Querschnittsberechnung
Wer eine elektrische Leitung plant, muss wissen: Welchen Querschnitt brauche ich? Ein zu dünner Draht überhitzt und wird zur Brandgefahr – ein zu dicker kostet unnötig Geld. In diesem Kurs lernst du, wie man den richtigen Leiterquerschnitt nach Strombelastbarkeit, Verlegeart und Spannungsfall normgerecht berechnet und auswählt.
Warum ist der Leiterquerschnitt so wichtig?
Jeder elektrische Leiter hat einen Widerstand. Dieser Widerstand hängt direkt vom Querschnitt ab: Je dünner der Draht, desto höher sein Widerstand. Ein hoher Widerstand bei großem Stromfluss bedeutet:
- Wärmeentwicklung – Der Leiter erwärmt sich, was zur Isolationsschädigung oder im schlimmsten Fall zu Bränden führt.
- Spannungsverlust – Am Verbraucher kommt weniger Spannung an, als nötig wäre.
- Ineffizienz – Energie wird als nutzlose Wärme vergeudet.
Der Querschnitt wird in mm² (Quadratmillimeter) angegeben und bezeichnet die Fläche des Leiterquerschnitts. Genormt sind z. B. 1,5 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm², 10 mm², 16 mm², 25 mm² usw.
R = ρ · l / A
ρ = spezifischer Widerstand [Ω·mm²/m], l = Leitungslänge [m], A = Querschnitt [mm²]
Für Kupfer gilt: ρCu = 0,0178 Ω·mm²/m
Für Aluminium gilt: ρAl = 0,0282 Ω·mm²/m
Leitungswiderstand R je Querschnitt (Kupfer, l = 10 m, ein Leiter)
✎ Verständnisfrage: Was passiert mit dem Leitungswiderstand, wenn der Querschnitt verdoppelt wird?
Der Widerstand halbiert sich – weil R = ρ · l / A, also R umgekehrt proportional zu A ist. Verdoppelt sich A, wird R halb so groß.
Was bedeutet Strombelastbarkeit und Verlegeart?
Die Strombelastbarkeit (auch: zulässige Dauerbelastung, Iz) ist der maximale Dauerstrom, den ein Kabel oder eine Leitung ohne unzulässige Erwärmung führen darf. Sie wird in Ampere [A] angegeben und hängt stark davon ab, wie die Leitung verlegt ist – denn die Wärmeabgabe der Leitung unterscheidet sich je nach Umgebung erheblich.
Verlegearten nach ÖNORM EN 60364-5-52
Die Norm definiert Verlegeart-Referenzbuchstaben (A1, A2, B1, B2, C, E, F, G …), die bestimmen, welche Tabellenwerte anzuwenden sind:
| Verlegeart | Beschreibung | Wärmeabfuhr |
|---|---|---|
| A1 | Isolierte Leiter in Rohr in wärmegedämmter Wand | schlecht – geringer Iz |
| A2 | Mehradrige Kabel in Rohr in wärmegedämmter Wand | schlecht |
| B1 | Isolierte Leiter in Rohr auf Holzwand oder in Mauer | mittel |
| B2 | Mehradrige Kabel in Rohr auf Holzwand oder in Mauer | mittel |
| C | Kabel direkt auf Wand, Decke oder Putz | gut – höherer Iz |
| E | Mehradrige Kabel frei in Luft (auf Kabelwanne, Kabelleiter) | sehr gut – höherer Iz |
| F | Einadrige Kabel frei in Luft, ohne gegenseitige Berührung | sehr gut – höchster Iz |
Typische Belastbarkeiten NYM-J (Verlegeart B2, 30 °C)
| Querschnitt | Iz (2-adrig) | Iz (3-adrig) |
|---|---|---|
| 1,5 mm² | 17,5 A | 15,5 A |
| 2,5 mm² | 24 A | 21 A |
| 4 mm² | 32 A | 28 A |
| 6 mm² | 41 A | 36 A |
| 10 mm² | 57 A | 50 A |
| 16 mm² | 76 A | 68 A |
| 25 mm² | 101 A | 89 A |
✎ Verständnisfrage: Warum trägt ein Kabel bei Verlegeart E (frei in Luft) mehr Strom als bei A1 (im Dämmmaterial)?
