Spannungsfall berechnen: Wie lang darf das Kabel sein?
Berechne den Spannungsfall deines Kabels und sieh sofort, ab welcher Länge ein größerer Querschnitt nötig wird. Formel, Längentabelle und kostenloser Rechner für Belgien.
Wie lang ein Kabel sein darf, entscheidet der Spannungsfall: Ein 2,5-mm²-Kupferkabel mit 16 A bei 230 V erreicht die üblichen 5 % nach rund 54 m, ein 1,5-mm²-Lichtkreis mit 10 A die 3 % für Beleuchtung schon nach rund 31 m. Darüber brauchst du einen größeren Querschnitt, eine kürzere Trasse oder eine Unterverteilung näher an der Last. Der Sicherungsautomat beantwortet diese Frage nicht: Er schützt die Leitung vor Überlast, sagt aber nichts darüber, wie viel Spannung am Verbraucher ankommt. Prüfe deshalb immer beides – passt die Leitung zur Absicherung, und bleibt der Spannungsfall im Zielbereich? Maßgeblich ist die strengere der beiden Anforderungen.
Wann wird der Spannungsfall wichtig?
Typische Fälle sind lange Leitungen zu Garage, Gartenhaus oder Nebengebäude, Außenbeleuchtung, Zuleitungen zu Unterverteilungen, Wärmepumpen und Ladepunkte. Neben der Entfernung zählen Strom, Ein- oder Dreiphasensystem, Leitermaterial, Querschnitt, Nennspannung und Leistungsfaktor.
Rechne immer den gesamten elektrischen Pfad ab der Verteilung. Besteht er aus mehreren Leitungsabschnitten, etwa Zuleitung zur Unterverteilung plus Endstromkreis, addieren sich die Spannungsfälle. Wer nur das letzte Stück zum Gerät rechnet, unterschätzt das Ergebnis.
Was das AREI vorschreibt
Abschnitt 5.2.5 des AREI Buch 1 heißt in der deutschen Fassung „Spannungsänderung“ und verlangt, den Spannungsfall auf die in den Regeln des Fachs beschriebenen Werte zu begrenzen. Eine feste Prozentzahl steht dort nicht. Die verbreiteten 3 % für Beleuchtung und 5 % für andere Endstromkreise stammen aus der Normenreihe IEC/NBN HD 60364-5-52 und sind die übliche Auslegung dieser Regeln des Fachs.
Unterabschnitt 5.2.1.2 b verlangt zusätzlich, dass der Spannungsfall unter normalen Betriebsbedingungen mit dem sicheren Betrieb der versorgten Geräte vereinbar ist. Die zweite Prüfung, Querschnitt gegen Absicherung, regelt Tabelle 4.11 in Unterabschnitt 4.4.1.4 für Wohnanlagen. Sie begrenzt das Schutzorgan je Leiterquerschnitt, weist aber nicht die Strombelastbarkeit unter jeder Verlegebedingung nach. Die vollständige Tabelle mit den Spalten für Schmelzsicherung und Leitungsschutzschalter findest du im Artikel Kabelquerschnitt je Sicherungsautomat.
Die Berechnungsformel
L ist die einfache Leitungslänge, nicht Hin- und Rückweg zusammen:
- einphasig:
ΔU = 2 × ρ × L × I × cos φ / S - dreiphasig:
ΔU = √3 × ρ × L × I × cos φ / S - prozentual:
ΔU% = ΔU / Un × 100
ρ ist der spezifische Widerstand, I der Strom und S der Querschnitt in mm². PlanElec rechnet mit 0,0175 Ω·mm²/m für Kupfer und 0,029 Ω·mm²/m für Aluminium, standardmäßig mit cos φ 0,95 und mit der Nennspannung des Stromkreises: 230 V für einphasige Endstromkreise, für Drehstromkreise die Spannung zwischen den Außenleitern (230 V oder 400 V). Das Widerstandsmodell enthält weder Reaktanz noch Temperaturkorrektur und ist damit für Wohn- und Kleingewerbeanlagen eine solide Vorbemessung.
