Leitungsquerschnitt für die Hausverkabelung: So berechnen Sie richtig

Die Installation des Hausstromnetzes muss so erfolgen, dass die Benutzer problemlos mehrere leistungsstarke Elektrogeräte gleichzeitig einschalten können. Daher sollte der Kabelquerschnitt für die Hausverkabelung auf der Grundlage einer korrekten Berechnung der Parameter des Wohnungs- und Hausstromnetzes ausgewählt werden.

Es gibt mehrere Berechnungsmethoden. Wir empfehlen, sich mit verschiedenen Ansätzen vertraut zu machen und die optimale Option zu wählen. Neben der Technik zur Berechnung des Kabelquerschnitts werden in diesem Artikel die wichtigsten Parameter für die Auswahl der Elektroinstallation beschrieben und die normativen Beschränkungen für die maximale Leistung von Elektrogeräten angegeben.

Warum die Kabelparameter wichtig sind

Standard-Steckdosen sind für einen Dauerstrom von 16 A ausgelegt, was einer maximalen Leistung des angeschlossenen Geräts von 3,52 kW entspricht. Üblicherweise wird ein Kupferkabel mit einem Querschnitt von 2,5 mm² angeschlossen, was bei der Wahl des Kabeltyps für die gesamte übrige Elektroinstallation irreführend sein kann.

Mit der Vergrößerung des Kabelquerschnitts steigt auch der Preis. Allerdings sollte man an der Elektroinstallation nicht sparen – das kann in Zukunft zu weitaus höheren finanziellen Kosten führen.

Bei der Bewegung von Elektronen durch das Metall wird ein Teil der Energie in Form von Wärme abgegeben. Bei hohem Strom und kleinem Kabelquerschnitt kann die Wärmekomponente zu einer Überhitzung des Metalls und zum Schmelzen seiner Ummantelung führen.

Im Haushalt kann dies sowohl einen Kurzschluss in der Wand als auch eine Entzündung freiliegender Kabel auslösen, insbesondere an Biegestellen.

Daraus können folgende Situationen resultieren:

1. Großflächiger Brand, wenn sich in der Nähe des Kabels leicht entflammbares Material befindet.
2. Stromleckage bei unvollständigem Schmelzen der Aderisolierung. Dies führt zu sinnlosem Stromverbrauch und der Gefahr eines Stromschlags für die Bewohner.
3. Unbemerkter Drahtbruch in der Wand. Infolgedessen wird ein Teil der Wohnung oder der gesamte Raum stromlos. Danach ist die Suche nach der Bruchstelle und der anschließende Austausch der Verkabelung mit lokaler Wandreparatur erforderlich.

Die Wahl eines dicken Elektrokabels für die Wohnung, mit Reserve, hat auch einen Nachteil – den unnötigen Mehraufwand an finanziellen Mitteln, der sinnlos ist. Daher sollte die Wahl des Kabelquerschnitts besser mit Berechnungsmethoden erfolgen, um alle oben genannten Probleme zu vermeiden.

Faktoren für die Wahl des Kabelquerschnitts

Nicht nur die Leistung des Geräts bestimmt die Art der erforderlichen Elektroinstallation. Es gibt auch andere Faktoren, deren Einfluss bei der Berechnung des erforderlichen Kabelquerschnitts unbedingt berücksichtigt werden muss. Sie können die Wärmeentwicklung im Leiter, seine Brandgefahr und die Betriebseigenschaften beeinflussen.

Zu diesen Faktoren der Kabelauswahl gehören:

1. Material der Ader: Kupfer, Aluminium.
2. Isolationsart: PTFE, PVC, PE und andere Kunststoffe.
3. Länge des Kabels von der Stromquelle zum Gerät.
4. Art der Kabelverlegung: offene Montage, verdeckt in der Wand oder mittels Kabelkanälen.
5. Raumtemperatur.
6. Anzahl der Phasen und Netzspannung.
7. Montageschema der Verkabelung.

Kupfer hat einen geringeren Widerstand als Aluminium, daher werden die Berechnungen für diese Materialien getrennt durchgeführt. Der Querschnitt einer Kupferader kann etwa 1,5-mal kleiner sein als der einer Aluminiumader.

Auch das Isolationsmaterial beeinflusst die Wahl des Elektrokabels. Es gibt spezielle Ummantelungen, die hohen Temperaturen ohne Schmelzen und Widerstandsänderungen standhalten, daher können solche Kabel höheren Belastungen ausgesetzt und bei erhöhten Temperaturen eingesetzt werden.

Die Länge des Kabels und sein Querschnitt bestimmen den Grad des Spannungsabfalls, daher müssen für den Betrieb empfindlicher Elektronik auch diese Parameter berücksichtigt werden.

