Formeln: Spannungsfall, Querschnitt und Abschaltbedingung
Leitungen bemessen: Spannungsfall bei Wechsel- und Drehstrom, Querschnitt, Leitungsverluste, Kurzschlussstrom, Abschaltbedingung und Überlastschutz.
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| Gesucht | Formel | Größen und Einheiten | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Spannungsfall Wechselstrom | ΔU = 2 · l · I · cos φκ · A | l einfache Leitungslänge in m | 25 m, 16 A, cos φ = 1, Cu 2,5 mm² → ΔU = 5,7 V |
| Spannungsfall Drehstrom | ΔU = √3 · l · I · cos φκ · A | symmetrische Last | 40 m, 32 A, cos φ 0,9, Cu 6 mm² → ΔU = 5,9 V |
| Spannungsfall in Prozent | Δu = ΔUU · 100 % | auf 230 V bzw. 400 V bezogen | 5,7 V von 230 V → Δu = 2,5 % |
| Querschnitt (Wechselstrom) | A = 2 · l · I · cos φκ · ΔU | A in mm²; auf Normquerschnitt aufrunden | 25 m, 16 A, 3 % = 6,9 V → 2,07 mm², gewählt 2,5 mm² |
| Verlustleistung der Leitung | PV = I2 · RL = 2 · l · I2κ · A | PV in W | 25 m, 16 A, 2,5 mm² → PV = 91 W |
| Kurzschlussstrom | Ik = U0ZS | U₀ = 230 V, ZS Schleifenimpedanz | ZS = 0,8 Ω → Ik = 288 A |
| Abschaltbedingung | ZS · Ia ≤ U0 | Ia Strom für die Abschaltzeit | B 16: Ia = 5 · 16 A = 80 A → ZS ≤ 2,87 Ω |
| Überlastschutz | IB ≤ In ≤ Iz; I2 ≤ 1,45 · Iz | IB Betriebsstrom, In Nennstrom, Iz Belastbarkeit | IB 13 A, B 16, Iz 20 A → erfüllt |
| TT-System mit RCD | RA · IΔn ≤ 50 V | RA Erdungswiderstand | 30 mA → RA ≤ 1667 Ω |
| Fehlerspannung | UF = IF · RA | UF Spannung am Körper | 0,3 A über 100 Ω → UF = 30 V |
κ bei 20 °C: Kupfer 56, Aluminium 35 m/(Ω·mm²); bei Betriebstemperatur sind es etwa 20 % weniger. Grenzen des Spannungsfalls und Abschaltzeiten stehen in „Spannungsfall: Grenzwerte“ und „Abschaltzeiten“; Iₐ für LS-Schalter: B = 5 · Iₙ, C = 10 · Iₙ.
Quelle: DIN VDE 0100-410, -430 und -520 sowie VDE-AR-N 4100 (Spannungsfall), sinngemäß, Stand 2022. Richtwerte für die Praxis, maßgeblich sind die gültigen Normen und Herstellerangaben.
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Helfer: Spannungsfall & VerlusteHelfer: LeitungsquerschnittHelfer: AbschaltbedingungHelfer: LeitungslängeFormel: Spannungsfall WechselstromFormel: Spannungsfall DrehstromFormel: Prozentualer SpannungsfallFormel: Leitungsverluste WechselstromFormel: KurzschlussstromFormel: Abschaltbedingung (größte Schleifenimpedanz)Formel: Abschaltstrom von LeitungsschutzschalternFormel: Schutz bei Überlast (Schutzorgan und Leitung)Formel: Erdungswiderstand und RCD