So berechnen Sie die Größe eines Stromkabels: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für Ingenieure

Wenn Sie schon einmal an einem Elektroprojekt gearbeitet haben, wissen Sie sicher, dass die Auswahl des richtigen Stromkabels nicht so einfach ist, wie einfach ein Kabel zu nehmen, das „dick genug aussieht“. Es ist eines dieser kleinen Dinge, die ein System sicher oder unsicher machen und über dessen einwandfreie Funktion entscheiden können.

Ich erinnere mich noch gut an meinen ersten Versuch, die richtige Kabelgröße selbst zu bestimmen. Ich dachte, es wäre ganz einfach: Einfach den Laststrom prüfen und ein passendes Kabel auswählen. Doch es stellte sich heraus, dass es etwas komplizierter ist. Die gute Nachricht: Wenn man den Vorgang erst einmal verstanden hat, ist es gar nicht so schwer. Wir zeigen Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie die richtige Stromkabelgröße berechnen.

Schritt 1: Überprüfen Sie die aktuelle Last

Die erste Frage, die Sie bei jedem Kabel stellen sollten, ist die Stromstärke, die es übertragen kann. Um diese zu ermitteln, teilen Sie die Gesamtleistung des Geräts oder Systems durch die Versorgungsspannung.

Wenn beispielsweise ein Motor 10 kW hat und mit 400 V läuft, beträgt die Stromstärke 10.000 geteilt durch 400, also 25 Ampere.

Bei einer dreiphasigen Last gibt es natürlich eine kleine Abweichung, da Sie durch √3 mal die Spannung dividieren. Die Idee ist jedoch dieselbe: Ermitteln Sie zuerst den Strom, da die Kabelgröße direkt davon abhängt, wie viel Strom durch das Kabel fließt.

Schritt 2: Überlegen Sie, wie stark die Spannung abfällt

Viele machen hier Fehler. Nur weil ein Kabel Strom führen kann, heißt das nicht, dass die Spannung am anderen Ende gleich bleibt. Der Widerstand des Kabels führt zwangsläufig zu einem Spannungsabfall. Fällt die Spannung zu stark ab, funktioniert Ihre Maschine möglicherweise nicht richtig oder startet gar nicht erst. Die meisten Richtlinien besagen, dass der Spannungsverlust weniger als 3–5 % betragen sollte.

Um dies zu überprüfen, multiplizieren Sie den Strom, die Kabellänge und den Kabelwiderstand pro Meter. Es ist überraschend leicht, diesen Wert zu unterschätzen, insbesondere bei langen Kabelstrecken – beispielsweise durch eine Fabrikhalle oder ein hohes Gebäude.

Ich habe einmal eine Werkstatt gesehen, in der jedes Mal, wenn die schweren Maschinen anliefen, das Licht schwächer wurde. Der Grund? Die Kabel waren zu klein, und der Spannungsabfall betrug mehr als 8 %. Eine einfache Berechnung hätte hier viel Ärger ersparen können.

Schritt 3: Auf Kurzschluss- und Wärmegrenzen prüfen

Auch wenn ein Kabel normalen Strom gut verträgt, muss es dennoch einen Kurzschluss aushalten können, denn das Schlimmste, was passieren kann, ist, dass der Strom bei einem Fehler schnell auf ein Vielfaches seines normalen Wertes ansteigen kann.

Diese Hitze kann die Isolierung leicht beschädigen oder sogar den Leiter schmelzen, wenn das Kabel nicht dick genug ist. Ingenieure prüfen in der Regel die Kurzschlussfestigkeit, die vom Kabelmaterial, der Isolierungsart und der Schutzvorrichtung abhängt. Das klingt zwar etwas technisch, aber denken Sie mal so: Das Kabel muss so lange sicher bleiben, bis der Leistungsschalter auslöst.

Thermische Grenzwerte funktionieren ähnlich. Die Strombelastbarkeit eines Kabels ändert sich mit der Temperatur. Wird es in einem heißen Bereich installiert oder mit mehreren anderen Kabeln gebündelt, kann es weniger Strom sicher transportieren. Daher müssen Sie Korrekturfaktoren basierend auf den Installationsbedingungen anwenden.

Schritt 4: Wählen Sie die nächstgelegene Standardgröße

Nach der Berechnung erhalten Sie den erforderlichen Querschnitt. Kabel gibt es in Standardgrößen – z. B. 2,5 mm², 4 mm², 6 mm² usw. Wählen Sie immer die nächstgrößere Größe aus Ihrer Berechnung. Das gibt Ihnen einen kleinen Sicherheitsspielraum.

Schritt 5: Doppelte Überprüfung mit Kabeltabellen

Die meisten Kabelanbieter stellen Diagramme zur Verfügung, die zeigen, wie viel Leistung jede Größe in verschiedenen Situationen verträgt. Es ist immer ratsam, diese Diagramme zu überprüfen, um Ihre Ergebnisse zu überprüfen. Noch besser ist es, Software oder Online-Tools zu verwenden, um die Ergebnisse schnell und einfach zu überprüfen. Verlassen Sie sich jedoch nie allein auf Tools – erst das Verständnis der Zahlen macht Sie zu einem echten Ingenieur.

Alles zusammenfassen

Es mag zunächst langweilig erscheinen, den richtigen Kabeldurchmesser zu ermitteln, aber bis man sieht, wie sich dies in der Praxis auf die Zuverlässigkeit auswirkt, macht es Spaß. Sie addieren nicht nur Zahlen, sondern sorgen dafür, dass Systeme sicher bleiben, die Beleuchtung hell leuchtet und die Geräte einwandfrei funktionieren. Ein nach sorgfältigen Berechnungen ausgewähltes Kabel verliert weniger Energie, erzeugt weniger Wärme und hält länger für alles, was damit verbunden ist.

Wenn Sie also das nächste Mal die Kabelgröße schätzen möchten, nehmen Sie sich die Zeit für die richtige Berechnung. Sobald Sie den Dreh raus haben, dauert es nur wenige Minuten. Und ehrlich gesagt ist es ein gutes Gefühl zu wissen, dass Ihr System dank der richtigen Kabeldimensionierung nicht flackert, ausfällt oder überhitzt. Genau darum geht es bei guter Technik: klares Denken, sorgfältige Prüfung und die Sicherstellung, dass alles reibungslos funktioniert.