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Warum brauchen manche Geräte einen Drehstromanschluss?
Ein Toaster, eine Kaffeemaschine oder eine Lampe lassen sich ganz einfach an eine normale Steckdose anschließen. Doch sobald es um einen Elektroherd, eine Wärmepumpe oder eine Wallbox geht, sieht die Sache anders aus: Diese Geräte benötigen häufig einen Drehstromanschluss.
Aber warum eigentlich? Was ist Drehstrom und weshalb reichen die 230 Volt aus einer normalen Steckdose bei manchen Geräten nicht aus? Das erklären wir dir in diesem Blogbeitrag.
Was ist ein Drehstromanschluss?
Wenn wir zu Hause von „Strom aus der Steckdose“ sprechen, meinen wir normalerweise eine Spannung von 230 Volt. Eine gewöhnliche Haushaltssteckdose wird mit einem sogenannten einphasigen Wechselstrom versorgt.
Bei einem Drehstromanschluss sieht das anders aus. Hier stehen drei Außenleiter zur Verfügung, deren Spannungen zeitlich versetzt zueinander sind. Zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter liegen ebenfalls 230 Volt. Zwischen zwei Außenleitern beträgt die Spannung jedoch 400 Volt.
Daher kommt auch die häufig verwendete Bezeichnung „400-Volt-Anschluss“.
Umgangssprachlich wird für solche Anschlüsse oft der Begriff Starkstrom verwendet. Technisch ist das allerdings nicht ganz dasselbe. In der Gebäudetechnik sprechen wir in diesem Zusammenhang genauer von einem Drehstromanschluss beziehungsweise einem dreiphasigen Wechselstromsystem.
Warum reichen 230 Volt bei manchen Geräten nicht aus?
Um zu verstehen, warum manche Geräte Drehstrom benötigen, hilft ein Blick auf die elektrische Leistung.
Vereinfacht gilt:
Leistung = Spannung × Stromstärke
Die Leistung wird in Watt angegeben. Je mehr Leistung ein Gerät benötigt, desto mehr elektrische Energie muss ihm zur Verfügung gestellt werden.
Ein kleines Beispiel:
Ein Wasserkocher mit 2.000 Watt kann problemlos an einer normalen 230-Volt-Steckdose betrieben werden. Er benötigt dabei ungefähr 8,7 Ampere.
Bei einem Gerät mit deutlich höherer Leistung steigt allerdings auch die benötigte Stromstärke. Und genau hier wird es interessant.
Denn hohe Ströme bedeuten auch höhere Anforderungen an:
Leitungen und deren Querschnitt
Sicherungen und Schutzorgane
Steckverbindungen
die Wärmeentwicklung in den Leitungen
Man könnte theoretisch versuchen, sehr große Leistungen über nur eine Phase zu übertragen. Praktisch wäre das aber extrem ineffizient, würde dickste Kabel erfordern und ist vom Netzbetreiber oft gar nicht erlaubt: Um eine Ungleichbelastung im Stromnetz (sogenannte Schieflast) zu vermeiden, dürfen Geräte ab einer gewissen Leistung nicht mehr einphasig betrieben werden.
Drehstrom verteilt die benötigte Leistung stattdessen auf drei Außenleiter.
Was macht Drehstrom so leistungsfähig?
Der entscheidende Unterschied liegt darin, dass beim Drehstrom drei Wechselspannungen verwendet werden, die jeweils um 120 Grad elektrisch zueinander verschoben sind.
Vereinfacht gesagt: Die drei Phasen wechseln sich bei der Leistungsübertragung ab und ergänzen sich dabei.
Das bringt einen großen Vorteil: Mit einem dreiphasigen System lässt sich elektrische Leistung besonders effizient übertragen.
Deshalb kommt Drehstrom überall dort zum Einsatz, wo größere Leistungen benötigt werden. Vom Herd in der Wohnung bis zu leistungsstarken Maschinen in Industrie und Gewerbe.
Welche Geräte brauchen einen Drehstromanschluss?
Typische Beispiele für Geräte und Anlagen, die einen Drehstromanschluss benötigen oder dafür ausgelegt sind, sind:
Elektroherde und leistungsstarke Kochfelder
Wärmepumpen
Wallboxen für Elektrofahrzeuge
Durchlauferhitzer
größere Klimaanlagen und Kälteanlagen
elektrische Maschinen und Anlagen
leistungsstarke Werkzeuge
Dabei ist wichtig: Nicht jedes dieser Geräte benötigt automatisch zwingend Drehstrom. Welche Anschlussart erforderlich ist, hängt immer von der konkreten Leistung und den technischen Angaben des Herstellers ab.
Beispiel: der Elektroherd
Beim Kochen kommen schnell mehrere leistungsstarke Verbraucher gleichzeitig zusammen. Ein Kochfeld verfügt über mehrere Heizzonen und den Backofen.
