Was sind die Vorteile einer neutralen gegenüber einer isolierten Erdung?

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Abbildung 1. (a) Geerdet an der Sekundärseite des Versorgungstransformators. (b) Isolierte Sekundärseite.

Geerdet

• In Abbildung 1a haben wir eine geerdete Versorgung. Da eine der Leitungen des Transformators mit Masse verbunden ist, wird die Spannung daran "neutralisiert", und so haben wir Leitung und Neutralleiter.
• Bei einem Erdschluss bei A passiert nichts. Die Leitung bleibt neutralisiert. Sie fragen sich vielleicht, warum wir das Erdungskabel nicht eliminieren: Das liegt daran, dass die Erde kein zuverlässiger oder besonders guter Leiter ist und der Widerstand je nach Bodenbeschaffenheit usw. variiert.
• Wenn wir bei B einen Erdschluss bekommen, lösen wir eine Sicherung oder einen Leistungsschalter (nicht gezeigt) aus. Der erste Fehler schaltet die Versorgung ab.

Isoliert

• In Abbildung 1b gibt es keine Masseverbindung am Versorgungstransformator.
• Wenn wir einen Erdschluss bei C bekommen, dann wird der Aufbau wie der von (a) und der Betrieb kann fortgesetzt werden.
• Wenn wir bei D einen Erdschluss bekommen (nicht gleichzeitig mit C oben), dann haben wir die gleiche Situation, wobei LINE1 zu N wird und LINE2 aktiv wird.

Fehlererkennung

Der isolierte Stromkreis bedeutet, dass der Betrieb fortgesetzt werden kann, sodass der Aufbau "fehlertolerant" ist. Dies ist von geringem Nutzen, es sei denn, es wird ein Hinweis darauf gegeben, dass ein Fehler aufgetreten ist und dass eine Reparatur geplant ist.

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Abbildung 2. Ein einfaches Erdschluss-Erkennungssystem.

Abbildung 2 zeigt ein einfaches Erdschlusserkennungssystem. Im Normalbetrieb werden beide Phasen von den Lampen, die mit etwa halber Helligkeit leuchten sollten, in Richtung Masse gezogen.

Wenn auf LINE2 ein Erdschluss auftritt, liegt an der FAULT-Lampe von LINE 1 keine Spannung an, sodass sie erlischt. In der Zwischenzeit liegt an der LINE1-Lampe die volle Spannung an und sie wird auf volle Helligkeit gehen.

In Stromverteilungssystemen verwenden sie etwas Zuverlässigeres als eine Lampe. Sie können auch die fehlerhafte Leitung am Umspannwerk absichtlich auf Erde schalten, um sie neutral zu halten, da die Möglichkeit besteht, dass das Kabel auf dem Boden liegt und dies eine Stromschlaggefahr für Menschen und Tiere darstellen würde.

Und einige Vorteile des isolierten Neutralleiters

1. Möglichkeit der Aufrechterhaltung einer Versorgung auch bei Störung auf einer Leitung

Das Energieversorgungsunternehmen kann eine fehlerhafte Leitung kontrolliert abschalten, während bei geerdetem Neutralleiter derselbe Fehler bei ausgelösten Trennschaltern sofort auftritt. Das isolierte Erdungssystem wird aufgrund von Sicherheitsrisiken (mögliche hohe Spannungen, Lichtbögen) nicht in Haushalten usw. verwendet.