Bei Verlegeart E kann die entstehende Wärme durch Konvektion und Strahlung gut an die Umgebungsluft abgegeben werden. Bei A1 ist das Kabel von Dämmmaterial umgeben, das die Wärme nicht ableitet – die Leitung erwärmt sich stärker, daher muss der Strom niedriger bleiben.
Wie berechnet man den Spannungsfall?
Wenn Strom durch eine Leitung fließt, entsteht aufgrund des Leitungswiderstands ein Spannungsfall (auch: Spannungsverlust, Δu). Am Verbraucher am Ende der Leitung liegt dann weniger Spannung an als am Einspeisepunkt. Ein zu großer Spannungsfall beeinträchtigt die Funktion der Geräte.
Spannungsfall – Grundformel (Gleichstrom und einphasiger Wechselstrom)
Bei Wechselstrom-Drehstromsystemen (dreiphasig):
Δu = Spannungsfall [V] | ρ = spezifischer Widerstand [Ω·mm²/m] |
l = Leitungslänge (einfach) [m] | I = Strom [A] | A = Querschnitt [mm²]
Einphasig: Faktor 2 berücksichtigt Hin- und Rückleiter (Phase + N). Δu% bezogen auf 230 V.
Drehstrom: Faktor √3 ≈ 1,732 gilt für das symmetrisch belastete System; nur die Länge eines Phasenleiters geht ein. Δu% wird auf die verkettete Spannung (400 V) bezogen.
A = ρ · (2 · l · I) / Δu (einphasig)
A = ρ · (√3 · l · I) / Δu (Drehstrom)
⚡ Spannungsfall-Rechner
Eine einphasige Leitung aus Kupfer (NYM-J) versorgt eine Steckdose. Gegeben: I = 16 A, l = 20 m, A = 2,5 mm². Wie groß ist der Spannungsfall?
Schritt 1: Formel anschreiben → Δu = ρ · (2 · l · I) / A
Schritt 2: Werte einsetzen → Δu = 0,0178 · (2 · 20 · 16) / 2,5
Schritt 3: Rechnen → Δu = 0,0178 · 640 / 2,5 = 11,392 / 2,5
Ergebnis: Δu ≈ 4,56 VEine Drehstrom-Maschine (symmetrisch belastet) wird über eine 30 m lange Kupferleitung mit 6 mm² angeschlossen. Der Strangstrom beträgt 25 A. Wie groß ist der Spannungsfall?
Schritt 1: Formel für Drehstrom → Δu = ρ · (√3 · l · I) / A
Schritt 2: Werte einsetzen → Δu = 0,0178 · (1,732 · 30 · 25) / 6
Schritt 3: Klammer → 1,732 · 30 · 25 = 1299
Schritt 4: Δu = 0,0178 · 1299 / 6 = 23,122 / 6
Ergebnis: Δu ≈ 3,85 VEine einphasige Kupferleitung mit A = 1,5 mm² ist 15 m lang und führt einen Strom von 10 A. Berechne den Spannungsfall.
Hinweis: Einphasige Formel Δu = ρ · (2 · l · I) / A verwenden. ρCu = 0,0178 Ω·mm²/m
Δu = 0,0178 · (2 · 15 · 10) / 1,5
Δu = 0,0178 · 300 / 1,5 = 5,34 / 1,5
Ergebnis: Δu ≈ 3,56 VWelchen Mindestquerschnitt (Kupfer, einphasig) brauche ich für eine 40 m lange Leitung mit I = 20 A, wenn der Spannungsfall maximal 3,5 V betragen darf?
Hinweis: Formel nach A umformen: A = ρ · (2 · l · I) / Δu
A = 0,0178 · (2 · 40 · 20) / 3,5
A = 0,0178 · 1600 / 3,5 = 28,48 / 3,5
A = 8,14 mm²
Ergebnis: Nächstnormierten Querschnitt wählen → 10 mm²Ein Drehstrommotor ist 50 m entfernt und nimmt einen Strangstrom von 18 A auf. Leitung aus Kupfer, A = 4 mm². Wie groß ist der Spannungsfall?
Hinweis: Drehstromformel Δu = ρ · (√3 · l · I) / A
Δu = 0,0178 · (1,732 · 50 · 18) / 4
Δu = 0,0178 · 1558,8 / 4 = 27,75 / 4
Ergebnis: Δu ≈ 6,94 VEine Aluminiumleitung (ρ = 0,0282 Ω·mm²/m) ist 60 m lang, einphasig, A = 10 mm², I = 30 A. Berechne den Spannungsfall und vergleiche mit Kupfer.
