Neutralströme

Neutralströme bezeichnet die Ströme, die durch den Neutralleiter einer dreiphasigen oder mehrphasigen elektrische Anlage fließen. Sie entstehen vor allem durch unausgeglichene Lasten zwischen den Phasen sowie durch nichtlineare Lasten, die Oberwellen erzeugen. In einem ideal balancierten Dreiphasensystem mit Sternpunkt ist der Neutralstrom praktisch verschwindend gering; reale Systeme weisen jedoch Neutralströme auf.

Ursachen und Verhalten: Der Neutralstrom entspricht in der Regel der algebraischen Summe der Ströme der einzelnen Phasen. Unausgeglichene oder einzelne Verbraucher, die zwischen Phase und Neutral betrieben werden, erzeugen Neutralströme. Nichtlineare Lasten wie Schaltnetzteile oder Frequenzumrichter erzeugen Oberwellen, insbesondere Dritt- und höhere Harmonische, die im Neutralanteil auftreten können und dort stärker auftreten als in den Phasensträngen. Dadurch können Neutralströme größer oder anders zusammengesetzt sein als die jeweiligen Phasenströme.

Folgen und Gestaltung: Neutralströme verursachen darunter VP-Abfall und Erwärmung des Neutralleiters, was zu Spannungsungleichheiten und erhöhtem Auslastungsrisiko führt. Deshalb muss der Neutralleiter entsprechend bemessen und geschützt sein. In Vierdraht-Systemen (Drehstrom mit Neutralleiter) ist der Neutralleiter oft getrennt geführt; in bestimmten Netzformen können Neutral-Erd-Verbindungen variieren (auch TN-C-S, TN-S). Maßnahmen gegen hohe Neutralströme umfassen Lastbalancierung, getrennte Phasen-Nebenträger, geeignete Querschnitte des Neutralleiters und gegebenenfalls Filter gegen Oberwellen.

Messung und Abhilfen: Neutralströme lassen sich durch Messung des Neutralleiters oder durch Messung der Summe der Phasenströme feststellen, oft mit einem Stromwandler um den Neutralleiter. Abhilfe schaffen Lastausgleich, Verteilung auf separate Neutrale pro Stromkreis, sowie harmonische Filter, um Oberwellenanteile zu reduzieren.