In Kabelkanälen oder in der Wand verputzte Elektrokabel verlieren bei längerer Belastung weniger Wärme, daher überhitzen sie schneller und erfordern einen größeren berechneten Querschnitt.

Die Verkabelung vom Zähler zu den Verteilerdosen kann sogar eine gleichzeitige Belastung durch mehrere in verschiedenen Steckdosen eingeschaltete Geräte erfahren. Daher muss der Querschnitt dieser Kabelabschnitte separat berechnet werden.

Auch die Belastung des Elektrokabels hängt von der Spannung und der Anzahl der zugeführten Phasen ab. Da jedoch im Haushalt überwiegend einphasige Verkabelung mit 220 V verwendet wird, wird der Einfluss dieses Faktors nicht betrachtet.

Methode zur Bestimmung des Querschnitts der Hausverkabelung

Bei der Berechnung des Leiterquerschnitts des Elektrokabels bei der Installation der Hausverkabelung werden viele Faktoren berücksichtigt. Es gibt spezielle Computerprogramme, die es ermöglichen, alle Besonderheiten des Hauses und die Bedürfnisse seiner Bewohner zu berücksichtigen. Aber den erforderlichen Querschnitt für die Verkabelung kann man auch selbst bestimmen, indem man die beschriebene Methode anwendet.

Es ist wichtig zu verstehen, dass der Durchmesser der Leitungen in einer Wohnung von Raum zu Raum unterschiedlich sein kann. Am Eingang des Stromzählers ist er einer, am Verteilerkasten kann der Querschnitt bereits kleiner sein, an Steckdosen und Leuchten noch kleiner.

In jedem Abschnitt der Elektroinstallation ist es empfehlenswert, die erforderlichen Parameter zu bestimmen, um nicht für unnötig dicke Kabel zu viel zu bezahlen.

Falls Sie den Querschnitt der zu verlegenden Leitungen nicht selbst berechnen möchten, können Sie die Empfehlungen erfahrener Elektriker nutzen, die Folgendes behaupten:

Berechnung anhand der Geräteleistung

Die einfachste Methode zur Bestimmung des erforderlichen Leitungsquerschnitts ist seine Berechnung unter Berücksichtigung der Leistung der verwendeten Elektrogeräte und Korrekturfaktoren. Diese Methodik umfasst mehrere Schritte.

Schritt 1: Summieren der Leistungen der Elektrogeräte. Idealerweise sollte man die Nennleistungsaufnahme jedes Geräts ermitteln, die auf dessen Typenschild angegeben ist. Wenn die Wohnung noch nicht eingerichtet ist, kann der ungefähre Strombedarf mit Hilfe der untenstehenden Tabelle 1 berechnet werden.

Haushaltsgeräte mit gleicher Funktion und Größe können eine um das 2- bis 3-fache unterschiedliche Leistungsaufnahme haben, daher muss der Wert an jedem Gerät abgelesen werden (+).

Bei der Berechnung können auch die Parameter von Geräten aus ähnlichen Wohnungen von Verwandten oder Bekannten verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit ist, in ein Haushaltsgerätegeschäft zu gehen, sich die technischen Daten anzusehen und gleichzeitig nach einem passenden Gerätemodell für das Haus Ausschau zu halten.

Schritt 2: Bestimmung des Gleichzeitigkeitsfaktors. Dieser kann in Prozent oder als Zahlenwert von 0 bis 1 ausgedrückt werden. Der Faktor gibt das Verhältnis des Stromverbrauchs der gleichzeitig am Netz angeschlossenen Geräte zur Gesamtleistung aller Haushaltsgeräte an, die im ersten Schritt berechnet wurde.

Normalerweise beträgt der Faktor 0,8, er kann aber auch auf der Grundlage der Gewohnheiten der Bewohner selbst berechnet werden.

Man sollte tragbare Steckdosen, Dreifachsteckdosen und Verlängerungskabel nicht übermäßig nutzen. Es ist empfehlenswert, nur Geräte mit einem eingebauten Sicherungsmechanismus zu verwenden, der die Stromversorgung bei hohem Strom abschaltet.

Schritt 3: Bestimmung des Sicherheitsfaktors. Dieser Wert berücksichtigt einen möglichen Anstieg des Stromverbrauchs in einigen Jahren. Normalerweise wird er mit 1,5–2 angenommen, aber wenn das Haus bereits vollständig mit Elektrogeräten ausgestattet ist, kann der Faktor mit 1,2–1,3 angesetzt werden. Hauptsache, man bereut später nicht den zu geringen Kabelquerschnitt.

