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Leitungsquerschnitt

Leitungsquerschnitt berechnen

Berechnen Sie schnell und einfach den Leistungsquerschnitt für Kupferleitugen

Berechnung für  
Länge zum Verbraucher   m
Betriebsspannung   V
Strom   A
  oder  
Leistung   W
Spannungsabfall   %
Phasenwinkel cos φ  

Den Leitungsquerschnitt benötigt man, wenn man elektrische Kabel verlegen möchte und genügend Spannung ankommen soll. Aufschlussreiche Zahlen liefert die Berechnung und zeigt welchen Querschnitt die benötigten Stromkabel haben müssen. Da man auf im Handel erhältliche Kabelquerschnitte zurückgreifen muss, benötigt man den errechneten Querschnitt und kann damit das nächst stärkere Kabel kaufen. Da der Strom hin und zurück strömt muss man zum Berechnen die doppelte Kabellänge nehmen.
Jedes Stromkabel steht für einen elektrischen Widerstand. Die Höhe nimmt mit der Kabellänge zu und dadurch entsteht ein Spannungsabfall.
Zum Berechnen des Leistungsquerschnitts des Stromkabels braucht man die Stromstärke, welche am meisten durch das Kabel geht und die Länge des Stromkabels als auch den maximalen Spannungsverlust, den das Kabel erreichen darf.jedes Kabel hat im inneren mehrere Adern mit metallischen Oberflächen.
Hat ein Kabel zum Beispiel 3 × 1,5 qmm besteht es aus drei Adern und jede einzelne hat einen Kabelquerschnitt von 1,5 qmm.

Leitungsquerschnitt oder Kabelquerschnitt berechnen


Mit folgender Formel wird der Querschnitt berechnet: Q= I x L x 0,018 :DeltaU
Q ist der Querschnitt in Quadratmillimetern
I ist die maximale Stromstärke in Ampere
L steht für die vorgesehene Kabellänge in Metern mal zwei
DeltaU ist der maximal zulässige Spannungsverlust

Eine Beispielrechnung wie alles funktioniert

zum Beispiel man möchte ein Stromkabel verlegen, das eine einfache Länge von 25 Metern haben soll, die Stromstärke hat 2 Ampere und der maximale Spannungsverlust darf 2 Volt haben, beispielsweise bei einer 12-Volt-Leitung, so ergibt sich folgende Berechnung des Leistungsquerschnitt: 2 mal 50 mal 0,018 dividiert durch 2 ergibt ein Endergebnis von 0,9 Quadratmillimeter

Man wählt zwischen Wechsel- oder Drehstromanschluss. Wechselstrom hat 230 Volt, ist drei adrig und verfügt über eine stromführenden Phase. Drehstrom 380 Volt ist fünf adrig und hat drei stromführende Phasen.

Somit sollte man den nächstgrößeren im Handel erhältlichen Querschnitt von 1,5 Quadratmillimeter kaufen und zum Verlegen verwenden. Der Querschnitt in Geräten oder einzelnen Anlagenteilen ist abhängig davon, wie groß der Anschlusswert an dem Kabel sein wird. Aber auch die Länge der Zuleitung ist wichtig, da mit jedem Meter Leitungslänge Spannungsverluste entstehen und die machen einen größeren Kabelquerschnitt nötig.

Das sollte man über den Leitungsquerschnitt bzw. Kabelquerschnitt wissen

Der Leitungsquerschnitt spielt vor allem bei der Stromerzeugung eine große Rolle. Aber nicht nur große Unternehmen wie beispielsweise Energielieferanten können von einem Leitungsquerschnitt profitieren. Auch ein Hausbauer wird mit diesem Rechner sehr aufschlussreiche Zahlen erhalten, um sein Zuhause so sicher wie nur möglich mit Strom zu beliefern. Es kann der Strom selbst berechnet werden, der in einem Raum ankommt. Für die Menschen, die ein Haus bauen stellen sich die unterschiedlichsten Fragen und Faktoren um das Haus optimal zu versorgen.

