Warum ist die Netzspannung in den USA geringer als hierzulande?

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9 Antworten

dann müsste man schon mal die herren fragen, die sich das ganze ausgedacht haben. das wurde einfach mal so fest gelegt...

man hat einen Kompromiss gesucht....

um viel Leistung zu übertragen braucht es entweder eine hohe spannung oder einen hohen strom. der hohe strom bringt das Problem mit sich, dass man extrem dicke kabel braucht, um den Widerstand im Stromkreis möglichst klein zu halten, damit es nicht zu unnötigen verlusten kommt. eine hohe spannung bringt das Problem mit sich, dass alles extrem gut isoliert sein muss, um zu vermeiden, dass man einen Stromschlag erleidet.

der Kompromiss, die Spannung bei 110 Volt festzulegen ist nicht wirklich optimal.. der Unterschied zwischen 110 und 230 volt ist was die Sicherheeit von leitungen, Schaltern und Steckverbindungen betrifft zu vernachlässigen. dafür hast du aber bei gleicher leistung gleich den doppelten strom. eine Mikrowelle mit 1100 Watt z.b. braucht bei 110 Volt 10 Ampere. bei 230 volt kommt sie mit weniger als 5 Ampere zu recht.

lange rede kurzer sinn. die jenigen, die für europa 230 volt und die USA 110 Volt festgelegt haben, haben sich so ihre gedanken gemacht. allerdings muss man dazu sagen, dass sich seit dem die gegebenheiten ein wenig geändert haben... das Problem ist, dass man wohl schwerlich eine Änderung durch bekommen wird... ich meine, was es hier für einen aufstand gab, nur wegen der änderung von 220 nach 230 volt im jahre 1986 oder so...

immerhin gibt es für große verbraucher in den USA auch 220 Volt (Phase -> Phase) das entspricht dann quasi unserem herdanschluss etc...

lg, Anna

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Kommentar von Sorbas48
08.12.2013, 10:23

Das eigentliche Problem ist die Überland-Übertragung und da setzte man in den USA von Anbeginn wegen der viel größeren Distanzen auf Mittelspannung 10 kV und Trafos bei jedem einzelnen Kunden, die derzeit typisch mit 120/240 V versorgt werden. Die Spannung der Endstromkreise beim Kunden hat somit keine Auswirkung auf Verteilernetzte.

Das Industrienetz mit 480/277 Volt ist analog zu unserem 400/230 V Netz aufgebaut (von 600 V Dreieck-Netzten, bzw. auch 575 V in Canada abgesehen).

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Es gibt zwar schon eine hilfreichste Antwort, der eigentliche Grund scheint aber bisher noch in keiner der Antworten auf.

Anfänglich verwendete man Gleichsspannungsnetze (Sowohl in Europa als auch in den USA) die in erster Linie der Versorgung für Beleuchtungszwecke in den Häusern und speziell der Straßenbeleuchtungen diente. Für den Betrieb der damals dafür gängigen Kohle-Bogenlampen waren gerade einmal 55 Volt Gleichspannung erforderlich. 2 solcher Lampen in Serie ergab 110 Volt.

Mit der Umstellung auf Wechselspannung und der Anwendung motorisch betriebener Elektrogeräte kam man sehr schnell zum Ergebnis, dass eine Versorgung mit 110 Volt viel zuviel Verluste auf den Leitungen verursacht.

Hier ging man dann in Europa und in den USA unterschiedliche Wege.

In Europa ging man (nach einigen Zwischenstufen) dazu über, die Nennspannung auf 220 V anzuheben und drei Phasen Wechselstromnetze mit 380/220 V für die Endversorgung von ganzen Siedlungen einzurichten. Die Umstellung auf 400/230 V erfolgte gemäß IEC 60038:1983 ab 1987, die dann im Jahr 2009 abgeschlossen war.

In den USA blieb man bei den ursprünglich 110 V und setzte wegen der deutlich größeren Distanzen zwischen den Objekten auf eine Versorgung mit Mittelspannung und Transformatoren unmittelbar vor jedem einzelnen Objekt. Zwischenzeitlich wurde auch hier die Spannung auf 115 V und später auf typisch 120 V angehoben.

Die im NEC (Article 100) definierte Standardspannung ist 120/240 V (und weder 110 V noch 115 V. bzw. auch nicht die in anderen Quellen angeführten 117 Volt) bzw. 480Y/277 Volt. Siehe: dazu auch ANSI C84.1-1995, Voltage Ratings for Electric Power Systems and Equipment (60Hz) kommt in den USA sehr unterschiedlich zur Anwendung, weil es im Vergleich zu Europa sehr abweichende Stromversorgungssysteme gibt.

Im noch weit verbreiteten Einphasen-Dreileiternetz (sekundär) in den USA werden die Versorgungstrafos der einzelnen Kunden aus einer Phase der 10 kV Überland-Versorgung auf sekundär 240 V mit einem geerdeten Mittelpunkt = 2 x 120 V transformiert. In typischen Haushalten in den USA stehen also 120 V für sie Steckdosen- und Lichtstromkreise und 240 V für starke Verbraucher wie Klimaanlagen, Waschmaschinen usw. zu Verfügung (der gängige Herd in den USA ist meist mit Gas betrieben).