Hinweis: Berechnung für Al und Cu durchführen und Ergebnisse vergleichen.
Al: Δu = 0,0282 · (2 · 60 · 30) / 10 = 0,0282 · 3600 / 10 = 101,52 / 10 = 10,15 V
Cu: Δu = 0,0178 · (2 · 60 · 30) / 10 = 0,0178 · 3600 / 10 = 64,08 / 10 = 6,41 V
Aluminium hat ca. 58 % mehr Spannungsfall als Kupfer bei gleichem Querschnitt.Für eine Beleuchtungsanlage (einphasig, 230 V) berechne den relativen Spannungsfall in Prozent: I = 8 A, l = 35 m, A = 1,5 mm², Kupfer. Liegt er innerhalb des zulässigen Grenzwerts von 3 %?
Hinweis: Relativer Spannungsfall: Δu% = (Δu / UN) · 100
Δu = 0,0178 · (2 · 35 · 8) / 1,5 = 0,0178 · 560 / 1,5 = 9,968 / 1,5 = 6,65 V
Δu% = (6,65 / 230) · 100 = 2,89 %
Ergebnis: 2,89 % – knapp innerhalb des 3 %-Grenzwerts. Bei längerer Leitung oder höherem Strom wäre 2,5 mm² nötig.✎ Verständnisfrage: Warum wird bei der einphasigen Formel mit Faktor 2 (also 2 · l) gerechnet?
Weil der Strom sowohl durch den Hinleiter (Phase) als auch durch den Rückleiter (Neutralleiter) fließt. Beide haben einen Widerstand, beide erzeugen einen Spannungsfall. Daher ist die effektive Leitungslänge elektrisch doppelt so lang wie die einfache Verlegungslänge.
Was ist der maximal zulässige Spannungsfall?
Damit angeschlossene Geräte ordnungsgemäß funktionieren, darf der Spannungsfall in einer Hausinstallation bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. Diese Grenzwerte werden relativ zur Nennspannung angegeben, also in Prozent [%].
Relativer Spannungsfall
Δu% = relativer Spannungsfall [%] | Δu = absoluter Spannungsfall [V] | UN = Nennspannung [V]
3 % – für Beleuchtungsanlagen (vom Zähler bis zur letzten Abzweigdose)
5 % – für sonstige Verbraucher, z. B. Steckdosen, Motoren
Diese Grenzwerte gelten vom Hausanschluss (Zähler) bis zum Endverbraucher. In der Praxis sollte der Spannungsfall je Leitungsabschnitt deutlich darunter liegen, damit die Summe aller Abschnitte den Grenzwert nicht überschreitet.
| Anlagenart | Max. zulässiger Spannungsfall | Beispiel bei 230 V |
|---|---|---|
| Beleuchtung | 3 % | max. 6,9 V |
| Sonstige Verbraucher (Steckdosen, Geräte) | 5 % | max. 11,5 V |
| Drehstrom (400 V, sonstige Verbraucher) | 5 % | max. 20 V |
✎ Verständnisfrage: Warum gilt für Beleuchtung ein strengerer Grenzwert (3 %) als für andere Verbraucher (5 %)?
Der 3 %-Grenzwert für Beleuchtung wurde ursprünglich für Glühlampen und Leuchtstofflampen festgelegt, die sehr empfindlich auf Spannungsabweichungen reagieren: eine zu niedrige Spannung führt zu deutlich verringertem Lichtstrom und bei Leuchtstofflampen zu Startproblemen. Moderne LED-Betriebsgeräte (Schaltnetzteile) sind in der Regel über einen weiten Eingangsspannungsbereich tolerant – die Normanforderung 3 % bleibt dennoch bindend, da sie für alle Beleuchtungsanlagen gilt und auch zukünftige Technologien oder nicht-geregelte Leuchtmittel absichert. In der Planungspraxis hält man den Grenzwert daher unabhängig vom Leuchtmitteltyp ein.
Wie bestimmt man den Mindestquerschnitt nach Absicherung?
