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Spannungsfall und Kabelquerschnitt: Wie wählen und warum es zählt

· 5 Min. Lesezeit ·

Berechne Spannungsfall und Mindestquerschnitt eines Kabels, verstehe, warum die Strombelastbarkeit ein weiteres Kriterium ist, und prüfe mit der Norm.

Warum der Spannungsfall zählt

Jedes Kabel hat einen kleinen Widerstand. Fließt Strom hindurch, bleibt ein Teil der Spannung unterwegs: der Spannungsfall. Er wird im Kabel zu Wärme und ist Energie, die die Module erzeugt haben und die das Haus nicht erhielt. Je länger das Kabel und je dünner, desto größer der Spannungsfall.

0,0175 × 60 mspezifischer Widerstand von Kupfer × Länge (hin und zurück)÷4 mm²Kabelquerschnitt=0,26 ΩKabelwiderstand
10 AStrom des Strings×0,26 ΩKabelwiderstand=2,6 VSpannungsfall, 0,66% von 400 V

Wie die Rechnung funktioniert

Die Rechnung nutzt den spezifischen Widerstand von Kupfer, etwa 0,0175 Ω·mm²/m bei 20 °C, und die Gesamtlänge des Stromkreises: hin und zurück, also die doppelte Entfernung. Erwärmt sich das Kabel, steigt der Widerstand: Bei sehr warmen Kabeln kann der tatsächliche Wert etwa 20% höher liegen. Die Beispiele gehen von einem DC-Kreis oder einphasigem AC mit Leistungsfaktor 1 aus und vernachlässigen die Reaktanz.

10 A4 kW ÷ 400 V, im String
60 mhin und zurück bei 30 m
26 Wim Kabel verloren (10 A × 2,6 V)

Berechne den Querschnitt nach dem Spannungsfall

Gib Leistung, Spannung, Länge (einfache Strecke) und den akzeptierten Spannungsfall an. Der Rechner zeigt den Mindestquerschnitt für den Spannungsfall und die nächste Handelsgröße. Passt kein Querschnitt der Tabelle (bis 120 mm²) zum Ziel, warnt er, statt einen kleineren anzuzeigen.

Interaktiv

Berechne den Kabelquerschnitt nach dem Spannungsfall

Gib Leistung, Spannung, Länge (einfache Strecke) und den akzeptierten Spannungsfall an. Der Rechner zeigt Strom, Mindestquerschnitt, Handelsgröße und den tatsächlichen Spannungsfall.

10,0 AStrom
2,6 mm²Mindestquerschnitt für den Spannungsfall
4 mm²Handelsquerschnitt
0,66%tatsächlicher Spannungsfall, Kabelverlust unten26,3 W

Kupfer, Hin- und Rückleitung, bei etwa 20 °C. Warme Kabel haben mehr Widerstand. Das prüft nur den Spannungsfall: Der maximale Kabelstrom (Strombelastbarkeit), die Verlegeart und der Schutz richten sich nach der Norm deines Landes. Gleich- oder einphasiger Wechselstromkreis, Leistungsfaktor 1, ohne Reaktanz.

Drei Fälle

Dieselben Schritte führen je nach Spannung und Strom zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen. Mit dem jeweils gewählten Spannungsfall als Ziel:

Handelsquerschnitt, der allein den Spannungsfall einhält (mm²)

DC-String: 4 kW, 400 V, 30 m, Ziel 1%4 mm² · 0,66%
48-V-Bank: 3 kW, 5 m, Ziel 1%25 mm² · 0,91%
AC-Stromkreis: 5 kW, 230 V, 20 m, Ziel 3%2,5 mm² · 2,65%

Die Kriterien, die sich summieren

Spannungsfall

Hängt von der Länge ab

  • Misst den Verlust an Spannung und Energie
  • Wächst mit Strom und Entfernung
  • Lässt sich durch größeren Querschnitt lösen

Strombelastbarkeit

Hängt von der Wärme ab

  • Vermeidet zu starke Erwärmung des Kabels
  • Ändert sich mit Verlegeart und Temperatur
  • Gebündelte Kabel werden wärmer

Schutz

Sicherung oder Schutzschalter

  • Muss das gewählte Kabel schützen
  • Muss auslösen, bevor das Kabel überhitzt
  • Folgt der Norm des Stromkreises
Der endgültige Querschnitt erfüllt alle drei zugleich.

Zu den Werten und den Normen

Beachten

  • Berechne den Spannungsfall mit der Länge hin und zurück
  • Prüfe Strombelastbarkeit und Schutz getrennt
  • Berücksichtige wärmere Kabel, auf Dächern und in frei liegenden Rohren
  • Überlasse die endgültige Planung einer Fachkraft

Vermeiden

  • In allen Abschnitten denselben Querschnitt verwenden, ohne zu rechnen
  • Einen hohen Spannungsfall akzeptieren, nur weil das Kabel „den Strom aushält“
  • Tabellen aus einem anderen Land oder von einer anderen Spannung übernehmen
  • Kabel unterschiedlicher Querschnitte ohne Kriterium verbinden

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Das DC-Kabel zwischen Modulen und Wechselrichter, mit Länge, Querschnitt und Spannungsfall.

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