Drehstrom (auch Dreiphasenwechselstrom oder Kraftstrom genannt) ist das Rückgrat der elektrischen Energieversorgung. In fast allen Ländern wird die elektrische Energie als Drehstrom erzeugt, übertragen und verteilt.
Im Haushalt steht Drehstrom am Hausanschluss zur Verfügung (400 V zwischen den Außenleitern, 230 V zwischen Außenleiter und Neutralleiter). Für Elektrofachkräfte ist das Verständnis von Drehstromsystemen unverzichtbar – von der Dimensionierung von E-Herden bis zur Installation von Ladestationen.
Was ist Drehstrom?
Drehstrom besteht aus drei Wechselspannungen gleicher Frequenz (50 Hz), die um jeweils 120° gegeneinander phasenverschoben sind. Diese drei Phasen werden als L1, L2 und L3 bezeichnet (früher: R, S, T).
Die zwei Spannungsebenen
Strangspannung (U_S = 230 V)
Die Spannung zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter. Dies ist die normale Haushaltsspannung, die an jeder Steckdose anliegt.
Verkettete Spannung (U_L = 400 V)
Die Spannung zwischen zwei Außenleitern. Diese höhere Spannung wird für leistungsstarke Verbraucher wie E-Herde, Durchlauferhitzer und Motoren verwendet.
Beziehung: U_L = √3 × U_S = 1,732 × 230 V ≈ 400 V
Schaltungsarten
Sternschaltung (Y)
Die Stränge des Verbrauchers sind zwischen Außenleiter und Sternpunkt geschaltet.
U_Strang = U_L / √3 = 230 V
I_L = I_S (Außenstrom = Strangstrom)
Benötigt N-Leiter bei unsymmetrischer Last
Dreieckschaltung (Δ)
Die Stränge des Verbrauchers sind direkt zwischen je zwei Außenleitern geschaltet.
U_Strang = U_L = 400 V
I_L = √3 × I_S (Außenstrom = √3 × Strangstrom)
Kein N-Leiter erforderlich
Das Zeigerdiagramm
Die drei Phasenspannungen lassen sich als rotierende Zeiger darstellen, die mit 50 Umdrehungen pro Sekunde (50 Hz) rotieren:
Stern- und Dreieckschaltung im Vergleich
Dreieckschaltung (Δ)
L1L3L2Uₛ = 400V
💡 Normhinweis gemäß DIN VDE 0100-520: Die Absicherung muss den Leiterstrom Iₗ berücksichtigen, nicht den Strangstrom.
Vorteile des Drehstroms
Höhere Übertragungseffizienz: Mit drei Leitern kann mehr Leistung übertragen werden als mit zwei
Konstante Momentanleistung: Die Summe der drei Phasenleistungen ist konstant (keine Pulsation)
Selbstanlaufende Motoren: Drehstrommotoren erzeugen ein rotierendes Magnetfeld
Wirtschaftlicher: Weniger Kupfer für gleiche Leistung als bei Einphasensystem
Schritt-für-Schritt
1Bestimmen Sie die Anschlussart (Stern oder Dreieck)
2Identifizieren Sie die bekannten Größen (U_L, U_S, P, I)
3Wählen Sie die passende Formel
4Beachten Sie den Faktor √3 = 1,732
5Setzen Sie die Werte ein und berechnen
6Prüfen Sie die Plausibilität des Ergebnisses
Praktische Beispiele
1
Strom eines E-Herds berechnen
Aufgabe
Ein E-Herd hat 9 kW Anschlussleistung bei 400 V Drehstrom. Welcher Strom fließt?
Lösung
1Gegeben: P = 9000 W, U = 400 V, cos φ ≈ 1 (ohmsche Last)
2Gesucht: I
3Formel: P = √3 × U × I × cos φ → I = P / (√3 × U × cos φ)
4Einsetzen: I = 9000 / (1,732 × 400 × 1)
5I = 9000 / 692,8 = 13 A
Der E-Herd benötigt etwa 13 A pro Außenleiter.
2
Motor-Leistungsaufnahme
Aufgabe
Ein Drehstrommotor nimmt 16 A bei 400 V auf und hat cos φ = 0,85. Welche Leistung?
Lösung
1Gegeben: I = 16 A, U = 400 V, cos φ = 0,85
2Gesucht: Wirkleistung P
3Formel: P = √3 × U × I × cos φ
4Einsetzen: P = 1,732 × 400 × 16 × 0,85
5P = 9425 W ≈ 9,4 kW
Der Motor nimmt etwa 9,4 kW Wirkleistung auf.
3
Absicherung einer Wallbox
Aufgabe
Eine 11 kW Wallbox soll installiert werden. Welche Absicherung ist erforderlich?
Lösung
1Gegeben: P = 11000 W, U = 400 V, cos φ = 1 (Elektronik korrigiert)
2Gesucht: Absicherung
3Strom: I = P / (√3 × U) = 11000 / (1,732 × 400) = 15,9 A
4Nächste Normabsicherung: 16 A
5Empfehlung: 20 A für Reserve und Anlaufströme
Die Wallbox sollte mit mindestens 16 A, besser 20 A abgesichert werden.
Normative Grundlagen
DIN VDE 0100-520: Kabel- und Leitungsanlagen für Drehstromanschlüsse
DIN VDE 0100-530: Schalt- und Steuergeräte
DIN 18015-1: Mindestausstattung für Drehstromanschlüsse in Wohngebäuden
Drehstrom ermöglicht effiziente Energieübertragung und selbstanlaufende Motoren.
Häufig gestellte Fragen
Der Begriff "Kraftstrom" stammt aus der Zeit, als Drehstrom hauptsächlich für Kraftmaschinen (Motoren) verwendet wurde. Heute ist die Bezeichnung technisch veraltet, wird aber im Volksmund noch verwendet. Korrekt ist "Drehstrom" oder "Dreiphasenwechselstrom".
Bei symmetrischer Belastung (alle drei Phasen gleichmäßig belastet, z.B. Drehstrommotor) ist kein Neutralleiter erforderlich, da sich die Ströme im Sternpunkt aufheben. Bei unsymmetrischer Belastung (E-Herd mit unterschiedlichen Kochstellen) muss der Neutralleiter den Ausgleichsstrom führen.
Bei Drehstrommotoren dreht sich die Drehrichtung um. Bei elektronischen Geräten kann dies zu Fehlfunktionen oder Schäden führen. Die Phasenfolge kann mit einem Drehfeldmessgerät geprüft oder durch Tauschen zweier Außenleiter korrigiert werden.
Drehstromanschlüsse sind an roten CEE-Steckern (16 A, 32 A, 63 A etc.) erkennbar. Am Verteiler erkennt man Drehstromkreise an 3-poligen oder 4-poligen Sicherungen. Die Leitungsbezeichnung enthält "5×" (z.B. NYM-J 5×2,5) für 5-adrige Kabel.
