Was ist das Niederspannungsnetz und wie funktioniert es?

Das Niederspannungsnetz ist Teil eines der drei elektrischen Spannungsbereiche und verfügt über eigene technische Eigenschaften

Wenn wir das Stromnetz als eine große Anzahl miteinander verbundener Netze mit unterschiedlichen Spannungen verstehen, werden wir feststellen, dass das Niederspannungsnetz den üblichen Verbrauchspunkten, mit denen wir täglich zu tun haben, am nächsten ist. Etwas so Alltägliches wie dies ist jedoch manchmal ein völlig unbekanntes Phänomen. Deshalb möchten wir heute erklären, wie das Niederspannungsnetz funktioniert und welche Elemente es von seinen Schwesternetzen unterscheiden. Machen Sie mit?

Um zu verstehen, was das Niederspannungsnetz ist, müssen wir zunächst wissen, was wir unter elektrischer Spannung verstehen und welche Arten es gibt. Elektrische Spannung ist eine Messung (technisch gesehen eine physikalische Größe), mit der wir die Differenz des elektrischen Potenzials zwischen zwei Punkten in einem Netz berechnen können. Dies wäre so etwas wie der Durchfluss – in Flussbegriffen ausgedrückt –, den ein Kabel durch seine Leitung tragen kann; dann gilt: Je größer das elektrische Potenzial (größere Menge oder elektrische Ladung), desto höher ist die Spannung, die das Netzwerk kontrolliert und effizient transportieren und/oder unterstützen kann.

In der Elektrotechnik unterscheidet man drei Hauptspannungsarten: Hochspannung, Mittelspannung und Niederspannung. Wir unterscheiden sie nach der Menge an Elektrizität, die sie transportieren können, und nach ihrer Nähe zu den Verbrauchspunkten. Typischerweise ist die Spannung in den frühen Phasen des Energietransports höher, da hier ein größeres elektrisches Potenzial benötigt wird, um den „Fluss“ zu erhöhen und Verluste zu reduzieren.

Später, wenn wir uns den Verbrauchspunkten nähern, muss die Spannung aus Sicherheitsgründen reduziert werden, um das Unfallrisiko bei der Handhabung zu minimieren und um uns den Einsatzbereichen der Schaltkreise und Geräte anzunähern, mit denen wir in unserem täglichen Leben interagieren. Hier erscheint unser heutiger Protagonist.

Das Niederspannungsnetz und seine Eigenschaften

Demnach können wir ein Niederspannungsnetz als ein Netz definieren, das in Empfangsbereichen von maximal 1 kV Wechselstrom arbeitet. Diese Eigenschaften treten jedes Mal auf, wenn wir ein Gerät benutzen – normalerweise arbeiten diese mit Spannungen zwischen 220 und 230 Volt Wechselstrom – oder einen Schalter in unseren Häusern umlegen. Deshalb ist es für uns alle die gebräuchlichste Spannungsart, da sie unseren Alltag erleichtert.

Deshalb finden wir im Alltag unterschiedliche Verwendungsmöglichkeiten für Niederspannung. Sehen wir uns einige dieser Beispiele an:

• Wohnnutzung

  • Beleuchtung
  • Haushaltsgeräte und Freizeit
  • Heizung und Lüftung

• Gewerbliche Nutzung

  • Heizung und Lüftung
  • Beleuchtung
  • Ausrüstung

• Industrielle Nutzung

  • Maschinen und Fertigungsprozesse
  • Kontrollpunkte
  • Kommunikation
  • Computerausrüstung
  • Sicherheit

• Öffentliche Beleuchtung

  • Straßen- und Wegebeleuchtung
  • Außenbeleuchtung von Gebäuden und öffentlichen Bereichen

• Telekommunikation

  • Telefonie- und Kommunikationsgeräte
  • Telekommunikationsnetze

• Physische Sicherheit

  • Perimeterüberwachungssysteme

Welche Elemente einer elektrischen Schaltanlage arbeiten mit Niederspannung?

Damit dies alles funktioniert, gibt es eine Reihe von Agenten, die an verschiedenen Punkten im Niederspannungsnetz koordiniert arbeiten. Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten:

• Transformationszentrum: Diese Zentren würden als große Controller und Energieverteiler in dem großen Gewirr des Netzwerks fungieren. Die CTs (so die Abkürzung) befinden sich an den Ausgängen der Umspannwerke zu unseren Stromnetzen und verteilen und teilen elektrische Energie dank hochentwickelter Netzschutz- und Automatisierungssysteme den Verbrauchsgebieten zu. Dazu vereinen sie einige der wichtigsten Elemente des Niederspannungsnetzes, wie beispielsweise die folgenden:
• Niederspannungsschalttafel: Dies ist der Hauptakteur des Niederspannungsnetzes. Seine Funktion besteht darin, Energie in unseren Haushalten zu verteilen und zu schützen. Durch die Umwandlung – Verringerung – des Spannungswerts im Transformator erhöht sich der Stromwert und dieses Element ermöglicht die Verteilung und den Schutz dieses Stromwerts auf eine bestimmte Anzahl von Ausgängen, die zu unseren Häusern führen.
• Elektrischer Transformator: Er ist ein weiteres herausragendes Element des Stromwandlers und ein elektrisches Element, das die Erhöhung oder Verringerung der Spannung eines Stromkreises für die anschließende Verteilung ermöglicht. Auf diese Weise kann die Spannung anschließend im Niederspannungsfeld reduziert werden.
• Differential-/Sicherungsfeld: Wenn die Energie verteilt wird, erreicht sie das Differentialfeld außerhalb unserer Häuser, das als Schutz für unser Netzwerk dient. Dies garantiert, dass im Falle einer möglichen Veränderung alle angeschlossenen Elemente durch die Sicherungen geschützt sind und somit eine Verschlechterung verhindert wird.