Warum in verschiedenen Ländern die Spannung und Frequenz im Stromnetz unterschiedlich sind

In der Sowjetunion hatte die Netzwechselspannung bis in die 1960er Jahre einen effektiven Wert von 127 Volt. In den Vereinigten Staaten erreichte die Spannung an der Steckdose im selben Jahr 120 Volt. Später werden die Stromspannungswerte in den Netzen mit Änderungen standardisiert, um den Kupferverbrauch für Drähte zu verringern, da für die Übertragung der gleichen elektrischen Leistung die Spannung umso kleiner ist, je kleiner der Querschnitt der Drähte ist, je kleiner der Strom und der Strom im Draht ist Übertragung.

Dieser Übergang wird jedoch nicht sofort erfolgen. Wirtschaftlich gesehen ist die Übertragung von Elektrizität mit Hochspannung natürlich rentabler, aber die Umstellung auf eine andere Spannung auf nationaler Ebene ist keineswegs billig, ganz zu schweigen von der Änderung der aktuellen Frequenzstandards.

Historisch gesehen verdankten die ersten Stromnetze in den USA dem berühmten Erfinder ihre Spannung von 110 Volt Thomas Alva Edison. Dies sind seine Glühbirnen mit Carbonfilamenten, die bereits vor dem Sieg von Nikola Tesla im „Current War“, der seit 1928 in den Köpfen der Ingenieure nach und nach bestätigt wurde, für eine konstante Spannungsversorgung von 100 Volt ausgelegt waren.

Tatsache ist, dass die typische Spannung der Gleichstromkraftwerke von Edison nur 110 Volt betrug, da 10 Volt während der Übertragung einfach verschwanden, da ein guter Teil der übertragenen Leistung gemäß dem Joule-Lenz-Gesetz einfach in Form von Wärme in den Drähten abgeführt wurde. Gleichzeitig dachte Edisons Unternehmen nicht einmal daran, seinen Standard von 110 Volt aufzugeben.

Mit der Erfindung 1883 von Nikola Tesla (und in Russland - Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolskyfolgenden Tesla) eines Wechselstrom-Induktionsmotors begann eine weit verbreitete Elektrifizierung des europäischen Kontinents, wo Glühlampen einen metallischen Faden hatten, und die Spannung einer solchen Lampe musste verdoppelt werden - 220 Volt, die zunächst durch Parallelschaltung zweier Leitungen von 110 Volt erhalten wurde, was wirtschaftlich unrentabel war .

So traten in Berlin sofort 220 Volt Wechselstrom auf, sobald die Stadt in großem Umfang zu elektrifizieren begann, und die Leistungsverluste während der Übertragung nahmen infolgedessen viermal ab. Sie begannen nicht, die Spannung weiter zu erhöhen, da dies für den Menschen nicht sicher wäre.

In den Vereinigten Staaten von Amerika ist der TN-C-S heute das Standardnetzteil. Im TN-C-S-System hat das Umspannwerk eine direkte Verbindung der leitenden Teile mit der Erde und einen dicht geerdeten Neutralleiter. Mehr dazu hier - Die Funktionsprinzipien von Erdungssystemen für Gebäude TN-C und TN-C-S.

Um die Kommunikation am Standort des Umspannwerks - dem Eingang zum Gebäude - sicherzustellen, wird ein kombinierter Nullarbeits- (N) und Schutzleiter (PE) verwendet, der die Bezeichnung PEN akzeptiert. Die einphasige Spannung beträgt hier jetzt 120/240 Volt, sie wird von einem Abwärtstransformator mit geerdetem Zentralanschluss bereitgestellt.

Die derzeit in den USA allgemein akzeptierte Wechselstromfrequenz beträgt 60 Hz, wodurch theoretisch weniger Kupfer und Eisen für Transformatoren und Motoren verwendet werden können, als dies bei einer Frequenz von 50 Hz erforderlich wäre.

In Bezug auf den Durchschnittswert nahe den historischen 110 Volt blieb es in den USA wahrscheinlich eine Hommage an Edison, zu viele 110-Volt-Stromleitungen wurden während seines Ruhms gebaut. Andererseits sind 110 Volt für den Menschen sicherer als 220 Volt. Was ist kein Plus für die Vereinigten Staaten?

Verglichen mit den Vereinigten Staaten, in Europa und in Russland, mit der weit verbreiteten Einführung von Wechselstromnetzen, erschienen die Standard-220-Volt sofort. Nach dem Krieg in der UdSSR wurden Transformatoren im ganzen Land durch neue ersetzt. Sie wurden sofort mit einer Ausgangsspannung von 220 Volt anstelle der früheren 110-127 Volt installiert.In der UdSSR waren deutsche Wissenschaftler, die an der Elektrifizierung des Landes beteiligt waren, an der Auswahl der Standardspannung beteiligt.

So geschah es "220 Volt mit einer Frequenz von 50 Hz" in der Sowjetunion und dann in Russland und den GUS-Ländern. In Europa beträgt die Standardspannung heute 230 Volt, 50 Hz, in Russland ist sie tatsächlich dieselbe, aber offiziell wurde dieser Wert für Russland nach den 90er Jahren durch das folgende Dokument geregelt - GOST 29322-2014.

Siehe auch auf unserer Website: Warum der Frequenzstandard von 50 Hertz in der Elektroindustrie gewählt wird