Dieser Artikel analysiert die Gefahren und Ursachen von Überlastströmen im Neutralleiter. Dabei werden die technischen Grundlagen und praktische Anwendungsfälle derAckerDer Artikel über den Neutralleiter-Sicherheitsschutz (ANSNP) erläutert systematisch den Kernnutzen des Produkts bei der Kontrolle von anormalen Neutralleiterströmen und der Reduzierung des Risikos von Bränden durch elektrische Anlagen. Untersuchungen zeigen, dass die ANSNP-Serie durch Echtzeitüberwachung, Oberwellenkompensation und intelligente Schutzmechanismen die Kompensationsrate der dritten Oberwelle im Neutralleiterstrom auf über 97 % steigern kann. Dies reduziert die Leitungstemperaturen signifikant und gewährleistet eine effiziente und zuverlässige Stromversorgungssicherheit für industrielle und gewerbliche Anwendungen.
Schlüsselwörter:Netzstrom; HarmonicControl; Elektrischer Brand; Acrel Neutral Line Sicherheitsschutz; ANSNP
1. Übermäßiger Neutralleiterstrom: die oft übersehene Ursache von Bränden durch elektrische Anlagen
In Niederspannungs-Stromverteilungssystemen spielt der Neutralleiter (N-Leiter) eine entscheidende Rolle für den Ausgleich des Dreiphasenstroms. Durch die zunehmende Verbreitung nichtlinearer Lasten wie LED-Beleuchtung, Wechselrichter und USV-Anlagen tritt das Problem der Neutralleiterüberlastung jedoch immer häufiger auf. Forschungsergebnisse zeigen, dass die Amplitude des von nichtlinearen Lasten erzeugten Oberwellenstroms dritter Ordnung im Neutralleiter das 1,7-Fache des Phasenstroms erreichen kann. Dies führt zu einem starken Anstieg der Leitungstemperatur, beschleunigter Alterung der Isolierung und kann letztendlich Kurzschlüsse und Brände verursachen.
1.1 Drei Übertragungswege des Brandrisikos
Alterung der Isolierung:Wenn eine langfristige Überlastung dazu führt, dass die Temperatur der Neutralleiterisolierung 60°C übersteigt, beschleunigt sich die Alterungsgeschwindigkeit um das 3- bis 5-fache, und die Verkohlung der Isolierschicht kann leicht einen Kurzschluss verursachen.
Geräteschäden:Die dreiphasige Spannungsunsymmetrie hat sich verschärft, wodurch die Ausfallrate von Präzisionsinstrumenten (wie medizinischen Geräten und Servern) um mehr als 40 % gestiegen ist.
Schutzfunktionsstörung:Ein Überstrom in der Neutralleitung kann dazu führen, dass der Fehlerstromschutzschalter fälschlicherweise auslöst und die Stromversorgungskontinuität beeinträchtigt.
1.2 Typische Unfallfälle
Die Bilder dienen nur als Referenz.
Im Jahr 2016 verursachte ein Überstrom im Neutralleiter der Audioanlage einen Kinobrand, der zu direkten wirtschaftlichen Schäden von über 10 Millionen Yuan führte. 2019 löste eine dreiphasige Fehlverteilung in der LED-Leinwand einen Brand im Verteilerraum eines Pekinger Einkaufszentrums aus, der die Evakuierung Tausender Menschen erforderlich machte. Statistiken der Feuerwehr des Ministeriums für Öffentliche Sicherheit zeigen, dass der Anteil der durch Neutralleiterfehler verursachten Brände von 18 % im Jahr 2015 auf 29 % im Jahr 2024 gestiegen ist und somit eine erhebliche Gefahr für die öffentliche Sicherheit darstellt.
2. AckerSicherheitsprodukte für zentrale Leitungen: Dreifacher Schutzmechanismus für elektrische Sicherheit
Um das Problem des anormalen Neutralleiterstroms zu beheben, wurde der Neutralleiter-Sicherheitsschutz der ANSNP-Serie entwickelt vonAckerhat mit einem umfassenden Prozessmanagementsystem aus „Überwachung-Kompensation-Schutz“ die erste Verteidigungslinie für die Stromsicherheit aufgebaut.
2.1 Echtzeitüberwachung und intelligente Diagnose
Hochpräzisionssensor:Der eingebaute 0,5-stufige Stromwandler kann die Neutralleiterstromwellenform in Echtzeit mit einer Genauigkeit von ±1% erfassen.
Harmonische Analyse-Algorithmus:Mithilfe des digitalen DSP-Steuerungssystems können die harmonischen Komponenten 3., 5. und 7. Ordnung schnell identifiziert werden, und die Genauigkeit der THD-Überwachung (Gesamtklirrfaktor) beträgt ≤2%.
Intelligentes Frühwarnsystem:Wenn festgestellt wird, dass der Neutralleiterstrom 120 % des Nennwerts überschreitet, gibt der 7-Zoll-Touchscreen sofort einen akustischen und optischen Alarm aus und sendet Echtzeitdaten über die Mobiltelefon-App.
2.2 Dynamische Oberwellenkompensationstechnologie
Rückstromeinspeisung:Bei diesem Verfahren erzeugt das IGBT-Leistungsmodul einen Kompensationsstrom gleicher Stärke, aber entgegengesetzter Richtung zum Oberwellenstrom und speist diesen in den Neutralleiter ein. Messdaten zeigen, dass der Oberwellenstrom nach der Behandlung von 109,86 A auf 3,95 A sank, was einer Kompensationsrate von 97,3 % entspricht.