Interessant dabei: Die einzelnen Heiz-Elemente im Herd nutzen intern oft weiterhin 230 Volt. Der Drehstromanschluss sorgt jedoch dafür, dass die hohe Gesamtleistung (oft 7.000 bis 10.000 Watt) gleichmäßig auf die drei Phasen (L1, L2, L3) aufgeteilt wird. Würde alles über nur eine Phase laufen, würde die Sicherung sofort auslösen oder die Leitung überhitzen.
Beispiel: die Wärmepumpe
Auch Wärmepumpen können je nach Leistung und Ausführung einen dreiphasigen Anschluss benötigen. Schließlich müssen hier nicht nur kleine elektrische Verbraucher betrieben werden: Verdichter, Pumpen und weitere Komponenten benötigen elektrische Energie.
Gerade bei Gebäuden mit hoher elektrischer Leistung ist deshalb eine entsprechend geplante Stromversorgung entscheidend.
Beispiel: die Wallbox
Auch beim Laden eines Elektroautos spielt die Leistung eine große Rolle.
Eine einfache Ladeeinrichtung kann mit 230 Volt betrieben werden. Leistungsstärkere Wallboxen werden dagegen häufig dreiphasig angeschlossen.
Das ermöglicht beispielsweise das Laden mit höheren Ladeleistungen und damit kürzere Ladezeiten.
Braucht jedes leistungsstarke Gerät automatisch Drehstrom?
Nein.
Das ist ein wichtiger Punkt, denn „viel Leistung“ bedeutet nicht automatisch „Drehstrom“.
Ob ein Gerät einen Drehstromanschluss benötigt, hängt unter anderem ab von:
der benötigten Leistung
der vorgesehenen Stromstärke
der technischen Ausführung des Geräts
der Anschlussart
den Vorgaben des Herstellers
der vorhandenen Elektroinstallation
Ein Gerät mit 3.000 Watt kann beispielsweise durchaus mit 230 Volt betrieben werden. Bei größeren Leistungen wird eine dreiphasige Versorgung dagegen zunehmend sinnvoll beziehungsweise erforderlich.
Deshalb sollte man nicht einfach anhand der Wattzahl entscheiden, welche Anschlussart benötigt wird.
Was ist der Unterschied zwischen Drehstrom und Starkstrom?
„Starkstrom“ ist ein Begriff, den viele aus dem Alltag kennen. Wenn jemand sagt: „Das Gerät braucht Starkstrom“, ist häufig ein 400-Volt-Drehstromanschluss gemeint.
Technisch sind die Begriffe aber nicht gleichbedeutend.
Drehstrom beschreibt ein elektrisches System mit drei miteinander verbundenen Wechselspannungen.
Starkstrom ist dagegen ein umgangssprachlicher Begriff. In der Elektrotechnik bezeichnete man früher streng genommen alles als Starkstrom, was nicht Reine Signal- oder Datentechnik war – also selbst deine gewöhnliche 230-Volt-Steckdose. Im Alltag meint man damit heute aber fast immer den 400-Volt-Drehstromanschluss.
Im Alltag werden die Begriffe trotzdem häufig synonym verwendet, insbesondere wenn es um Anschlüsse für Herd, Maschinen oder andere leistungsstarke Geräte geht.
Wie ist ein Drehstromanschluss aufgebaut?
Ein Drehstromsystem besteht grundsätzlich aus mehreren Leitern. Dazu gehören die drei Außenleiter:
L1, L2 und L3
Zusätzlich können je nach Anwendung ein Neutralleiter N und ein Schutzleiter PE vorhanden sein.
Zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter liegen im üblichen Niederspannungsnetz 230 Volt. Zwischen zwei Außenleitern liegen 400 Volt.
Wichtig ist dabei: Ein Drehstromanschluss ist nicht einfach eine „größere Steckdose“.
Hinter dem Anschluss steckt eine entsprechend dimensionierte Elektroinstallation. Leitungen, Sicherungen, Schutzmaßnahmen und weitere Komponenten müssen auf die jeweilige Leistung und Anwendung abgestimmt sein.
Warum ist Drehstrom für moderne Gebäude so wichtig?
Der Bedarf an elektrischer Leistung steigt. Elektroautos werden geladen, Wärmepumpen ersetzen fossile Heizsysteme und immer mehr Prozesse werden elektrifiziert.
Damit verändern sich auch die Anforderungen an die Elektroplanung eines Gebäudes.
Es reicht nicht mehr, lediglich zu überlegen, wo später eine Steckdose sitzen soll. Entscheidend ist auch die Frage:
Wie viel elektrische Leistung wird an diesem Gebäude tatsächlich benötigt – heute und in Zukunft?
Eine gute Elektroplanung berücksichtigt deshalb nicht nur die einzelnen Verbraucher, sondern das gesamte System. Dazu gehören beispielsweise die vorhandene Netzversorgung, die Dimensionierung der Leitungen, die Verteilung der Lasten und mögliche zukünftige Erweiterungen.
Gerade bei größeren Gebäuden oder komplexen technischen Anlagen kann eine vorausschauende Planung dabei helfen, unnötige Nachrüstungen und Engpässe zu vermeiden.
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