Geht es um mobile Stromerzeuger oder den Anschluss von Kaltwassersätzen und anderen Heiz- oder Klimageräten zum Mieten, spielt die Versorgung mit elektrischer Energie eine wichtige Rolle. Denn ohne ausreichend Strom, verweigern die Geräte ihren Dienst. Sie funktionieren nicht richtig oder es kommt zu Bränden im Bereich der Anschlussleitung. Um das zu verhindern, müssen Nutzer den Kabelquerschnitt berechnen.
Deutsche-Thermo.de erklärt, wie das Berechnen des Kabelquerschnitts funktioniert. Wir stellen nützliche Tabellen zur Verfügung und helfen mit einem Kabelquerschnitt-Rechner bei der passgenauen Dimensionierung.
Die Themen im Überblick
- Die Themen im Überblick
- Die richtige Kabeldimensionierung: Aus diesen Gründen ist sie wichtig
- Kabelquerschnitt-Rechner: Schnell und einfach zum Leitungsquerschnitt
- Leiterquerschnitt berechnen: So funktioniert es Schritt für Schritt
- Typische Anwendungsfälle für den Kabelrechner
- Diese Größen wirken sich auf den Kabelquerschnitt in mm² aus
- Tabelle zeigt Übersicht über typische Kabelquerschnitte
- FAQ: Häufig gestellte Fragen zum Berechnen des Kabelquerschnitts
Die richtige Kabeldimensionierung: Aus diesen Gründen ist sie wichtig
Es könnte so einfach sein: Anstelle den Kabelquerschnitt berechnen zu lassen, wählen Verbraucher einfach eine möglichst starke Leitung für das nächste Projekt. Was theoretisch funktioniert, ist in der Praxis eher ungünstig. Denn zu große Kabelquerschnitte haben mehrere Nachteile: Zum einen werden die Kabel damit ziemlich unhandlich, zum anderen aber auch teurer als nötig. Denn der Preis der elektrischen Anschlussleitungen steigt mit zunehmender Stärke.
Zu klein dimensionierte Elektrokabel stellen eine große Gefahr dar
Passt der Kabelquerschnitt nicht zum gewünschten Einsatzfall, ist der Widerstand in der Leitung zu groß. Im einfachsten Fall führt das dazu, dass angeschlossene Geräte zu wenig Spannung bekommen. Sie arbeiten mit zu geringer Leistung oder verweigern den Dienst komplett. Wer den falschen Kabelquerschnitt berechnet und eine viel zu dünne Leitung auswählt, riskiert einen sehr hohen Spannungsabfall. Die Kabel erwärmen sich spürbar, die Isolierung kann schmelzen und es kann zu einem Brand kommen.
Kabelquerschnitt berechnen: Gründe für die passgenaue Auswahl
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Berechnung des Kabelquerschnitts aus wirtschaftlichen, funktionalen und sicherheitsrelevanten Gründen wichtig ist. Denn ein zu klein oder zu groß ausgelegtes Kabel hat folgende Nachteile:
- zu hohe Kosten der Kabel
- kompliziertere Verlegung
- zu hoher Spannungsabfall
- Gefahr eines Kabelbrandes
Indem Anwender den Kabelquerschnitt berechnen, beugen sie den Nachteilen vor. Sie erreichen eine optimale Wirtschaftlichkeit, versorgen Geräte bedarfsgerecht und reduzieren das Risiko eines Brandes.
Kabelquerschnitt-Rechner: Schnell und einfach zum Leitungsquerschnitt
Wer ohne viel Theorie den Leitungsquerschnitt berechnen möchte, erledigt das mit unserem Kabelquerschnitt Rechner. Geben Sie hier einfach die benötigten Parameter ein, um die richtige Kabelstärke herauszufinden.
- Länge in Metern (einfache Länge der Kabelverlegung)
- Stromstärke in Ampere (Umrechnung: Spannung, Leistung und Stromstärke)
- Spannungsabfall in Prozent (üblicherweise zwischen 1 und 3 Prozent)
- Spannung in Volt (Ausgangsspannung am Anfang der Leitung)
- cosφ für Wechsel- und Drehstrom (ca. 0,8 bis 1) ohne Einheit
- Leitfähigkeit des Kabelmaterials (Kupfer = 58; Aluminium = 37)
Leiterquerschnitt berechnen: So funktioniert es Schritt für Schritt
Wenn Experten den Kabelquerschnitt berechnen, achten sie dabei vor allem auf den zulässigen Spannungsabfall. Dieser liegt in der Regel bei 1 bis 3 Prozent, abhängig davon, welche Geräte angeschlossen werden und welche Anforderungen diese an die Installation stellen.