Neben dem thermischen Kriterium (Strombelastbarkeit) und dem Spannungsfall-Kriterium gibt es ein drittes Kriterium: Der Leiterquerschnitt muss zur vorgeschalteten Sicherung bzw. zum Leitungsschutzschalter passen. Eine Sicherung schützt die Leitung – darf aber nicht zu groß dimensioniert sein.
Der Schutzapparat muss vor Überlast und Kurzschluss schützen. Das bedeutet: der Nennstrom der Sicherung (IN) darf die zulässige Strombelastbarkeit der Leitung (Iz) nicht überschreiten.
IB ≤ IN ≤ Iz
IB = Betriebsstrom, IN = Nennstrom Sicherung, Iz = zulässige Belastbarkeit Leitung
Zuordnung Sicherung – Mindestquerschnitt (Kupfer, NYM-J, Verlegeart B2)
| Sicherung / LS-Schalter | Mindestquerschnitt (3-adrig) | Iz der Leitung | Hinweis |
|---|---|---|---|
| 10 A | 1,5 mm² | 15,5 A | ✔ Iz > IN |
| 16 A | 1,5 mm² | 15,5 A | ⚠ Sonderregel* |
| 20 A | 2,5 mm² | 21 A | ✔ Iz > IN |
| 25 A | 4 mm² | 28 A | ✔ Iz > IN |
| 32 A | 6 mm² | 36 A | ✔ Iz > IN |
| 40 A | 10 mm² | 50 A | ✔ Iz > IN |
| 63 A | 16 mm² | 68 A | ✔ Iz > IN |
✎ Verständnisfrage: Warum darf der Nennstrom der Sicherung IN die zulässige Belastbarkeit Iz der Leitung NICHT überschreiten?
Die Sicherung soll die Leitung schützen. Wenn IN größer wäre als Iz, würde die Sicherung erst ansprechen, wenn der Strom schon weit über dem für die Leitung zulässigen Dauerstrom liegt – die Leitung würde sich übermäßig erwärmen und könnte die Isolation beschädigen oder einen Brand verursachen, bevor die Sicherung auslöst.
Wie wählt man den Querschnitt nach VDE-Tabellen aus?
In der Praxis wird der Querschnitt nicht bei jeder Leitung von Grund auf neu berechnet. Stattdessen verwendet der Elektrotechniker Auswahltabellen aus der Norm, die alle relevanten Parameter zusammenfassen. In Österreich gilt die ÖVE/ÖNORM EN 60364-5-52, die inhaltsgleich mit der deutschen VDE 0298-4 ist.
Systematisches Vorgehen bei der Querschnittsauswahl
| Schritt | Aktion | Ergebnis |
|---|---|---|
| 1 | Betriebsstrom IB bestimmen (aus Leistung und Spannung) | IB in Ampere |
| 2 | Sicherungsgröße IN festlegen (IN ≥ IB) | genormter LS-Schalter |
| 3 | Verlegeart bestimmen (A1, B2, C, E…) | Korrekturfaktor f1 |
| 4 | Häufung prüfen (Bündel mehrerer Leitungen) | Korrekturfaktor f2 |
| 5 | Mindest-Iz = IN / (f1 · f2) berechnen | erforderliche Belastbarkeit |
| 6 | Querschnitt aus Tabelle ablesen (Iz,Tab ≥ Mindest-Iz) | Querschnitt in mm² |
| 7 | Spannungsfall nachrechnen (Δu% ≤ 3 % / 5 %) | ggf. nächstgrößeren Querschnitt wählen |
Umgebungstemperatur (Richtwerte für PVC-isolierte Leitungen):
20 °C → f = 1,12 | 25 °C → f = 1,06 | 30 °C → f = 1,00 | 35 °C → f = 0,94 | 40 °C → f = 0,87 | 45 °C → f = 0,79
Häufungsfaktor (Leitungen nebeneinander, ohne Abstand):
2 Leitungen → f = 0,80 | 3 Leitungen → f = 0,70 | 4–5 Leitungen → f = 0,65 | 6–7 Leitungen → f = 0,57 | 8–9 Leitungen → f = 0,52
Schutzleiter (PE): mind. 1,5 mm² bei Cu (wenn mechanisch geschützt) oder 2,5 mm² (ungeschützt)
Phasenleiter Wohnungsinstallation: mind. 1,5 mm²
Steigeleitung: je nach Nennstrom, mind. 10 mm² für Hauptleitungen in Mehrfamilienhäusern
✎ Verständnisfrage: Bei welchen Bedingungen muss man trotz normgerechter Absicherung einen größeren Querschnitt wählen?
