Ratgeber
Phasenwender dienen dazu, die Drehrichtung von Drehstrommotoren zu verändern. Mit ihrer Hilfe kann ein rechtsdrehendes Drehfeld hergestellt werden, das für Kraftstrominstallationen bzw. mehrphasige Stromkreise gefordert ist. Wie genau das funktioniert und worauf bei der Auswahl von Phasenwendern zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Schwere Maschinen und Geräte mit Elektromotoren, vor allem solche, die auf Baustellen und in der Industrie zum Einsatz kommen, benötigen für den Betrieb Dreiphasenwechselstrom, auch Kraftstrom, Starkstrom oder Drehstrom genannt.
Um diesen bereitzustellen, braucht man dreiphasige Drehstromsteckverbindungen. Dabei handelt es sich meistens um rote CEE-Steckverbinder, die eine Nennspannung von 400 V liefern und mit drei Außenleitern, einem Neutralleiter und einem Schutzleiter ausgestattet sind. Die Rundsteckvorrichtungen basieren auf dem internationalen Standard IEC 60309, der für alle „Stecker, Steckdosen und Kupplungen für industrielle Anwendungen“ gilt.
In europäischen Ländern sind die Versionen für Nennströme von 16 A und 32 A am gebräuchlichsten, es gibt aber auch Ausführungen mit 63 A und 125 A. Im Regelfall sind rote CEE-Drehstromsteckverbinder 5-polig. 4-polige Stecker sind seltener anzutreffen. Sie eignen sich zwar ebenfalls für die Anbindung an Dreiphasenwechselstrom, haben aber keinen Neutralleiter. 5-polige CEE-Stecker verfügen über fünf Kontakte. Davon führen drei Kontakte die Außenleiter L1, L2 und L3, ein Kontakt den Neutralleiter (N) und ein Kontakt den Schutzleiter bzw. das Erdpotenzial (PE). Bezugnehmend auf seinen Aufbau trägt der rote CEE-Stecker die Typenbezeichnung 3L+N+PE.
Für CEE-Drehstromsteckdosen ist vorgeschrieben, in welcher Reihenfolge die drei Außenleiter verdrahtet sein müssen. Man spricht in dem Zusammenhang auch von der Phasenfolge. Gefordert ist ein Rechtsdrehfeld. Das heißt: Mit Blick auf die Steckdose muss rechtsdrehend im Uhrzeigersinn erst L1, dann L2 und zum Schluss L3 seine Spannungsspitze erreichen. Da in der Praxis nicht immer davon ausgegangen werden kann, dass die Außenleiter korrekt verdrahtet sind, ist nach DIN VDE 0100-600 eine Prüfung der Phasenfolge vorgeschrieben. Zu diesem Zweck werden Adapter mit unterschiedlichen Nennströmen (bspw. 16 A oder 32 A) angeboten, die einfach in die CEE-Steckdose gesteckt werden und beispielsweise per Signallicht anzeigen, ob ein Links- oder Rechtsdrehfeld vorliegt.
So gibt es Modelle, die im Fall eines Linksdrehfeldes rot und im Fall eines Rechtsdrehfeldes grün aufleuchten. Manche Adapter sind darüber hinaus in der Lage anzuzeigen, wenn ein Außenleiter oder ein Schutzleiter fehlt. Alternativ kann man zur Prüfung ein Drehfeldmessgerät verwenden. Es ermittelt die Richtung des Drehfeldes mithilfe von drei Messleitungen (eine für jeden Außenleiter) und kann zudem feststellen, wenn ein Außenleiter ausgefallen ist.
Aber was passiert nun, wenn statt eines geforderten Rechtsdrehfeldes ein Linksdrehfeld vorliegt? In dem Fall muss die Drehfeldrichtung geändert werden. Geschieht das nicht, hat das zur Folge, dass der Motor von drehstrombetriebenen Geräten rückwärts läuft. Das wiederum kann zu verminderter Leistung und schlimmstenfalls zu Überhitzung und irreversiblen Schäden führen. Um die Drehfeldrichtung zu ändern, reicht es aus, die Reihenfolge zweier Außenleiter an der CEE-Steckdose zu vertauschen. An dieser Stelle kommen Phasenwendestecker, kurz Phasenwender, ins Spiel.
