GEMA – Spannungsfall & Verlustleistung

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Spannungsfall & Verlustleistung

📖 NIN / SN EN 60364-5-52

Spannungsfall, Verlustleistung und Energiekosten je Leitung — Cu/Al, ein- und dreiphasig, mit Querschnitts-Vorschlag

Spannungsfall — Verlustleistung — Kosten —

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Bearbeiter

Datum

▸ 1 Leitung & Belastung Angaben zur Leitung

Bezeichnung der Leitung

Erscheint im Schema und im Ausdruck.

Netzsystem

Einphasig zählt Hin- und Rückleiter, dreiphasig drei Aussenleiter.

Stromstärke I

Betriebsstrom der Leitung, nicht der Nennstrom der Sicherung.

Leitungslänge L

Einfache Trassenlänge — der Rückleiter steckt im Systemfaktor.

Querschnitt je Leiter A

Genormte Reihe nach IEC 60228.

Parallele Leiter je Phase

Wirksamer Querschnitt = A × Anzahl.

Leitermaterial

Betriebstemperatur Leiter

Bei 20 °C fällt der Spannungsfall rund 20 % zu günstig aus — für die Auslegung zählt die Temperatur unter Last.

Leistungsfaktor cos φ

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1.0 = rein ohmsch. Bei cos φ = 1 wirkt sich ein Reaktanzbelag nicht aus.

Reaktanzbelag X′

mΩ/m

Je Leiter, aus dem Kabel-Datenblatt. Leer = rein ohmsch gerechnet. Der Wert hängt am Kabelaufbau, nicht am Querschnitt — ab rund 50 mm² und bei langen Leitungen ist er nicht mehr vernachlässigbar (Grössenordnung 0.07–0.10 mΩ/m).

Zulässiger Spannungsfall

Richtwerte der NIN-Praxis — massgebend sind Anlage und Netzbetreiber.

▸ 2 Berechnung Zwischenwerte

Leitfähigkeit bei Betriebstemperatur κ(t) = κ₂₀ / (1 + α · (t − 20))

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Wirksamer Querschnitt A_eff = A · n

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Widerstand einer Ader R = L / (κ · A_eff)

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Zulässiger Spannungsfall ΔU_zul = U · Δu_zul / 100

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▸ 3 Ergebnis & Beurteilung Spannungsfall gegen den Grenzwert

Spannungsfall ΔU ΔU = √3 · I · L · cos φ / (κ · A_eff)

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Spannungsfall Δu Δu = ΔU / U · 100

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Verlustleistung P_V P_V = 3 · I² · L / (κ · A_eff)

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Max. Leitungslänge bei diesem Querschnitt L_max = ΔU_zul · κ · A_eff / (f_U · I · cos φ)

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Bitte Strom, Länge und Querschnitt erfassen.

▸ 4 Schema Farbe = Ausnutzung des zulässigen Spannungsfalls

▸ 5 Energie & Kosten der Verluste Betriebskosten über die Nutzungsdauer

Betriebsstunden pro Tag

h/Tag

Betriebstage pro Jahr

Tage

Betrachtungsdauer

Jahre

Mittlere Auslastung

Die Verluste steigen quadratisch mit dem Strom — 100 % rechnet mit Dauervollast und ist der ungünstigste Fall.

Energiepreis

CHF/kWh

Betriebsstunden gesamt t = h/Tag · Tage · Jahre

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Energieverlust E = P_V · t · (Auslastung)² / 1000

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Kosten der Verluste K = E · Preis

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