Ausgleichstrom

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#7

Hallo,

warum sich dreimal 8,7A auf L1/L2/L3 zu 0A addieren, kann man verschieden erklären.

Wir haben es in der Berufschule auf die „harte“ Art gelernt:

Zeichne mit der Schablone drei um 120° versetzte Sinusschwingungen auf.
Das sind die drei Ströme.
Das sieht dann etwa so aus:

Suche dir nun ein paar völlig beliebige Zeitpunkte aus.
Addiere zu jedem diese Zeitpunkte die Momentanwerte der Ströme.
Da gibt es z.B. den Punkt bei 90°:
L1 ist auf dem Maximum, da keine Skala an der Grafik ist, sagen wir mal, dass das 1A sei.
L2 und L3 sind je bei -0,5A. Die Summe dieser drei Ströme ist 0A.
Oder den Punkt bei 180°. L1 ist bei 0A, L2 ist bei 0,86A, L3 bei -0,86A.
In der Summe wieder genau 0A.

Dies trifft für jeden beliebigen Zeitpunkt zu.
Und wenn sich immer die drei Ströme genau aufheben, dann ist halt die Summe der Ströme 0A, im N fließt demnach NIX.

Nach der Rechnerei hat man uns dann das Zeigermodell vorgestellt, was uns dann bis zum Ausbildungsende begleitete.

#1

hallo zusammen,
(bloss mal nebenbei , das alte wer-weiss-was war besser )
Kann mir jemand mal erklären, was man unter: " Ausgleichstrom über den Neutralleiter"
versteht? Bei googel bin ich zwar fündig geworden, aber das muss man ja erstmal übersetzen.
Irgendwie geht der N-leiter aus der Sternschaltung hervor, dann war da noch was mit einer
Schieflast.
Wäre dankbar über eine Hilfe zum o.g. Thema.
MfG.

#2

Hallo!

nimm als Beispiel einen Drehstrom-Haushaltsherd.

Phase L1 liegt am 2 kW Backofen
Phase L2 liegt an einer gr. Kochplatte 2 kW
Phase L3 liegt an 2 kleinen Kochplatten, je 1 kW = 2 kW zusammen

Werden alle gleichzeitig betrieben, dann fließt im N-Leiter des Herdes(Sternpunkt) kein Strom !
In den drei Außenleiter fließt je 8,7 A.

Schaltet man 1 Kochstelle ab, dann fließt ein Ausgleichsstrom, weil das 3-Phasennetz nun ungleich(unsymetrsich) belastet ist.
Der Ausgleichsstrom im N-Leiter kann (hier) max. die Höhe eines Außenleiterstromes annehmen.

Im Stromverteilnetz muss man auf diese Schieflast achten, weil sie letztlich die Trafos und Generatoren überlasten kann.
Durch bestimmte technische Maßnahmen kann man bauseits in gewissem Maße dagegen vorgehen.
Im Grunde ist aber auf der Kundenseite das gleichmäßige Verteilen der Verbraucher auf alle 3 Phasen das A und O .

MfG
duck313

#3

Hallo,

in welchem Zusammenhang ist das gemeint?

Zum einen gibt es den Ausgleichsstrom über den N, wie @duck313 es beschrieben hat.
Dem ist nichts hinzuzufügen. Den kann man auch berechnen.

Es gibt aber auch noch „vagabundierende Ausgleichströme“, welche sich einstellen,
wenn sich N’s von verschiedenen UVs derselben Anlage auf unterschiedlichem Potenzial befinden und die
Gehäuse angeschlossenen Verbraucher über den PE verbunden sind.
Dies ist der Fall, wenn der PEN nicht am HAK, sondern in jeder UV einzeln in N und PE aufgeteilt wird. (TN-C-S System)

Diese Ströme fließen dann über den PE, aber auch über Schirme von Leitungen und können je nach Stromstärke erhebliche Schäden anrichten.

Google mal nach VerPENnte Elektroinstallation, ist ein Vortrag von Karl-Heinz Otto, Ingenieur beim VDE.

LG
Chris

PS: Finde mich hier auch nur schwer zurecht, so langsam gehts aber.

#4

Halo zusammen, hallo duck313, Vielen dank erstmal für Deine schnelle Antwort.
Das mit den 3 Phasen am Elektroherd ist mir klar.
Wieso fließt kein Strom, wenn alle 3 betrieben werden, jedenfalls beim N-leiter.?
In den 3 Aussenleiter fließen 380 V (400 V)Spannung. bzw. 8,7 A Strom.
Das habe ich auch begriffen.
Aber – wenn 1 Platte abgeschaltet wird , fließt ein Ausgleichstrom…
Ab hier gehts nicht weiter bei mir.