Dreistufige Topologie:reduziert Modulverluste, verbessert die Systemstabilität und hält die IGBT-Temperatur bei Volllast unter 75°C.
Doppelte N-Draht-Anschlusskonstruktion:Wenn der Neutralleiterstrom den Phasenleiterstrom übersteigt, schaltet das System automatisch in den Zweidraht-Parallelbetrieb, wodurch die Shuntkapazität um 100 % erhöht wird.
2.3 Mehrstufiges Schutzsystem
Schnelle Trennung auf Hardwareebene:Der eingebaute hochempfindliche Schutzschalter kann den Fehlerstromkreis innerhalb von 0,1 Sekunden unterbrechen, wenn sich der Strom plötzlich ändert, und die Reaktionsgeschwindigkeit ist 5-mal schneller als bei herkömmlichen Sicherungen.
Intelligente Entscheidungsfindung auf Softwareebene:Fehlerarten (Überlastung, Kurzschluss, Phasenfolgefehler) erfassen und Ferndiagnose sowie Betrieb und Wartung über die AcrelEMS-Plattform für Energieeffizienzmanagement durchführen.
Garantie für Erdung und Wärmeableitung:Ein 4 mm² großer Erdungsdraht unterdrückt elektromagnetische Störungen, und die Konvektionsluftkanalkonstruktion mit Lufteinlass unten und Luftauslass oben gewährleistet einen stabilen Betrieb des Geräts bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C.
3.1 Industrieproduktionsszenario
Nach der Einführung des Überspannungsschutzes ANSNP100 in einem Elektronikwerk der Provinz Anhui sank die dritte Oberschwingung im Neutralleiterstrom von 125 A auf 5 A, die Kabeltemperatur von 78 °C auf 32 °C und die Ausfallrate der Produktionsanlagen um 65 %. Dieser Fall belegt die signifikanten Vorteile des Produkts beim Umgang mit Lasten mit hohen Oberschwingungen, wie sie beispielsweise bei Wechselrichtern und Schweißgeräten auftreten.
3.2 Szenario: Gewerbekomplex
Nach der Installation des Überspannungsschutzes ANSNP200 in einem Einkaufszentrum in Peking sank der Neutralleiterstrom von 640 A auf 37 A, der Klirrfaktor (THD) sank von 90,2 % auf 11,3 %, die Energieeffizienz des Stromverteilungssystems erhöhte sich um 18 % und die Lebensdauer von Geräten wie LED-Bildschirmen wurde durch die intelligente Spannungsstabilisierungsfunktion verlängert.
3.3 Rechenzentrumsszenario
Bei einem Test in einem Finanzrechenzentrum reduzierten die Produkte der ANSNP-Serie die 9. Harmonische im Neutralleiterstrom von 35,66 A auf 3,3 A, wodurch das Problem der Oberwellenbelastung der USV-Stromversorgung effektiv gelöst und der stabile Betrieb des Serverclusters sichergestellt wurde.
4. Technischer Modernisierungspfad für das elektrische Sicherheitsmanagement
4.1 Strategie der vorbeugenden Instandhaltung
Regelmäßige Inspektion:Es wird empfohlen, vierteljährlich eine Spektrumanalyse des Neutralleiterstroms mit einem hochpräzisen Netzqualitätsanalysator durchzuführen und dabei den Fokus auf den Oberwellengehalt 3N zu legen.
Optimierung der Kabelauswahl:Bei Systemen mit Oberschwingungslasten von mehr als 30 % sollte der Querschnitt der Neutralleiterleitung dem der Phasenleiterleitung entsprechen, um zu vermeiden, dass „ein kleines Pferd einen großen Wagen zieht“.
Energieeffizienz-Audit:Mithilfe der AcrelEMS-Plattform können Geräte-Gesundheitsdatensätze erstellt werden, um eine quantitative Bewertung der Oberwellenunterdrückungseffekte zu erreichen.
4.2 Trends bei der Technologieiteration
Mit der Entwicklung des Internets der Dinge und der Edge-Computing-Technologien wird die nächste Generation von Neutralleitersicherheitsprodukten KI-Algorithmen integrieren, um eine Selbstoptimierung der Oberwellenvorhersage und der dynamischen Kompensationsparameter zu erreichen.Ackerhat in einigen Pilotprojekten eine auf digitalen Zwillingen basierende Simulationsplattform für Verteilungssysteme eingesetzt, die eine Vorwarnung von bis zu 72 Stunden vor potenziellen Anomalien im Neutralleiterstrom ermöglicht.
V. Schlussfolgerung
Eine Überlastung des Neutralleiterstroms ist eine Hauptursache für Brände durch elektrische Anlagen.AckerDie Neutralleiterschutzgeräte der ANSNP-Serie bieten durch die Kombination von Echtzeitüberwachung, Oberwellenkompensation und intelligentem Schutz eine systematische Lösung für dieses Problem. Praxisdaten belegen, dass dieses Produkt die Kompensationsrate der dritten Oberwelle im Neutralleiterstrom auf über 97 % steigern und so die Leitungstemperatur und das Brandrisiko deutlich reduzieren kann. Angesichts des rasanten Fortschritts von Industrie 4.0 und der neuen Infrastruktur ist die Förderung und Anwendung solcher fortschrittlicher Technologien von großer praktischer Bedeutung für den Aufbau eines sicheren, effizienten und umweltfreundlichen modernen Stromverteilungssystems.
Veröffentlichungsdatum: 12. August 2025
