Spannungsfall-Berechnung ΔU - NIN 2020
Online-Rechner zur Prüfung des Spannungsfalls ΔU einer Niederspannungsleitung nach NIN 2020. Geben Sie Stromstärke, Länge, Querschnitt und Betriebsbedingungen ein - das Ergebnis entspricht den NIN-Artikeln 5.2 und berücksichtigt den spezifischen Widerstand bei Betriebstemperatur 70 °C (PVC) oder 90 °C (XLPE).
Was ist der Spannungsfall?
Der Spannungsfall (ΔU) ist die Potenzialdifferenz, die entlang eines Leiters zwischen Verteiler und Verbrauchsstelle verloren geht, verursacht durch den ohmschen Widerstand des Kabels und bei grösseren Querschnitten durch dessen induktive Reaktanz. Er wird in Volt oder in Prozent der Nennspannung angegeben.
Ein zu hoher Spannungsfall unterversorgt die Verbraucher: Er verkürzt die Lebensdauer der Motoren, lässt die Beleuchtung flackern, stuft Frequenzumrichter herab und kann den Anlauf induktiver Verbraucher verhindern. Die Prüfung des ΔU ist daher ein obligatorischer Schritt bei der Dimensionierung einer NS-Leitung.
Grenzwerte NIN 2020
Die NIN 2020 (Kapitel 5.2) schreibt maximal 3 % für die Beleuchtung und 5 % für Steckdosen und Kraftanwendungen vor. Bei Installationen, die von einem privaten Transformator gespeist werden, steigt die Gesamtgrenze auf 8 %, wobei die verbleibende Differenz zwischen Hauptverteilung und Verbrauchsstelle auf Steigleitung, Unterverteilung und Endstromkreise aufzuteilen ist.
- 3 % - Beleuchtungsstromkreise (alle Typen)
- 5 % - Steckdosen- und Kraftstromkreise
- 6 à 8 % - Installationen an privatem Transformator (Gesamtgrenze)
Angewendete Formeln
- Einphasig
- ΔU = 2 × L × I × (ρ × cos φ / S + λ × sin φ)
- Dreiphasig
- ΔU = √3 × L × I × (ρ × cos φ / S + λ × sin φ)
- Gleichstrom
- ΔU = 2 × L × I × ρ / S
Der spezifische Widerstand von Aluminium ist 1,6-mal höher als der von Kupfer: Bei gleichem Querschnitt verursacht ein Al-Kabel einen um rund 60 % höheren Spannungsfall als ein Cu-Kabel.
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Häufige Fragen
Welcher maximale Spannungsfall ist nach NIN 2020 zulässig?
3 % für Beleuchtungsstromkreise und 5 % für Steckdosen- und Kraftstromkreise. Bis zu 8 % Gesamtgrenze für Installationen an einem privaten Transformator (NIN 2020 § 5.2).
Was ist der Unterschied zwischen Kupfer- und Aluminiumkabel?
Der spezifische Widerstand von Aluminium ist etwa 1,6-mal höher als der von Kupfer. Bei gleichem Querschnitt und gleichem Strom ist der Spannungsfall eines Al-Leiters daher rund 60 % höher als der eines gleichwertigen Cu-Leiters.
Warum zwischen PVC und XLPE unterscheiden?
Die maximale Leitertemperatur im Dauerbetrieb beträgt 70 °C für PVC-Isolierung und 90 °C für XLPE. Da der spezifische Widerstand ρ temperaturabhängig ist (α ≈ 0,004 K⁻¹), weist ein belastetes XLPE-Kabel einen leicht höheren Widerstand und damit ΔU auf als ein vergleichbares PVC-Kabel.
Berücksichtigt die Berechnung die Reaktanz X?
Ja. Die längenbezogene Reaktanz λ wird ab 16 mm² gemäss den CENELEC-Bändern berücksichtigt. Darunter ist ihr Beitrag gegenüber dem ohmschen Widerstand vernachlässigbar.