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Einheit
Ampere (A)
Einfach erklärt
Der Leiterstrom (I_L) ist der Strom, der in einem Außenleiter (einer Phase) eines Drehstromsystems fließt – zu unterscheiden vom Strangstrom (I_P), der durch eine einzelne Wicklung bzw. einen Verbraucherstrang fließt. Der Zusammenhang hängt von der Schaltungsart ab: bei Sternschaltung ist der Leiterstrom gleich dem Strangstrom (I_L=I_P), bei Dreieckschaltung ist der Leiterstrom um den Faktor √3 größer als der Strangstrom (I_L=√3·I_P), weil sich in jedem Außenleiter die Ströme zweier benachbarter, phasenverschobener Stränge überlagern. Der Leiterstrom bestimmt zusammen mit der Leiterspannung die übertragene Drehstromleistung: P=√3·U_L·I_L·cos φ.
Merksatz: Kabel, Sicherungen und Schütze in einer Drehstromzuleitung werden immer für den Leiterstrom dimensioniert, nicht für den Strangstrom – bei Dreieckschaltung ist das der um √3 größere Wert.
Fortgeschrittene Erklärung
In der Dreieckschaltung ergibt sich der Leiterstrom aus der vektoriellen Differenz zweier um 120° versetzter Strangströme gleicher Amplitude: I_L=I_P1−I_P2, was betragsmäßig wieder den Faktor √3 liefert – geometrisch analog zur Spannungsberechnung in der Sternschaltung, nur mit vertauschten Rollen von Spannung und Strom.
Für die Leistungsberechnung ist es unerheblich, ob eine Last in Stern oder Dreieck betrieben wird, solange die Betriebsspannung an jeder Wicklung korrekt eingestellt ist: In beiden Fällen gilt für die Gesamtwirkleistung P=√3·U_L·I_L·cos φ, wobei U_L und I_L stets die am Netzanschluss messbaren (verketteten) Größen sind.
Bei unsymmetrischer Last (z. B. ungleich verteilte einphasige Verbraucher auf die drei Außenleiter) unterscheiden sich die drei Leiterströme voneinander, und im Vierleiternetz fließt ein von null verschiedener Neutralleiterstrom, der bei der Dimensionierung des Neutralleiters berücksichtigt werden muss.
Beim Anlauf von Asynchronmotoren kann der Leiterstrom kurzzeitig das 5- bis 8-fache des Nennstroms erreichen (Anlaufstrom), was bei der Auslegung von Sicherungen, Motorschutzschaltern und beim Stern-Dreieck-Anlauf berücksichtigt werden muss.
Fachlicher Hinweis: Bei einer Strommessung im Drehstromsystem ist stets zu prüfen, ob die verwendete Zange oder das Messgerät den Leiterstrom (im Außenleiter) oder den Strangstrom (in der Wicklung) erfasst – bei Sternschaltung sind beide identisch, bei Dreieckschaltung nicht.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
I_L Leiterstrom (Außenleiterstrom) in Ampere (A), I_P Strangstrom in Ampere (A), U_L Leiterspannung in Volt (V), cos φ Leistungsfaktor, √3≈1,732.
Beispiel und Vorgehensweise
Ein Drehstrommotor nimmt bei Nennlast eine elektrische Leistung von P=8,3kW bei U_L=400V und cos φ=0,85 auf. Gesucht ist der Leiterstrom.
- Werte notieren: P=8300W, U_L=400V, cos φ=0,85.
- Formel umstellen: I_L=P/(√3·U_L·cos φ).
- Einsetzen: I_L=8300/(1,732·400·0,85)=8300/588,9.
- Ergebnis: I_L≈14,1A.
Ist derselbe Motor in Dreieckschaltung ausgeführt, beträgt der Strangstrom in jeder Wicklung I_P=I_L/√3=14,1A/1,732≈8,14A – deutlich weniger als der Leiterstrom, da sich in Dreieckschaltung die Ströme zweier Stränge in jedem Außenleiter überlagern. Bei der internen Wicklungsverdrahtung ist deshalb immer der kleinere Strangstrom, bei Zuleitung und Absicherung dagegen immer der größere Leiterstrom maßgeblich.
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