Wozu braucht es diesen Rechner?

Um diesen Rechner zu benutzen benötigt man noch ein paar wichtige Angaben. Der Strom muss im Vorfeld schon berechnet werden, noch ehe er eigentlich im Haus ist. So braucht es beispielsweise die Länge bis zum Verbraucher. Dabei kommt der Stromzähler zum Einsatz. Von hier funktioniert alles. Dann müssen Sie wissen, mit welcher Spannung das Gerät oder die Steckdose versehen ist. Auch der Strom muss in Ampere angegeben werden. Eine weitere Möglichkeit ist es die Leistung in Watt einzugeben und den Spannungsabfall in Prozent zu bestimmen. Der Phasenwinkel in Cosinus spielt dann eine weitere wichtige Rolle.

Wie funktioniert alles? Eine weiter Beispielrechnung

Die Länge zum Verbraucher und damit zum Stromzähler beträgt bei dieser Berechnung ungefähr 5 Meter. Das ist ein geringes Maß im Gegensatz zu vielen anderen Räumen im Haus. Die normale Betriebsspannung liegt bei normalen Haushaltsgeräten, die später angeschlossen werden können, bei 230 Volt. Die Ampere Zahl des Beispielgerätes liegt bei 50 A. Bei diesen Angaben ergibt sich ein Resultat von einem Leitungsquerschnitt für Wechselstrom von 1,2940 mm². Mit diesen Angaben können Laien in der Regel nicht viel anfangen, dennoch sind sie wichtig. Hier wird bestimmt, wie das Haus und die Leitung ausgelastet sind und vor allem welche Stromleitungen eingesetzt werden müssen. Der Mensch, der ein Haus plant sollte sich schon im Vorfeld gut über alle wichtigen Dinge informieren.



Häufig gestellte Fragen

Auswirkungen falsch dimensionierter Leitungsquerschnitte

Leitungsquerschnitt berechnenEs wurde bereits angesprochen, dass die Erwärmung eines Kabels bei  einem bestimmten Strom von der Verlegeart und vom Querschnitt der Adern abhängig ist. Wurde ein für die jeweilige Anwendung zu klein gewählter Leitungsquerschnitt verbaut, so wirkt sich das durch Überhitzung der Leitung aus. Dies kann zur Beschädigung der Isolierung führen bis hin zum Brand oder elektrischen Stromschlägen beim Berühren der beschädigten Isolierung!

Neben diesem Sicherheitsrisiko gibt es auch noch ein technisches Risiko:

Bei entsprechend langer Leitung wird die beim Verbraucher ankommende Spannung unter Umständen nicht mehr für einen ordnungsgemäßen Betrieb ausreichend sein, da ein Teil der Spannung schon über der Leitung abfällt.

Im umgekehrten Fall, also wenn ein Leitungsquerschnitt zu groß gewählt wird, schlagen eher Kosten- und Installationsnachteile zu Buche. Ein paar Fakten, um den Kosteneinfluss zu verdeutlichen:

Im Jahr 2012 kostet 1kg Kupfer an der Börse ca. 6 EUR. Eine Leitung mit dem Aufbau von 2x1 qmm enthält pro 100 Meter ca. 2kg Kupfer (also Kupfer im Wert von ca. 12 EUR), bei einer 2x1.5 qmm Leitung sind es dagegen schon 3kg oder 18 EUR. Auch wenn dieser Unterschied auf den ersten Blick eher marginal erscheinen mag, so lässt sich erkennen, dass bei einem entsprechend umfangreichen Bauvorhaben der gewählte Leitungsquerschnitt einen spürbaren Kosteneinfluss hat.

