In der Welt der Elektrizität fällt oft der Begriff des "Starkstroms." Doch was bedeutet das eigentlich? Viele Menschen denken dabei an hohe Spannungen ebenso wie sie beispielsweise in der Industrie benötigt werden. Aber was ebendies sind diese 3 x 220 Volt und warum ergibt das 400 Volt? Ist das nicht verwirrend? Werfen wir einen genaueren Blick auf die Grundlagen.
Zunächst ist es wichtig zu verstehen: Dass das deutsche Stromnetz auf einem Dreiphasensystem basiert. Dieses System ermöglicht es, weiterhin Energie zu transportieren als ein einfaches Einkreis-System. Es ist eine Sternschaltung die wie folgt funktioniert: Jeder Außenleiter hat eine Spannung von 230 Volt im Vergleich zum Neutralleiter. Das ergibt eine typische Berechnung – bei der man ebenfalls von einer Spannungspegelung zwischen den Leitungen spricht.
Ein zentraler Punkt ist die Phasenverschiebung. Jedes der drei Stränge ist um 120 Grad versetzt. So verhält es sich: Wenn ein Strang gerade den maximalen positiven Wert erreicht, befinden sich die anderen zwei in ihren nähreren Maxima. Das bedeutet die Spannungen unterstützen sich gegenseitig was zu einer Erhöhung der Gesamtspannung между zwei Strängen führt. Diese Spannung erklärt warum wir bei einer Messung der Spannung zwischen zwei der Stränge etwa 400 Volt erhalten.
Was ist Starkstrom?
Der Begriff "Starkstrom" selbst ist kein technisch präziser Begriff. Auf den ersten Blick könnte es fälschlicherweise suggeriert werden · es handele sich um eine spezielle Art von Stromversorgung · nur für besonders starke Geräte. In der Praxis bedeutet Starkstrom eher die Verwendung von Drehstromsystemen die zusätzlich für Geräte in der Industrie Anwendung finden wie große Elektromotoren oder Kräne. Hier wird die erhöhte Spannung von 400 Volt wirklich notwendig um die benötigte Leistung für solche Maschinen bereitzustellen.
Durchlauferhitzer, Herde und spezielle Maschinen nutzen häufig die gesamte Kapazität der drei Phasen-Drähte. Stellt man sich das vor, wird klar, warum bei einem Herd zwei Platten an einem Strang und der Backofen an einem weiteren Strang angeschlossen werden. Jeder dieser Stränge führt 230 Volt jedoch zusammen ermöglichen sie die erhöhten 400 Volt.
Sicherheitsaspekte und Technik
Um eine Überlastung oder gar einen Kurzschluss zu verhindern, werden in der Praxis sensible Sicherheitsmechanismen eingesetzt. Man verbindet Motorwicklungen oft so: Dass bei Starts die 230 Volt anliegen um den Motor sanft anzulaufen. Nach der Initiierung kann man auf 400 Volt umschalten, zu diesem Zweck die Geräte ihre maximale Leistung erreichen. Diese Technik nennt man ⭐-Delta-Umschaltung. Sie minimiert das Risiko von Schäden oder Kurzschlüssen wenn Elektromotoren unter Last aktiv werden.
Fazit
Das Verständnis von Starkstrom und dessen Fundamenten ist essenziell für jeden der sich mit elektrischen Anlagen beschäftigt. Der Zusammenhang zwischen den Spannungen zeigt · wie durch einfache physikalische Prinzipien und durchdachtes Engineering · eine effiziente Stromnutzung möglich ist. Der Unterschied von 220 Volt zu 400 Volt ist kein Mysterium mehr, wenn man die Phasenverschiebungen und deren Auswirkungen betrachtet. In einem solchen Kongewinnen die scheinbar einfachen Zahlen eine tiefere Bedeutung. Die Ingenieurskunst hinter unserem Stromnetz bleibt durch solche Erkenntnisse immer wieder faszinierend.