Het grootste deel van de wereldbevolking (Europa, Afrika, Azië, Australië, Nieuw-Zeeland) en een groot deel van Zuid-Amerika gebruiken een netspanning die binnen 6% van 230 V ligt. In het Verenigd Koninkrijk en Australië is de nominale voedingsspanning 230 V +10%/-6% om rekening te houden met het feit dat de meeste transformatoren in feite nog steeds zijn ingesteld op 240 V. De 230 V-norm is wijdverbreid, zodat 230 V-apparatuur in de meeste delen van de wereld kan worden gebruikt met behulp van een adapter of door de stekker van de apparatuur aan te passen aan de norm voor het specifieke land.De Verenigde Staten en Canada gebruiken een voedingsspanning van 120 volt ± 6%. Japan, Taiwan, Saoedi-Arabië, Noord-Amerika, Midden-Amerika en sommige delen van het noorden van Zuid-Amerika gebruiken een spanning tussen 100 V en 127 V. Brazilië is ongewoon omdat het zowel systemen van 127 V als van 220 V bij 60 Hz heeft en ook verwisselbare stekkers en stopcontacten toestaat. Saudi-Arabië en Mexico hebben gemengde voltagesystemen; in woningen en lichte commerciële gebouwen gebruiken beide landen 127 volt, met 220 volt in commerciële en industriële toepassingen. De Saoedische regering heeft in augustus 2010 plannen goedgekeurd om het land over te schakelen op een volledig 230/400 volt systeem, maar Mexico heeft geen plannen om over te schakelen.
Het meten van spanningEdit
Er moet onderscheid worden gemaakt tussen de spanning op het punt van levering (nominale spanning op het punt van interconnectie tussen het elektriciteitsbedrijf en de gebruiker) en de spanningswaarde van de apparatuur (gebruiksspanning). Gewoonlijk ligt de gebruiksspanning 3 tot 5% lager dan de nominale systeemspanning; een nominaal voedingssysteem van 208 V zal bijvoorbeeld worden aangesloten op motoren met “200 V” op hun typeplaatjes. Dit houdt rekening met het spanningsverlies tussen de apparatuur en de voeding. De spanningen in dit artikel zijn de nominale voedingsspanningen en de apparatuur die op deze systemen wordt gebruikt zal iets lagere nominale spanningen hebben. De spanning van het stroomdistributiesysteem is bijna sinusvormig van aard. Spanningen worden uitgedrukt als RMS-spanning (RMS = root mean square). Spanningstoleranties gelden voor stationair bedrijf. Kortstondige zware belastingen of schakelhandelingen in het stroomdistributienetwerk kunnen kortstondige afwijkingen buiten de tolerantieband veroorzaken en stormen en andere ongewone omstandigheden kunnen nog grotere transiënte variaties veroorzaken. In het algemeen zijn stroomvoorzieningen afkomstig van grote netwerken met veel bronnen stabieler dan die welke worden geleverd aan een geïsoleerde gemeenschap met misschien slechts één generator.
SpanningskeuzeEdit
De keuze van de voedingsspanning heeft meer te maken met historische redenen dan met optimalisatie van het elektrische distributiesysteem – als een spanning eenmaal in gebruik is en apparatuur die deze spanning gebruikt wijdverbreid is, is het veranderen van spanning een drastische en dure maatregel. Een 230 V-distributiesysteem zal minder geleiders gebruiken dan een 120 V-systeem om een bepaalde hoeveelheid stroom te leveren, omdat de stroom, en bijgevolg het weerstandsverlies, lager is. Hoewel grote verwarmingstoestellen bij 230 V kleinere geleiders kunnen gebruiken voor hetzelfde vermogen, zijn er maar weinig huishoudelijke toestellen die ook maar in de buurt komen van de volledige capaciteit van het stopcontact waarop zij zijn aangesloten. De minimum draadgrootte voor hand- of draagbare apparatuur wordt gewoonlijk beperkt door de mechanische sterkte van de geleiders. Elektrische apparaten worden op grote schaal gebruikt in woningen in zowel 230 V als 120 V systeem landen. Nationale elektrische voorschriften schrijven bedradingsmethoden voor die bedoeld zijn om het risico van elektrische schokken en brand tot een minimum te beperken.
