Unterschied dreh und Wechselstrom.

10 Antworten

ich gehe mal in dem Kontext davon aus, dass der Kunde 3 Sicherungen hat, an denen jeweils ein Leiter des gleichen kabels angeschlossen ist. (alle 3 Sicherungen auf der gleichen Phase)

in dem fall hast tu das Problem, dass sich die Ströme auf dem Nulleiter summieren. gehen wir von 16 Ampere aus, dann wäre in der vorliegenden konstellation ein Strom von bis zu 46 Ampere auf dem Nulleiter möglich.

wenn du mit Drehstrom arbeitest, hast du zwischen den einzelnen Phasen eine Verschiebung um je 120 Grad, dadurch fließt der Storm nicht unbedingt über den Nulleiter, sondern einfach zwischen den Phasen. wenns optimal läuft, (alle 3 Phasen gleich belastet) dann ist der Strom auf dem Nulleiter sogar theoretisch 0 Ampere. im schlimmsten fall (nur eine Phase belastet) ist der Strom auf dem Nulleiter der gleiche, wie auf den Außenleitern.

was geht, ist alle 3 Phasen des abgehenden Kabels an an der selben Sicherung aufzulegen. dann fungiert der Kreis wie ein Wechselstromkreis. das wird z.b. dann gemacht, wenn ein Herd in der Küche 3phasig angeklemmt wird, und für den späteren Umbau des Zählerfeldes von Wechsel- auf Drehstrom nicht mehr den Herd ausbauen zu müssen. das setzt natürlich vorraus, dass die Sicherung für den Herd entsprechend gewählt wird. je nach Kabellänge kann man schon mal 20 bis 25 Ampere für ein 2,5 mm² kabel verwenden. das setzt dann allerdings vorraus, dass an dem Kabel keine Schukosteckdosen angeschlossen werden.

lg, Anna

Aber prinzipiell kann doch über den Nulleiter immer ein deutlich höherer Strom fließen als durch die Phasen - oder nicht?

Extrembeispiel: Oft werden 3 Elektrogeräte an einem Drehstromnetz betrieben, indem jedes Gerät an einer anderen Phase angeschlossen wird. Im aller dümmsten Fall könnten diese drei Geräte nun folgendermaßen aussehen:

  • Gerät A: Speist Energie mit cos phi = 1 ins Netz zurück (Phasenversatz: 180°), 16 A
  • Gerät B: Stark kapazitiv, cos phi = 0,5 (Phasenversatz: -60°), 16 A
  • Gerät C: Stark induktiv, cos phi = 0,5 (Phasenversatz: +60°), 16 A

Die drei Ströme in diesem (zugegeben sehr theroetischen) Fall sind nun zueinander nicht phasenversetzt, obwohl es sich um ein Drehstromnetz mit 120° Phasenversatz handelt.

Gesamtstrom durch den Nullleiter in diesem Fall: 3*16A obwohl pro Phase nur 16A fließen!

Müsste man daher nicht sowieso einen größeren Leitungsquerschnitt für den Nulleiter nehmen oder den Nulleiter separat absichern?

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@martin7812

nein, denn unter anderem genau aus diesem grund werden auch keine drehstromkreise mal eben ohne verteilung aufgeteilt.

lg, Anna

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@Peppie85

Ich meine so etwas hier:

http://www.elosal.de/waren/kabelundstecker/adapter/adapterstecker.php

Ich habe ja nicht gesagt, dass ein Fachmann die drei Geräte auf diese Art und Weise anschließen würde. Mit dem Adapterstecker aus dem Link wäre so etwas für einen Laien auch durchaus machbar.

Zugegebenermaßen sind 48A unter realistischen Bedingungen kaum machbar, aber c.a. 24-30A wären sicherlich denkbar, wenn keiner der drei Phasenströme unter 16A ist.

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@martin7812

Das Gerät haben wir auf unsren Bautellen auch oft im Einsatz. bis her ist in der Tat noch nichts durchgeschmort. das beschriebene Szenario ist in der Tat eine Ausnahme...

lg, Anna

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@Peppie85

Bei der Eröffnung des Flughafens München ist angeblich folgendes passiert:

Die Computer waren alle an drei unterschiedlichen Phasen eines Drehstomnetzes angeschlossen. Damals hatten Computernetzteile noch einen sehr schlechten Cosinus-Phi.

Beim Hochfahren der Computer soll es dann dazu gekommen sein, dass der Nullleiter (der ja nicht extra abgesichert ist) wegen Überstrom durchgebrannt ist!

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Die Spannung zwischen einem beliebigen Außenleiter und dem Mittelpunktleiter sowie der Erde beträgt 230 V, die Spannung zwischen beliebigen Außenleitern beträgt 400 V. Die Phasen der Außenleiter sind wechselseitig um ein Drittel des Vollkreises versetzt.

..... alle drei Aussenleiter auf L1....

Das hat die gleiche Wirkung wie ein einziger Leiter mit dem dreifachen Leiterquerschnitt. Das spielt z.B. beim Anschluss eines Elektroherdes technisch keine prinzipielle Rolle. Die Leitungsschutz-Sicherung muss sich hier aber am Querschnitt des Mittelpunktleiters bemessen, insofern ergibt das keinen praktischen Sinn.

