Kolmivaihevirta

Sähkötekniikka

Alahaarat

Elektroniikka
Mittaustekniikka
Sähkövoimatekniikka
Säätötekniikka

Peruskäsitteitä

Kolmivaihevirta
Tasavirta
Vaihtovirta
Virtapiiri
Pätöteho
Näennäisteho
Loisteho

Fysikaalisia käsitteitä

Jännite
Resistanssi
Sähkövirta

Kolmivaihevirta on yksi vaihtovirran muoto. Kolmessa vierekkäisessä johtimessa on sinimuotoinen, samantaajuinen ja yhtä suuri jännite. Jännitteiden välillä on 1/3 jakson (120°) vaihe-ero, jolloin vaiheista yhteensä käytettävissä oleva teho on koko ajan yhtä suuri. Kolmivaihevirtaa käytetään yleisesti, erityisesti voimansiirrossa, sillä vakiotehon käytöstä on joitakin käytännön etuja.

Kolmivaihevirran kaavio.
L1 = Sininen
L2 = Punainen
L3 = Vihreä

Kolmea vaihetta merkitään nykyään sähköjärjestelmässä tunnuksilla L1, L2 ja L3. Aikaisemmat merkinnät vaiheille olivat R, S ja T. Vaihejohtimien värikoodi on yleensä ruskea, musta ja harmaa. Sähköjärjestelmän nollaa merkitään N:llä (tunnusväri sininen, vanhoissa asennuksissa harmaa, valkoinen tai vaaleansininen) ja suojamaata PE:llä (tunnusväri kelta-vihreä, vanhoissa asennuksissa punainen).

Vaiheen ja nollan välistä jännitettä kutsutaan vaihejännitteeksi, joka Suomen pienjänniteverkossa on 230 V. Vaiheiden välistä jännitettä kutsutaan pääjännitteeksi (Suomen pienjänniteverkossa 400 V).

Puhekielellä kolmivaihevirtaa kutsutaan myös nimellä "voimavirta". (Yksivaiheista sähkön käyttöä kutsutaan välillä nimellä "valovirta" tai "seinävirta".)

Kolmivaihesähkö muissa maissa

Keski-Euroopassa, erityisesti ranskankielisessä Belgiassa, on edelleen käytössä kolmivaihejärjestelmiä, jossa 230 V saadaan kahden vaihejohtimen väliltä. Tällöin kumpikaan johdin ei ole nollajohdin ja mm. pistorasioiden molemmissa koskettimissa on hengenvaarallinen (noin 133 V) jännite maahan verrattuna. Tämän vuoksi tällaisessa järjestelmässä olevissa nykyaikaisissa asennuksissa kaikki johdonsuojakytkimet katkaisevat molemmat johtimet (ranskaksi disjoncteur bipolaire). Lisäksi vikavirtasuojakytkin (ranskaksi dispositif différentiel à courant résiduel) kytkee sähköt pois, mikäli kyseisten kahden vaiheen välillä on virtaero. Tyypillisesti suoja laukeaa 30 milliampeerin erosta. Virtaero merkitsee sitä, että järjestelmässä on jossain vaiheen ja maan välinen virtapiiri, eli ongelmatilanne.

Kolmivaiheteho

Kolmivaihekytkennässä vaihejännitteellä U_P ja verkon vaiheen virralla I_P saatava teho on 3·U_P·I_P. Esim. 3x16A 3-vaihesulakkeiden maksimikuormitus on 3·230 V·16 A = 11 040 W.

Kolmivaiheverkon tähtikytkennässä vaihejännitteellä U_P ja kuorman virralla I (=verkon vaihevirta) saatava teho on P=3·U_P·I.

Kolmivaiheverkon kolmiokytkennässä vaihejännitteellä U_P ja kuorman virralla I_L saatava teho on $P=3 \cdot \sqrt {3} \cdot U_P \cdot I_L$. Tällöin verkon vaihevirta I_P on $\sqrt {3} \cdot I_L$ ja sähköverkon vaihejännitteen ja vaihevirran mukaan laskettu teho P on edelleen 3·U_P·I_P.

Katso myös

• Tähti-kolmiomuunnos
• Kaksivaihevirta