In veel gebieden, zoals de VS, waar (nominaal) 120 V wordt gebruikt, wordt gebruik gemaakt van driedraads, gesplitste 240 V-systemen om grote apparaten te voeden. In dit systeem heeft een 240 V-voeding een in het midden geplaatste nulleider om twee 120 V-voedingen te verkrijgen die ook 240 V kunnen leveren aan belastingen die tussen de twee leidingdraden zijn aangesloten. Driefasige systemen kunnen worden aangesloten om verschillende combinaties van spanning te verkrijgen, geschikt voor gebruik door verschillende klassen van apparatuur. Wanneer een elektrisch systeem zowel eenfasige als driefasige belastingen bedient, kan het systeem worden gelabeld met beide spanningen, zoals 120/208 of 230/400 V, om de lijn-naar-neutrale spanning en de lijn-naar-lijn spanning aan te geven. Grote belastingen worden aangesloten voor de hogere spanning. Andere driefasige spanningen, tot 830 volt, worden af en toe gebruikt voor speciale systemen zoals oliebronpompen. Grote industriële motoren (bijvoorbeeld meer dan 250 pk of 150 kW) kunnen op middenspanning werken. Bij 60 Hz systemen is een norm voor middenspanningsapparatuur 2.400/4.160 V (2.300/4.000 V in de VS) terwijl 3.300 V de gangbare norm is voor 50 Hz systemen.
StandaardisatieEdit
Tot 1987 was de netspanning in grote delen van Europa, waaronder Duitsland, Oostenrijk en Zwitserland, 220 ( ± 22 ) V {\displaystyle 220(\pm 22)\,\mathrm {V}} }
terwijl het Verenigd Koninkrijk 240 ( ± 24 ) V gebruikte {\displaystyle 240(\pm 24)\,\mathrm {V} } }
. De norm ISO IEC 60038:1983 definieerde de nieuwe Europese standaardspanning als 230 ( ± 23 ) V {Displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V}} }
.
Vanaf 1987 werd stapsgewijs overgeschakeld op 230 – 23 + 13,8 V {\displaystyle 230_{-23}^{+13,8}\,\mathrm {V}} }
werd ingevoerd. Vanaf 2009 mag de spanning 230 ( ± 23 ) V bedragen {Displaystyle 230(\pm 23)\,\mathrm {V} }
. Noch in het Midden-Europese, noch in het Britse systeem was een wijziging van de spanning vereist, aangezien zowel 220 V als 240 V binnen de onderste tolerantiegrenzen van 230 V vallen (230 V ±6%). Sommige gebieden in het VK hebben om historische redenen nog steeds 250 V, maar ook deze vallen binnen de tolerantieband van 10% van 230 V. In de praktijk hebben de landen hierdoor dezelfde spanning (220 of 240 V) kunnen leveren, althans totdat de bestaande voedingstransformatoren zijn vervangen. Apparatuur (met uitzondering van gloeilampen) die in deze landen wordt gebruikt, is ontworpen om elke spanning binnen het gespecificeerde bereik aan te kunnen. In de Verenigde Staten en Canada bepalen de nationale normen dat de nominale spanning aan de bron 120 V moet bedragen en dat een bereik van 114 V tot 126 V (RMS) (-5% tot +5%) is toegestaan. Historisch werden in Noord-Amerika op verschillende tijdstippen en plaatsen 110 V, 115 V en 117 V gebruikt. Over netspanning wordt soms gesproken als 110 V; 120 V is echter de nominale spanning.
In 2000 is Australië overgestapt op 230 V als nominale norm met een tolerantie van +10%/-6%, die in de plaats is gekomen van de oude 240 V-norm, AS2926-1987. Net als in het VK ligt 240 V binnen de toegestane grenzen en “240 volt” is in het Australisch en Brits Engels een synoniem voor “mains”. In Japan bedraagt de elektrische stroomvoorziening voor huishoudens 100 V. De oostelijke en noordelijke delen van Honshū (met inbegrip van Tokio) en Hokkaidō hebben een frequentie van 50 Hz, terwijl westelijk Honshū (met inbegrip van Nagoya, Osaka en Hiroshima), Shikoku, Kyūshū en Okinawa met een frequentie van 60 Hz werken. Op de grens tussen de twee regio’s bevinden zich vier back-to-back hoogspanningsgelijkstroomstations (HVDC) die de stroom tussen de twee netten onderling verbinden; dit zijn Shin Shinano, Sakuma Dam, Minami-Fukumitsu, en de Higashi-Shimizu Frequentie Converter. Om het verschil op te vangen, kunnen in Japan op de markt gebrachte frequentiegevoelige apparaten vaak tussen de twee frequenties worden geschakeld.