Expertenleitfaden: Verdrahtung von 208 V & 120 V 1- & 3-Phasen-Hauptverteilern

Verdrahtungsinstallation von Ein- & Dreiphasen, 120 V & 208 V Stromkreisen & Schaltern im Hauptverteiler

In den USA ist 208 V Ein- und Dreiphasig eine der Standardspannungen für Gewerbeanwendungen. Sie kann aus Stern-Stern (Stern zu Stern), Dreieck-Stern oder High-Leg-Delta-Konfiguration der Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators gewonnen werden.

In diesem Beitrag betrachten wir die Stern-Stern-Verbindung für die Ein- und Dreiphasen-208-V- sowie zusätzlich 120-V-Einphasen-Verteilerverdrahtung. Andere Verbindungstypen folgen in späteren Beiträgen.

Im Allgemeinen installieren Energieversorger drei Transformatoren, um 208 V und 120 V Versorgungsspannungen zu erhalten. Die Primärseiten dieser drei Abwärtstransformatoren sind an die 7,2 kV-Versorgung angeschlossen. Die Transformatoren reduzieren die Spannung auf die gewünschten 208 V und 120 V für Gewerbe- und Industrieanlagen.

In dieser Auslegung stehen folgende Spannungsebenen vom Gewerbef Transformator zur Verfügung:

• 208 V Dreiphasig, 4 Leiter (drei Außenleiter + Schutzleiter)
• 208 V Einphasig, 3 Leiter (zwei Außenleiter + Schutzleiter)
• 120 V Einphasig, 3 Leiter (ein Außenleiter + Neutralleiter + Schutzleiter)

Dies ist die generelle Auslegung und kann variieren (weitere Verdrahtung hängt von Geräteanforderungen ab), z. B. kann Neutralleiter in sowohl Ein- als auch Dreiphasen-208-V-Stromkreisen nötig sein (siehe Abbildung).

Die dreiphasige Leistung vom Sekundärwicklungsausgang des Verteiltransformators über isolierte Leitungen gelangt in den Zählerkasten und Hauptschalter und schließlich in den Hauptverteiler. Jeder Leiter bzw. Außenleiter wird an einen separaten Sammelschienenanschluss im Verteilerkasten angeschlossen. Drei-, zwei- und einpolige Leitungsschutzschalter können auf die drei Sammelschienen aufgesteckt werden (Metallschienen halten die Schalter fest).

In 120-V- und 208-V-, 1- & 3-Phasigen Verdrahtungssystemen sind folgende Spannungsebenen im Hauptverteiler verfügbar:

• Spannung zwischen drei Außenleitern (Außenleiter 1, 2 & 3) = 208 V Dreiphasig
• Spannung zwischen je zwei Außenleitern = 208 V Einphasig
• Spannung zwischen beliebigem Außenleiter und Neutralleiter = 120 V Einphasig

Fast alle Verteilerkästen für Stern- und Dreieckschaltung verschiedener Hersteller sind gleich aufgebaut: Es gibt Außenleiter-Sammelschienen für dreipolige Schalter und separate Sammelschienen für Neutralleiter und Schutzleiter. Beachten Sie: Alle 208-V-120-V-Verteiler haben den Neutralleiter, besonders in Sternkonfiguration, außer wenn kein 120-V-Einphasensystem benötigt wird oder spezielle Dreiphasenmotoren (z. B. Abwasserpumpen) ohne Neutralleiter betrieben werden.

Zusätzlich gibt es Fälle in Dreieckschaltung, wo Neutralleiter nicht benötigt wird. Außerhalb davon ist Schutzleiter in fast allen Konfigurationen (Stern oder Dreieck) erforderlich, unabhängig davon, ob Neutralleiter in der Verdrahtung nötig ist oder nicht.

• Verwandter Beitrag: Wie man 277 V & 480 V, 1-Phasig & 3-Phasig, Gewerbe-Hauptverteiler verdrahtet?

Verwandter Beitrag:

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Sehen wir uns an, wie man 208-V- und 120-V-Ein- und Dreiphasenschalter und Lastpunkte verdrahtet.

Wie man 208 V Dreiphasen Stromkreise & Schalter verdrahtet

Die folgende Anleitung zeigt, wie man 208-V-Dreiphasenschalter in Gewerbe- oder geeigneten Wohnanlagen installiert.