Schritt 4: Berechnung der maximal zulässigen Last.

Er erfolgt nach der Formel:

P = (P(1)+P(2)+..P(N))*J*K,

wobei:

• P – die maximal zulässige Last in W;
• P(1)+P(2)+..P(N) – die Summe der Nennleistungen aller Elektrogeräte;
• K – der Gleichzeitigkeitsfaktor;
• J – der Sicherheitsfaktor.

Wenn beispielsweise die Gesamtleistung der Geräte 7500 W beträgt, der Gleichzeitigkeitsfaktor 0,8 und der Sicherheitsfaktor 1,5, dann beträgt die maximal zulässige Last:

P=7500*0,8*1,5=9000 W.

Dieser Wert wird in den nachfolgenden Berechnungen verwendet.

Schritt 5: Bestimmung der maximal zulässigen Stromstärke.

Der Wert wird mit einer einfachen Formel ermittelt:

I=P/U,

wobei:

• I – die zulässige Stromstärke;
• P – die maximal zulässige Last in W;
• U – die Netzspannung – 220 V.

Mithilfe der Daten aus dem vierten Schritt kann die maximal zulässige Stromstärke ermittelt werden:

I=9000W/220V≈41A.

Die Methode zur Berechnung des Kabelquerschnitts nach Leistung und Strom ist in diesem Artikel ausführlich beschrieben.

Schritt Nr. 6. Berechnung des Kabelquerschnitts anhand einer Tabelle. Da die optimale Wahl des Kabels für die Hausinstallation nicht nur von den Geräteparametern, sondern auch von äußeren Faktoren (Adernaterial, Ummantelung, Verlegeschema usw.) beeinflusst wird, gibt es für jeden Fall eigene Tabellen, die im Folgenden betrachtet werden.

Bestimmung des Kabelquerschnitts anhand von Tabellen

Zur Bestimmung des optimalen Kabelquerschnitts für die Hausverkabelung gibt es spezielle Tabellen. Alle orientieren sich an der zulässigen Stromstärke, die separat nach der oben beschriebenen Methode berechnet wird. Im Folgenden werden die tabellarischen Varianten zur Bestimmung des Kabelquerschnitts betrachtet.

Die Berechnung des Querschnitts gewöhnlicher Haushaltskabel ist in den Tabellen dargestellt:

Aufgrund der Sprödigkeit von Aluminium werden Drähte aus diesem Material nur mit einem Querschnitt ab 2 mm hergestellt. Es gibt auch keine mehrdrähtigen Aluminiumkabel aus dünnen Einzeldrähten (+)

Nachfolgend ist die Berechnung des Kabelquerschnitts für Verlängerungskabel und Adapter aufgeführt.

Verlängerungskabel in Geschäften haben selten einen Kabelquerschnitt von mehr als 1,5 mm², daher sollten sie nicht mit leistungsstarken Elektrogeräten belastet werden (+)

Die Strombelastung eines Elektrokabels unterscheidet sich bei offener und geschlossener Verlegung. Sie wird jedoch als gleich angesehen, wenn das Kabel in einem breiten Kanal im Erdreich verlegt wird. Dadurch kann das Kabel Wärme an die Umgebungsluft abgeben und sich weniger erwärmen.

Die Berechnung des Querschnitts für Kupfer- und Aluminiumadern in Abhängigkeit von der Verlegeart ist in der Tabelle angegeben.

Der maximale Strom hängt auch von der Anzahl der Adern im Kabel ab, da jede von ihnen Wärme erzeugt, die sich unter einer gemeinsamen Ummantelung summiert (+)

Ähnliche Tabellen werden auch in der Industrie für die Berechnung der Elektroinstallation verwendet. Haushaltskabel sind in der Regel viel einfacher aufgebaut, daher ist die Anzahl der Berechnungsmaterialien für sie recht begrenzt. Die in den Tabellen angegebenen Parameter sind nicht erfunden, sondern in Branchenstandards wie GOST 31996-2012 angegeben.

Berechnung des Spannungsabfalls

Der Querschnitt des Stromkabels beeinflusst nicht nur die Erwärmung der Ader, sondern auch die elektrische Spannung am fernen Ende des Kabels. Haushaltsgeräte sind auf bestimmte Netzparameter ausgelegt; eine ständige Abweichung kann zu einer verkürzten Lebensdauer der Geräte führen.

Bei einem Spannungsabfall am Heizkessel empfiehlt es sich, einen Stabilisator zu installieren, damit das Gerät aufgrund von Abweichungen der Betriebseigenschaften des Stromnetzes keinen zusätzlichen Belastungen ausgesetzt wird.

