Phase
Englisch: phase
In einem mehrphasigen Stromversorgungssystem einer der stromführenden Leiter oder der von ihm getragene Wechselstrom.
Phase: ein Stromweg in einem mehradrigen Stromversorgungssystem
Eine Phase ist ein einzelner Leiter, der Wechselstrom als Teil eines Mehrphasen-Stromverteilungssystems führt. In Drehstromsystemen, dem häufigsten industriellen Standard, führen drei separate Leiter jeweils Strom, der zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Wechselstromzyklus seinen Höchstwert erreicht, mit 120 Grad Abstand. Diese gestaffelte Zeitabfolge ist das Erkennungsmerkmal: die drei Ströme erreichen ihre Maximalwerte nicht gleichzeitig, was das System effizient und stabil macht.
Die Spannungsdifferenz zwischen zwei beliebigen Phasenleitern in einem Drehstromsystem beträgt typischerweise 400 V, 480 V oder 600 V, je nach Installationsland und Ausrüstungsklasse. Die Spannung von einer Phase zur Erde (die Null- oder Erdungsreferenz) ist niedriger, üblicherweise 230 V oder 277 V. Einphasen-Lasten können zwischen einer beliebigen Phase und Null angeschlossen werden; Drehstrommotoren und schwere Industrieausrüstung werden über alle drei Phasen angeschlossen, um die kontinuierliche Leistungsabgabe zu nutzen, die Mehrphasensysteme bieten.
Phasenungleichgewicht und Phasenausfall
Ungleiche Belastung der drei Phasen erzeugt ein Ungleichgewicht, bei dem die Ströme nicht mehr gleichmäßig ihren Höchstwert erreichen. Dies führt zu Spannungsungleichgewicht, Überhitzung in Motoren und verminderter Effizienz. Phasenausfall, bei dem ein Leiter ausfällt oder unterbricht, ist kritischer: Drehstrommotoren bleiben stehen oder laufen rückwärts, je nachdem welche Phase ausfällt, und Schutzrelais sollten das System abschalten, um Schäden zu vermeiden.
Der Begriff "Phase" beschreibt auch die Zeitbeziehung selbst. Der Phasenwinkel, gemessen in Grad, quantifiziert, wie weit zwei Wechselstromsignale in ihren Zyklen auseinander liegen. Eine Phasenverschiebung von 90 Grad bedeutet, dass ein Signal seinen Höchstwert erreicht, während das andere die Null durchläuft. In Stromversorgungssystemen beeinflusst diese Beziehung den Leistungsfaktor und die Blindleistung, die von induktiven Lasten wie Motoren und Transformatoren aufgenommen wird.
Drehstromverteilung dominiert die industrielle Versorgung, weil sie konstante Leistung ohne die Pulsationen von Einphasensystemen liefert, leichtere Leiter für die gleiche Leistung erfordert und einen effizienten Betrieb von Rotationsmaschinen ermöglicht. Einphasensysteme bleiben in leichten Gewerbe- und Wohnnutzungen verbreitet, wo die niedrigeren Installationskosten die Effizienzeinbußen überwiegen.