Wie in der Abbildung gezeigt, wird ein dreipoliger Leitungsschutzschalter an drei Außenleiter-Sammelschienen angeschlossen (drei Leiter/Außenleiter). Die drei abgehenden Außenleiter vom 3-Poligen MCB, Schutzleiter (und Neutralleiter falls nötig) werden an die dreiphasige Last wie 208-V-Dreiphasenmotor angeschlossen.

Sofern lokale Vorschriften dies erlauben, können für 208-V-Dreiphasenstromkreise auch drei einpolige Schalter verwendet werden, wenn alle an separate Außenleiter-Sammelschienen angeschlossen sind und die Hauptschalter aller Schalter miteinander verbunden sind (ein Schalter muss alle Schalter gleichzeitig EIN/AUS schalten). Dies ist in der obigen Abbildung dargestellt.

Bei 208-V-Dreiphasengeräten können vier oder fünf Leiter nötig sein, wobei drei als Außenleiter und die restlichen als Schutz- und Neutralleiter dienen. Beispielsweise können vierpolige, vieradrige, nicht geerdete Steckdosen wie 18-15R, 18-20R, 18-30R, 18-50R, 18-60R, L18-20R, L18-30R etc. ohne Neutralleiter angeschlossen werden. Gleiches gilt für AG208C3-Überspannungsschutz. In manchen Fällen ist geerdeter Neutralleiter nötig – Bedienungsanleitung beachten.

Andererseits können fünfpolige, fünfadrige, geerdete Steckdosen an alle drei Außenleiter plus Neutral- und Schutzleiter angeschlossen werden, wie L21-20R und L21-30R etc.

Wie man 208 V Einphasige Stromkreise & Schalter verdrahtet

Die folgende Anleitung zeigt, wie man 208-V-Einphasenschalter für Gewerbezwecke installiert.

Wie in der Abbildung gezeigt, wird ein zweipoliger Schalter an zwei beliebige Außenleiter-Sammelschienen angeschlossen (Außenleiter 1 & 2, oder 2 & 3, oder 3 & 1). Die zwei abgehenden Außenleiter vom 2-Poligen Schalter, Schutzleiter (und Neutralleiter falls nötig) werden an die Einphasenlast wie 208-V-Warmwasserbereiter angeschlossen.

Es gibt einen Spezialfall, wo dreipolige Schalter für 208-V-Einphasenstromkreise und -Lasten verwendet werden können. Dazu einfach die zwei Außenleiter-Ausgänge des Schalters mit dem Lastpunkt verbinden. Neutralleiter bei Bedarf anschließen. So versorgt ein dreipoliger Schalter einen 208-V-Einphasenstromkreis (siehe Abbildung oben).

Gut zu wissen: Es ist gute Praxis, das System in allen Dreiphasensystemen so weit wie möglich symmetrisch zu belasten für zuverlässigen Transformatorbetrieb. Wenn nur dreipolige Schalter im Dreiphasenverteiler installiert sind, ist die Unsymmetrie leicht zu managen, aber die Situation wird komplex, wenn alle drei-, zwei- und einpoligen Schalter installiert sind.

Beispielsweise verbraucht ein 120-V-Einphasenschalter sehr wenig Leistung im Vergleich zum Dreiphasen-Warmwasserkreis. Dadurch liefert einer der Transformatoren mehr Leistung als die anderen beiden.

Ebenso, wenn die meisten Schalter auf derselben Sammelschiene sitzen, tritt dasselbe Unsymmetrieproblem auf. Betreiber bemühen sich, die Last symmetrisch zu verteilen und gleiche Ströme auf jedem Außenleiter zu halten für zuverlässigen Kraftwerks- und Netzbetrieb.

Bei Spannungsunsymmetrie wird der Sternpunkt in Sternschaltung (Neutralleiter, der den Resultierstrom führt) ordnungsgemäß geerdet (Erdungssystem). Dies ist nötig, da Lasten praktisch nie so symmetrisch sind wie im Idealfall. Zudem ist der Neutralleiterquerschnitt kleiner als der der drei Außenleiter (lokale Vorschriften beachten).

Wie man 120 V Einphasige Stromkreise & Schalter im 208-V-Verteiler verdrahtet

Die folgende Anleitung zeigt, wie man 120-V-Einphasenschalter im 208-V-Dreiphasenverteiler für Wohnanwendungen wie Beleuchtung oder Deckenventilator installiert.