Man muss einen größeren Querschnitt wählen, wenn: (1) Der berechnete Spannungsfall den zulässigen Grenzwert von 3 % (Beleuchtung) oder 5 % (sonstige) überschreitet; (2) Korrekturfaktoren (hohe Umgebungstemperatur, Bündelung) die zulässige Strombelastbarkeit so weit reduzieren, dass der Sicherungsnennstrom nicht mehr sicher abgesichert ist; (3) Normen Mindestquerschnitte für bestimmte Leitungstypen oder Anlagenteile vorschreiben.
Abschlusstest
12 Fragen zum gesamten Kursinhalt – Querschnittsberechnung.
1. In welcher Einheit wird der Leiterquerschnitt angegeben?
2. Wie lautet die Formel für den Spannungsfall bei einphasigem Wechselstrom?
3. Welchen spezifischen Widerstand hat Kupfer (Cu)?
4. Wie groß ist der maximal zulässige Spannungsfall für Beleuchtungsanlagen gemäß ÖVE/ÖNORM?
5. Was bezeichnet die Verlegeart „C“ nach ÖVE/ÖNORM EN 60364-5-52?
6. Berechne: I = 20 A, l = 30 m, A = 4 mm², Kupfer, einphasig. Wie groß ist der Spannungsfall?
7. Welche Bedingung muss für die Absicherung einer Leitung erfüllt sein?
8. Welchen Mindestquerschnitt (Kupfer, NYM-J, Verlegeart B2, 3-adrig) muss eine Leitung mindestens haben, die mit einem 25-A-LS-Schalter abgesichert ist?
9. Warum sinkt die zulässige Strombelastbarkeit bei gebündelter Verlegung mehrerer Leitungen?
10. Welche Formel gilt für den Spannungsfall bei symmetrischem Drehstromsystem?
11. Eine Leitung hat einen berechneten Querschnitt von 3,8 mm². Welchen normierten Querschnitt wählt man?
12. Bei welchem der folgenden Faktoren sinkt die zulässige Strombelastbarkeit einer Leitung?
Fragen bei mündlicher Prüfung
Typische Prüfungsfragen mit vollständigen Musterantworten.
Welche drei Kriterien bestimmen den Leitungsquerschnitt?
Der Leitungsquerschnitt wird nach drei Kriterien dimensioniert:
1. Thermisches Kriterium (Strombelastbarkeit): Der Querschnitt muss so groß sein, dass die zulässige Dauerbelastbarkeit Iz größer oder gleich dem Sicherungsnennstrom IN ist. Iz hängt vom Querschnitt, der Verlegeart und Korrekturfaktoren ab.
2. Spannungsfall-Kriterium: Der relative Spannungsfall Δu% darf 3 % (Beleuchtung) bzw. 5 % (sonstige Verbraucher) nicht überschreiten. Formel:
3. Schutzkriterium (Absicherung): Es muss gelten: IB ≤ IN ≤ Iz. Der gewählte Querschnitt wird auf den nächsten normierten Wert aufgerundet.
Was ist die Strombelastbarkeit und wovon hängt sie ab?
Die Strombelastbarkeit (Iz) ist der maximale Dauerstrom, den eine Leitung dauerhaft ohne unzulässige Erwärmung führen darf. Sie hängt ab von:
- Querschnitt: Größerer Querschnitt → geringerer Widerstand → geringere Erwärmung → höhere Belastbarkeit
- Verlegeart: Bessere Wärmeabgabe (z.B. frei in Luft = Verlegeart E) → höhere Belastbarkeit
- Umgebungstemperatur: Höhere Temperatur → Korrekturfaktor kleiner als 1 → Belastbarkeit sinkt
- Häufung/Bündelung: Mehrere Leitungen nebeneinander → gegenseitige Erwärmung → Häufungsfaktor → Belastbarkeit sinkt
- Leitermaterial: Kupfer hat bessere Leitfähigkeit als Aluminium → höhere Belastbarkeit bei gleichem Querschnitt
Erkläre den Unterschied zwischen absolutem und relativem Spannungsfall.
