Ausgleichen elektrischer Lasten

Geschrieben von Timothy Thiele | Besprochen von Larry Campbell

Das Abgleichen elektrischer Lasten ist ein wichtiger Teil der Auslegung der Stromkreise in einem Hausinstallationssystem. Er wird normalerweise von Elektrikern durchgeführt, wenn sie eine neue Schalttafel (Unterbrecherkasten) installieren, ein Haus neu verdrahten oder mehrere Stromkreise bei einer Renovierung hinzufügen. Vereinfacht ausgedrückt hat eine elektrische Schalttafel zwei Seiten, und beim Lastausgleich geht es darum, die Stromkreise gleichmäßig auf die beiden Seiten aufzuteilen, so dass die Last bzw. der Stromverbrauch auf beiden Seiten ungefähr gleich ist. Eine unsymmetrische Last liegt vor, wenn auf einer Seite des Schaltschranks deutlich mehr Strom verbraucht wird als auf der anderen. Dies kann zu einer Überhitzung der elektrischen Komponenten und möglicherweise zu einer Überlastung der Schalttafel führen.

Elektrischer Service – Grundlagen

Die meisten Haushalte verfügen über einen einphasigen, dreipoligen Stromanschluss. Die Versorgung erfolgt über zwei ungeerdete „heiße“ Drähte, die jeweils 120 Volt führen, und einen einzelnen geerdeten „Nullleiter“. Die Drähte werden an die Schalttafel des Hauses angeschlossen, und jeder Heißdraht liefert 120-Volt-Strom an eine der beiden Heißsammelschienen in der Schalttafel. Die Leistungsschalter für die verschiedenen Haushaltsstromkreise (so genannte Abzweigstromkreise) werden in die Schalttafel eingesteckt und mit einer oder beiden Sammelschienen elektrisch verbunden. Ein einpoliger Schutzschalter wird nur an eine Sammelschiene angeschlossen und versorgt einen Stromkreis mit 120 Volt. Ein zweipoliger Schutzschalter wird an beide Sammelschienen angeschlossen und versorgt einen Stromkreis mit 240 Volt. Wie die Versorgungsleitungen hat jeder Stromkreis einen oder zwei heiße Drähte und einen neutralen Draht. Der Strom verlässt die Schalttafel über die heißen Drähte und kehrt über den Nullleiter in die Schalttafel zurück. Von dort aus wird der Strom über den Neutralleiter des Versorgungsunternehmens wieder in das Stromnetz eingespeist.

Stromkreis-Stromstärke

Jeder Stromkreisunterbrecher hat eine Amperezahl, die die maximale Last angibt, die der Stromkreis bewältigen kann, bevor der Unterbrecher ausschaltet, um Schäden durch Überlastung zu vermeiden. Einpolige Unterbrecher sind normalerweise für 15 oder 20 Ampere ausgelegt. Zweipolige Unterbrecher haben in der Regel einen Wert von 20 bis 50 Ampere oder mehr. Die Amperezahl ist der wichtigste Faktor für den Lastausgleich in der Schalttafel. Ein weiterer Faktor ist die Art der elektrischen Geräte (Geräte, Steckdosen, Beleuchtung usw.), die von den Stromkreisen versorgt werden, und die Zeit, in der diese Geräte normalerweise verwendet werden. Ein Kühlschrank zum Beispiel läuft 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr und benötigt den meisten Strom für den Start seines Kompressormotors. Im Gegensatz dazu hat ein Ventilator im ganzen Haus oder auf dem Dachboden einen relativ konstanten Stromverbrauch und wird nur bei warmem Wetter und in der Regel nachts oder in den frühen Morgenstunden verwendet.

Kreislaufbilanz

Um zu verstehen, wie der Abgleich funktioniert, stellen Sie sich vor, dass Sie zwei 120-Volt-Stromkreise mit einpoligen Unterbrechern haben. Ein Stromkreis versorgt einen Kühlschrank, der 8 Ampere zieht; der andere Stromkreis versorgt eine Gefriertruhe, die 7 Ampere zieht. Beide Geräte sind das ganze Jahr über in Betrieb. Um die Last der beiden Stromkreise auszugleichen, sollten die Unterbrecher auf verschiedenen heißen Sammelschienen oder „Schenkeln“ der Schalttafel liegen. Auf diese Weise heben sich die Stromstärken der beiden Stromkreise gegenseitig auf, wenn der Strom über den Nullleiter zum Versorgungsunternehmen zurückkehrt. In diesem Fall würde der Strom auf dem Nullleiter 1 Ampere betragen: 8 C 7 = 1. Wenn beide Geräte 8 Ampere ziehen, wäre der Strom auf dem Nullleiter 0. Das Ziel ist es, den Strom auf dem Nullleiter aus Sicherheits-, Energieeffizienz- und anderen Gründen so niedrig wie möglich zu halten.Wenn Sie hingegen beide Stromkreise auf denselben Zweig der Schalttafel legen, würden sich die Lasten der Geräte addieren, was zu einem Strom von 15 Ampere führen würde, der auf dem Nullleiter zurückfließt. Das wäre eine unsymmetrische Last und sollte vermieden werden.

Platzierung des Unterbrechers

Die Schenkel, von denen die einzelnen Stromkreise versorgt werden, hängen davon ab, wo der Unterbrecher in der Schalttafel platziert ist. In den meisten Schalttafeln wechseln sich die Schalterplätze auf jeder Seite der Schalttafel mit den heißen Sammelschienen (Schenkeln) ab. Wenn sich zwei einpolige Schalter auf derselben Seite befinden und übereinander gestapelt sind, werden sie an unterschiedliche Stromkreise angeschlossen. Befinden sie sich auf der gleichen Seite, haben aber einen Schlitz dazwischen, werden sie an den gleichen Zweig angeschlossen. Zweipolige Unterbrecher nehmen zwei nebeneinander liegende Schlitze ein und werden an beide Schenkel angeschlossen. Jeder Zweig liefert 120 Volt, insgesamt also 240 Volt für den Stromkreis. Aus diesem Grund sind zweipolige Unterbrecher automatisch ausgeglichen, unabhängig davon, wo sie sich in der Schalttafel befinden. Wenn Sie die Stromkreise für Ihr Haus auslegen, sollten Sie daher darauf achten, dass die Stromstärke auf beiden Seiten der Schalttafel ungefähr gleich ist.