Umgestellt nach der Länge ergibt sich die größte zulässige einfache Länge für einen gewählten Grenzwert: L_max = ΔU_max × S / (2 × ρ × I × cos φ) für einphasige Kreise.
Maximale Kabellänge je Querschnitt
Die folgende Tabelle rechnet mit Kupfer, cos φ 0,95 und dem vollen Nennstrom des Automaten als Last. Liegt die tatsächliche Last darunter, darf die Leitung entsprechend länger sein.
| Stromkreis | Querschnitt | Strom | Grenzwert | Max. einfache Länge |
|---|---|---|---|---|
| Beleuchtung, 230 V | 1,5 mm² | 10 A | 3 % | ca. 31 m |
| Beleuchtung, 230 V | 1,5 mm² | 16 A | 3 % | ca. 19 m |
| Beleuchtung, 230 V | 2,5 mm² | 16 A | 3 % | ca. 32 m |
| Steckdosen/Geräte, 230 V | 2,5 mm² | 16 A | 5 % | ca. 54 m |
| Steckdosen/Geräte, 230 V | 2,5 mm² | 20 A | 5 % | ca. 43 m |
| Gerätestromkreis, 230 V | 4 mm² | 25 A | 5 % | ca. 55 m |
| Kochfeld/Wallbox, 230 V | 6 mm² | 32 A | 5 % | ca. 65 m |
| Drehstrom 3N~400/230 V | 2,5 mm² | 16 A | 5 % | ca. 108 m |
| Drehstrom 3N~400/230 V | 6 mm² | 32 A | 5 % | ca. 130 m |
Die Werte gelten für einen einzelnen Abschnitt ab Verteilung. Hängt der Endstromkreis an einer Unterverteilung, ziehe den Spannungsfall der Zuleitung vorher ab.
Welche Spannung gilt für deinen Stromkreis?
Der häufigste Denkfehler beim Spannungsfall ist die Verwechslung von Netzform und Stromkreis. Die 400 V eines Drehstromanschlusses liegen nur zwischen zwei Außenleitern an. Ein gewöhnlicher Steckdosen- oder Beleuchtungskreis hängt auch in einem solchen Haus zwischen Außenleiter und Neutralleiter und sieht 230 V.
| Netz am Anschluss | Stromkreis | Nennspannung | Faktor |
|---|---|---|---|
| 1×230 V | einphasig | 230 V | 2 |
| 3×230 V ohne N | einphasig, L–L | 230 V | 2 |
| 3×230 V ohne N | dreiphasig | 230 V | √3 |
| 3N~400/230 V | einphasig, L–N | 230 V | 2 |
| 3N~400/230 V | dreiphasig | 400 V | √3 |
Weil sich Faktor und Bezugsspannung gemeinsam ändern, ist der Unterschied groß: Dieselben 16 A auf 30 m mit 2,5 mm² ergeben einphasig 2,78 %, als Drehstromkreis an 400 V dagegen 1,38 %. Wer einen einphasigen Kreis versehentlich dreiphasig rechnet, erhält ein etwa doppelt so günstiges Ergebnis und wählt den Querschnitt zu klein.
Im Netz ohne Neutralleiter liegt ein einphasiger Kreis zwischen zwei Außenleitern. Auch dort sind es 230 V, und weil beide Leiter den vollen Strom führen, bleibt es beim Faktor 2. Welche Netzform bei dir anliegt, klärt der Beitrag Einphasig oder dreiphasig in Belgien.
Zwei durchgerechnete Beispiele
Beleuchtung im Gartenhaus
Eine 45 m lange Kupferleitung versorgt bei 230 V eine reine Beleuchtungslast mit 8 A. Bei 1,5 mm² und cos φ 0,95 ergibt sich:
ΔU = 2 × 0,0175 × 45 × 8 × 0,95 / 1,5 = 7,98 V
Das sind 3,47 % und damit mehr als die 3 % für Beleuchtung. Bei 2,5 mm² sinkt der Verlust auf 4,79 V beziehungsweise 2,08 %. Für dieses Kriterium ist 2,5 mm² die erste passende Standardgröße.