Schritt 1: Grunddaten für die Dimensionierung zusammenstellen
Bevor man den Kabelquerschnitt berechnen kann, sind die wichtigsten Parameter zu bestimmen. Erforderlich sind unter anderem:
- Spannung
- Anschlussleistung (in Watt) oder Stromstärke (in Ampere)
- Leitungslänge
- Art und Lage der Verlegung (Kabelkanal, Freileitung etc.)
- Leistungsfaktor induktiver Verbraucher (cosφ 0,8 bis 1,0)
Während Angaben zur Verlegung (Art und Länge) aus der Planung hervorgehen, sind die Anschlussdaten (Leistung, Spannung etc.) auf dem Typenschild des zu versorgenden Verbrauchers abzulesen. Sollen mehrere Verbraucher gleichzeitig laufen, sind die Anschlusswerte zu addieren. Ein Gleichzeitigkeitsfaktor berücksichtigt dann, wie viele Geräte parallel am Netz sind. Sollen alle exakt zur gleichen Zeit laufen, ist der Faktor mit 1,0 anzusetzen.
Schritt 2: Spannungsabfall definieren und Leiterquerschnitt berechnen
Im nächsten Schritt bestimmen Experten den zulässigen Spannungsabfall, der in der Regel bei 1 bis 3 Prozent liegt. Anschließend berechnen sie den Querschnitt, der für die individuellen Randbedingungen erforderlich ist.
Für Gleichstrom ergibt sich dabei folgende Gleichung:
- A = (2 x Länge x Stromstärke) / (Leitfähigkeit des Kabels x Spannungsabfall x Spannung) [in mm²]
Für einphasigen Wechselstrom ergibt sich dabei folgende Gleichung:
- A = (2 x Länge x Stromstärke x cosφ) / (Leitfähigkeit des Kabels x Spannungsabfall x Spannung) [in mm²]
Für Drehstrom ergibt sich dabei folgende Gleichung:
- A = (1,732 x Länge x Stromstärke x cosφ) / (Leitfähigkeit des Kabels x Spannungsabfall x Spannung) [in mm²]
Folgende Einheiten sind dabei einzusetzen:
Schritt 3: Rechenwert mit Strombelastbarkeit der Kabel vergleichen
Konnten Experten den Kabelquerschnitt berechnen, vergleichen sie das Ergebnis anschließend mit der maximalen Strombelastung für Kabel und Verlegung. Hieraus ergibt sich in der Regel die mindestens benötigte Querschnittsfläche. Außerdem informieren die Angaben über die im jeweiligen Fall benötigte Absicherung.
Wichtig zu wissen: In aller Regel passen die Ergebnisse nicht zu einem verfügbaren Leitungsquerschnitt. Auf Nummer sicher gehen Anwender dabei, wenn Sie die nächsthöhere Größe wählen. Zeigt das Ergebnis 1,3 mm² an, ist demnach ein Kabel mit einem Querschnitt von 1,5 mm² zu wählen, sofern die maximale Belastung nicht überschritten ist.
Kabelquerschnitt berechnen: Wann ist das erforderlich?
Geht es um die Verlegung elektrischer Leitungen, ist der Kabelquerschnitt zu berechnen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Kabel in Auto, Wohnmobil oder im Haus liegen. Ein typischer Grund, aus dem unsere Leser den Kabelquerschnitt berechnen wollen, ist der Anschluss mobiler Heizungen, Klimageräte oder Kaltwassersätze. Während Erstere in der Regel nur wenig Strom benötigen, ist die erforderliche elektrische Leistung bei der Mietkälte teils sehr hoch. Ähnlich verhält es sich bei mobilen Stromerzeugern oder Notstromaggregaten. Auch diese sind über Leitungen mit dem passenden Kabelquerschnitt anzuschließen.
Obacht geben sollten darüber hinaus auch Mieter oder Hausbesitzer, die für eine 11 kW Wallbox den Kabelquerschnitt berechnen wollen. Sparen diese am Durchmesser, gehen sie durch die Überlastung der Strombelastbarkeit der Kabel nicht nur ein erhöhtes Risiko ein. Sie versorgen das angeschlossene Fahrzeug auch nicht bedarfsgerecht. Die benötigte Leistung wird nicht erreicht und das Laden kann wieder erwarten sehr lange dauern.