  1. Ausgleichstrom ?
  2. … ungleich (unsymetrisch ) … ?
  3. … Schieflast ?
  4. beim nächsten Kommentar: (Vom Kraftstromer)… vagabundierende Ausgleichströme ?

Ich hab mal die 2 Kommentare ausgedruckt, und mitgenommen auf
Arbeit. Mein Meister hat sich Mühe gegeben mir das mal zu erklären,
habs doch nicht gefressen.
Bitte versuche es nochmal mir begreiflich zu machen.

Vielen Dank
MfG.

#5

Weil in einem gleichmäßig belasteten Drehstromsystem die Augenblickswerte der Spannungen und Ströme zu jedem beliebigen Zeitpunkt NULL sind.

Man kann also den N in diesem Zustand auch entfernen(abklemmen). Nichts passiert. Es fließen weiter die 8,7 A in jeder Zuleitung, die Spannungen an den Kochplatten bleibt konstant bei 230 V.
Alles OK.

Aber sobald man das Gleichgewicht stört, also eine Kochstelle verändert, ändert sich sofort was. Ist der N dran, dann fließt ein Strom . Ist er noch ab, dann ändern sich die Spannungen an den Kochstellen !

Die Spannung an der kleineren Last steigt, die an der höheren Last sinkt !

Im Hausnetz hat man solche schlimmen Fehler bei einer N-Unterbrechung, dann brennen z.B. Glühlampen durch oder ändern gut sichtbar ihre Helligkeit, wenn andere Verbraucher angeschaltet werden, elektronische Geräte brennen durch weil sie z.T. deutlich mehr als 230 V bekommen ! Es besteht Gefahr !
Auch deshalb gibt’s in N-Leitern keine eigene Sicherung, damit der nie unterbrochen werden kann bevor die Phasen abgeschaltet sind.

Du solltest Dir in Deinem Fachbuch noch mal das Thema Drehstrom anschauen, da ist es sicherlich auch didaktisch besser erklärt, mit Diagrammen und den 3 verschobenen Sinuskurven.

Mach doch mal das Gedankenspiel mit dem Herd.

1 Phase dran, Kochplatte 2 kW, hier fließt in L1= 8,7 A und im N natürlich ebenfalls 8,7 A !
Weil es ist ja ungleich, 2 Phasen ohne Last,1 Phase mit Last.

Nun Fall 2: 2 Phasen dran, je 2 kW, L1 und L2 je 8,7 A L 3 = 0 und im N ? Da fließen ja nicht etwa 2 x 8,7 A = 17,4 A ! es fließt viel weniger als in der Zuleitung ! Strom ist niedriger als der Phasenstrom !

Wie viel weniger kann man mit den Zeigerdiagrammen (siehe Dein Fachbuch) zeichnerisch ermitteln.

MfG
duck313

#6

Hallo,

Also eines vorweg: Spannung liegt oder steht an, Strom fließt.

Am schönsten läßt sich das ganze anhand eines Zeigermodells erklären. Weiß jetzt aber nicht, ob du damit was anfangen kannst.
Hier hast du ein interaktives Zeigerdiagramm: http://www.geogebra.org/student/m60418

Die Ströme heben sich bei symmetrischer Last am Sternpunkt auf. Es fließt kein Strom im N, weshalb man ihn beim Anschluß
von Drehstrommotore weglassen kann und auch wegläßt.

Im Neutralleiter summieren sich die Außenleiterströme.

Symmetrische Last bedeutet, daß in allen drei Phasen derselbe Strom mit demselben Phasenwinkel fließt. (Stichwort cos Phi)
Also zB
L1 10A ohmsch
L2 10A ohmsch
L3 10A ohmsch
N 0A

Schieflast entsteht, wenn die drei Phasen nicht gleichmäßig belastet werden, also (ausgehend von 3x ohmscher LAst) zB
L1 20A
L2 10A
L3 13A
Im N fließen 8,8A. Dieser Strom gleicht die Unsymmetrie aus. Elektrischer Strom ist bestrebt zum Ursprung seiner Quelle zurückzufließen.

Ein spezialfall, hier wirds aber bei der Berechnung komplizierter:
L1 10A ohmsch
L2 10A induktiv
L3 10A kapazitiv.
Obwohl in allen drei Phasen derselbe Strom fließt, ist das System unsymmetrisch belastet und es fließt im Neutralleiter ein Strom. (ca 28A)

Stell dir den Kraftwerksgenerator wie einen Fahrraddynamo mit drei um 120° versetzten Spulen vor. Sind alle drei Phasen gleichmäßig belastet, läuft er „rund“.
Belaste ich eine Phase stärker, bringe also eine Unsymmetrie rein, störe ich den Rundlauf.

Zum Thema vagabundierende Ausgleichströme… ich denke mal, da habe ich das Thema deiner Frage verfehlt. Entschuldige. Ist ein Problem bei veralteten Elektroanlagen.

LG
Chris