Split-Phase-Stromversorgung
Englisch: split-phase power
Ein Stromverteilungssystem mit zwei Leitern an den Enden eines Verteilungstransformators und einem geerdeten Neutralleiter an der Mitteltapanzapfung, das ermöglicht, Lasten zwischen Leiter und Neutral an normaler Spannung (120 oder 240 Volt) oder zwischen zwei gegenphasigen Leitern an doppelter Spannung (240 oder 480 Volt) anzuschließen.
Einphasen-Splittechnik: ein Transformator, zwei Spannungsoptionen
Die Einphasen-Splittechnik ist ein Einphasen-Verteilsystem, das zwei nutzbare Spannungsebenen aus einer einzigen Transformator-Sekundärwicklung erzeugt. Die Sekundärwicklung des Transformators ist mittenpunktgezapft, das heißt, es existiert eine Verbindungsstelle an der elektrischen Mittellage. Dies schafft drei verfügbare Leiter: zwei Außenleiter an den Enden der Wicklung und ein Neutralleiter am Mittelpunkt, der geerdet ist. Das Ergebnis ist eine Dreileiterschaltung, die sowohl 120 Volt (zwischen jedem Außenleiter und Neutral) als auch 240 Volt (zwischen den beiden Außenleitern) liefert.
Wohngebäude in Nordamerika sind fast ausschließlich auf Split-Versorgung angewiesen, üblicherweise mit 100 bis 200 Ampere im Hauptverteiler ausgelegt. Ein 240-Volt-, 60-Hertz-Transformator mit 10 kVA oder mehr kann Heizungs-, Warmwasser-, Klimatisierungs- und Kochlasten versorgen, die volle Spannung erfordern, und gleichzeitig Beleuchtungs- und Steckdosenschaltungen mit 120 Volt über den Neutralleiter bedienen. Diese Flexibilität macht die Split-Technik für gemischte Lasten in einem Gebäude praktisch.
Die Standard-Spannungspaare sind 120/240 Volt in den USA und Kanada sowie 110/220 Volt in einigen anderen Regionen, wobei 120/240 V heute in ganz Nordamerika dominant ist. Industriestandorte nutzen Split-Technik manchmal als Backup oder Zusatzversorgung, aber Drehstrom ist wegen der gleichmäßigeren Leistungsübertragung und ohne Pulsation der Augenblicksleistung für Motoren und schwere Maschinen bevorzugt.
Häufige Probleme und Grenzen
Unausgeglichene Lastverteilung zwischen den beiden Phasen führt zu übermäßigem Neutralstrom und Spannungsabfall auf der stärker belasteten Seite. Wenn eine Phase 150 Ampere und die andere 50 Ampere führt, fließen die 100 Ampere Ungleichgewicht durch den Neutralleiter zurück zum Transformator. Unterdimensionierte Neutralleiter können überhitzen und Brände verursachen. Bauordnungen und elektrische Normen verlangen, dass der Neutralleiter die gleiche Größe wie die Phasenleiter hat, und viele Behörden verlangen jetzt zusätzlich einen separaten Schutzleiter.
Der Begriff 'Split-Technik' spiegelt die geteilte Sekundärwicklung des Transformators wider; er wird manchmal 'Einphasen-Dreileitersystem' genannt, um es vom Einphasen-Zweileitersystem (das nur einen Außenleiter und einen Neutralleiter hat und nur eine Spannung liefert) zu unterscheiden. Split-Technik unterscheidet sich grundlegend von echtem Drehstrom, der drei separate Wicklungen mit 120 Grad Versatz nutzt und drei oder vier Leiter erfordert. Für Industriearbeiten mit Motoren über etwa 5 PS ist Drehstromversorgung überlegen und wird fast immer spezifiziert.