzers vor elektrischem Schlag zu gewährleisten;
- um eine versehentliche Entzündung abgenutzter elektrischer Leitungen und den Ausbruch eines Feuers zu verhindern.
Zum Schutz vor Phasenausfall werden moderne elektrische Betriebsmittel verwendet, zu denen spezielle Relais sowie Leitungsüberlastungsschutzgeräte (SPDs) gehören. Die ersten sind in zwei Versionen erhältlich, von denen eine für 3-Phasen-Stromkreise bestimmt ist und die zweite den Schutz von einphasigen Abzweigen ermöglicht. Das Funktionsprinzip besteht in der sofortigen Trennung des Versorgungsnetzes im Falle einer Spannungsabweichung, die über die festgelegte Norm hinausgeht.
Das zweite Gerät zum Schutz gegen Phasenausfall wird in der Regel in Privathaushalten verwendet, um im Gefahrenfall Verbraucher abzuschalten. Sein Funktionsprinzip besteht darin, die Leitfähigkeit von internen Schaltkreisen mit erheblichen Potenzialabfällen zu reduzieren. Der effektivste Weg, gefährliche Folgen in Drehstromnetzen zu vermeiden, ist die Umerdung, deren Gerät in Mehrfamilienhäusern mit großen Schwierigkeiten verbunden ist.
In ländlichen Gebieten und privaten Vorortgebäuden ist dieser Ansatz sehr einfach umzusetzen. Es genügt, im Bereich neben dem Haus eine Erdungsvorrichtung zu bestücken und über einen Kupferbus mit einem separaten, in der Anschlussdose montierten Kontakt zu verbinden.
Als weiteres Mittel zum Schutz vor einem Bruch des Nullleiters können Sie einen Fehlerstrom-Schutzschalter oder kurz einen RCD verwenden. Sein Typ ist ein Differentialgerät, das die Funktionen eines RCD und einer typischen Maschine kombiniert. Für diese Zwecke sind gewöhnliche Produkte nicht geeignet, die für den normalen Betrieb unbedingt einen ganzen Nullkern benötigen. In Stichleitungen dürfen nur solche Geräte installiert werden, bei denen die Funktion des Nullbruchschutzes speziell vorgesehen ist.
