Der Querschnitt macht´s
Die korrekte Bestimmung der erforderlichen Querschnitte von Kabeln und Leitungen ist eine wichtige Voraussetzung für die Betriebssicherheit, sowie den Schutz von Personen, Nutztieren und Sachwerten beim Betreiben von elektrischen Anlagen:- Sie vermeidet die Überdimensionierung und damit Verteuerung der Anlage.
- Sie verringert die Störanfälligkeit und senkt dadurch die Betriebskosten.
- Sie wirkt sich kostengünstig auf die Instandhaltung aus.
- Sie ist Voraussetzung für bestimmte Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag und unzulässige Erwärmung.
Die Bemessung von elektrischen Kabeln und Leitungen erfolgt nach den folgenden Kriterien:
- Mindestquerschnitt
- Spannungsfall
- Strombelastbarkeit
- Überlastschutz
- Kurzschlussschutz
- Schutz beim indirekten Berühren
Faktoren, die diese Kriterien beeinflussen, sind maßgebend für die Auswahl der Leiterquerschnitte. Tabelle 1 gibt hierzu einen Überblick.
Mindestquerschnitte
Um mechanische Festigkeit zu erreichen, sind bei Kabeln und Leitungen bestimmte Mindestquerschnitte vorgeschrieben. Diese Werte sind in der DIN VDE 0100-520 im Abschnitt 524, Tabelle 52 J, zusammengefasst.
Für feste Verlegung
Für die feste Verlegung von Kabeln, Mantelleitungen und Aderleitungen dürfen bestimmte Querschnitte nicht unterschritten werden.Kabel und Mantelleitungen
Feste Verlegung von ein- oder mehradrigen Kabeln und Mantelleitungen erfolgt:
- direkt auf der Wand oder an der Decke auf Abstandsschellen
- in Elektro-Installationsrohren
- in einem zu öffnenden oder geschlossenen Elektro-Installationskanal
- an Tragseilen
- auf Kabelpritschen oder in Kabelwannen
- in baulichen Hohlräumen, z. B. in Hohlraumböden oder in Hohldecken
- in Wänden, in Decken oder im Estrich.
Aderleitungen
dürfen nur verlegt werden
- in Elektro-Installationsrohren
- in geschlossenen Elektro-Installationskanälen
- auf Isolatoren
- in zu öffnenden Elektro-Installationskanälen, wenn
– der Kanal mindestens der Schutzart IPX4 (Spritzwasserschutz) oder IPXXD (geschützt gegen den Zugang mit Draht von 1 mm Ø und 100 mm Länge) entspricht.
Schutz- und Potentialausgleichsleiter
Eine Ausnahme machen Schutz- und Potentialausgleichsleiter. Sie dürfen als Aderleitungen direkt auf, im und unter Putz sowie auf Pritschen verlegt werden. Für sie gelten andere Mindestquerschnitte (siehe DIN VDE 0100 Teil 540).
Blanke Leiter
Für die feste Verlegung von blanken Leitern sind ebenfalls Mindestquerschnitte und bestimmt Voraussetzungen festgelegt. Welche das sind, können Sie im downloadbaren PDF zum Thema nachlesen.
Für flexible Verlegung
Auch bei beweglichen Verbindungen mit isolierten Leitern und Kabeln gelten gewisse Vorgaben, diese finden Sie ebenfalls im PDF zum Thema.Spannungsfall
Zulässige Netzspannung
Zu hohe Spannung
Geräte mit vorwiegend ohmscher Last nehmen einen höheren Strom auf und erwärmen sich stärker. Bei Glühlampen ist eine vorzeitige Zerstörung der Heizwendel und damit eine Verkürzung der Lebensdauer möglich.
Zu geringe Spannung
Bei Motoren kann eine niedrigere Spannung zur erhöhten Stromaufnahme führen, weil die von ihm angetriebene Maschine oder Anlage an der Kupplung die benötigte Leistung auf diese Weise abverlangt. Ein Überstrom von längerer Dauer hat eine unzulässige Erwärmung zur Folge und führt zur Abschaltung, also zu einer Betriebsstörung.
Zu hohe Spannung
Geräte mit vorwiegend ohmscher Last nehmen einen höheren Strom auf und erwärmen sich stärker. Bei Glühlampen ist eine vorzeitige Zerstörung der Heizwendel und damit eine Verkürzung der Lebensdauer möglich.
Zu geringe Spannung
Bei Motoren kann eine niedrigere Spannung zur erhöhten Stromaufnahme führen, weil die von ihm angetriebene Maschine oder Anlage an der Kupplung die benötigte Leistung auf diese Weise abverlangt. Ein Überstrom von längerer Dauer hat eine unzulässige Erwärmung zur Folge und führt zur Abschaltung, also zu einer Betriebsstörung.
Zulässige Spannungsfälle
Hausanschluss – Verbrauchsmittel
Vom Hausanschluss bis zum Verbrauchsmittel soll der Spannungsfall 4 % der Nennspannung des Netzes nicht überschreiten (DIN DE 0100-520, Bild 1).
Während des Anlaufs von Motoren und beim Einschalten von Verbrauchern mit hohen Einschaltströmen sind abweichende Werte für den Spannungsfall zulässig.
Hauseinführung – Zählerplatz
In der „Verordnung über Allgemeine Bedingungen für die Elektrizitätsversorgung von Tarifkunden“ (AVBEltV) wird von der Hauseinführung (Hausanschlusskasten) bis zum Zählerplatz ein Spannungsfall < 0,5 % gefordert.
Zähleinrichtung – Verbrauchsmittel
Von der Zähleinrichtung bis zum Verbrauchsmittel soll der Spannungsfall 3 % nicht überschreiten; DIN 18015-1.
Wie Sie die erforderlichen Querschnitte berechnen, wie die Phasenverschiebung bei den Teilspannungen mit Hilfe von Zeigerdiagrammen dargestellt werden, sowie Beispielrechnungen entnehmen Sie bitte der PDF-Datei "Kabel und Leitungen Teil 1" (PDF, 90 KB).
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