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Netzspannung

Als Netzspannung bezeichnet man die elektrische Spannung, die in einem Stromnetz auftritt. Im Falle von Wechselstrom- oder Drehstromsystemen sind hierbei nicht Spitzen- oder Durchschnittswerte, sondern Effektivwerte der Spannung gemeint. Beispielsweise arbeiten Niederspannungsnetze zur Versorgung von Haushalten in Europa seit 1987 mit einem Effektivwert von 230 V (einphasig); dies ist die Spannung der Phase gegen Erde bzw. den Neutralleiter. Bei Drehstromanschlüssen wird als Netzspannung die Leiterspannung angegeben, also die Spannung zwischen je zwei Phasen und nicht die Spannung der Phasen gegen Erde (die Sternspannung), die wiederum 230 V beträgt.

Weitere Parameter der Netzversorgung (z. B. die Netzfrequenz) werden ein Europa von der Norm EN 50160 festgelegt.

In den USA gilt im Niederspannungsnetz eine Netzspannung von nur 120 V, was einerseits die Gefahren durch Stromschläge reduziert (gerade angesichts der dort verwendeten Netzstecker mit schlechtem Berührungsschutz und häufig maroder Installationen), andererseits aber höhere Stromstärken in den Leitungen nötig macht, was tendenziell die Brandgefahr z. B. bei schlechten elektrischen Verbindungen in Verteilerdosen erhöht.

In manchen Ländern wie z. B. Brasilien kommen sogar regional unterschiedliche Netzspannungen vor.

Eine Netzspannung von z. B. 230 V ist vor allem bei gleichzeitiger Berührung von Phasen- und Neutralleiter lebensgefährlich; allerdings führt nur ein kleiner Teil der Stromschläge (z. B. durch defekte Leitungen oder Geräte) zu Verletzungen oder gar Todesfällen.

Übertragungsnetze zum Ferntransport elektrischer Energie arbeiten mit weitaus höheren Netzspannungen von z. B. 380 kV oder 220 kV. Mittelspannungsnetze dagegen arbeiten z. B. in Deutschland in der Regel mit 10 kV, 20 kV oder 30 kV; sie dienen z. B. der Grobverteilung innerhalb von Städten. Die den Kleinverbrauchern gelieferte Netzspannung wird erst in kleinen Transformatoren hergestellt. Diese müssen nahe bei den Verbrauchern aufgestellt werden, da sonst die Spannungsabfälle in den Zuleitungen zu groß werden.

Schwankungen der Netzspannung

Eine wichtige Aufgabe der Netzbetreiber ist die Spannungshaltung, d. h. das Gewährleisten einer nur in engen Grenzen schwankenden Netzspannung. Beispielsweise darf in Deutschland die Netzspannung bei den Verbrauchern um maximal ±10 % vom Nennwert (230 V) abweichen; Elektrogeräte (deren bezogene Leistung oft sogar wesentlich stärker als die Netzspannung variiert) müssen diesbezüglich also ausreichend tolerant sein. Solche Spannungsschwankungen können verschiedenen Ursachen haben, beispielsweise Schwankungen der Netzlast und der Einspeisungen (z. B. von Photovoltaikanlagen) in der Umgebung (die Spannungsabfälle z. B. in Transformatoren verändern) und Schwankungen auf der Hochspannungsseite z. B. im Zusammenhang mit Blindströmen.

Dauerhaft abweichende Netzspannung

An manchen Standorten weicht die Netzspannung systematisch nach oben oder unten vom Nennwert ab, wobei sie trotzdem in der Regel innerhalb des Toleranzbandes bleibt. Dies kann einen gewissen (wohl meist moderaten) Einfluss auf den Stromverbrauch in den Haushalten haben, wie im folgenden Abschnitt erklärt wird.

Einfluss der Netzspannung auf den Stromverbrauch

Bei vielen Geräten steigt die Leistungsaufnahme mit zunehmender Netzspannung an. Beispielsweise ist die Leistung bei Elektroheizstäben proportional zum Quadrat der Spannung, sodass z. B. eine um 5 % höhere Spannung eine ca. 10 % höhere Leistung verursacht. Dies muss aber nicht unbedingt zu einem höheren Stromverbrauch führen, da z. B. ein Elektroboiler dann ja auch entsprechend kürzer beheizt werden muss.

Anders ist es beispielsweise bei der Beleuchtung mit Glühlampen: Diese leuchten dann etwas heller, werden aber deswegen nicht kürzer betrieben. Bei LED-Lampen mit Schaltnetzteil dagegen dürfte die Stromaufnahme und Helligkeit in etwa unverändert bleiben.

Insgesamt dürfte der Einfluss auch einer systematisch vom Nennwert abweichende Netzspannung auf den Stromverbrauch eines Haushalts relativ gering sein.

Siehe auch: elektrische Spannung, Effektivwert von Spannung und Stromstärke, Stromnetz, Spannungshaltung, Netzfrequenz