Der absolute Spannungsfall (Δu) ist der Unterschied in Volt zwischen der Spannung am Einspeisepunkt und der Spannung am Verbraucher:
Der relative Spannungsfall (Δu%) setzt diesen Verlust in Bezug zur Nennspannung und ermöglicht so einen normierten Vergleich:
Die Norm schreibt Grenzwerte als relative Werte vor: 3 % für Beleuchtung, 5 % für sonstige Verbraucher. Bei 230 V entspricht 3 % einem absoluten Spannungsfall von 6,9 V.
Warum wird bei langen Leitungen oft ein größerer Querschnitt gewählt, als die Absicherung erfordern würde?
Weil das Spannungsfall-Kriterium maßgebend werden kann. Die Absicherung legt einen Mindestquerschnitt nach dem thermischen Kriterium fest (z.B. 1,5 mm² für 16-A-Automat). Bei langen Leitungen kann der Spannungsfall aber selbst bei diesem Mindestquerschnitt die erlaubten 3 % oder 5 % überschreiten.
Beispiel: Eine 40 m lange Lichtleitung (1,5 mm² Cu, 16 A) hätte einen Spannungsfall von über 10 % – völlig unzulässig. Deshalb muss der Querschnitt auf z.B. 6 mm² oder 10 mm² erhöht werden, bis der Spannungsfall im erlaubten Bereich liegt.
Faustregel: Bei Leitungslängen über etwa 25–30 m immer den Spannungsfall nachrechnen!
Was ist der Unterschied zwischen Verlegeart B2 und E, und wie wirkt er sich auf den Querschnitt aus?
Verlegeart B2: Mehradriges Kabel in Rohr auf Holzwand oder in Mauer. Die Wärmeabgabe ist mittelmäßig, weil das Kabel im Rohr liegt und die Wärme nur eingeschränkt abgeben kann.
Verlegeart E: Kabel frei in Luft (auf Kabelträgern, aufgehängt). Optimale Wärmeabgabe durch Konvektion und Strahlung.
Ein NYM-J 3×2,5 mm² hat bei Verlegeart B2 eine Iz von 21 A. Bei Verlegeart E steigt die Belastbarkeit auf ca. 27 A. Das bedeutet: Bei Verlegeart E kann man für denselben Betriebsstrom einen kleineren Querschnitt verwenden – oder umgekehrt: Mit demselben Querschnitt kann man bei Verlegeart E mehr Strom führen.
Was passiert, wenn der Querschnitt einer Leitung zu klein gewählt wird?
Ein zu kleiner Querschnitt hat zwei gefährliche Folgen:
1. Thermische Überlastung: Die Leitung erwärmt sich über die zulässige Grenztemperatur hinaus. Das führt zu Versprödung und Rissbildung der Isolierung, im schlimmsten Fall zu einem Kabelbrand. Die vorgeschaltete Sicherung schützt nur, wenn sie richtig dimensioniert ist – ein zu großer Automat gibt diesen Schutz nicht.
2. Unzulässiger Spannungsfall: Geräte am Ende der Leitung erhalten zu wenig Spannung. Motoren laufen heiß und können ausfallen, Leuchten flimmern oder leuchten schwächer, elektronische Geräte können fehlfunktionieren oder beschädigt werden.
In Österreich ist die Dimensionierung nach ÖVE/ÖNORM zwingend vorgeschrieben – ein zu kleiner Querschnitt stellt einen Normverstoß dar und ist haftungsrechtlich relevant.
Wie lautet die Formel für den Leitungswiderstand und wie hängt er mit dem Querschnitt zusammen?
Die Formel für den Gleichstromwiderstand einer Leitung lautet:
ρ = spezifischer Widerstand [Ω·mm²/m], l = Länge [m], A = Querschnitt [mm²]
Der Widerstand ist umgekehrt proportional zum Querschnitt: Verdoppelt man A, halbiert sich R. Dieser Zusammenhang erklärt, warum ein größerer Querschnitt sowohl den Spannungsfall als auch die Wärmeentwicklung reduziert – beides sind direkte Folgen des Leitungswiderstands.
Für die Spannungsfallberechnung wird der Gesamtwiderstand der Leitungsschleife (Hin- + Rückleiter) verwendet: Rges = ρ · (2 · l) / A.
Erkläre das Vorgehen bei der systematischen Querschnittsauswahl in der Praxis.
Die Querschnittsauswahl erfolgt schrittweise:
Schritt 1: Betriebsstrom IB berechnen (aus P = U · I bzw. P = √3 · U · I · cosφ).