Wie 5-polige CEE-Stecker sind sie üblicherweise mit fünf Kontaktstiften ausgestattet, von denen zwei Phasenstifte auf einem drehbaren Teller gelagert sind. Indem man den Phasenwender in eine CEE-Steckdose einsteckt und dreht, werden zwei Steckkontakte bzw. Außenleiter in ihrer Reihenfolge verändert. Die Richtung des Drehfelds kehrt sich somit um. In den meisten Fällen verwendet man dafür einen Schraubenzieher. Diesen setzt man von außen in die dafür vorgesehene Kerbe des Isoliertellers an und dreht ihn um 180°.
Durch den Einsatz eines Phasenwenders erspart man sich das aufwendige und nicht ungefährliche Umklemmen der Anschlussleitungen, das generell nur von Fachkräften vorgenommen werden darf.
Da es vorrangig CEE-Stecker und -Steckdosen sind, die in Verbindung mit Starkstrom eingesetzt werden, sind Phasenwender meistens als CEE-Phasenwender realisiert. Klassischerweise setzen sie sich aus einem Gehäuse und einem Steckereinsatz zusammen. Der Steckereinsatz ist meist 5-polig aufgebaut und demzufolge mit fünf Kontaktstiften versehen, von denen zwei auf einer rotierenden Scheibe liegen.
Am anderen Ende des Phasenwendesteckers befindet sich entweder ein Verlängerungskabel (Gummischlauchleitung) oder ein Kabelanschluss mit Zugentlastung. Hier kann das Stromkabel eingeführt und durch Verschrauben oder mithilfe von Schraubklemmen fixiert werden.
Phasenwender mit Verlängerungskabel sind manchmal zusätzlich mit einer CEE-Kupplung ausgestattet, was vorteilhaft ist, wenn größere Entfernungen zwischen Steckdose und zu versorgendem Gerät überwunden werden müssen. Es gibt auch Phasenwender, die lediglich als einfache Gerätestecker realisiert sind. Sie bestehen nur aus Gehäuse und Steckereinsatz und kommen ohne Kupplung, Kabel und Zugentlastung aus.
Phasenwender sind hauptsächlich mit den Schutzarten IP44 oder IP67 erhältlich. IP44-Ausführungen sind gegen das Eindringen fester Fremdkörper größer als 1 mm und gegen allseitiges Spritzwasser geschützt. IP67-Modelle sind noch robuster.
Sie sind im Gegensatz zu IP44-Steckern staubdicht, vollständig gegen Berührung gesichert und halten zeitweiligem Untertauchen stand. Aus diesem Grund eignen sie sich gut für den Einsatz im Freien und unter raueren Umgebungsbedingungen, wie sie auf Baustellen, in Fabriken oder in Produktions- und Werkstätten anzutreffen sind.
Phasenwender der Schutzart IP44 sind für die Verwendung im Innen- und Außenbereich geeignet, bei Wasser- und Staubaufkommen jedoch nicht die richtige Wahl.
Beim Kauf eines Phasenwenders spielen Bauform, Ausstattung und technische Parameter eine wichtige Rolle. Meistens handelt es sich um 5-polige CEE-Phasenwender, die für eine Wechselspannung von 400 V ausgelegt sind. Dementsprechend gibt es in Sachen Polzahl und Nennspannung wenig Varianz. Anders sieht es beim Nennstrom aus. CEE-Steckdosen sind je nach Version für eine Stromstärke von 16 A, 32 A oder höher ausgelegt. Ein Phasenwender muss darauf abgestimmt sein, um einen einwandfreien Betrieb sicherzustellen.