In diesen Fällen ist es wichtig, den Kabelquerschnitt berechnen zu lassen:
- mobile Stromversorgung installieren
- Notstromaggregat richtig anschließen
- mobile Heizung mieten und betreiben
- mobile Kälteanlage in Betrieb nehmen
- mobile Photovoltaikanlage installieren
- Elektrokabel in Fahrzeugen verlegen
- Hausinstallation aufbauen/ erweitern
- Wallbox in oder am Haus installieren
Hier aufgeführt sind nur einige Beispiele. In der Praxis ist die zulässige Strombelastbarkeit von Kabeln bei jedem Projekt zu berücksichtigen.
Wichtiger Hinweis: Ganz gleich, ob es um große oder kleine Projekte geht. Wer den Kabelquerschnitt berechnen möchte, sollte sich von erfahrenen Personen oder Fachhandwerkern beraten und unterstützen lassen. Das schützt vor Problemen in der Versorgung und Bränden, die durch zu kleine Kabeldurchmesser entstehen.
Diese Größen wirken sich auf den Kabelquerschnitt in mm² aus
Wer für den benötigten Kabelquerschnitt den Durchmesser aus einer Tabelle ablesen oder den Leiterquerschnitt berechnen möchte, hat einige Punkte zu beachten. So kommt es neben der Anschlussleistung und der Stromstärke auch auf die entsprechende Spannung, die Kabellänge und die Art der Verlegung an.
Wichtig zu wissen: Durchmesser und Querschnitt sind nicht zu verwechseln! Geht es um die Dimensionierung elektrischer Leitungen, spielt der Querschnitt eine wichtige Rolle. Denn er beschreibt die verfügbare Fläche, um Strom zu leiten. Der Durchmesser ist hingegen eine Längenangabe für die Stärke eines Kabels.
Spannung, Leistung und Stromstärke zum Leiterquerschnitt berechnen
Welcher Kabelquerschnitt in mm² erforderlich ist, hängt vor allem von den elektrischen Parametern ab. Wichtig sind dabei Angaben zur Spannung, zur Leistung und zur Stromstärke, die miteinander in Verbindung stehen.
Ein einfacher Vergleich mit einer Wasserleitung zeigt, wie das gemeint ist. Die Spannung gibt dabei an, mit welcher Kraft Wasser in eine Leitung gepumpt wird. Die Stromstärke steht für die Menge des Wassers und die Leistung für das, was am Ende herauskommt. Die Kraft baut sich schneller ab, je höher die Leitung ist und am Ende strömt weniger Wasser heraus. Ähnlich verhält es sich bei elektrischen Kabeln: Ist der Leiterquerschnitt zu gering, baut sich die Spannung schneller ab und die verfügbare Leistung sinkt.
- Spannung, Leistung und Stromstärke sind dabei über das Verhältnis P = U x I miteinander verbunden. Das heißt: Leistung = Spannung mal Stromstärke oder Stromstärke = Leistung durch Spannung (I = P/U).
Ein Beispiel: Möchten Anwender den Kabelquerschnitt berechnen (230 Volt Spannung und 3 kW Leistung), muss die Strombelastbarkeit der Kabel für eine Stromstärke von rund 13 Ampere ausreichen.
Kabelquerschnitt berechnen bei 400 V: Bei Drehstrom sind mit dem Verkettungsfaktor (Wurzel aus drei √3 = 1,73) und dem Leistungsfaktor Cosinus-Phi (cosφ) zwei weitere Werte zu berücksichtigen. Es ergibt sich die Gleichung P = U x I x cosφ x 1,73. Bei Wechselstrom entfällt der Verkettungsfaktor, sodass sich folgende Gleichung ergibt: P = U x I x cosφ.
Auch die Länge der Leitung beeinflusst den Kabelquerschnitt in mm²
Neben den elektrischen Parametern wirkt sich auch die Länge eines elektrischen Leiters auf den benötigten Leiterquerschnitt aus. Je größer die Distanz zum Verbrauchsgerät ist, umso stärker fällt die Spannung im Netz ab. Das kann dazu führen, dass angeschlossene Geräte mit einer zu geringen Leistung laufen oder überhaupt nicht starten. Im Umkehrschluss heißt das: Je länger ein Kabel sein soll, umso größer ist sein Querschnitt zu wählen.
