Netzspannung
Als Netzspannung bezeichnet man die von den Energieversorgern bereitgestellte elektrische Spannung, die zur Übertragung elektrischer Leistung eingesetzt wird. Neben der Spannung der Hoch- und Mittelspannungsnetze wird unter Netzspannung häufig die Höhe der einphasigen Wechselspannung in den Niederspannungsnetzen verstanden.
Diese beträgt in Europa sowie den meisten anderen Gebieten der Erde 230 V bei einer Frequenz von 50 Hz.
Die Spannung 230 V wurde in der internationalen Norm IEC 60038:1983 als Standardspannung festgelegt. Bis 1987 betrug die Netzspannung in Deutschland 220 V mit einer Toleranz von ± 10 %. Danach erfolgte zunächst eine schleichende Umstellung auf 230 V + 6 % und − 10 %. Ab 2009 darf die Netzspannung von 230 V um ± 10 % abweichen. Praktisch stellt die 230-Volt-Netzspannung die Spannung zwischen einem Außenleiter und dem Mittelpunktleiter von Dreiphasenwechselstrom (ugs. auch Dreh- oder Kraftstrom genannt) mit 400 V zwischen den Außenleitern dar (Faktor Wurzel aus 3).
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 (made in Tschechoslowakei in 1967) |
Die erhöhte Netzspannung führte bei nichtgeregelten Verbrauchern – wie Glühlampen – zu einem erhöhten Energieverbrauch und vorzeitigem Defekt. Auch eine Reihe von Geräten, deren Nennspannung 220 V betrug, wurden durch die erhöhte Spannung zerstört. Die Erhöhung der Spannung um ca. 5 % führt zu einer Erhöhung des Energieverbrauches bei diesen Geräten um ca. 10 %. Der Einsatz von Spannungen am oberen Bereich der Toleranzgrenze führt zu einem erhöhten Absatz von Energie, ohne dass dafür neue Geräte oder Werbung erforderlich sind. Höhere Spannung bedeutet aber auch relativ niedrigere Energieverluste auf den Leitungen, wenn die gleiche Leistung übertragen wird.
In den USA und weiten Teilen des amerikanischen Kontinents beträgt die Netzspannung zwischen 110 und 120 V bei einer Frequenz von 60 Hz.
Im Idealfall ist der zeitliche Verlauf der Netzspannung sinusförmig. Die Spannungsangabe bezieht sich dabei auf den Effektivwert und nicht auf den immer nur kurzzeitig erreichten Scheitelwert der Sinuskurve. (Der Scheitelwert in Deutschland ist z.B. 325,26V)
Der sinusförmige Verlauf der Netzspannung wird zunehmend durch nichtlineare Verbraucher gestört. Dazu zählen Gasentladungslampen, Gleichrichter, Dimmer (Thyristor- und Triac-Steller), Frequenzumrichter und Schaltnetzteile ohne Power-Faktor-Korrektur (PFC). Auch Asynchronmotoren verursachen Netzverunreinigungen (Nutenpfeifen).
Die Netzfrequenz wird heute sehr genau eingehalten, sodass man sie zur Steuerung von Uhren verwenden kann.
Schutz gegen Berührung
Die Netzspannung liegt weit oberhalb der Schutzkleinspannung bzw. Sicherheitskleinspannung und ist deshalb für den Menschen potentiell lebensgefährlich. Aus diesem Grund müssen sowohl für die Versorgungsleitungen als auch für die mit Netzspannung betriebenen Geräte entsprechende Maßnahmen gegen Berührung spannungsführender Leitungen getroffen werden. Dazu gehören Schutzisolierung und Sicherheitsabschaltung, wenn ein Gehäuse durch einen Defekt mit einer spannungsführenden Leitung verbunden ist. Steckdocen müssen gegen Berührung der spannungsführenden Teile gesichert sein. Zum Schutz der Kinder gibt es Kindersicherungen.
Siehe auch: Länderübersicht Steckertypen, Netzspannungen und -frequenzen