Wohin fließt der Neutralleiterstrom in einem einphasigen oder dreiphasigen Schaltschrank?

Betrachten wir der Einfachheit halber nur den Split-Phase-120-Volt-Service.

Angenommen, Sie haben nur zwei 120-Volt-Lasten mit jeweils 120 Watt, eine an jedem Bein.

Wenn nur eine Last eingeschaltet ist, fließt 1 Ampere Strom von der heißen Spannung im Betrieb durch den Unterbrecher zur Last und zurück durch den Neutralleiter durch das Panel zum Service-Neutralleiter.

Schalten Sie nun die zweite Last ein. Auch hier haben Sie 1 Ampere auf heiß und neutral, aber um 180 Grad phasenverschoben zur ersten Last. Jeder Strom kehrt zum neutralen Stab des Panels zurück, aber da sie sich aufheben, fließt kein Strom zurück zum neutralen Dienst. Sie könnten den Service-Neutralleiter ohne Änderung trennen, vorausgesetzt, die Lasten sind perfekt ausgeglichen.

In dem Fall, in dem die Lasten perfekt ausgeglichen sind, würde der Service-Neutralleiter gleichzeitig plus 1 Ampere und minus 1 Ampere führen, und so würde effektiv kein Strom fließen. Wenn die Lasten unausgeglichen wären, würde der neutrale Dienst nur die Differenz der Lasten tragen.

Wie Sie in Ihrem Kommentar gefragt haben, können Sie sich einen Halbzyklus des Stroms vorstellen, der von Service Hot A durch den Leistungsschalter zu Last 1, zurück zum neutralen Bus des Panels, zurück zu Last 2, zurück zum anderen Leistungsschalter und heraus, um heißes B zu versorgen. Tatsächlich würden die beiden 120-Volt-Lasten über den 240-Volt-Service in Reihe geschaltet sein.

Denken Sie an die Situation, in der ein Haus seine Dienstneutralität verliert. Wenn die Lasten an jedem Bein ungefähr gleich sind, bleibt jedes Bein bei etwa 120 Volt. Wenn der Hausbesitzer jedoch eine große Last an Zweig A einschaltet, wie z. B. eine Mikrowelle, fällt die Spannung an A ab und die Spannung an B steigt. Während die Lasten ausgeglichen waren, ist mit und ohne Neutralleiter alles gleich. Nur wenn sie aus dem Gleichgewicht geraten, muss Strom zum Neutralleiter fließen.

Dies gilt auch für 3-Phasen-Systeme. Hier haben wir drei Ströme, die jeweils 120 Grad voneinander entfernt sind. Wenn alle drei ausgeglichen sind, wird der Rückstrom für eine beliebige Phase von den anderen beiden getragen. Auch hier trägt der Service-Neutralleiter nur eine unausgeglichene Last.

Um das allgemeine Schema zu verstehen, können Sie die Schaltung so analysieren, als wäre es eine Gleichstromschaltung. Wenn Sie drei ähnliche Lasten haben, die wie unten gezeigt an drei Stromkreise angeschlossen sind. Ein Unterschied zwischen den Strömen zweier heißer Busse fließt in den neutralen Bus zurück zum Verteilungstransformator. Der niedrigere Strom der zwei heißen Busse wird durch den anderen heißen Bus geliefert.

Um genau zu berücksichtigen, dass der Strom Wechselstrom ist, müssen die Leistungsfaktoren der Lasten berücksichtigt werden. Dies erfordert die Verwendung einer Vektoraddition anstelle einer arithmetischen Addition.