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Dreileiter- und Vierleiternetz

Definition: ein Drehstromnetz mit drei bzw. vier aktiven Leitern

Allgemeinerer Begriff: Stromnetz

Englisch: three-wire and four-wire system

Kategorie: elektrische Energie

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 20.08.2020; letzte Änderung: 25.08.2020

Zum Transport von Drehstrom (Dreiphasen-Wechselstrom) verwendet man je nach den konkreten Anforderungen ein Dreileiter- oder ein Vierleiternetz (auch als Dreileiter- bzw. Vierleitersystem bezeichnet):

Das Dreileiternetz nach europäischem Verständnis ist nicht dasselbe wie das in Nordamerika oft verwendete Einphasen-Dreileiternetz, das hier nicht weiter behandelt wird.

Vorteile des Vierleiternetzes

Der entscheidende Vorteil eines Vierleiternetzes besteht darin, dass man ohne weiteres auch einphasig betriebene Verbraucher anschließen kann, nämlich an eine der Phasen und den Neutralleiter. Damit stehen auch zwei unterschiedliche elektrische Spannungen zur Verfügung:

  • die Sternspannung (Spannung zwischen einer Phase und dem Neutralleiter) – z. B. 230 V
  • die Dreieckspannung (Spannung zwischen zwei Phasen)

Beispielsweise sind diese Spannungen in deutschen Niederspannungsnetzen 230 V bzw. 400 V (beides Effektivwerte). Beide Spannungen sind kaum abhängig von der Art der Belastung, also auch bei gewissen Schieflasten. Die Sternschaltung ist genauso gut wie die Dreieckschaltung einsetzbar.

Vierleitersysteme werden beispielsweise in Deutschland für praktisch alle Niederspannungsnetze verwendet. Hierbei dient der Neutralleiter gleichzeitig als Schutzleiter und wird deswegen als PEN-Leiter bezeichnet.

Verwendung von Dreileiternetzen

Der offensichtliche Vorteil des Dreileiternetzes ist, dass ein Leiter weniger benötigt wird, was eine entsprechende Material- und Kosteneinsparung bringt. Gleichzeitig ist die übertragbare Leistung gleich hoch, da ohne unerwünschte Schieflast der Neutralleiter ohnehin stromlos wäre.

Der Anschluss von Verbrauchern erfolgt in den meisten Fällen mit der Dreieckschaltung, die ohnehin keinen Neutralleiter benötigt. Beispielsweise werden drei Wicklungen eines elektrischen Heizgeräts jeweils an zwei der Phasen angeschlossen. Bei dieser Schaltung gibt es keine gegenseitige Beeinflussung der drei Wicklungen, sofern man von dem normalerweise kleinen Spannungsabfall in den Phasenleitungen absieht.

Auch ein Anschluss mit einer Sternschaltung ist aber beim Dreileiternetz möglich, wobei der Sternpunkt mangels Neutralleiter eben nicht angeschlossen wird. Dies funktioniert zumindest bei symmetrischer Belastung der Phasen; man generiert den Sternpunkt damit quasi selbst. Bei unsymmetrischer Belastung weicht sein Potential aber ab, und es kommt zu einer Überspannung mit zumindest einer der Phasen.

Dreileiternetze findet man sehr häufig bei Mittelspannungsnetzen und Hochspannungsnetzen, praktisch nicht aber bei Niederspannungsnetzen. Bedeutet, dass Transformatorenstationen, die die Niederspannungsnetze speisen, nur drei Zuleitungen haben, jedoch vier wegführende Leitungen (ohne Berücksichtigung von Verzweigungen für die Verteilung).

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Siehe auch: Drehstrom, Sternschaltung, Dreieckschaltung
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