Neutral wire issue in three-phase systems with unbalanced solar generation
В 2026 году в ЦФО и Поволжье 64% новых частных солнечных станций мощностью от 10 кВт подключаются к трёхфазной сети. Владельцы выбирают однофазные инверторы на каждую фазу — «чтобы равномерно», или один трёхфазный инвертор — «чтобы проще». Но через 3–6 месяцев появляются странности: «Свет моргает при пасмурной погоде», «Холодильник сам отключается в 13:00», «На нулевом проводе 7–9 В вместо 0». Причина — не перегрузка, не плохой контакт, а **проблема нулевого провода при неравномерной генерации**. Когда солнечная выдача по фазам различается более чем на 25% (а зимой и в межсезонье это норма из-за теней, ориентации, облаков), в нейтрали возникает ток不平衡ного тока — до 15–22 А даже при общей мощности 6 кВт. В отличие от нагрузки, где дисбаланс частично компенсируется, *генерация* усугубляет перекос — и нейтраль начинает «горячить». Разбираем, почему ноль становится фазой, как это влияет на оборудование и какие решения одобрены в ПУЭ-7, ГОСТ Р 58977-2020 и СП 31-110-2003.
Физика перекоса: почему «сумма токов ≠ 0» при солнечной генерации
В идеальной трёхфазной системе векторная сумма токов равна нулю: IA + IB + IC = 0. Но это верно только при:
- равномерной нагрузке и равномерной генерации;
- синусоидальном токе без гармоник.
Реальность в РФ:
- Неравномерная выработка: панели на восточной крыше (фаза A) — 2,1 кВт, на южной (фаза B) — 3,4 кВт, на западной (фаза C) — 1,7 кВт. Разница между фазами — 44%.
- Гармоники от инверторов: третья гармоника (150 Гц) не компенсируется в нейтрали — она *складывается*, а не гасится. При THD = 8% ток 3-й гармоники может составлять 3–4 А на фазу → 9–12 А в нейтрали.
- Отсутствие нагрузки днём: в будни в доме почти нет потребителей — генерация «давит» в сеть, и перекос не сглаживается.
По ПУЭ-7 (п. 7.1.73), допустимый длительный ток в нейтрали для кабелей сечением ≤16 мм² — не более тока фазы. Но при солнечной генерации он легко превышает этот предел — особенно если нейтраль проложена тем же сечением (а не увеличенным, как требует СП 31-110-2003, п. 6.1.12).
Таблица: ток в нейтрали при разных сценариях генерации (замеры «Солнечные крыши», 2025)
| Сценарий | PA | PB | PC | Ток нейтрали, А | Напряжение нейтрали-земля, В |
|---|---|---|---|---|---|
| Равномерная генерация | 2,8 кВт | 2,7 кВт | 2,9 кВт | 1,2 | 0,8 |
| Восток/Юг/Запад без балансировки | 1,9 кВт | 3,6 кВт | 1,4 кВт | 9,4 | 6,3 |
| Одна фаза «в тени» (дым от пожаров) | 0,3 кВт | 3,2 кВт | 2,8 кВт | 14,1 | 8,9 |
| Трёхфазный инвертор + однофазная нагрузка | 3,0 кВт | 3,0 кВт | 3,0 кВт | 7,6 | 5,4 |
| Допустимо по ПУЭ-7 | — | ≤16 А (для ВВГнг 3×6+1×6) | ≤2 В (рекомендация ГОСТ 32144-2013) | ||
Последствия: не «моргание», а системный риск
- Перегрев нейтрали. При токе 15 А и сечении 6 мм² температура провода под изоляцией достигает +92 °C — ускоренная деградация ПВХ, риск КЗ через 2–4 года.
- Смещение нейтрали. Напряжение фаза-ноль «гуляет»: 205 В → 258 В. Блоки питания чувствительных устройств (ТВ, ПК, ИБП) уходят в защиту или выходят из строя.
- Ложные срабатывания УЗО. При напряжении нейтрали-земля >5 В дифференциальный трансформатор УЗО фиксирует «утечку» — даже если её нет.
- Повреждение счётчика. Современные «Меркурий 230 ART» и «Нева MT 3.14» при длительном смещении нейтрали накапливают погрешность до 8–12%.
В Нижегородской области (2025 г.) у дома с СЭС 12 кВтp из-за перегрева нейтрали в щитке оплавился зажим — возгорание предотвратил только автомат С32.
Как проверить нейтраль — без вскрытия щита
- Измерьте напряжение «ноль-земля». В розетке: норма ≤2 В. Если 4–9 В — есть ток в нейтрали.
- Используйте токоизмерительные клещи на нейтрали. Обхватите только нулевой провод в щитке. При выключенной нагрузке и включённой СЭС — ток >2 А означает дисбаланс.
- Проверьте выработку по фазам в приложении. В FusionSolar: «Device» → «Phase Power». Разница >30% — сигнал.
- Наблюдайте за вольтметром днём. Если напряжение «скачет» синхронно с облаками — причина в генерации, а не в сети.
Инженерные решения: как сбалансировать — без замены всех инверторов
- Трёхфазный инвертор с функцией «активного баланса». Например, Huawei SUN2000-10KTL-M3 или Sungrow SH10RT. Он перераспределяет мощность между фазами в реальном времени — ток нейтрали ↓ до 1–3 А.
- Регулировка мощности по фазам (APL per phase). В Growatt ShineServer можно задать: фаза A — 85%, B — 100%, C — 75%. Снижает выдачу, но выравнивает токи.
- Увеличение сечения нейтрали. По СП 31-110-2003 (п. 6.1.12), при ДГ с возможным перекосом нейтраль должна быть ≥ фазного сечения. Для 4×10 мм² — взять 5×10 мм² (отдельный N).
- Установка активного фильтра гармоник (APF). Например, Sinexcel ECOsaver. Компенсирует 3-ю, 5-ю, 7-ю гармоники — ток нейтрали ↓ на 60–80%. Стоимость от 45 тыс. руб.
Кейс: частный дом под Казанью, 2025–2026
Проблема:
- 3 инвертора по 3 кВт (однофазные) — на каждую фазу;
- в 13:00 ток нейтрали — 16,3 А;
- напряжение N-PE — 7,8 В;
- холодильник отключался 2–3 раза в день.
Решение:
- замена на один трёхфазный Huawei SUN2000-10KTL-M3;
- увеличение нейтрали в ВРУ до 10 мм²;
- настройка «Neutral Current Limit» = 5 А.
Результат: ток нейтрали — 2,1 А, N-PE = 1,3 В, сбоев — 0 за 11 месяцев. Окупаемость замены — 4,8 года за счёт предотвращения поломок техники.
Вывод
Нулевой провод — не «фоновый» элемент. При солнечной генерации он становится критической точкой системы. Игнорирование перекоса — не экономия, а отсрочка аварии. Правильный выбор архитектуры (трёхфазный инвертор + усиленная нейтраль) — обязательное условие проектирования по ПУЭ-7 и ГОСТ Р 58977-2020.
Проверьте ток в нейтрали вашей СЭС: закажите бесплатный замер напряжения N-PE и тока нейтрали в полдень. Мы вышлем протокол с рекомендациями по ПУЭ-7 — без продаж, только безопасность.
