Differenzströmen

Differenzströme bezeichnet man in der Elektrotechnik als Ströme, die sich aus der Differenz der Ströme verschiedener Leitungen ergeben. Formal ist der Differenzstrom die algebraische Summe der Ströme an einem Knoten; nach dem Kirchhoff’schen Gesetz soll diese Summe null sein. Abweichungen von null weisen auf Leckströme, Ungleichgewichte oder fehlerhafte Kopplung hin.

Anwendungsgebiete befinden sich vor allem in der Schutztechnik. Beim Differenzschutz werden Ströme auf zwei Seiten einer Anlage, zum Beispiel eines Transformators, mit Messtransformatoren (CTs) gemessen. Ergeben sich Unterschiede, löst der Schutz aus. Ein ähnliches Prinzip liegt bei Fehlerstromschutzschaltern (RCDs bzw. FI-Schutzschaltern) vor, die die Differenz zwischen den Leiterströmen messen; überschreitet der Differenzstrom eine festgelegte Schwelle, trennt das System vom Netz. In der Netzroutine dient die Differenzstrommessung auch der Leckstromdiagnose und der Überwachung von Ungleichgewichtssituationen in Dreiphasensystemen.

Berechnung: Idiff = Summe der Ströme in den einzelnen Leitern unter Berücksichtigung der Vorzeichen. In einem symmetrisch belasteten, fehlerfreien Dreiphasensystem ohne Leckage ist Idiff annähernd Null.

Praxis und Anforderungen: Die Messung erfordert präzise Sensoren (CTs oder Hall-Sensoren). Nicht ideale Sensoren, DC-Anteile, Inrush, transienten oder magnetische Kopplung können zu Fehlalarmen oder verpassten Fehlern führen;CT-Sättigung oder falsche Kopplung können den Differenzstrom verzerren.

Siehe auch: Differenzialschutz, Residualstrom, Kirchhoffsche Gesetze.