Ein Leiterquerschnitt muss gleichzeitig Belastbarkeit, Spannungsfall und Kurzschluss bewältigen — die größte der drei Anforderungen bestimmt den Querschnitt. Hier sind die drei Anforderungen und warum die Belastbarkeitswerte stets in der Norm nachgeschlagen werden müssen.
Einleitung
Bei der Wahl des Querschnitts müssen drei unabhängige Anforderungen erfüllt sein — die größte von ihnen bestimmt den Querschnitt.
- 01Strombelastbarkeit: Der Leiter darf nicht zu heiß werden. Der zulässige Strom hängt von Verlegeart, Häufung und Umgebungstemperatur ab und wird in den Tabellen der Norm nachgeschlagen.
- 02Spannungsfall: ΔU muss unter der NORM-Grenze gehalten werden (max. 3 % Beleuchtung / 5 % übrige, Tabelle G52.1).
- 03Kurzschluss: Der Leiter muss dem Kurzschlussstrom standhalten, bis die Sicherung auslöst.
Anforderung 1: Belastbarkeit (Iz)
Die Belastbarkeit Iz ist der Strom, den der Leiter dauerhaft führen kann, ohne seine zulässige Betriebstemperatur zu überschreiten — 70 °C bei PVC-Isolierung, 90 °C bei PEX/EPR. Der Grundwert Iz0 wird in den Tabellen der Norm (Reihe B.52) anhand von Leiterwerkstoff, Isolierung, Anzahl belasteter Leiter und REFERENZ-Verlegeart nachgeschlagen. Der Grundwert wird anschließend für die tatsächlichen Verhältnisse vor Ort korrigiert.
Referenz-Verlegearten (A1–G)
Wo und wie das Kabel liegt, bestimmt, wie gut die Wärme abgeführt wird — und damit Iz0. Die Norm kocht die unzähligen realen Verlegearten auf einen Satz Referenzmethoden herunter, jede mit ihrem Buchstaben (Tabelle A.52.3). Deine tatsächliche Verlegeart wird der nächstliegenden Referenzmethode zugeordnet.
| Methode | Vorlage (Referenz) |
|---|---|
| A1 | Isolierte Leiter in Installationsrohren in einer wärmegedämmten Wand |
| A2 | Mehradriges Kabel im Installationsrohr in wärmegedämmter Wand |
| B1 | Isolierte Leiter in Installationsrohren auf der Wand |
| B2 | Mehradriges Kabel im Installationsrohr auf der Wand |
| C | Kabel direkt auf der Wand oder auf einer ungelochten Kabelrinne |
| D1 | Kabel im Rohr im Erdreich |
| D2 | Kabel direkt im Erdreich |
| E | Mehradriges Kabel frei in Luft |
| F | Einadrige Kabel frei in Luft, sich berührend |
| G | Einadrige Kabel frei in Luft, mit Abstand |
Umgebungstemperatur (Ca)
Die Tabellen gelten bei einer Referenztemperatur von 30 °C in Luft (20 °C im Erdreich). Ist es wärmer, kann der Leiter nicht ebenso viel führen, und der Faktor Ca (auch k1 genannt) wird aus Tabelle B.52.14 entnommen:
| Umgebungstemp. | PVC (70 °C) | PEX/EPR (90 °C) |
|---|---|---|
| 30 °C | 1,00 | 1,00 |
| 35 °C | 0,94 | 0,96 |
| 40 °C | 0,87 | 0,91 |
| 45 °C | 0,79 | 0,87 |
| 50 °C | 0,71 | 0,82 |
| 55 °C | 0,61 | 0,76 |
| 60 °C | 0,50 | 0,71 |
Häufung (Cg)
Liegen mehrere belastete Stromkreise dicht beieinander, erwärmen sie sich gegenseitig, und jeder einzelne kann weniger führen. Der Häufungsfaktor Cg (k2) wird aus Tabelle B.52.17 anhand der Anzahl der Stromkreise und der Verlegeart entnommen. Für gebündelt/gekapselt zusammenliegende Kabel (gebündelt in Luft/auf der Oberfläche/im Rohr):
| Anzahl der belasteten Stromkreise | Cg (Richtwert, gebündelt/gekapselt) |
|---|---|
| 1 | 1,00 |
| 2 | 0,80 |
| 3 | 0,70 |
| 4 | 0,65 |
| 5 | 0,60 |
| 6 | 0,57 |
Im Erdreich wird zusätzlich für die Erdtemperatur, den thermischen Erdbodenwiderstand und die Verlegetiefe nach Tabelle B.52.15/16/18 korrigiert — feuchter Lehm leitet die Wärme besser ab als trockener Sand. Schlage die jeweiligen Faktoren in der Norm nach. (Quelle: DS/HD 60364-5-52, Tabelle B.52.14–B.52.21.)
Richtwert-Auszug Iz0 (Cu, 2 belastete Adern)
Unten ein kleiner Auszug der Grundwerte Iz0 für KUPFER-Leiter mit 2 belasteten Adern (einphasig) bei Referenzverlegeart B1 (isolierte Leiter im Rohr auf der Wand) und C (Kabel direkt auf Wand/Pritsche), sowohl für PVC- als auch für PEX/EPR-Isolierung. Die Werte sind Tabellenwerte aus DS/HD 60364-5-52 Tabelle B.52.4 (PVC) und B.52.5 (PEX/EPR). Der Auszug ist orientierend — benutze immer die geltende Ausgabe, die richtige Spalte (2 oder 3 belastete Adern) und die Referenzverlegeart, die deiner tatsächlichen Verlegung entspricht.
| Querschnitt | B1 · PVC | C · PVC | B1 · PEX/EPR | C · PEX/EPR |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 mm² | 17,5 A | 19,5 A | 23 A | 24 A |
| 2,5 mm² | 24 A | 27 A | 31 A | 33 A |
| 4 mm² | 32 A | 36 A | 42 A | 45 A |
| 6 mm² | 41 A | 46 A | 54 A | 58 A |
| 10 mm² | 57 A | 63 A | 75 A | 80 A |
| 16 mm² | 76 A | 85 A | 100 A | 107 A |
Koordinierung: Absicherung gegenüber der Führungskraft
Der Überlastschutz muss mit dem Leiter so abgestimmt werden, dass die Sicherung auslöst, bevor der Leiter überhitzt. Zwei Ungleichungen müssen beide gelten:
Die erste Ungleichung stellt sicher, dass die Last die Sicherung nicht übersteigt und dass die Sicherung den Leiter nicht übersteigt. Die zweite Ungleichung stellt sicher, dass selbst der garantierte Auslösestrom der Sicherung den Leiter nicht zum Kochen bringt.
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