Die Dreieckschaltung ist eine klassische Schaltungsart in der Elektrotechnik, die vor allem bei Drehstromsystemen und in der elektrischen Energieverteilung zum Einsatz kommt. Dabei werden drei Verbraucher so verbunden, dass sie ein geschlossenes Dreieck bilden – daher der Name. Im Gegensatz zur Sternschaltung wird bei der Dreieckschaltung kein Neutralleiter benötigt.
In der Dreieckschaltung wird jeweils ein Ende jeder Spule (oder eines anderen Verbrauchers) mit dem Anfang der nächsten verbunden, sodass drei elektrische Pfade entstehen, die in Form eines Dreiecks angeordnet sind. Die drei Außenleiter (L1, L2, L3) des Drehstromsystems werden an die Eckpunkte des Dreiecks angeschlossen.
Diese Art der Verschaltung führt dazu, dass zwischen den Verbrauchern die Spannung der Außenleiter anliegt – die sogenannte Leiterspannung. Die Strangspannung entspricht in diesem Fall also der Leiterspannung, da jeweils ein Verbraucher direkt zwischen zwei Außenleitern geschaltet ist.
Im Vergleich zur Sternschaltung unterscheidet sich die Dreieckschaltung vor allem durch ihre Verschaltungsart und das elektrische Verhalten. Bei der Sternschaltung sind die drei Verbraucher mit einem gemeinsamen Punkt, dem sogenannten Sternpunkt, verbunden. Von diesem Punkt aus führt häufig ein Neutralleiter zur Erdung oder zu einphasigen Verbrauchern. Dadurch erhält man in der Sternschaltung eine definierte Bezugsspannung und kann sowohl drei- als auch einphasige Systeme betreiben.
Ein wichtiger Unterschied liegt in den auftretenden Spannungen. In der Sternschaltung liegt an jedem Verbraucher die Strangspannung an, also die Spannung zwischen einem Außenleiter und dem Sternpunkt. Die Leiterspannung, also die Spannung zwischen zwei Phasen, ist dabei um den Faktor √3 größer als die Strangspannung. Dieser Zusammenhang lässt sich mathematisch mit dem cdot-Operator ausdrücken:
ULeiter=3⋅UStrangU_{Leiter} = \sqrt{3} \cdot U_{Strang}ULeiter=3⋅UStrang
In der Dreieckschaltung hingegen wird jeder Verbraucher direkt zwischen zwei Außenleitern geschaltet. Die anliegenden Spannungen sind hier also die Leiterspannungen, und diese entsprechen exakt der Spannung über dem jeweiligen Verbraucher – die Strangspannung ist in der Dreieckschaltung somit gleich der Leiterspannung. Ein Neutralleiter oder Sternpunkt ist in dieser Verschaltung nicht vorhanden.
Die Dreieckschaltung wird bevorzugt eingesetzt, wenn hohe Leistung übertragen werden soll oder wenn der Anschluss von elektrischen Maschinen wie Drehstrommotoren erfolgt. Da kein Neutralleiter benötigt wird, ist sie vor allem in industriellen Anlagen beliebt, in denen die angeschlossenen Verbraucher eine symmetrische Belastung darstellen.
Ein weiterer Vorteil liegt in der höheren möglichen Leistungsausbeute: Bei gleicher Spannung und gleichem Strom kann ein Motor in der Dreieckschaltung eine um den Faktor 3 höhere Leistung aufnehmen als in der Sternschaltung, was sich insbesondere beim Anlauf großer Maschinen bemerkbar macht.
In einer Dreieckschaltung wirken die Spannungen zwischen den Phasen direkt auf die angeschlossenen Verbraucher. Dies bedeutet, dass jeder Verbraucher die volle Spannung zwischen zwei Außenleitern erhält. Die Belastung der Leiter ist dabei abhängig von der Art des Verbrauchers und dessen elektrischem Widerstand oder Impedanz.
Bei unsymmetrischer Belastung oder im Fehlerfall ist besondere Vorsicht geboten, da in der Dreieckschaltung kein Neutralleiter existiert, über den mögliche Differenzströme abgeleitet werden könnten – anders als bei der Sternschaltung mit geerdetem Sternpunkt.
Typische Anwendungen der Dreieckschaltung finden sich in:
Häufig wird die Dreieckschaltung mit der Sternschaltung kombiniert, z. B. beim sogenannten Stern-Dreieck-Anlauf von Motoren. Dabei wird ein Motor zunächst in der Sternschaltung betrieben, um die Anlaufströme zu begrenzen, und dann nach kurzer Zeit auf Dreieckschaltung umgeschaltet, um die volle Leistung zu erreichen.
Die Dreieckschaltung ist eine effiziente und leistungsstarke Verschaltungsart in der Elektrotechnik, die besonders bei Drehstromsystemen mit hoher Belastung eingesetzt wird. Im Vergleich zur Sternschaltung bietet sie eine höhere Energieausbeute, benötigt jedoch keinen Neutralleiter und stellt höhere Anforderungen an die Symmetrie der Verbraucher.
Ein fundiertes Verständnis der Zusammenhänge zwischen Spannung, Strangspannung, Phasen, Verbrauchern und Verschaltungsarten wie Dreieck oder Stern ist entscheidend für die sichere Planung und den Betrieb elektrischer Anlagen im Wechselstromnetz.
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