Berechnung des Kabelquerschnitts nach NIN 2020

Wie berechnet man den Kabelquerschnitt nach NIN 2020?

Der Querschnitt eines Kabels wird in der Schweiz bestimmt durch zwei sich ergänzende regulatorische Prüfungen, vorgeschrieben durch die Niederspannungs-Installationsnorm (NIN), herausgegeben vom SEV/Electrosuisse im Jahr 2020. Die erste Prüfung betrifft den zulässiger Strom Iz (Kapitel 5.1): Das Kabel darf sich beim Nennstrom des Stromkreises nicht über die Grenze seiner Isolierung hinaus erwärmen. Die zweite betrifft den Spannungsfall ΔU (Kapitel 5.2): Die beim Verbraucher ankommende Spannung muss nahe genug an der Nennspannung bleiben, um den einwandfreien Betrieb sicherzustellen.

Un calcul correct exige donc de connaître le courant nominal (généralement le calibre du disjoncteur amont), la longueur réelle du câble, le mode de pose (A1 à G : en tube, encastré, apparent, enterré ou aérien), la température ambiante maximale, le nombre de circuits adjacents groupés et la nature du conducteur (cuivre ou aluminium, isolation PVC ou XLPE). Les deux contraintes — Iz suffisant et ΔU acceptable — sélectionnent la section minimale conforme. Le calculateur applique automatiquement les facteurs correctifs Kt et Kg issus des tableaux normalisés.

Methode der Strombelastbarkeit (NIN 5.1)

Die Nennstrombelastbarkeit eines Kabels, mit Iz bezeichnet, ist für Referenzbedingungen tabelliert: Umgebungstemperatur 30 °C und ein einzelner, allein verlegter Stromkreis. Sobald sich diese Bedingungen ändern, sind zwei multiplikative Korrekturfaktoren kommen ins Spiel: Kt für die tatsächliche Temperatur, Kg für die Häufung paralleler Stromkreise. Die korrigierte Strombelastbarkeit lautet:

Iz_korrigiert = Iz_nominal × Kt × Kg

Die Konformitätsregel ist einfach: Iz_korrigiert muss grösser oder gleich dem Nennstrom I des Stromkreises sein, lui-même au plus égal au calibre du dispositif de protection en amont. Pour le cuivre PVC, à 40 °C avec trois circuits groupés jointifs, Kt=0,87 et Kg=0,70 ; un câble de 2,5 mm² en B1, donné pour 27 A à 30 °C (deux conducteurs chargés), ne porte plus que 27 × 0,87 × 0,70 ≈ 16,4 A. Un disjoncteur de 20 A en aval ne protège alors plus correctement le câble contre la surcharge thermique.

Diese Prüfung ist für jeden Endstromkreis und jede Zuleitung obligatorisch. Sie erfolgt vor der Prüfung des Spannungsfalls, da sie den absoluten Mindestquerschnitt bestimmt.

Spannungsfall-Methode (NIN 5.2)

Der Spannungsfall entlang eines Kabels hängt von dessen Länge, dem transportierten Strom und dem längenbezogenen Widerstand des Leiters ab. Bei üblichen Gebäudelängen und einem Leistungsfaktor nahe 1 vernachlässigt man die Reaktanz und verwendet die vereinfachten Formeln:

• Einphasig : ΔU (V) = 2 × L × I × ρ / S
• Symmetrisches Dreiphasensystem : ΔU (V) = √3 × L × I × ρ / S
• Gleichstrom: ΔU (V) = 2 × L × I × ρ / S (Hin- und Rückleiter)

mit L als einfacher Länge in Metern, I als Strom in Ampere, S als Querschnitt in mm² und ρ als spezifischem Widerstand des Leiters. Für Kupfer bei 20 °C gilt ρ = 0,0224 Ω·mm²/m; für Aluminium ρ ≈ 0,036 Ω·mm²/m. Der prozentuale Spannungsfall berechnet sich zu ΔU% = ΔU / U_Nenn × 100.

Die NIN 5.2.4 begrenzt den Spannungsfall auf 3 % für Beleuchtungs- und Signalstromkreise, und zu 5 % für Steckdosen, Kraft und Heizung, gemessen zwischen dem Lieferpunkt und dem Verbraucher. Bei langen Abgängen (abgelegene Villen, Landwirtschaftshallen, Ladestationen) ist es dieses Kriterium, strenger als Iz, das den Querschnitt bestimmt.

Gängige Kabelquerschnitte vs. Strombelastbarkeit (Cu PVC, Verlegeart B1, 30 °C, zwei belastete Leiter)

Werte aus den Tabellen des obigen Rechners (NIN 2020 Kapitel 5.2): Kupfer PVC, Verlegeart B1, Umgebungstemperatur 30 °C, zwei belastete Leiter (einphasiger Stromkreis), ohne gruppierte Stromkreise. Bei Drehstrom (drei belastete Leiter) ist Iz tiefer. Immer mit den tatsächlichen Kt und Kg korrigieren.

