Was ist das Niederspannungsnetz und wie funktioniert es?

Das Niederspannungsnetz ist Teil eines der drei elektrischen Spannungsbereiche und hat seine eigenen technischen Eigenschaften.

Wenn wir verstehen Das Stromnetz besteht aus einem großen Netzwerk miteinander verbundener Netze mit unterschiedlichen Spannungen. Das Niederspannungsnetz liegt dabei am nächsten zu den üblichen Verbrauchspunkten, mit denen wir täglich zu tun haben. Doch etwas so Alltägliches ist uns manchmal völlig unbekannt. Deshalb möchten wir heute erklären, wie das Niederspannungsnetz funktioniert und wodurch es sich von den anderen Netzen unterscheidet. Sind Sie dabei?

Um zu verstehen, was das Niederspannungsnetz (NS-Netz) ist, müssen wir zunächst klären, was elektrische Spannung bedeutet und welche Arten es gibt. Elektrische Spannung ist eine Messgröße (technisch gesehen eine physikalische Größe), mit der wir die elektrische Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Netz berechnen können. Man könnte sie mit dem Durchfluss vergleichen – um im Bild eines Flusses zu bleiben –, den eine Leitung entlang ihrer Strecke tragen kann. Daher gilt: Je höher das elektrische Potenzial (größere Menge oder elektrische Ladung), desto höher ist die Spannung, die das Netz kontrolliert und effizient transportieren und/oder aufrechterhalten kann.

In der Elektrotechnik werden drei Hauptspannungsarten unterschieden: Hochspannung, Mittelspannung und Niederspannung. Wir unterscheiden sie anhand der Strommenge, die sie übertragen können, und ihrer Entfernung zu den Verbrauchspunkten. Normalerweise ist die Spannung in den Anfangsphasen des Energietransports höher, da ein höheres elektrisches Potenzial benötigt wird, um den Energiefluss zu erhöhen und Verluste zu minimieren. Anschließend muss die Spannung, je näher wir den Verbrauchspunkten kommen, aus Sicherheitsgründen reduziert werden, um das Unfallrisiko beim Umgang mit den Geräten zu minimieren und sie an die Betriebsbereiche der Schaltungen und Geräte anzupassen, mit denen wir im Alltag interagieren. Hier kommt unser heutiger Protagonist ins Spiel.

Niederspannungsnetze arbeiten mit Wechselspannungen bis zu 1 kV. Diese Eigenschaften sind immer dann vorhanden, wenn wir ein Gerät benutzen – diese arbeiten üblicherweise mit Wechselspannungen zwischen 220 und 230 Volt – oder einen Schalter in unseren Häusern betätigen. Deshalb ist Niederspannung die gebräuchlichste Spannungsart für uns alle, da sie unseren Alltag erleichtert.

Niederspannungsnetze finden also vielfältige Anwendung im Alltag. Hier einige Beispiele:

• 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

  • Straßenbeleuchtung
  • Außenbeleuchtung von Gebäuden und öffentlichen Bereichen

• Telekommunikation

  • Telefonie- und Kommunikationsausrüstung
  • Telekommunikationsnetze

• Physische Sicherheit

  • Perimeterüberwachungssysteme

Welche Elemente der elektrischen Schaltanlage arbeiten mit Niederspannung?

Damit all dies funktioniert, arbeiten verschiedene Komponenten an unterschiedlichen Punkten im Niederspannungsnetz zusammen. Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten:

• Transformatorstation: Diese Stationen fungieren als große Steuerungs- und Energieverteiler im komplexen Stromnetz. Die Stromverteiler (CTs) – die Abkürzung für CT – befinden sich an den Ausgängen von Umspannwerken zu unseren Stromnetzen und verteilen und liefern elektrische Energie an die Verbrauchszonen. Dies geschieht mithilfe ausgefeilter Schutz- und Automatisierungssysteme im Netz. Dabei vereinen sie einige der wichtigsten Elemente des Niederspannungsnetzes, wie beispielsweise: Die Niederspannungsverteilung (Low Voltage Switch): Sie ist die zentrale Komponente des Niederspannungsnetzes. Ihre Funktion ist die Verteilung und der Schutz der Energieversorgung unserer Haushalte. Durch die Umwandlung – Reduzierung – der Spannung im Transformator erhöht sich die Stromstärke, und dieses Element ermöglicht die Verteilung und den Schutz dieser Stromstärke auf eine bestimmte Anzahl von Steckdosen, die zu unseren Haushalten führen.
• Elektrischer Transformator: Er ist ein weiteres wichtiges Element des Stromwandlers und ein elektrisches Bauteil, das die Erhöhung oder Verringerung der Spannung eines Stromkreises für dessen anschließende Verteilung ermöglicht. Auf diese Weise kann die Spannung im Niederspannungsverteiler nachträglich reduziert werden.
• Differenzial-/Sicherungsverteiler: Wenn Energie verteilt wird, erreicht sie den Differenzialverteiler außerhalb unserer Häuser, der als Schutz für unser Netz dient; Dadurch wird sichergestellt, dass im Falle einer möglichen Änderung alle angeschlossenen Elemente durch Sicherungen geschützt sind und somit Schäden verhindert werden.