Eine in den USA sehr übliche Version der Versorgung ist ein sekundäres Dreiecknetz, das die Ursache darin hat, dass man meist Einzeltrafos schaltet, beginnend mit dem Trafo wie oben beschrieben und bis zu zwei weiteren Trafos, die zum ersten im Dreieck geschaltet werden. Man nennt das eine Erweiterung des Einphasen-Dreileiternetzes für den Dreiphasenwechselstrom. Die US Fachbegriffe dafür sind "Delta 4-Wire", "High Leg Delta" oder auch "Red-Leg Delta" System.

Diese Erweiterung bietet den Vorteil, dass es keiner groben Änderung für die im amerikanischen Raum üblichen Einphasen-Dreileiteranschlüsse im Bereich der 120/240 V bedarf, wenn ein Haushalt hochgerüstet werden soll, man schaltet einfach einen oder zwei weiter Trafos auf dem Mast vor dem Haus hinzu.

Im Gegensatz zu unserem System kennt dieses System keinen geerdeten Neutralleiter aus dem Sternpunkt. Der Neutralpunkt ist der Mittelpunkt der zu unterst liegenden Phase und daraus ergeben sich unterschiedliche Spannungen im System. Die einzelnen Außenleiter haben zueinander 240 V, aus der unten liegenden Phase bekommt man 2 x 120 V und vom Neutralpunkt zum gegenüberliegenden Zusammenschluss der beiden Phasen ohne Mittenanzapfung hat man eine Spannung von 208 V = 120 V • √3

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Kommentar von EminemVEVO
08.12.2013, 12:49

Danke, sehr informativ. :-)

Wir hätten doch auch mit Trafos, statt 230V arbeiten können, nicht wahr? ...nur so zum Verständnis gefragt... :-)

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Viele Antworten, viele Erklärungen und gar nicht so schlechte. In meinem fast hundert Jahre alten Buch steht es ganz leicht erklärt: Die ersten Straßenlaternen hatten Kohlebogenlampen drin, also 2 Kohlestäbe mit Lichtbogen dazwischen und die brauchten 55V. 2 hintereinander war dann 110V. So kommen die 110V zustande. Den Rest hat Anna gut beschrieben.

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Genauso wie in Europa wurde auch in den USA bei der Elektrifizierung experimentiert. Irgendwann haben sich 110V~ etabliert (inzwischen sind es 120V~). Bei uns sind es seit 1987 230V~. Vorteil gegenüber den USA: Bei gleicher Leistung halbiert sich der Leiterquerschnitt. Nachteil: 230V~ sind ungesünder als 120V~, wenn man mal einen "geflust" kriegt.

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Die amerikanische Netzspannung soll sich auf eine sicherheitstechnische Empfehlung von Thomas Alva Edison nach dessen Selbstversuchen beziehen. Einzelne Ortsnetze mit 130/220 Volt wurden auch in Deutschland bis in die sechziger Jahre betrieben. Mittlerweile verständigte man sich beim europäischen Verbundnetz auf 230/400 Volt. Das war ein Kompromiss zwischen Unfallrisiko und Wirtschaftlichkeit. Mit zunehmender Spannung sinken die Materialkosten für die elektrische Leitung.

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Selbst in Teilen von Hamburg gab es zumindest in den 60ern noch 110 Volt.

Und da die USA nicht wie Deutschland in einem engen Stromverbund mit anderen Ländern stehen, können sie dort frei schalten und walten und eine Umstellung würde natürlich sehr teuer, weil alle Transformatoren und alle Verbraucher bis zur letzten Glühlampe ausgetauscht werden müssten und etliche Leitungen vermutlich auch.

Der "Strom" in den USA hat ja auch nicht nur eine andere Spannung, sondern mit 60 Hz auch eine andere Frequenz.

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Das ist historisch gewachsen, je nach der entwickelten Technik!
Bei uns gab es ja auch nicht nur die 220V Wechselspannung, sondern die Bahn hatte immer schon 500V Gleichspannung.

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Kommentar von DerGriesgram
06.12.2013, 12:04

...hatte bei uns noch nie 500V=, sondern hat 15kV~

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Kommentar von UlrichNagel
06.12.2013, 13:17

Mir war nur aus DDR-Zeiten bekannt, dass die Bahn mit Gleichstrom fährt. Kann sein, dass es nicht 500V sondern 1,5KV waren, wie ja heute noch üblich bei Gleichstrombahnen bis 3KV

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Kommentar von wollyuno
06.12.2013, 13:23

@ulrichnagel,die bahn hatte schon immer 15000 Volt mit 16/2 drittel hertz,also 15kv um alle missverständnisse auszuräumen

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Auch bei uns gab es in den 30er, 40er Jahren 110V. Sogar Gleichspannung hatte man. Es hat sich eben 220 V durchgesetzt, in Amerika 110 V. Bei Fernsehsystem hatten die Amis NTSC, wir hatten PAL. Es setzt sich in jedem Land eben was anderes durch!

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Kommentar von Joochen
06.12.2013, 12:54

Genauer gesagt: Wir benutzen 230 V_eff Wechselspannung, früher waren es 220 V.

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Kommentar von 49724
03.06.2017, 00:08

Ich erinnere auch noch die 2-Phasen 110 Volt im Haus in Deutschland, so wie es in den USA jetzt noch ist, das war in den 50er Jahren. Wurde dann 1956 umgestellt auf 220 V.

Gleichspannung weiss ich nur aus Holland, hab ich in Deutschland nie gesehen, will es aber nicht bezweifeln, vielleicht in ganz abgelegenen Bergdoerfern.

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weil es in der technik billiger ist, verursacht aber grössere verluste

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