Leitungsquerschnitt berechnen Warum?Ein Nachteil zu groß gewählter Querschnitte ist aus Sicht des Installateurs auch die schwierigere Verlegung. Je größer der Querschnitt, desto größer ist der benötige Bauraum in den zur Verfügung stehenden Kabelkanälen oder Schaltschränken. Darüber hinaus ist eine Leitung mit größerem Querschnitt auch deutlich biegesteifer und damit schwieriger, das heißt nur mit größeren Radien zu verlegen. Eine entsprechende Überdimensionierung wirkt sich also auch auf die angrenzenden Bauteile und damit unter Umständen auch wieder auf die Kosten aus!

 

Ein Wort zur Absicherung einer elektrischen Anlage

Die Grundregel bei der Dimensionierung der Sicherung einer Anlage besagt, dass sich der Wert der einzusetzenden Sicherung immer am schwächsten Glied orientieren muss. Sehr oft wird dabei übersehen, dass das schwächste Glied auch einfach die verlegte Zuleitung sein kann. Bei der richtigen Auslegung der Sicherung ist deshalb die maximale Strombelastbarkeit der Leitungen als wichtiges Kriterium zu berücksichtigen.

 

Faustregel zur Dimensionierung eines Leiterquerschnitts

Gemäß DIN VDE 0298 kann bei freier Verlegung einer zweiadrigen Kupferleitung mit einem Querschnitt von 1 qmm eine maximale Strombelastbarkeit von 10A erwartet werden. Bei Drehstromanwendungen (380V) ist die Auslegung der einzelnen Phasenleitungen zusätzlich noch von der Symmetrie der elektrischen Last abhängig, da bei unsymmetrischer Belastung der Strom in einzelnen Zweigen der Verkabelung höher sein kann, als in anderen. Es empfiehlt sich deshalb immer, eine konkrete Dimensionierung und Leitungsauswahl für den jeweiligen Anwendungsbereich vom Fachmann vornehmen zu lassen!

 

Zusammefassung

Fazit Die Berechnung des richtigen Leiterquerschnitts ist stark von den technischen Rahmenbedingungen abhängig. Die oben gegebenen Informationen sind lediglich als Hilfestellung für den interessierten Laien zu verstehen. Spätestens, wenn es an die Konzeption oder Installation einer elektrischen Anlage geht, sollte jedoch ein ausgebildeter Fachmann zu Rate gezogen werden. Denn was auf den ersten Blick einfach erscheinen mag, kann im Fehlerfall mit lebensgefährlichen Folgen enden!

 


Interessante Fragen und Antworten zu Leitungsquerschnitt berechnen

Ich habe eine Induktionsherd mit einer Gesamtleistung von 8200 Watt. Das Anschlusskabel muss 4,5 Meter lang sein. Welchen Querschnitt benoetige ich fuer Wechselstrom?

Bei der Beantwortung dieser Frage gibt es eine DIN Regel für die Auslegung des Querschnitt zu einem E-Herd. Es gilt die DIN 18015-1 09/2007. Somit muss eine Leitung eines entsprechenden E-Herdes mit der Wattleistung 9000 Watt mindestens mit 16 Ampere belastbar sein. Präzise muss dazu eine Leitung genutzt werden, die mindestens einen Querschnitt von 1,5 Quadrat Millimeter besitzt. Das Material des Leiters und damit die Zuleitung, muss entsprechend aus Kupfer sein.

Damit wäre eigentlich die Frage schon ausführlich und präzise beantwortet, jedoch muss man noch die Überlegung anstellen welche Anzahl von Strom führenden Phasen man nutzt. Hier in der Frage lautet der Hinweis, dass es sich um Wechselstrom handelt und somit braucht man ein dreiadriges Kabel, denn 230 Volt Wechselstrom brauchen nur 3 Phasen. Drehstrom mit 2380 Volt hingegen müssen mit 5 Phasen transportiert werden. Dabei sind 3 Phasen der 5 Phasen stromführend.