Mindestens 2 (in der Regel 3) Außenleiter braucht man, wenn die Außenleiterspannung (400 Volt) technisch beansprucht wird. Das kommt in gewöhnlichen Haushalten kaum vor.

3 Außenleiter braucht man, wenn ein Drehstrom-Motor betrieben werden soll (zur Erzeugung des Drehfeldes). Auch das kommt in gewöhnlichen Haushalten kaum vor.

3 Außenleiter sind technisch sinnvoll wegen der symmetrischen Netzbelastung bei Geräten mit besonders großen Leistungen. Elektroherde (ca. 8 kW) werden meistens mit 3 Außenleitern betrieben, elektrische Durchlauferhitzer (18 bis 21 kW) durchweg.

Solange man die Energie zwischen einem der Phasen L1-L3 und dem Nulleiter "entnimmt" (z.B. Anschluss von 3 Glühbirnen jeweils zwischen L1-L3 und Nulleiter, Elektroherde, Geräte mit Gleichrichter, ...), funktioniert das einwandfrei.

Auch ein Drehstrommotor an einem Frequenzumrichter mit großem Eingangskondensator würde noch funktionieren, da so ein Frequenzumrichter die Spannung erst einmal gleichrichtet.

Viele Geräte benötigen es jedoch, dass die drei Phasen um 120 Grad zueinander versetzt sind. Dies bedeutet, dass das jeweilige Maximum der Sinusförmigen Spannung zweier Phasen um 1/3 Periodendauer (also 1/150 Sekunden bei 50 Hertz) versetzt sein muss.

Hierzu gehören: Drehstrommotoren ohne Frequenzumrichter, Matrixumrichter, Schaltungen, bei denen die Energie zwischen zwei Phasen entnommen wird (z.B. in "Dreieck" geschaltete Geräte).

All diese Geräte würden nicht funktionieren, wenn man sie an solch ein Kabel anschließt.

Pfui, du vergisst den Neutralleiter. Der bleibt nicht neutral und heizt mal kräftig.

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@kuku27

Das ist beim normalen Wechselstrom aber auch der Fall. Wenn die Sicherungen entsprechend ausgelegt sind, wäre dies kein Problem.

Nur wenn alle drei "Phasen" mit jeweils 16A abgesichert sind und der Neutralleiter keine eigene Sicherung hat (was der Normalfall ist) wird es problematisch.

Außerdem: Siehe meinen Kommentar zu Peppie85's Antwort.

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Wenn du dir den Strom als kreis vorstellst, dann sind beim Drehstrom die einzelnen Phasen um 120° verschoben.

So ein Anschluss, den du beschrieben hast, wird bei einem nichtinduktiven Verbraucher (.B. Herd) funktionieren, wenn die Sicherungen und das Kabel stark genug sind, nicht aber, wenn ein Motor mit Drehstrom betrieben werden soll.

Als Beispiel einmal 3x16A:

Bei Drehstrom fließen in den Phasen jeweils 16A, im Neutalleiter 0A - als Kabel ist 5x2,5mm² NYM ausreichend.

Bei der von dir beschriebenen Schaltung fließen in jeder Phase auch 16A, aber im Neutralleiter summieren sich die Ströme zu 48A - Der Neuralleiter muss dann, je nach Verlegeart, mindestens 10mm² stark sein.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Lehre und 40 Jahre Berufserfahrung

Wie soll das gehen? Die Summe der Außenleiterspannungen zu jedem Zeitpunkt t ist NULL. Das ist ja eben gerade das Prinzip der Sternschaltung.

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@Footcritic

Josef spricht hier aber von der "Schaltung" die der Fragesteller verwendet, also in Summe nur ein Aussenleiter aufgeteilt auf drei Drähte mit zusammen einem Neutralleiter. Josef hat schon recht.

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@ghost40

Ah ok ich hatte dann die Schaltung falsch verstanden. Hatte schon begonnen an meinem Ingenieurswissen zu zweifeln. Tatsächlich muss ich daran zweifeln ob ein weiterer Kaffee sinnvoll ist ;).

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beim Drehstrom hast du zwischen den einzelnen Phasen 400V, das wäre das eine. Das wirkliche Problem macht bei deinem Beispiel der Neutralleiter bzw. wie stark werden die 3 Außenleiter belastet? Bei deinem Beispiel bekommt ja der Neutralleiter (strommäßig) die Summe der Aussenleiter ab. Bei Drehstrom ist das anders da fließt z.B. bei (völlig) gleichmäßiger Belastung der 3 Phasen gar kein Strom über den Neutralleiter.

Ok hatte nur nicht verstanden wieso das eigentlich so ist, liegt am Phi Phasenverschiebung oder? Weil beim Drehstrom jeweils eine Phase der andern hinterher eilt. Beim Wechselstrom gibt es das nicht, somit keine Verschiebung und ich habe auf dem Nulleiter aufeinmal dem ganzen Rückfluss.

Ahhhh!

Danke euch!

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