Leitungsbemessung

Spannungsabfall in Leitungen

Der Spannungsabfall in belasteten Leitungen ist ein Maß der Erwärmung durch Leitungsverluste. Die Dimensionierung erfolgt zunächst einfach durch das Berechnen des Spannungsabfalls ΔU nach folgenden Vorgaben:

Formelsammlung

Leitungsschutz

Eine Leitung muß gegen Übertemperatur in Folge

  • von Überstrom durch Überlastung
  • oder Überstrom bei Kurzschluss
geschützt werden.

Maßgeblich für die Erwärmung einer Leitung

  • ist die Stromdichte und
  • die Möglichkeit überschüssige Wärme an die Umgebung abzugeben also praktisch die Kühlung der Leitung. Das wiederum hängt von der Art der Leitungsverlegung ab
    Mögliche Verlegearten sind
    A A2 B B2 C
    verlegeartA (28K) verlegeartA2 (50K) verlegeartB (65K) verlegeartB2 (73K) verlegeartC (57K)
Für die Berechnung der richtigen Leitungsdimensionierung sowie der richtigen Absicherung liegen Tabellen vor. Aus diesen Tabellen können wichtige Hinweise für die Dimensionierung der elektrischen Anlage herausgelesn werden.

Leitungsverlegung unter festgelegten Bedingungen

Unter den festgelegten Bedingungen sind folgende Punkte zu verstehen:

  1. Die Leitung ist PVC - isoliert
  2. Die Leitung ist einzeln verlegt (nicht aufgewickelt)
  3. Die zulässige Betriebstemperatur der Leitung erreicht höchstens 70°C.
  4. Die maximale Umgebungstemperatur beträgt dabei 25°C.
  5. Die Umgebungstemperatur für Kabel in Erde verlegt beträgt höchstens 20°C.

Planungsgrundlage

Die Daten für die Leitung nehmen wir zum Beispiel aus Verteilerplänen. Dort ist der Ort, wo die Lastaufteilung und die baulichen Gegebenheiten übersichtlich zusammengefasst werden können. Solche Pläne werden sehr unterschiedlich gestaltet, hier ZB so:

Verteilerplan

Der nächste Schritt zur Lösung

Über die Berechnung des Spannungsabfalles kennen wir den Betriebsstrom IB auf der Leitung.

Aus der folgenden Tabelle ÖVE EN1 Teil3 41-4 können wir nun den maximal zulässigen Nennstrom IN der Sicherung für die vorgegebene Verlegeart und den vorgesehenen Leitungsquerschnitt direkt heraus lesen.

Ader - , Mantel - und Stegleitungen flexible Leitungen Kabel
Verlegeart A A2 B B2 C Haus-
halts- und
Hand-
geräte
Kabel
in
Luft
Kabel
in
Erde
Stromart
(belastete Adern)
1~ (2) 3~ (3) 1~ (2) 3~ (3) 1~ (2) 3~ (3) 1~ (2) 3~ (3) 1~ (2) 3~ (3) 1~ (2) 3~ (3) 3~ (3)
Nennquerschnitt
in (mm2) Cu
maximal zulässiger IN einer Überstromschutzeinrichtung
mit der Auslösekennlinie B/C/D in A
1,5 13 13 13 13 16 16 16 16 16 16 16 16 25
2,5 20 16 16 16 25 20 20 20 25 25 20 25 25
4 25 25 25 20 25 25 25 25 35 35 25 35 40
6 25 25 35 35 40 40 50
10 40 35 50 50 63 63 63
16 50 50 63 63 80 80 80
25 63 63 80 80 100 100 100
35 80 80 100 100 125 125 125
Nennquerschnitt
in (mm2) Cu
maximal zulässiger IN einer Überstromschutzeinrichtung
mit der Auslösekennlinie gG(gL)*) in A
1,5 12 12 12 12 12 12 16 12 16 12 12 16 20
1,5*) 13 13 13 13 13 13 16 13 16 13 13 16 20
2,5 16 16 16 16 20 16 20 16 20 20 16 20 25
4 20 20 20 20 25 25 25 20 25 25 20 25 35
6 25 25 32 25 35 35 50
10 35 35 40 40 50 50 63
16 50 40 50 50 63 50 63
25 63 50 63 63 80 80 100
35 80 63 80 80 100 100 125

Die Lösung beinhaltet nun eine Entscheidung

Der gewählte Tabellenwert für den Bemessungsstrom der Sicherung IN muss nun einfach kleiner oder maximal gleich groß als der zuvor berechnete Betriebsstrom IB der Leitung sein (siehe Formeln unter Punkt 1). In der Regel hält folgende Formel:

IN ≤ IB

und der Querschnitt aus der zugeordneten Tabellenzeile ist der richtige.

