Zwei Dinge entscheiden über den Querschnitt
Eine Leitung muss dick genug sein, um den Strom ohne Überhitzung zu führen, und dick genug, damit die Spannung am Ende noch ankommt. Bei kurzen Strecken entscheidet der Strom, bei langen fast immer der Spannungsfall.
Schritt 1: den Strom bestimmen
Wenn du die Last in Watt kennst, teile durch die Spannung. Für einen Heizlüfter mit 3 kW an 230 V sind das 3000 ÷ 230 = 13 A. Bei Drehstrom teilst du stattdessen durch √3 × Spannung × Leistungsfaktor.
Schritt 2: die Strombelastbarkeit prüfen
Jeder Querschnitt hat eine Strombelastbarkeit, und das ist keine einzelne Zahl. Derselbe Kupferleiter darf weniger führen, wenn er in Dämmung liegt, mit anderen Leitungen gebündelt ist oder in einem heißen Dachboden arbeitet. Übliche Kupferwerte für die Hausinstallation:
- 1,5 mm² (etwa 15 AWG): Lichtstromkreise, je nach Verlegeart rund 14 bis 20 A.
- 2,5 mm² (etwa 13 AWG): Steckdosenstromkreise, rund 18 bis 27 A.
- 6 mm² (etwa 9 AWG): Herd und Durchlauferhitzer, rund 34 bis 47 A.
Wegen dieser Spanne enthalten die Vorschriften Tabellen nach Verlegeart statt eines Werts pro Querschnitt. Nimm den Wert für die Art, wie deine Leitung wirklich verlegt wird, und wende dann die Korrekturfaktoren für Umgebungstemperatur und Häufung an.
Schritt 3: den Spannungsfall prüfen
Der Widerstand wächst mit der Länge, also verliert eine lange Leitung unterwegs Volt:
Spannungsfall = 2 × Länge × Strom × ρ ÷ Querschnitt
ρ ist der spezifische Widerstand des Leiters, etwa 0,0175 Ω·mm²/m für Kupfer und 0,028 für Aluminium. Die 2 steht für Hin- und Rückleiter; bei einer symmetrisch belasteten Drehstromleitung nimmst du √3.
Eine Last von 20 A in 30 m Entfernung an 2,5 mm² Kupfer fällt um 2 × 30 × 20 × 0,0175 ÷ 2,5 = 8,4 V ab, das sind 3,7 % von 230 V. Mit 4 mm² sind es 5,25 V oder 2,3 %.
Wie viel Spannungsfall erlaubt ist
Die Vorschriften setzen eine Grenze, üblicherweise zwischen 3 % und 5 % der Nennspannung, und Licht wird oft strenger behandelt als Kraft. Der genaue Wert und die Aufteilung zwischen Hausanschluss und Endstromkreis hängen von der Norm ab, nach der du arbeitest, also prüfe die, die bei dir gilt.
Warum es über die Vorschrift hinaus wichtig ist
Zu wenig Spannung am Ende lässt Motoren heiß laufen und mehr Strom ziehen, macht Licht dunkler und verwandelt die fehlenden Volt in Wärme in der Leitung. Bei einer langen Leitung zur Gartenhütte oder zur Pumpe kostet der nächste Querschnitt meist wenig und löst das Problem dauerhaft.
Was eine Leitung kleiner macht, als sie aussieht
- Dämmung: eine von Dachdämmung bedeckte Leitung kann keine Wärme abgeben und wird stark reduziert.
- Häufung: mehrere Leitungen in einem Rohr oder auf einer Trasse dürfen jede weniger führen.
- Umgebungstemperatur: die Werte gelten für etwa 30 °C; ein heißer Technikraum oder Dachraum braucht einen Faktor.
- Isolierstoff: eine Leitung für 90 °C darf mehr führen als eine für 70 °C, aber nur wenn auch jede Klemme dafür zugelassen ist.
Werkzeuge
Der Kabelquerschnitt-Rechner bestimmt den Querschnitt aus Last, Länge und zulässigem Spannungsfall, und der Spannungsfall-Rechner prüft einen Querschnitt, den du schon hast. Die AWG-Tabelle rechnet zwischen AWG und mm² um, und der kW-in-Ampere-Rechner macht aus einer Last in Kilowatt den Strom, für den du auslegen musst.