Weitere Einflussgrößen beim Kabelquerschnitt berechnen beachten
Geht es um eine detaillierte Berechnung des Leitungsquerschnitts, sind zahlreiche weitere Faktoren zu berücksichtigen. Neben der Lage gehören dazu auch die Art der Verlegung und die Umgebungstemperatur. Mehrere Leitungen oder Schlaufen sorgen dabei grundsätzlich für höhere Umgebungstemperaturen. Das führt zu einem höheren Widerstand und dazu, dass sich die Spannung schneller abbaut. Demzufolge sind größere Leitungsquerschnitte erforderlich.
Strombelastbarkeit der Kabel bei der Dimensionierung berücksichtigen
Haben Experten den Kabelquerschnitt berechnen können, geht es um die Auswahl der passenden Leiter. Neben den Rechenergebnissen sind dabei auch Angaben zur Strombelastbarkeit der Kabel zu berücksichtigen. Überschlägige Werte zur Belastbarkeit von Kupfer-Leitungen zeigt die folgende Tabelle.
| Querschnitt | Wechselstrom | Drehstrom | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| — | Verlegung in gedämmten Wänden | Verlegung in Installationskanal oder Rohr | Verlegung in Kabelrinne / unter Decken | Verlegung in gedämmten Wänden | Verlegung in Installationskanal oder Rohr | Verlegung in Kabelrinne / unter Decken |
| 1,5 | 16,5 A (16) | 17,5 A (16) | 21 A (20) | 14 A (13) | 16 A (16) | 18,5 A (16) |
| 2,5 | 19,5 A (16) | 24 A (20) | 29 A (25) | 18,5 A (16) | 21 A (20) | 25 A (25) |
| 4 | 27 A (25) | 32 A (32) | 38 A (35) | 24 A (20) | 29 A (25) | 34 A (32) |
| 6 | 34 A (32) | 40 A (40) | 49 A (40) | 31 A (25) | 36 A (35) | 43 A (40) |
| 10 | 46 A (40) | 55 A (50) | 67 A (63) | 41 A (40) | 49 A (40) | 60 A (50) |
| 16 | 60 A (50) | 73 A (63) | 90 A (80) | 55 A (50) | 66 A (63) | 81 A (80) |
| 25 | 80 A (80) | 95 A (80) | 119 A (100) | 72 A (63) | 85 A (80) | 102 A (100) |
| 35 | 98 A (80) | 118 A (100) | 146 A (125) | 88 A (80) | 105 A (100) | 126 A (125) |
| 50 | 117 A (100) | 141 A (125) | 178 A (160) | 105 A (100) | 125 A (125) | 153 A (125) |
| 70 | 147 A (125) | 178 A (160) | 226 A (200) | 133 A (125) | 158 A (125) | 195 A (160) |
| 95 | 177 A (160) | 213 A (200) | 273 A (250) | 159 A (125) | 190 A (160) | 236 A (224) |
| 120 | 204 A (200) | 246 A (200) | 317 A (300) | 182 A (160) | 218 A (200) | 275 A (250) |
Info zur Tabelle: Angabe der maximalen Strombelastung von Kupferkabeln bei 25 Grad Celsius Umgebungstemperatur mit Absicherung (Klammerwert = empfohlene Absicherung in Ampere).
Genaue Angaben zur Strombelastbarkeit der Kabel sind der aktuellen Ausgabe der DIN VDE 0298-4 zu entnehmen. Entscheidend sind dabei weitere Einflussfaktoren, wie die Anzahl der Adern und die Lage der Leitungen.
Wichtig zu wissen: Der Kabelquerschnitt in mm² ist so zu wählen, dass die zulässige Strombelastbarkeit der Kabel nicht überschritten wird. Das gilt auch dann, wenn die Berechnung eigentlich einen geringeren Kabelquerschnitt erlauben würde.
Tabelle zeigt Übersicht über typische Kabelquerschnitte
Eine Alternative zum Kabelquerschnitt-Rechner bieten Tabellen mit typischen Kabelquerschnitten. Kennen Sie Spannung, Stromstärke und Kabellänge, können Sie den Querschnitt für Hausinstallation etc. einfach aus der Tabelle ablesen. Wichtig ist es dabei, die passende Tabelle für die individuellen Parameter zu wählen. Nachfolgende Tabelle gilt für einen Spannungsabfall von 3 Prozent für die angegebenen Stromstärken. Für andere Spannungsabfälle lassen sich die Ergebnisse mit Korrekturfaktoren (0,33 für 1 %; 0,5 für 1,5 %; 1,33 für 4 % und 1,67 für 5 %) multiplizieren. Bei einer Stromstärke von 25 Ampere und einem Kabelquerschnitt von 4 mm² sind für 3 % Spannungsabfall 56 Meter Leitung zulässig. Soll der Spannungsabfall nur 1 Prozent betragen, ergibt sich eine maximale Kabellänge von rund 18,5 Metern.