Die Berechnung nutzt die Grundlage des Anschlusswertes eines E-Herd. Dabei ist zu berücksichtigen, dass jeder Meter Länge einer Leitung zu entsprechendem Verlust an Spannung führt. Je länger somit die Leitung ist, desto größer muss der Querschnitt ausfallen. Die minimale Anforderung sind 1,5 Quadratmillimeter bei einem E-Herd.

Ein weitere Faktor ist die Zuführung der Leitungen über den Anbieter. In einigen Großstädten wird daher immer von einer Anschlussart ausgegangen, die einen Anschluss mit höherer Voltzahl erforderlich macht. Hier in diesen Städten wie etwa Berlin, muss man an Drehstrom in Form eines Wechselstrom-Anschluss diesen Anschluss vornehmen. Man benötigt einen gesicherten Anschluss mit 25 Ampere und dementsprechend einen höheren Querschnitt des Kabel. Hier in diesem Fall braucht man 2,5 Quadratmillimeter als Querschnitt des Kabel. Auch bei den Leitungen nutzt man Kupferkabel und das im Wechselstrom-Anschluss 5 adrig, aber nur 3 adrig verkabelt.
 

Meine Batterie hat 24 V Spannung nun möchte ich einen Spannungswandler betreiben. Ich benötige ca 5-6 m Zuleitung, wie berechne ich den Querschnitt der Zule

Die Berechnung des entsprechenden Leitungsquerschnitt mit Formel benötigt man für die Beantwortung der Frage. Die im Handel angebotenen Kabel sind mit dem Querschnitt gekennzeichnet und damit lässt sich das entsprechende Kabel dann kaufen. Zuerst muss man aber den entsprechenden Querschnitt der Leitung berechnen.

Der Leitungsquerschnitt wird mit einer Formel berechnet, die sich ganz einfach aus Max.Stromstärke in Ampere x vorgesehen Länge des Kabel in Metern x DeltaU als Wert 0,018 max. zul. Spannungsverlust zusammensetzt. Hier in Kurzform I x L x Delta U 0,018 = Q.

Hier die Beispielrechnung zur Frage 2 mal 6 mal 0,018 dividiert durch 2 ergibt 6.009 Quadrat Millimeter. Wie in der Frage bezeichnet ist das Kabel 6 m lang und es soll mit 2 Ampere bei 24 V Spannungsverlauf haben, dann darf der max. Spannungsverlust nur 2 Volt haben.

Hier kommt nun och der entscheidende Hinweis zur Wahl der Kabel, denn man muss entscheiden ob man einen Drehstrom- oder Wechselstrom-Anschluss nutzt. Drehstrom führt im Kabel 380 Volt und hat im Kabel 5 Adern, Wechselstrom führt im Kabel 230 Volt und hat 3 Adern.
 

Welche Sicherung brauche ich für ein 3*1,5qmm auf einem Testbrett?

Man benötigt auf dem Testbrett eine 20A Sicherung, da sich aus dem Querschnitt 1,5mm² und einer 3 adrigen Verkabelung ergibt, dass die jeweiligen Adern des verwendeten Kabel nicht parallel geschaltet werden sollen.

Die entsprechenden DIN VDE Norm die zur Anwendung herangezogen werden muss lautet 0298:04:2003-08. Schon bei zwei zu belastenden Adern im dreiadrigen Kabel, ergibt demnach eine angenommene Belastung die bei 15,5A belastet ist und demnach eine stärkere Sicherung sinnvoll erscheint. Grundsätzlich kann aber auf einem Testbrett, hier im besonderen Fall auch die 16A Sicherung ausreichen.

Das entsprechende Sicherheitsrisiko wird aber dann optimal eingehalten, wenn man die stärkere Sicherung nutzt und hier muss man eben die 20A Sicherung nutzen, da über die Belegung der Adern ein solch starker Durchfluss erreicht wird, der nur über die stärkere Sicherung mit 20A sicher ohne Störungen erfolgen kann.
 

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