Steckdosenstromkreis in der Garage
Eine 30 m lange Kupferleitung führt bei 230 V 16 A. Mit 2,5 mm² beträgt der Spannungsfall:
ΔU = 2 × 0,0175 × 30 × 16 × 0,95 / 2,5 = 6,38 V
Das entspricht 2,78 %. Für einen anderen Endstromkreis gilt der 5-%-Wert, 2,5 mm² besteht also beim Spannungsfall. Ob die Leitung unter ihrer tatsächlichen Verlegeart ausreichend belastbar ist, prüfst du getrennt; das erklärt der Beitrag Verlegearten nach AREI.
Kostenlos online berechnen
Der Spannungsfall- und Kabelquerschnitt-Rechner prüft eine gewählte Größe oder ermittelt einen vorläufigen Querschnitt, kostenlos und ohne Anmeldung. Er deckt die drei belgischen Netzformen (1×230 V, 3×230 V und 3N~400/230 V) ab, unterscheidet ein- und dreiphasige Stromkreise und nimmt die Last in A, W, kW oder kVA für Kupfer und Aluminium. Die Auswertung vergleicht Standardquerschnitte und weist Spannungsfall und Absicherung getrennt aus.
Die Berechnung läuft direkt im Browser, Regler und Ergebnis reagieren ohne Verzögerung; derselbe Rechenkern steht auch als PlanElec-API bereit. Der Rechner ist für die Vorbemessung gebaut. Verlegeart, Häufung, Umgebungstemperatur, Isolationsart, Reaktanz, Kurzschlussfestigkeit, Abschaltbedingungen, Klemmen und Herstellerangaben gehören in die anschließende fachliche Dimensionierung.
Was tun bei zu hohem Spannungsfall?
Der direkteste Hebel ist ein größerer Querschnitt. Oft ist eine kürzere Trasse oder eine Unterverteilung nahe der Last die bessere Lösung. Aluminium lohnt sich bei langen Zuleitungen, braucht aber passende Anschlusstechnik und eine eigene Dimensionierung. Bei Wallbox oder Wärmepumpe senkt eine dreiphasige Versorgung bei gleicher Gesamtleistung den Strom je Phase deutlich. Lastmanagement hält zusätzlich Anschluss und Schutzorgan im zulässigen Bereich.
Häufige Fehler
- Pauschal mit 3 % rechnen. 3 % gelten für Beleuchtung, 5 % für andere Endstromkreise.
- Nur die Automatentabelle prüfen. Länge und tatsächliche Last stehen dort nicht.
- Hin- und Rückweg eingeben. Gefragt ist die einfache Strecke; der Faktor 2 steckt bereits in der Einphasenformel.
- Vorgelagerte Abschnitte vergessen. Die Spannungsfälle aller Teilstrecken summieren sich.
- Den Spannungsfall für die ganze Dimensionierung halten. Verlegeart und Kurzschlussverhalten sind eigene Prüfungen.
Häufig gestellte Fragen
Gebe ich die Kabellänge einfach oder doppelt ein?
Einfach: die Entfernung von der Verteilung zum Verbraucher. Bei Einphasenwechselstrom bildet der Faktor 2 den Rückleiter ab, dreiphasig rechnest du mit √3.
Darf ein Beleuchtungsstromkreis 1,5 mm² haben?
Ja. Tabelle 5.1 zu Unterabschnitt 5.2.1.2 erlaubt 1,5 mm² für Stromkreise ohne Steckdosen, nach Tabelle 4.11 abgesichert mit höchstens 16 A Leitungsschutzschalter oder 10 A Schmelzsicherung. Bei langer Strecke kann der Spannungsfall trotzdem 2,5 mm² oder mehr verlangen.
Ist ein größerer Querschnitt immer besser?
Er senkt Verluste, kostet aber mehr, braucht Platz und muss in die Klemmen passen. Wähle die erste Größe, die alle relevanten Prüfungen erfüllt.
Was braucht die Abnahme zusätzlich?