Wie in der Abbildung unten gezeigt, wird ein einpoliger Schalter an einen beliebigen Außenleiter-Sammelschienenanschluss angeschlossen (Außenleiter 1, 2 oder 3). Der abgehende Außenleiter vom 1-Poligen Schalter, Neutralleiter und Schutzleiter wird an die Einphasenlast wie 120-V-Steckdose, Glühlampe oder Deckenventilator angeschlossen.

Beachten Sie: In manchen Fällen können Sie einen dreipoligen Schalter für 120-V-Einphasenlasten nutzen, wenn Sie nur einen Außenleiter vom Schalterausgang abgreifen und den Neutralleiter vom Neutralleiter-Sammelschienenanschluss zum Lastpunkt führen. Dies muss gemäß der Strombelastbarkeit des angeschlossenen Geräts erfolgen.

Wie man 120 V & 208 V, 1-Phasig & 3-Phasig Last verdrahtet

Die folgende Abbildung zeigt alle drei möglichen Verdrahtungsanschlüsse in 208-V-Dreiphasenkonfiguration.

• Ein 208-V-Dreiphasenmotor ist an alle drei Außenleiter-Sammelschienen plus Neutral- und Schutzleiter angeschlossen.
• Ein 208-V-Einphasen-Warmwasserbereiter ist an Außenleiter 1 und 2 plus Schutzleiter angeschlossen.
• Eine 120-V-Einphasen-Standardsteckdose ist an Außenleiter 1, Neutralleiter und Schutzleiter angeschlossen.
• Eine 208-V-Dreiphasen-, 20-A-, L21-20R-Steckdose ist an alle drei Außenleiter plus Schutz- und Neutralleiter angeschlossen.

Verdrahtungs-Farbcodes für 208 V:

In dieser Anleitung wurden unterschiedliche Leiterfarben nur zur Illustration verwendet. Bitte beachten Sie die National Electrical Codes (NEC) oder andere lokale Farbcodes.

Für 208-V-Ein- und Dreiphasenstromkreise haben wir NEC- und gängige Praxis-Farbcodes wie folgt verwendet:

• Schwarz = Außenleiter 1 oder Leiter 1
• Rot = Außenleiter 2 oder Leiter 2
• Blau = Außenleiter 3 oder Leiter 3
• Weiß = Neutralleiter
• Grün = Blanker Leiter als Schutzleiter

Die empfohlenen Farben für Außenleiter in einem 208-V-Dreiphasensystem sind Schwarz, Rot und Blau für die drei Außenleiter. Wurde ein weißer Leiter in 208 V für spannungsführenden Leiter verwendet, muss er mit einem schwarzen Streifen oder Band gekennzeichnet werden. So ist er eindeutig als Außenleiter identifizierbar und nicht als Neutralleiter.

Nicht Grün, Grün-Gelb oder blanker Leiter für spannungsführende Leiter verwenden. Ausschließlich Kupferleiter verwenden, um Widerstand und Wärme zu minimieren statt Aluminiumleiter im Hauptverteiler.

Sicherheitsvorkehrungen

• Stromquelle trennen (und sicherstellen, dass sie wirklich AUS ist) vor Wartung, Reparatur oder Installation elektrischer Geräte. Dazu Hauptschalter im Hauptverteiler ausschalten.
• Nie auf nassen oder metallischen Teilen stehen oder diese berühren während Reparatur oder Installation.
• Alle Warnungen und Anweisungen sorgfältig lesen und strikt befolgen bei dieser Anleitung oder anderen praktischen Elektroarbeiten.
• Immer richtigen Kabel- und Leiterquerschnitt, passende Steckdosen und Schalter sowie geeignete Schaltergrößen verwenden. Auch Leiterquerschnittsrechner nutzen.
• Niemals ohne fachkundige Anleitung und Sorgfalt mit Elektrizität experimentieren (gefährlich und tödlich). Installationen und Reparaturen nur in Gegenwart erfahrener Personen mit umfassendem Wissen und guter Praxis durchführen.
• Eigene Elektroarbeiten sind gefährlich und in manchen Fällen illegal. Vor Änderungen an Elektroinstallationen lizenzierten Elektriker oder Energieversorger kontaktieren.
• Der Autor haftet nicht für Verluste, Verletzungen oder Schäden durch Anzeige oder Nutzung dieser Informationen oder fehlerhafte Schaltungsnachbauten. Bitte vorsichtig sein – es geht um Elektrizität, und Elektrizität ist zu gefährlich.

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