Bei einer Verlängerung des Kabels kommt es zu einem Spannungsabfall. Dieser Effekt kann durch eine Vergrößerung des Leiterquerschnitts verringert werden. Als kritisch gilt eine Spannungsabsenkung am Kabelende von 5 % im Vergleich zum Wert an der Stromquelle.

Dieser Wert kann mit der bekannten Formel berechnet werden:

U_Abfall = I*2*(ρ*L)/S,

wobei:

• ρ – spezifischer Widerstand des Metalls, Ohm*mm2/m;
• L – Kabellänge, m;
• S – Leiterquerschnitt in mm2;
• U_Abfall – Spannungsabfall, Volt;
• I – Strom, der durch den Leiter fließt.

Wenn der berechnete Spannungsabfall mehr als 5 % des Nennwerts beträgt, muss ein Kabel mit größerem Querschnitt verwendet werden. Dies gewährleistet einen stabilen Betrieb der Geräte.

Besonders empfindlich gegenüber Spannungswerten sind Heizkessel, Waschmaschinen und andere Geräte mit vielen Relais und Sensoren. Diese Eigenschaft sollte auch bei der Verwendung von Verlängerungskabeln berücksichtigt werden.

Normative und rechtliche Einschränkungen

Versorgungsunternehmen, die die Bevölkerung mit Strom versorgen, haben das Recht, Beschränkungen für die maximale Gesamtleistung von Geräten in einer Wohnung einzuführen. Dies kann durch die Installation von Stromzählern mit einer bestimmten Durchlasskapazität erreicht werden.

Am Gerät werden automatische Einweg- oder Mehrwegsicherungen angebracht, die auslösen, wenn der Schwellenstrom überschritten wird.

Stromzähler sowjetischer Bauart werden massenhaft durch elektronische ersetzt. Diese sind noch empfindlicher gegenüber Überlastungen, durch die sie schnell ausfallen.

Wenn man die Sicherungen vom Zähler entfernt und ihn direkt an die Wohnungsverkabelung anschließt, brennt er bei längerer Betriebsstörung garantiert durch. Die meisten in Wohnungen installierten sowjetischen Zähler halten eine Spitzenlast von 25 A bis zu 1 Minute aus.

Danach brennen sie durch, was die Bezahlung der Installation eines neuen Geräts und eine Geldstrafe wegen Verstoßes gegen die Betriebsvorschriften nach sich zieht.

Auch die Verkabelung im Treppenhaus kann hohen Belastungen nicht standhalten; ein Durchbrennen kann mehrere Wohnungen gleichzeitig stromlos machen. Daher sollte man sich bei einem Anschluss der Wohnung an das Hausnetz mit einem Kabel von 2,5 mm nicht darauf verlassen, dass ein dickeres Kabel innerhalb der Wohnung hohen Belastungen standhalten kann.

Besonders wichtig ist es, bei der Planung der Installation von Elektroheizungen, Fußbodenheizungen, Infrarotsaunen und anderen energieintensiven Geräten die normativen Einschränkungen zu berücksichtigen.

Vorab sollten Sie bei den zuständigen Versorgungsunternehmen die Möglichkeiten der vor der Wohnung installierten elektrischen Anlagen erfragen.

Wenn Sie sich entschieden haben, die Parameter der elektrischen Verkabelung selbst zu berechnen, ist es für Sie hilfreich, sich mit Begriffen wie Stromstärke, Leistung und Spannung vertraut zu machen. Mehr dazu im Artikel – So berechnen Sie Leistung, Stromstärke und Spannung: Grundlagen und Berechnungsbeispiele für Haushaltsbedingungen

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Die Videos enthalten praktische Tipps von Elektrikern zur Auswahl und zum Kauf von Haushaltsverkabelungen. Sie helfen dabei, die passende Kabelausrüstung zu erwerben, die die Wohnung zuverlässig vor möglichen Problemen durch Netzüberlastungen schützt.

Auswahl des Kabelquerschnitts im Geschäft:

Übereinstimmung des Kabelquerschnitts mit den Parametern des Sicherungsautomaten:

Auswahl des Kabelquerschnitts und des Automaten:

Fehler bei der Auswahl des Elektrokabels:

Die Hauptfaktoren bei der Auswahl des Kabels für die Hausverkabelung sind die Leistung der Haushaltsgeräte und die Einschränkungen der Stromnetze, die die Stromversorgung der Wohnung sicherstellen.

Wenn der Kabelquerschnitt richtig gewählt ist, können alle erforderlichen Elektrogeräte an das Netz angeschlossen werden. Das vermeidet Unannehmlichkeiten beim Betrieb der Geräte und hilft, einen Kabelbrand zu verhindern.

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