Der Rechner liefert eine nachvollziehbare Spannungsfallrechnung. Zum Elektrodossier für die Abnahme gehören außerdem Eindrahtschema, Positionsplan und die Messungen vor Ort; die Beurteilung macht die zugelassene Kontrollstelle.
Aus der Vorrechnung einen prüfbaren Auslegungsnachweis machen
Ein gutes Rechenblatt dokumentiert mehr als den Endwert in Prozent. Halte Verteiler und Stromkreis fest, jedes Kabelsegment, die einfache Weglänge, Leitermaterial, Phasenanschluss, Nennspannung, Bemessungsstrom und die Herkunft dieses Stromwerts: Typenschild, Herstellerplanung oder ausdrücklich angenommenes Szenario. Auch ein angenommener Leistungsfaktor bleibt sichtbar als Annahme gekennzeichnet.
Danach folgt das Akzeptanzkriterium samt Quelle. Weil Abschnitt 5.2.5 auf die Regeln des Fachs verweist, kann ein Projektwert aus der anwendbaren Norm, einem Lastenheft, einer Vorgabe des Netzbetreibers oder den Gerätegrenzen stammen. Die 3 und 5 % aus diesem Artikel sind der übliche Ausgangspunkt; für empfindliche Verbraucher kann der zulässige Spannungsbereich am Gerät enger sein.
Trenne anschließend die Prüfungen. Der Spannungsfall beantwortet eine Frage. Der Leiter muss außerdem unter realer Verlegeart stromtragfähig sein, zu Überlast- und Kurzschlussschutz passen, Abschaltbedingungen und thermische Beanspruchung erfüllen und mechanisch in Klemmen und Kabelwege passen. Mehrere einzeln unauffällige Teilstrecken können zusammen zu viel Spannungsfall ergeben. Speiseleitung, Zuleitung der Unterverteilung und Endstromkreis gehören deshalb gemeinsam in die Bilanz.
Nach der Montage vergleichst du dokumentierten Weg und Leiter mit der Ausführung. Messungen zeigen Netzspannungsbedingungen oder Übergangswiderstände, die ein reines Widerstandsmodell nicht vorhersieht. Ändern sich Weg, Werkstoff oder Phasenzuordnung, aktualisierst du Eindrahtschema und Kabelliste. So ein Nachweis überzeugt Elektriker und Kontrollstelle mehr als ein Screenshot mit grünem Haken.
Änderungen nachvollziehen
Bewahre Eingabewerte und Ergebnis je Planungsstand auf. Ändert sich die Kabellänge durch den realen Weg, der Anschluss von ein- auf dreiphasig oder die Last durch ein anderes Gerät, rechnest du neu und notierst die Quelle. Vergleiche Prozentwert, Endspannung und die kumulierten Teilstrecken. Ein größerer Leiter verbessert den Spannungsfall, beantwortet aber keine offene Schutz-, Klemmen- oder Verlegefrage.
Ergebnis richtig formulieren
Schreib nicht „Kabel ist konform“, sondern zum Beispiel: „Für die dokumentierte Last, Länge, Nennspannung und das genannte Projektkriterium ergibt das Widerstandsmodell diesen Spannungsfall.“ Ergänze die Punkte, die noch offen sind. So kann ein Fachplaner das Ergebnis nachrechnen, Eingaben ändern und die übrigen Dimensionierungsnachweise anschließen. Eine Szenariorechnung für eine noch unbekannte Last kennzeichnest du als solche und ersetzt sie, sobald das reale Gerät feststeht. Notiere außerdem, ob die Länge aus dem Plan, einer Messung oder einer konservativen Annahme stammt.
Spannungsfall direkt im Projekt prüfen
In PlanElec zeichnest du Kabelwege im Grundriss; die Länge fließt in den Stromkreis ein. Die Selbstprüfung berechnet daraus für jeden Endstromkreis den Spannungsfall gegen die Richtwerte 3 % und 5 % und meldet Überschreitungen zusammen mit dem Querschnitt-Absicherungs-Abgleich. Welche Regeln sie abdeckt, steht in Was die Selbstprüfung kontrolliert.
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