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2025-05-10T18:21:23Z

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[[Datei:Split phase.svg|rechts|miniatur|Schaltung eines Ortstransformators in einem Einphasen-Dreileiternetz]]
[[Datei:Single-phase-pole-transformer-d335.jpg|miniatur|rechts|hochkant|Masttransformator (Ortstransformator) im nordamerikanischen Raum. (SWER-System) Erkennbar die von oben kommende einphasige Mittelspannungsanspeisung. Im vorderen Bereich die drei Sekundäranschlüsse (120 V/240 V).]]
Ein '''Einphasen-Dreileiternetz''' ({{EnS|''split-phase electric power''}}) ist ein [[Elektrizitätsversorgung|Stromversorgungs]]-System, das üblicherweise in Nordamerika für Einfamilien-Haushalte und Kleinbetriebe (bis etwa 100 [[Watt (Einheit)|kW]]) verwendet wird. Es ist die [[Wechselstrom]]-Variante von [[Thomas Edison|Edisons]] mittlerweile historischem [[Elektrifizierung#Stromnetze|Dreileiter-Gleichspannungs-System]]. Da auf zwei Leitern Spannung anliegt, wird es oftmals als [[Zweiphasenwechselstrom|Zweiphasenstrom]] bezeichnet. Tatsächlich liegen an beiden (Außen-)Leitern [[Symmetrisches Kabel|gegenphasig]]e (180° zueinander) Wechselspannungen an.

== Anschlüsse ==
Ein [[Transformator]], der ein Einphasen-Dreileiternetz speist, hat hochspannungsseitig eine Primärwicklung für die Außenleiterspannung aus dem [[Mittelspannung]]snetz, das beispielsweise mit 10 kV betrieben wird. Bei sternförmigen Mittelspannungsnetzen mit geerdetem Sternpunkt, wie sie im nord- und mittelamerikanischen Raum wie den USA üblich sind, ist die Primärwicklung zwischen einem [[Außenleiter]] und dem geerdeten Sternpunkt angeschlossen. Bei dreieckförmigen Mittelspannungsnetzen ohne betriebsmäßig geerdeten Sternpunkt, wie sie in [[Vereinigtes Königreich|Großbritannien]] üblich sind, ist die Primärseite zwischen zwei Außenleitern angeschlossen.

In ländlichen ausgedehnten Versorgungsgebieten, insbesondere in Australien, Neuseeland und Kanada, werden Einphasen-Dreileiternetze auf der Oberspannungsseite aus Kostengründen auch nur einpolig aus dem Mittelspannungsnetz versorgt. Als betriebsmäßiger Retourleiter dient auf der Hochspannungsseite die Erdung. Diese Systeme werden als {{lang|en|[[Single-Wire Earth Return]]}} (SWER) bezeichnet.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.ruralpower.org/index.php?option=com_content&view=article&id=11:swer-how-does-it-work&catid=2&Itemid=3 |text=SWER, How does it work? |wayback=20100523091833 |archiv-bot=}}, RuralPower.org, (engl.)</ref>

Sekundärseitig ist der Transformator so ausgelegt, dass jeweils zwischen dem Neutralleiter (N) und einem beliebigen der beiden anderen Leiter, L1 oder L2, beispielsweise 120 V Wechselspannung anliegen. Diese Spannung ist in den USA und Kanada üblich. Zwischen den beiden Leitern L1 und L2 liegt die doppelte Spannung, also 240 V an. Die Mittelanzapfung auf Sekundärseite wird üblicherweise geerdet. Dieses ist auch nötig, um den Betrieb von [[Fehlerstromschutzschalter]]n zu ermöglichen.

In ländlichen Regionen von Großbritannien werden 230-V/460-V-Einphasen-Dreileiternetze verwendet, um Bauernhöfe und eine kleine Anzahl entlegener, zusammengehöriger Häuser anzuschließen. Allerdings steht den Nutzern solcher Hausanschlüsse, bei denen nur zwei Außenleiter des Mittelspannungsnetzes hingeführt sind, dann kein [[Dreiphasenwechselstrom]] („Drehstrom“) zur Verfügung; der Betrieb von beispielsweise [[Drehstrom-Asynchronmaschine]]n für landwirtschaftliche Maschinen ist nur durch zusätzliche Schaltungen wie die [[Steinmetzschaltung]] oder mit einem [[Frequenzumrichter]] möglich.

In [[Deutschland]] und vielen anderen Regionen Europas, wo die Stromversorgung der Haushalte zum Teil bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts ebenfalls über Einphasen-Dreileiternetze erfolgte, wurde sie seit den 1950er Jahren standardmäßig auf das neuere Dreiphasenwechselstrom-Netz umgestellt, so dass Einphasen-Dreileiternetze hier heute größtenteils unbekannt und allenfalls noch in einzelnen, dem [[Bestandsschutz]] unterliegenden Alt-Installationen zu finden sind.