Tabelle nach DIN VDE 0100-520
Um die Tabelle richtig zu lesen, wählen Sie zunächst die passende Stromstärke. Gehen Sie anschließend in der Zeile nach rechts, bis Sie die passende Länge ablesen. Von diesem Punkt aus gehen Sie nach oben, um den entsprechenden Kabelquerschnitt zu bestimmen.
| Strom in A | Kabelquerschnitt in mm² / maximale Leitungslänge in m | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| – | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 |
| 6 | 92 | 150 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 10 | 55 | 90 | 141 | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 16 | 34 | 56 | 88 | 132 | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 20 | 28 | 45 | 70 | 106 | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 25 | – | 36 | 56 | 85 | 142 | – | – | – | – | – | – | – |
| 35 | – | – | 40 | 60 | 101 | 160 | – | – | – | – | – | – |
| 40 | – | – | – | 53 | 89 | 140 | 220 | – | – | – | – | – |
| 50 | – | – | – | – | 71 | 112 | 176 | 242 | – | – | – | – |
| 63 | – | – | – | – | 56 | 89 | 140 | 192 | 257 | – | – | – |
| 80 | – | – | – | – | – | 70 | 110 | 151 | 203 | 287 | – | – |
| 100 | – | – | – | – | – | – | 88 | 121 | 162 | 229 | – | – |
| 125 | – | – | – | – | – | – | – | 97 | 130 | 183 | 246 | – |
| 160 | – | – | – | – | – | – | – | – | 101 | 143 | 192 | 234 |
| 200 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 115 | 154 | 188 |
| 250 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 123 | 150 |
| 315 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 98 | 119 |
| 400 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 94 |
Wichtiger Hinweis: Die Tabelle ersetzt keine individuelle Berechnung. Sie hilft aber, die Planung überschlägig durchzuführen oder Planungsergebnisse schnell zu überprüfen.
FAQ: Häufig gestellte Fragen zum Berechnen des Kabelquerschnitts
Warum ist die Berechnung der passenden Kabelquerschnitte besonders wichtig?
Die Berechnung der Leiterquerschnitte zeigt, welche Kabelgrößen für einen individuellen Einsatzfall erforderlich sind. Während die Auswahl zu großer Querschnitte mit hohen Kosten einhergeht, beeinflussen zu klein ausgelegte Kabel die Funktion technischer Anlagen. So geht beispielsweise zu viel Spannung verloren, um angeschlossene Geräte bedarfsgerecht mit Strom zu versorgen. Außerdem besteht Brandgefahr, wenn sich zu kleine Kabel im Betrieb sehr stark erhitzen.
Welche Größen beeinflussen den Leitungsquerschnitt von Stromkabeln?
Neben der Stromstärke ist der zulässige Spannungsabfall eine der wichtigsten Größen bei der Dimensionierung von Stromkabeln. Von entscheidender Bedeutung ist darüber hinaus auch die maximale Strombelastbarkeit von Kabeln, die nicht überschritten sein darf. Geht es um die Versorgung mehrerer Geräte, spielt auch die Gleichzeitigkeit eine wichtige Rolle. Diese gibt an, wie viel der Gesamtleistung zur gleichen Zeit verfügbar sein muss. Wichtig sind außerdem Informationen über die Art und Lage der Verlegung sowie Angaben zu den entsprechenden Umgebungstemperaturen.
Wie gehen Experten vor, wenn sie den Kabelquerschnitt berechnen?
Im ersten Schritt sind die Last- und Auslegungsparameter zusammenzustellen. Dabei geht es um die erforderliche Leistung, die benötigten Leitungslängen und Angaben zur Art und Lage der Verlegung. Im nächsten Schritt berechnen Experten den Kabelquerschnitt für den individuell zulässigen Spannungsabfall. Sie vergleichen das Ergebnis mit der maximalen Strombelastbarkeit von Kabeln und wählen die Leitung so, dass Letztere nicht überschritten wird.