Welche Verlegeart wählen?

Die Verlegeart bestimmt die Wärmeabgabe und damit den Wert von Iz. Die NIN 2020 (Anhang 5.1) unterscheidet mehrere Kategorien. Die richtige Verlegeart zu wählen ist ebenso wichtig wie der Querschnitt selbst.

A1 / A2 — In einer wärmegedämmten Wand

Isolierte Leiter oder Kabel im Rohr (A1) oder mehradriges Kabel im Rohr (A2), eingelassen in eine wärmedämmende Wand. Ungünstigster Fall: Die Wärme bleibt eingeschlossen, minimales Iz.

B1 — Isolierte Leiter oder einadrige Kabel im Rohr

Isolierte Leiter oder einadrige Kabel im Rohr, im Kabelkanal oder im Kanal — Aufputz, im Mauerwerk eingelassen, in der Zwischendecke oder im Steigschacht. Der typische Fall der Rohrinstallationen in der Schweiz.

B2 — Mehradriges Kabel im Rohr

Mehradriges (ummanteltes) Kabel im Rohr oder Kanal, Aufputz oder im Mauerwerk eingelassen. Iz etwas tiefer als bei B1, da der Kabelmantel die Wärmeabführung begrenzt.

C — Aufputzmontage oder in Mauerwerk eingelassen

Kabel direkt an einer Wand oder Decke aus Holz oder Mauerwerk befestigt, auf ungelochter Kabelrinne oder ohne Rohr direkt im Mauerwerk eingelassen. Gute Wärmeabführung durch Wandkontakt.

D1 / D2 — Erdverlegt

Kabel im erdverlegten Rohr oder Kabelkanal (D1) oder direkt erdverlegt (D2). Typisch für Zuleitungen zwischen Gebäuden, EV-Ladestationen im Aussenbereich, öffentliche Beleuchtung.

E / F — Verlegung in freier Luft

Mehradriges Kabel (E) oder einadrige Kabel (F) auf Kabelleiter, gelochter Kabelrinne, freitragend oder mit mehr als 0,3 × Durchmesser Wandabstand. Sehr gute Wärmeabführung, hoher Iz — typisch für Zweck- und Industriebauten.

G — Auf Isolatoren

Blanke oder isolierte Leiter auf Isolatoren montiert, mit Abstand. Maximale Wärmeabgabe, besonderen Installationen vorbehalten.

Oft vergessene NIN-Präzisierung: die Faktoren Kt und Kg multiplizieren sich. Viele Online-Berechnungen wenden nur Kt an, was das Kabel unterdimensioniert, sobald zwei Stromkreise gebündelt sind. Die NIN 2020 Kapitel 5.1.4 schreibt die Kombination beider Korrekturen ausdrücklich vor.

Häufige Fehler bei der Dimensionierung

• Den Temperaturfaktor vergessen: Ein schlecht belüfteter Technikraum kann im Sommer 40 bis 45 °C erreichen. Kt sinkt dann auf 0.87 oder 0.79, was Iz um 13 bis 21 % reduziert.
• Die Häufung der Stromkreise ignorieren: In einem belegten Kabelkanal mit 5-6 Abgängen sinkt Kg auf 0.55-0.60. Viele Villenverteiler zeigen diese Falle bei der Zuleitung des Unterverteilers.
• Unterschätzen der tatsächlichen Länge: Es zählt die Kabellänge, nicht die Luftlinie. Ein vertikaler Abstieg, zwei Bögen und ein Rücklauf machen schnell 15 bis 20 m zusätzlich aus.
• Strangspannung und verkettete Spannung verwechseln: 230 V einphasig zwischen Phase und Neutralleiter, 400 V dreiphasig zwischen den Phasen. Die Formel für ΔU ändert sich (Faktor 2 vs. √3).
• Kupfer und Aluminium in der Berechnung mischen: ρ ändert sich, der Koeffizient 1.6× auf den Querschnitt muss konsistent über die gesamte Länge angewendet werden.

FAQ — Berechnung des Kabelquerschnitts

Weiterführende Informationen

• Vollständige Übersicht der NIN 2020
• NPK-Katalog und Norm SIA 451 für Elektro-Devis
• Berechnung des Spannungsfalls in einer Installation
• Die NIN 2020 auf Ihren Elektroschemas darstellen
• Alle ElectroCAD-Berechnungswerkzeuge
• ElectroSchema — AutoCAD-Plugin für Schweizer Elektroschemas
• ElectroCAD Tools — CAD-Werkzeugsuite für die Elektrotechnik

Haftungshinweis

Calculateur fourni à titre indicatif. Les valeurs d'Iz utilisées sont conformes aux tableaux types de la NIBT 2020 pour les cas courants. Pour les installations particulières (câbles spéciaux, températures extrêmes, harmoniques, circuits photovoltaïques), se référer à la NIBT complète et au constructeur du câble. Tout dimensionnement doit être validé par un installateur électricien autorisé et contrôlé selon l'OIBT.