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Drehstrom

In einem Drehstromnetz gibt es drei energieübertragende Leiter, deren Spannungen um 120° zueinander versetzt sind. Diese drei Spannungen sind ausreichend für die Erzeugung eines kreisförmig rotierenden Magnetfelds durch drei Elektromagnete oder können umgekehrt durch ein rotierendes Magnetfeld erzeugt werden.

Daher lassen sich mit Drehstrom sehr einfach elektrische Netze aufbauen, die von Drehstromgeneratoren gespeist werden und wo durch Drehstrommotoren mechanische Arbeit verrichtet wird. Dabei sind Generatoren und Motoren fast baugleich, weil sie nach dem selben Prinzip funktionieren. Die Vorteile der Drehstrommaschinen (keine Schleifkontakte, hoher Wirkungsgrad, gleichmäßiger Lauf) führten dazu, daß Drehstromnetze weit verbreitet sind.

Bild D.1: Die Phasen des Drehstromnetzes als Liniendiagramm
Bild D.1: Die Phasen des Drehstromnetzes als Liniendiagramm

Bild D.2: Die Phasen des Drehstromnetzes als Zeigerdiagramm
Bild D.2: Die Phasen des Drehstromnetzes als Zeigerdiagramm

Weil die Summe der Spannungen im Drehstromnetz immer gleich Null ist, hat sein Sternpunkt kein Potential gegenüber Erde; wenn die Belastung der einzelnen Phasen jedoch nicht symmetrisch ist, verschiebt sich das Potential des Sternpunkts vom Nullpunkt weg. Man spricht dann von einer Nullpunktverschiebung.

Durch Anschluß an den Neutralleiter kann der Sternpunkt auf Masse gezogen werden, wobei die Schieflast trotz verschwundener Nullpunktverschiebung vorhanden bleibt, aber eine andere Verteilung als vorher aufweist. Der Neutralleiter wird also belastet um das Potential des Sternpunkts auszugleichen. Die maximale Belastbarkeit und das Vorhandensein eines Neutralleiters hängt dabei von der Bauart und Schaltgruppe des Transformators ab.

Mit dem PE-Leiter zusammen hat man also fünf Leiter an einem Drehstromanschluß, wobei der Neutralleiter mit N und die Phasen nach der Phasenfolge mit L1, L2, L3 bezeichnet werden.

Die unterschiedlichen Möglichkeiten der Schaltung der drei Außenleiter an die Last führen zu verschiedenen Schaltgruppen. Eine weitere Unterscheidungsmöglichkeit besteht in dem Drehsinn eines Drehstromanschlusses. Weil man von vielen elektrischen Maschinen eine bestimmte Drehrichtung erwartet, muß häufig zur Sicherheit der Anschluß auf richtige Phasenfolge geprüft werden, obwohl diese eigentlich schon durch die Bezeichnung der Außenleiter und der Anschlüsse des Betriebsmittels vorgegeben ist. Durch Vertauschen zweier beliebiger Phasen kann die Drehrichtung dann gegebenenfalls umgekehrt werden.