Wie gerechnet wird
Der Spannungsfall in einer Leitung wird aus dem Leiterwiderstand, der Stromstärke und der Leitungslänge ermittelt. Die Berechnung erfolgt in mehreren Schritten:
1. Leiterwiderstand bei 20°C
R20 = (ρ × 1000) / A
ρ ist der spezifische Widerstand (0,01786 Ω·mm²/m für Kupfer, 0,02857 Ω·mm²/m für Aluminium), A der Querschnitt in mm². Das Ergebnis ist der Widerstand in Ω/km.
2. Widerstand mit Temperaturkorrektur
R = R20 × kT
kT ist der Temperaturkorrekturfaktor (z. B. 1,0 bei 20°C, 1,2 bei 70°C).
3. Spannungsfall in Volt
Einphasig (230 V): Vd = (2 × I × R × L) / 1000
Dreiphasig (400 V): Vd = (√3 × I × R × L) / 1000
I ist der Strom in Ampere, L die einfache Leitungslänge in Metern.
4. Spannungsfall in Prozent
Vd% = (Vd / UN) × 100
UN ist die Nennspannung (230 V bei Einphasig, 400 V bei Drehstrom).
Annahmen
- Der Leiterwiderstand wird bei 20°C angenommen und mit dem eingegebenen Temperaturkorrekturfaktor korrigiert.
- Der Spannungsfall wird für ohmsche Last (cos φ = 1) berechnet. Induktive oder kapazitive Blindanteile werden vernachlässigt.
- Die Nennspannung beträgt 230 V bei Einphasig und 400 V bei Drehstrom (gemäß deutscher Norm).
- Die Leitungslänge ist die einfache Länge vom Verteiler zum Verbraucher.
- Der Querschnitt bezieht sich auf den Leiterquerschnitt (nicht auf den Kabelquerschnitt).
- Es wird angenommen, dass die Leiter aus Kupfer oder Aluminium bestehen.
Rechenbeispiel
Gegeben: Länge (einfach) = 10 m, Strom = 10 A, Querschnitt = 1,5 mm², Material = Kupfer (ρ = 0,01786), System = einphasig (230 V), Temperaturkorrekturfaktor = 1,0.
- R20 = (0,01786 × 1000) / 1,5 = 11,907 Ω/km
- R = 11,907 × 1,0 = 11,907 Ω/km
- Vd = (2 × 10 × 11,907 × 10) / 1000 = 2,381 V
- Vd% = (2,381 / 230) × 100 = 1,04 %
Ergebnis: Spannungsfall = 2,38 V, Spannungsfall = 1,04 %.
Praktische Hinweise
- Der Spannungsfall sollte in Installationen nach DIN VDE 0100 maximal 3 % für Lichtkreise und 5 % für andere Verbraucher betragen.
- Bei längeren Leitungen oder höheren Strömen wählen Sie einen größeren Querschnitt, um den Spannungsfall zu reduzieren.
- Der Temperaturkorrekturfaktor ist wichtig, wenn die Leitung höheren Temperaturen ausgesetzt ist (z. B. in der Nähe von Wärmequellen).
- Für Drehstromanschlüsse (400 V) ist der Spannungsfall geringer als bei Einphasig, da der Faktor √3 statt 2 verwendet wird.
- Verwenden Sie für verwandte Berechnungen auch den Stromkosten-Rechner für Geräte oder den Heizkosten-Vergleich Wärmepumpe oder Gas.
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