Leitungsberechnung in der Elektrotechnik
– ausführlich –

Leitungsberechnungen in der Elektrotechnik
sind nicht ganz so einfach.
Ich werde Dir helfen die Grundlagen der
Leitungsberechnungen zu verstehen.
Auswahl-von-Kabel-und-Leitungen-in-der-Elektrotechnik

Die Leitungsberechnung in der Elektrotechnik – ausführlich –

Anhand von Beispiele möchte ich Dir helfen,
die Leitungsberechnung in der Elektrotechnik
zu verstehen und ohne Schwierigkeiten anzuwenden.

Dazu bearbeiten wir folgende Punkte:

Grundlagen und Formeln

Bedingungen für die Leitungsberechnung

Begriffe der Leitungsberechnung klären

Stromaufnahme des Betriebsmittels berechnen

Bemessungsstrom der Überstromschutzeinrichtung ermitteln

Umrechnungsfaktor (f1 ) für abweichende Umgebungstemperatur ermitteln

Umrechnungsfaktor (f2 ) für die Häufung von Leitungen ermitteln

Umrechnungsfaktor (f3 ) für die Verlegeart von Leitungen ermitteln

Umrechnungsfaktor (f4 ) für die Oberschwingungen auf Leitungen ermitteln

Bemessungswert der Strombelastbarkeit der Leitung bestimmen

Spannungsfall der Leitung überprüfen

Was bedeutet „kleiner Prüfstrom“ und „Großer Prüfstrom“?

Bedingungen für eine Leitungsberechnung

Die Bedingung um eine Leitung berechnen zu können resultiert aus der

Nennstromregel

Ib ≦ In ≦ Iz

Ib

  • Ist die Stromaufnahme des elektrischen Betriebsmittels
    (z.B. Waschmaschine, Wäschetrockner, Warmwasserspeicher oder eine fest installierte Steckdose)

In

  • Ist der Bemessungsstrom der Überstromschutzeinrichtung
    (z.B. Leitungsschutzschalter, FI-LS-Schalter

Iz

  • Ist die Dauerstrombelastung der Leitung bei abweichenden Betriebsbedingungen
    (Höchstzulässige Dauerstrombelastung bei abweichenden Betriebsbedingungen)

Ir

  • Ist der Bemessungswert der Strombelastbarkeit der Leitung
    (Höchstzulässige Dauerstrombelastung bei einer Umgebungstemperatur von 30°C

 

Grundlagen der Elektrotechnik

Stromaufnahme eines elektrischen Betriebittel berechnen

P = U ⋅ I ⋅ cosφ
cosφ ist der Wirkleistungsfaktor.

Ib = P / U ⋅ cosφ

Ein kleines Beispiel:

Ein Kochgerät hat eine elektrische Leistung von 4,0 kW und einen cosφ von 1,
weil die Kochplatte ein rein Ohmscher Widerstand ist
jedoch solltest Du immer den cosφ mit in die Rechnung aufnehmen
sonst könnte ein Prüfer denken, Du kannst die Formel nicht richtig interpretieren.

Ib = P / U ⋅ cosφ

Ib = 4000 W / 230 V ⋅ 1

Ib = 17,39 A

Bemessungsstrom der Überstromschutzeinrichtung bestimmen

Ib ≦ In

Der Betriebsstrom muss kleiner, gleich den Nennstrom sein.
Im obigen Beispiel haben wir einen Strom von 17,39 A ausgerechnet.

17,39 A ≦ In

Bemessungsströme von LS-Schaltern

6 A 10 A 13 A 16 A 20 A 25 A

Daraus folgt – In = 20 A

Umrechnungsfaktor f1für die abweichende Umgebungstemperatur ermitteln

Aus der Tabelle – Umrechnungsfaktor für abweichende Umgebungstemperaturen
Umgebungstemperatur in °C 25 30 35
PVC-Isolierung 1,06 1,00 0,94
Gummi-Isolierung 1,08 1,00 0,91

In meinem Beispiel gehen wir davon aus,
dass die Umgebungstemperatur 25 °C beträgt.
Die Leitung ist eine NYM-J Leitung.

Damit haben wir einen f1 – Umrechnungsfaktor von 1,06.

Umrechnungsfaktor f1für die abweichende Umgebungstemperatur ermitteln

Aus der Tabelle – Umrechnungsfaktor für Häufung von Leitungen
Anzahl der mehradrigen Leitungen 1 2 3 4
auf oder in der Wand 1,0 0,8 0,7 0,65

In meinem Beispiel gehen wir davon aus,
dass zwei Leitungen zusammen verlegt sind.

Damit haben wir einen f2 – Umrechnungsfaktor von 0,8.

Bemessungswert der Strombelastbarkeit der Leitung bestimmen

Iz = Ir ⋅ f1 ⋅ f2

Ir = Iz / f1 ⋅ f2

Die Bedingungen in der Nennstromregel sind:

Ib ≦ In ≦ Iz

17,39 A ≦ 20 A ≦ 20 A

Ir = Iz / f1 ⋅ f2

Ir = 20 A / 1,06 ⋅ 0,8

= 23,58 A

Jetzt müssen wir den Bemessungswert Ir aus der Tabelle entnehmen.

Bemessungswert Ir der Strombelastbarkeit der Leitung

Verlegeart   C
Belastete Adern 2 3
Nennquerschnitt in mm2 Cu
1,5 19,5 17,5
2,5 27 24

In der Tabelle lesen wir für Ir heraus, dass wir einen Querschnitt von 2,5 mm2 benötigen.

Jetzt setzen wir ein:
Iz = Ir ⋅ f1 ⋅ f2
Iz = 27A ⋅ 1,06 ⋅ 0,8
Iz = 22,90A

Wir überprüfen die Nennstromregel mit den gewonnen Werten.
Ib ≦ In ≦ Iz
17,39A ≦ 20A ≦ 22,90A

Leitungsberechnung von fest verlegten Kabel und Leitungen

Spannungsfall an Leitungen
Was ist ein Spannungsfall in der Elektrotechnik?

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