Spannungsfall — warum und wie viel

Wenn Strom durch einen Leiter fließt, fällt die Spannung entlang des Leiters aufgrund des Leiterwiderstands ab. Ein zu großer Spannungsfall führt zu schwachem Licht, schlecht funktionierenden Motoren und unnötigem Energieverlust im Kabel.

Rechne mit der Leitfähigkeit im Betrieb: κ ≈ 44,4 für Kupfer und κ ≈ 27,8 für Aluminium (Anhang G der DS/HD 60364-5-52). Die bekannten Werte 56 und 35 gelten bei 20 °C. Bei langen Strecken und kleinen Querschnitten wird der Spannungsfall schnell spürbar.

• 01Tabelle G.52.1 in Anhang G der DS/HD 60364-5-52 empfiehlt Grenzen vom Anfang der Anlage bis zum Verbrauchsort. Der Anhang ist informativ, keine dänische gesetzliche Pflicht.
• 02Typ A — Anlage direkt aus dem öffentlichen Niederspannungsnetz versorgt: max. 3 % für Beleuchtung und max. 5 % für übrige Installationen. Das ist die übliche Situation in einer Wohnung.
• 03Typ B — Anlage mit eigener Versorgung (z. B. eigenem Transformator): max. 6 % für Beleuchtung und max. 8 % für übrige Installationen.
• 04Beleuchtung ist empfindlicher als gewöhnliche Steckdosen — daher die niedrigere Grenze.

Bei kleinen Querschnitten dominiert der Widerstand R des Leiters, und die einfache Formel oben genügt. Bei großen Querschnitten (typisch ab etwa 50–95 mm² aufwärts) wird die Reaktanz X des Leiters spürbar, und der volle Spannungsfall muss mit R und X gerechnet werden — sonst bekommst du ein zu optimistisches Ergebnis.

sin φ ergibt sich aus cos φ: sin φ = √(1 − cos²φ). Bei cos φ = 0,9 ist sin φ ≈ 0,44. Das Reaktanzglied bedeutet, dass sehr große Kupferkabel keinen ganz so niedrigen Spannungsfall bekommen, wie es der Querschnitt allein vermuten lässt — R sinkt mit dem Querschnitt, X aber so gut wie nicht.

Viele Tabellen rechnen mit κ = 56 für Kupfer und κ = 35 für Aluminium, aber diese Werte gelten bei 20 °C. Im Betrieb ist ein belasteter Leiter warm — bis zu 70 °C bei PVC-Isolierung — und der Widerstand ist höher. Anhang G rechnet deshalb mit dem spezifischen Widerstand im Normalbetrieb: ρ₁ = 1,25 · ρ₂₀ = 0,0225 Ω·mm²/m für Kupfer und 0,036 Ω·mm²/m für Aluminium, also κ = 1/ρ₁ ≈ 44,4 und 27,8. Rechnest du mit 56, fällt der Spannungsfall um etwa 20 % zu niedrig aus. (Quelle: DS/HD 60364-5-52, Anhang G; Lehrbuchmaterial, Erhvervsskolernes Forlag.)