Hält aber dieser Vergleich nicht, muss der nächst höhere Querschnitt (nächste Tabellenzeile) gewählt werden.

Verlegung von Leitungen unter besonderen Bedingungen

Es ist möglich, dass es die Elektroplanung notwendig macht, von den bekannten Bedingungen abzuweichen. Auch für diesen Fall gibt es Tabellen, um zu einem praktikablen Ergebnis zu kommen. Die Vorgangsweise weicht aber etwas von der vorigen ab.

Leitungsverlegung unter besonderen Bedingungen

Planungbeispiel für besondere Bedingungen

Verteilerplan

Unter den besonderen Bedingungen sind folgende Punkte zu verstehen:

  1. Die zulässige Betriebstemperatur der Leitung ist wieder höchstens 70°C
  2. Die Umgebungstemperatur kann aber von 30°C abweichen.
  3. möglicherweise gehäufte Verlegung statt nur einer Leitung
  4. mehr- und vieladrige Leitungen statt 2 oder 3 belastete Adern

Aus der Tabelle ÖVE EN1 Teil3 42-2 kann der Bemessungsstrom IR herausgelesen werden. Damit und mit den entsprechenden Umrechnungsfaktoren wird der zulässige Dauerstrom IZ der Leitung berechnet. Der maximale Nennstrom IN der Sicherung muss kleiner als dieser errechnete Strom sein.

Bauarten Ader - und Mantelleitungen flexible Leitungen
Isolierwerkstoff PVC NR/SR
PVC
EPR
Zulässige
Betriebstemperatur
70°C 80°C
70°C
90°C
Umgebungstemperatur 30°C
Verlegeart A A2 B B2 C auf Flächen
liegend
belastete Adern 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3
Nennquerschnitt
(mm2) Cu
Bemessungsstrom IR in Ampere
1,5 14 13 14 13 17 15 16 15 19 17 18
2,5 19 18 18 17 24 21 23 20 27 24 26 30
4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 34 41
6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 44 53
10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 61 74
16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 82 99
25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 108 131
35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 135 162
50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 168 202
70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 207 250
95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 250 301
120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 292 352

Schritt 1

Berechnung des Zulässigen Dauerstroms IZ der Leitung aus dem (Tabellenwert für den) Bemessungsstrom IR

TABbesBedingungen (126K)

Schritt 2

Der Überlastschutz der Leitung wird überprüft mit der

Nennstromregel (22K)

Schritt 3

Bei der Verwendung von Leitungsschutzschaltern statt vereinfacht sich die Schaltstromregel

Schaltstromregel (44K)

Bei Verwendung von Überstromschutzeinrichtungen mit anderen Kennlinien, ist die Einhaltung der Schaltstromregel wie folgt zu prüfen.

Stromregel2 (62K)

Leitungsberechnung für fest verlegte Leitungen

(ohne Gewähr)

Projekt

Netzdaten

[i] Spannungsart AC (Wechselspannung)
DC (Gleichspannung)
[i] Spannung V

Eingabe der Leitungsdaten

Leitungsbezeichnung:
Leitungslänge: m
[i] Verlegearten
Anzahl der belasteten Adern 2 (Wechselstrom / Gleichstrom)
3 (Drehstrom)
[i] Leitermaterial Kupfer
Aluminium
[i] Isolierwerkstoff Gummi-Isolierung
PVC-Isolierung
EPR-Isolierung

Anschlusswerte

[i] Leistung kW
[i] Leistungsfaktor
[i] Spannungsabfall %
[i] Strombelastung IB A
Auf Grund des Spannungsabfalls ist der benötigte Leiterquerschnitt A1: mm2
festegelegte Verlegebedingungen
[i] A1 ≤ A → Querschnitt nach TAEV genormt (Tabelle II/2-3)
[i] Nennstrom IN des Überstromschutzorgans laut TAEV (Tabelle II/2-3) A

Abweichende Bedingungen

[i] Umrechnungsfaktor f1 für gehäufte Verlegung
[i] Umrechnungsfaktor f2 für mehradrige Leitungen bis 10mm2
[i] Umrechnungsfaktor f3 für abweichende Umgebungstemperatur
Abweichende Verlegebedingungen
[i] A1 genormt nach TAEV Tabelle II/2-3
[i] Bemessugsstrom IR der Leitung laut TAEV (Tabelle II/2-4) A
[i] höchster zulässiger Belastungsstrom IZ der Leitung laut TAEV A
[i] Nennstrom IN des Leitungsschutzorgans laut Nennstromregel
IB ≤ IN ≤ IZ