{{Absatz}}

== Dreiphasenerweiterung ==
[[Datei:High leg delta transformer.svg|miniatur|rechts|Sekundärseitige Schaltung des Ortstransformators bei Erweiterung auf drei Außenleiter]]
[[Datei:Utility pole transformers.jpg|miniatur|rechts|hochkant|Drei einzelne Masttransformatoren, in Dreieckschaltung nach oben am dreiphasigen Mittelspannungsnetz angeschlossen]]
Eine vor allem im nordamerikanischen Raum übliche Erweiterung des Einphasen-Dreileiternetzes für den Dreiphasenwechselstrom ist das ''Delta 4-Wire'', ''High Leg Delta''<ref> {{Webarchiv |url=http://www3.sea.siemens.com/step/templates/lesson.mason?pan:3:2:3 |text=Archivlink |wayback=20120722115310 |archiv-bot=}} Siemens "Basic of Panelboards"</ref> oder auch ''Red-Leg Delta'' System.
In Europa ist diese Art der Niederspannungsversorgung gänzlich unüblich.

Diese Erweiterung bietet den Vorteil, dass es keiner Änderung für die im amerikanischen Raum üblichen Einphasen-Dreileiteranschlüsse im Bereich der 120 V/240 V bedarf. Zur Versorgung der Ortstransformatoren ist eine Dreiphasenanspeisung aus dem Mittelspannungsnetz nötig.

Sekundärseitig wird der als [[Drehstromtransformator]] und [[dreieckschaltung|im Dreieck]] geschaltete Ortstransformator – in ländlichen Gebieten sind das stattdessen oft drei einzelne Masttransformatoren – wie in nebenstehender Skizze verschaltet. Die Anschlüsse ''L''1 und ''L''2 und der geerdete Neutralleiter ''N'' sind die dem Einphasen-Dreileitersystem entsprechenden Anschlüsse. Der zusätzliche vierte Anschluss ''L''3 wird als ''High Leg'' bezeichnet. Somit ergibt sich zwischen ''L''1, ''L''2 und ''L''3 ein Drehstromsystem mit einer [[verkettete Spannung|verketteten Spannung]] von 240 V, das beispielsweise für den Anschluss von [[Drehstrom-Asynchronmaschine]]n verwendet werden kann.

Da der geerdete Neutralleiter im Gegensatz zu den in Europa gebräuchlichen Systemen wie dem [[TT-System]] nicht am [[Sternpunkt]] liegt, sondern an einer Mittelpunktanzapfung einer der im Dreieck geschalteten Wicklungen, existiert in diesem System keine [[Sternspannung]] und es ergeben sich verschieden hohe Spannungen zwischen den drei Außenleitern ''L''1, ''L''2 und ''L''3 zu dem geerdeten Neutralleiter ''N'':

:''L''1 zu ''N'' = 120 V,
:''L''2 zu ''N'' = 120 V
:''L''3 zu ''N'' = 208 V ≈ 120 V · √3

Aus der höheren Spannung von ''L''3 gegenüber Erde bzw. ''N'' leitet sich die Bezeichnungen ''High Leg'' ab. Zur Vermeidung von Anschlussfehlern und gemäß Artikel 110.15 in der [[National Electrical Code|NFPA 70]] ist dieser Anschluss in den Farben Orange oder Rot zu markieren. Die US-amerikanische NFPA 70, auch als „National Electrical Code“ (NEC) bekannt, ist in etwa vergleichbar mit der vor allem in Deutschland üblichen DIN-VDE-Norm ([[DIN-VDE-Normen Teil 1|VDE 0100]]).

Ein Nachteil des High-Leg-Delta-Systems wie auch des Einphasen-Dreileiternetzes besteht darin, dass die Außenleiter im Mittelspannungsnetz sehr ungleichmäßig belastet werden und es dadurch verstärkt zu [[Schieflast]]en kommen kann. Eine Verteilung der einphasigen Verbraucher auf alle drei Außenleiter ist in diesem System auf Niederspannungsseite nicht möglich und eine Schieflast kann nur über mehrere Ortstransformatorstationen hinweg durch abwechselnde Wahl der Außenleiter kompensiert werden. Wegen der Schieflast werden die Transformatoren im nordamerikanischen Raum auch meistens als drei einzelne Einphasentransformatoren mit ggf. unterschiedlicher Leistung ausgeführt und nicht zu einem einzelnen Drehstromtransformator mit bei gleicher Leistung kleinerem Kernquerschnitt zusammengefasst.

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor = Terrell Croft, Wilford Summers (ed)
|Titel = American Electricians' Handbook
|Auflage = 11.
|Verlag = McGraw Hill
|Ort = New York
|Jahr = 1987
|ISBN = 0-07-013932-6
|Seiten = 3-10, 3-14 bis 3-22 }}

== Siehe auch ==
* [[Länderübersicht Steckertypen, Netzspannungen und -frequenzen]]
* [[Autotransformatorsystem]], spezielle Ausführung der Bahnstromversorgung

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Elektrische Energieverteilung]]

Einphasen-Dreileiternetz - Versionsgeschichte

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