Strombelastbarkeit und Dimensionierung von Kabeln und Leitungen

Strombelastbarkeit LAPP

Bei der Dimensionierung von Leiternennquerschnitten für die Strombelastbarkeit hinsichtlich der Belastung im ungestörten Betrieb handelt es sich um ein sehr komplexes Thema.

Bei der bestimmungsmäßigen Auswahl, Dimensionierung und Verwendung von Kabel und Leitungen sind unterschiedliche Einflussgrößen bei der Berechnung des Leiternennquerschnittes zu berücksichtigen. Dies sind in der Regel normative Grundlagen für die Verlegearten, individuelle Einsatzbedingungen, sowie Betriebszustände an der Installation.

LAPP als Hersteller von Kabeln, Leitungen und weiteren systemrelevanten Produkten darf aus versicherungsrechtlichen Gründen die Auslegung der vielfältigen und kundenspezifischen Anforderungen nicht durchführen. Hierfür sind akkreditierte Planungsbüros mit einzubeziehen, welche die Abnahme der Installation durch offizielle Unterlagen bestätigen.

Wir möchten Sie trotzdem mit diesem Leitfaden, als Hilfestellung für die sichere Verwendung unsere Produkte, unterstützen.

 

Normen

Basis für die Berechnung von Strombelastungen und Querschnitten von Kabel und Leitungen ist der internationale Standard IEC 60364-5-52 (International Electrotechnical Commission). Diese Norm behandelt die „Selection and erection of electrical equipment – Wiring systems“.
Dieser Standard wurde z.B. in Europa in das Harmonisierungsdokument HD 60364-5-52, Electrical Installations of Buildings überführt.
In Deutschland wurde der Originaltext des HD in die DIN VDE 0100-520 übernommen. Darüber hinaus wurden nationale Zusätze, die nicht in der Originalfassung des HD enthalten sind, eingefügt.

Die zulässigen Strombelastbarkeiten und Verlegearten wurden später in der DIN VDE 0298-4 gebündelt. Es handelt sich somit um einen Mix aus nationalen und internationalen Richtlinien für Deutschland.

HINWEIS: In anderen Ländern und Regionen können durch abweichende nationale Bestimmungen, unterschiedliche Werte auftreten. Die DIN VDE 0298-4 kann somit nicht generell auf andere Länder übertragen werden, sondern muss individuell vom Kunden überprüft werden.

Für Energieverteilungskabel mit Nennspannung 0,6/1 kV (z.B. NYY) ist die DIN VDE 0276-603 normative Grundlage für die Berechnung von Strombelastbarkeit und dem entsprechenden Leiternennquerschnitt.
Grundlage für diese Norm ist das europäische Harmonisierungsdokument HD 603 bzw. die IEC 60287 Reihe.

 

Umgebungseinflüsse und Reduktionsfaktoren

Temperatur

  • Betriebstemperatur ist die höchste zulässige Temperatur am Leiter bei ungestörtem Betrieb (Angabe im Datenblatt).
  • Umgebungstemperatur ist die Temperatur des umgebenden Mediums. Grundbelastbarkeit bei Verlegung in Luft ist eine Umgebungstemperatur von +30 °C

HINWEIS: Die Umgebungstemperatur muss immer unterhalb der Leitertemperatur liegen, da sonst kein Wärmeaustausch stattfinden kann.

 

Einflussfaktoren

  • Häufung von Leitungen und Stromkreisen
  • Anzahl belastete Adern
  • Isoliermischung
  • Spannungsklasse
  • Abweichende Umgebungstemperatur zu +30°C
  • Aufgewickelte Leitungen

 

Beispiel Querschnittsberechnung

Bei der Ermittlung eines geeigneten Leiternennquerschnittes unter der Berücksichtigung von Reduktionsfaktoren, ist der Betriebsstrom der Anlage der Ausgangspunkt einer Berechnung. Den Betriebsstrom dividieren sie nacheinander mit den Reduktionsfaktoren. Das Ergebnis bildet eine fiktive Strombelastung ab, mit der sie in der Grundtabelle Strombelastung den nächsthöheren Wert wählen und somit auf einen näherungsweisen Nennquerschnitt der Leitung kommen.

 

Gegeben:

ÖLFLEX CLASSIC 110 (Leitertemperatur fest verlegt 80°C)
Betriebsstrom 10 A
Anzahl der belasteten Adern 3
Anzahl der Leitungen im Installationsrohr 3 (Tabelle 12-6 Faktor 0,70)
Abweichende Umgebungstemperatur 40°C (Tabelle 12-2 Faktor 0,89)

 

Rechnung:

10 Ampere ÷ 0,70 ÷ 0,89 = 16,1 Ampere (fiktiv)

Dieser Wert von 16,1 Ampere würde nach Tabelle 12-1 (DIN VDE 0298-4 Tabelle 11) mit 18 Ampere einen Nennquerschnitt von 1,5 mm² ergeben.

Im Falle eines gegebenen Querschnittes sind die Reduktionsfaktoren mit der Strombelastbarkeit des Nennquerschnittes nach Tabelle 12-1 (DIN VDE 0298-4 Tabelle 11) zu multiplizieren.

 

HINWEIS: Bei Häufung einadriger, sich berührende oder gebündelte Leitungen auf Flächen ist vor Anwendung der Reduktionsfaktoren ein weiterer Reduktionsfaktor zu verwenden (DIN VDE 0298-4 Tabelle 10).