Praktisch sind Phasenwender mit Zugentlastung und Knickschutz, die einen Kabelanschluss mithilfe von Schraubklemmen ermöglichen. Dadurch lässt sich das Kabel einfach montieren, löst sich nicht, wenn stärkere Zugkräfte auftreten, und ist vor Beschädigungen besser geschützt. Aus Sicherheitsgründen empfehlen sich Modelle, bei denen sich das Gehäuse mithilfe eines Gewindeverschlusses und Sicherungsschiebers schließen lässt.
In vielen Fällen bestehen die Steckergehäuse aus widerstandsfähigem Kunststoff wie Polyamid, sind schlagfest und somit gut für die Verwendung in industrieller Umgebung geeignet. In dem Kontext gilt es auf eine passende Schutzart zu achten. IP44 ist eine gute Wahl, wenn der Phasenwender unter moderaten Umgebungsbedingungen im Innen- oder Außenbereich zum Einsatz kommt. Geht es anspruchsvoller zu, sollte die Schutzart höher ausfallen.
Um ein Kabel an einen Phasenwendestecker mit Schraubklemmen anzuschließen, muss es zunächst spannungsfrei sein. Dafür trennen Sie das Kabel vom Stromnetz. Anschließend nehmen Sie den Stecker zur Hand und lösen den Einsatz mit den Schraubklemmen nach vorne aus dem Gehäuse heraus. Dann schieben Sie das Kabel ungefähr 50 cm weit durch Kabelverschraubung und Gehäuse. Nun folgt das Abmanteln der Leitung und das Abisolieren der Einzelleiter. Wie weit abgemantelt und abisoliert werden muss, hängt vom maximalen Nennstrom ab. Empfehlenswert ist es, die Einzelleiter im Anschluss mit Aderendhülsen zu versehen, damit eine zuverlässige Kontaktierung sichergestellt ist. Die Einzelleiter führen Sie nun in die geöffneten Klemmen des Einsatzes ein und ziehen sie mithilfe der Schrauben fest. Wichtig: Es dürfen nur die blanken Leiter ohne Isolierung geklemmt werden und die Leiter müssen den Klemmen richtig zugeordnet sein. Zur Orientierung sind die Klemmen mit entsprechenden Kennzeichnungen versehen. Sitzen die Einzelleiter fest, verschrauben Sie das Gehäuse wieder mit dem Einsatz. Das erforderliche Anzugsmoment hängt ebenfalls vom Nennstrom ab und ist auf der Kabelverschraubung meist angegeben.
Worin unterscheiden sich die Phasenwendestecker mit IP 44 von solchen mit IP 54?
Phasenwendestecker der Schutzart IP 44 und IP 54 sind beide spritzwassergeschützt, bei IP 54 ist jedoch ein höherer mechanischer Schutz gegeben. Stecker dieser Schutzart sind vollständig gegen Berührung sowie gegen Staub in schädigender Menge geschützt.
Warum werden hauptsächlich CEE-Stecker, -Kupplungen und -Steckdosen für Starkstrom verwendet?
Das hat mehrere Gründe. Zum einen sind CEE-Stecker, CEE-Kupplungen und CEE-Steckdosen robuster als haushaltsübliche Schuko-Stecker und -Steckdosen sowie besser gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt. CEE-Kupplungen sind häufig noch mit einer Abdeckklappe ausgestattet, die zusätzlichen Schutz bietet. Des Weiteren können CEE-Steckverbinder aufgrund ihrer großen Kontaktflächen hohe Ströme optimal übertragen, ohne dass es zu einer Erwärmung kommt.
Können CEE-Stecker und CEE-Kupplungen unterschiedlicher Stromstärken verbunden werden?
Nein. CEE-Stecker und -Kupplungen zeichnen sich je nach zugrundeliegender Stromstärke durch eine spezifische Bauweise aus. Das heißt, ein Stecker mit 16 A passt nicht in eine Kupplung mit 32 A. Dadurch können Stecker und Kupplungen unterschiedlicher Stromstärken nicht versehentlich verbunden werden.