Thema: Spannungsfall

1. Der Spannungsfall

1.1 Was ist überhaupt ein Spannungsfall?

Wir erinnern uns an einen einfachen Stromkreis aus dem Schulunterricht. Dort hieß es: „An jeden stromdurchflossenen Widerstand fällt eine Spannung ab“.
Dies kann man mit der Formel: U= R * I erklären

Schauen wir uns eine Leitung an, die von Punkt A nach Punkt B verlegt wurde.
Das Wichtigste ist hierbei die Umgebung, in der sie verlegt wurde und welche Art von Strom „transportiert“ wird. Es wird zwischen Drehstrom und Wechselstrom unterschieden.

1.2 Unterschiede zwischen Wechselstrom und Drehstrom:

Bei Wechselstrom geht die Länge der Leitung immer 2 x in die Berechnung mit ein. Denn es gibt einen Hinleiter (L) und einen Rückleiter (N).

Bei Drehstrom ist die Berechnungseinheit nicht 2 x sondern WURZEL 3 x. http://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom

1.3 Berechnung des Widerstandes der Leitung

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Berechnung des Leitungswiderstandes.

Formel: R = (2 * l) / (K * A)

l = Länge in m
K = 56 m / (OHM * mm²) für 99,9% Kupfer
A= Querschnitt des Leiters in mm²

BSP:

NYM-J 3 x 1,5mm² verlegt auf einer Länge von 17,5m

R = (2 * l) / (K * A) = (2 * 17.5m) / (56 * 1.5mm²) = 0,416 OHM

1.4 Spannungsfall auf der Leitung NYM-J 3 x 1,5mm² , Länge 17,5m

Hierbei ist wichtig, dass Folgendes beachtet wird:
Wird der Spannungsfall für eine Leitung in einem privaten Haus berechnet,
MUSS als Strom der Nennstrom der vorgeschalteten Sicherung für die Berechnung verwendet werden.

BSP

- Normale Steckdosen mit 16A abgesichert I = 16A
- Herdanschluss Nennstrom der Herdes ca. 15A , Strom der Sicherung 16A I = 16A

Beispiel zur Berechnung des Spannungsfalls:

NYM-J 3 x 1,5mm² verlegt auf einer Länge von 17,5m
Versorgung von Steckdosen

U = R * I = 0,416 OHM * 16A = 6.6V

Auf dieser Leitung gehen uns also 6,6 V verloren.

Damit wissen wir jetzt, dass eine Leitung NYM-J 3 x 1,5mm² mit der Länge 17,5m, die Steckdosen versorgt, einen Spannungsfall von 2,9% aufweist.


1.5 Was tun gegen zu hohen Spannungsfall?

Es gibt eigentlich nur eine sinnvolle Möglichkeit den Spannungsfall zu verringern.
Es MUSS, bei Überschreitung der Grenzwerte (siehe 1.7), eine neue Leitung verlegt werden, oder eine kleinere Sicherung eingebaut werden. Wird dieses nicht getan und ein zu hoher Spannungsfall einfach in Kauf genommen, muss damit gerechnet werden, dass

- die ev. Brandgefahr stark steigt, wegen unzulässiger Benutzung der Leitung
- die angeschlossene Geräte NIE die max. Leistung erreichen werden


1.6 Geläufige Formeln zur Berechnung des Spannungsfalls

1.6.1 Wechselstrom

U = 230V
K = 56 m / (OHM * mm²) für 99,9% Kupfer
I = Strom der Sicherung in A
L = Länge der Leitung in m
A = Querschnitt in mm²
delta u = Spannungsfall in %


delta u = (2 * 100 * I * L * cos phi) / (K * A * U)

Wenn andere Werte ausgerechnete werden müssen, empfehle einfach die Formel umzustellen.

1.6.1 Drehstrom

U = 400V
K = 56 m / (OHM * mm²) für 99,9% Kupfer
I = Strom der Sicherung in A
L = Länge der Leitung in m
A = Querschnitt in mm²
delta u = Spannungsfall in %

delta u = (WURZEL(3) * 100 * I * L * cos phi) / (K * A * U)

1.7 Grenzwerte nach DIN 18015-1,TAB und VDE 0100 T.520

1.7.1 DIN 18015-1

Der max. erlaubte Spannungsfall beträgt 3% ab dem Zähler bis zur Anschlussstelle der Verbraucher.

Bei vielen Elektrikern wird der Spannungsfall leider zu ungenau gehandhabt. Fakt ist es sind max. 3% erlaubt. Wird diese Grenze überschritten kann diese dazu führen, das im Fehlerfalle kein Versicherungsschutz mehr besteht und der Elektriker auf den Kosten sitzen bleibt.

Beispiel für maximale Leitungslängen nach DIN 18015 bei Wechselstrom:

Absicherung 16A

1,5mm² = 18m
2,5mm² = 30m

Beispiel des Spannungsfalls in Verbindung mit einer UV

Hauptverteilung mit Zähler --> Unterverteilung --> Anschlussstelle des Verbrauchers
Hauptverteilung mit Zähler --> Unterverteilung = 1% Spannungsfall
Unverteilung --> Anschlussstelle des Verbraucher = 2% Spannungsfall

1.7.2 TAB

Die TAB aus Niedersachsen schreibt folgende Grenzwerte auf der HAUPTLEITUNG vor: (Hauptleitung = Hausanschlusskasten --> Zähler)

bis 100KVA 0,5%
100kVA bis 250kVA 1%
250kVA bis 400kVA 1,25%
ab 400kVA 1,5%


1.7.3 VDE 0100 T.520

Die VDE schreibt einen Grenzwert von 4% vor und gibt ihn für die gesamte Strecke vom Hausanschlusskasten bis zu der Anschlussstelle der Verbraucher an.

Diese 4% nach VDE müssen eingehalten werden genau wie alle anderen Grenzwerte.

Die 4% ist auch über die Verlängerungsleitungen auszudehnen, die an den Steckdosen angeschlossen sind (Empfehlung VDE). Das heißt 4% von Hausanschlusskasten bis zum Endverbraucher inklusive seiner Zuleitung.

Hallo,

ich habe mal ein kleines Java Programm zu dem Thema geschrieben. Fals ihr Wünsche,Anregungen habt oder Fehler gefunden habt, meldet euch bitte per PN.
Dies ist die erste Version, kann also noch Fehler geben.
Die Eingaben sind mit einem Enter zu bestätigen. Punkte bitte als Kommas setzten und keine Einheiten, nur Zahlen. Gibt aber auch ToolTips.

Edit: Neue Version ist erschienen. Es sollte unter Win. und MAC laufen.

www.mkfgf.de/Spannungsfall.zip

MFg MArcell