Schritt 2: Sicherungsgröße IN wählen (nächste normierte Größe über IB).
Schritt 3: Verlegeart bestimmen, Korrekturfaktoren für Temperatur und Häufung ablesen.
Schritt 4: Erforderliche Mindest-Belastbarkeit berechnen: Iz,erf = IN / (f1 · f2).
Schritt 5: Aus der Normtabelle den Querschnitt ablesen, dessen Iz,Tab ≥ Iz,erf.
Schritt 6: Spannungsfall Δu% nachrechnen. Falls > 3 % bzw. 5 %: nächstgrößeren Querschnitt wählen und nochmals prüfen.
Schritt 7: Immer auf normierten Querschnitt aufrunden (1,5 – 2,5 – 4 – 6 – 10 – 16 – 25 mm² …).
Formelsammlung
Glossar
- Querschnitt (A) – Fläche des Leiterquerschnitts in mm²; bestimmt maßgeblich den elektrischen Widerstand und die thermische Belastbarkeit einer Leitung.
- Spezifischer Widerstand (ρ) – Materialkonstante in Ω·mm²/m; gibt den Widerstand eines 1 m langen Leiters mit 1 mm² Querschnitt an. Cu: 0,0178; Al: 0,0282.
- Strombelastbarkeit (Iz) – Maximal zulässiger Dauerstrom einer Leitung bei bestimmter Verlegeart und Umgebungstemperatur, ohne unzulässige Erwärmung.
- Spannungsfall (Δu) – Spannungsverlust an einer Leitung durch den ohmschen Widerstand bei Stromfluss; in Volt [V] oder Prozent [%] der Nennspannung.
- Verlegeart – Normierte Beschreibung der Art, wie eine Leitung verlegt ist (z. B. A1, B2, C, E); bestimmt die Wärmeabgabe und damit die Strombelastbarkeit.
- Korrekturfaktor – Multiplikator, der die Tabellenwerte der Strombelastbarkeit an abweichende Bedingungen (Temperatur, Häufung) anpasst.
- Häufungsfaktor – Spezieller Korrekturfaktor für gebündelt verlegte Leitungen; liegt stets kleiner als 1, da gebündelte Leitungen schlechtere Wärmeabgabe haben.
- Leitungsschutzschalter (LS, Automat) – Selbsttätig auslösende Schutzeinrichtung, die eine Leitung vor Überlast und Kurzschluss schützt. Charakteristiken B, C, D je nach Anwendung.
- NYM-J – Haushalts-Mantelleitung mit PVC-Isolation und -Mantel; J = enthält Schutzleiter (grün-gelb). Standardkabel in der österreichischen Wohnungsinstallation; in Österreich auch als YMM-J bezeichnet.
- H07V-U – Einadrige starre PVC-Aderleitung (in Österreich auch als YV bezeichnet); wird für feste Verlegung in Installationsrohren und in Verteilern verwendet. Der Buchstabe U steht für starr (massiv), R für eindrähtig verseilte Ausführung.
- ÖVE/ÖNORM EN 60364 – Österreichische Umsetzung der europäischen Norm für Niederspannungsanlagen; regelt u.a. Leitungsdimensionierung und Schutzmaßnahmen.
- Nennstrom (IN) – Auf dem Schutzapparat (Sicherung, LS-Schalter) angegebener Bemessungsstrom, bis zu dem das Gerät dauerhaft betrieben werden darf.
- Betriebsstrom (IB) – Tatsächlich fließender Strom im Betrieb; wird aus der Wirkleistung berechnet: einphasig IB = P / (U · cosφ), Drehstrom IB = P / (√3 · U · cosφ). Muss kleiner oder gleich dem Nennstrom der Sicherung sein.
Stand & Quellen
- ÖVE/ÖNORM EN 60364-5-52: Niederspannungsanlagen – Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Verdrahtungssysteme
- ÖVE/ÖNORM E 8001-1: Errichtung von elektrischen Anlagen – Allgemeine Anforderungen
- OVE-Richtlinie R 6: Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen
- Österreichisches Elektrotechnisches Institut (OVE): Erläuterungen zur ÖVE/ÖNORM EN 60364
- Mohan Nair: Elektrotechnik für Mechatroniker (Hanser Verlag)
- Erstellt: April 2025 | Mechatronik-Lernportal Österreich