Kabelauswahl nach REBT und IEC: Rechner für Querschnitt und Leitungsschutzschalter

IEC-Rechner

Netzform Betriebsstrom I_b (A) Isolierung Verlegeart Umgebungstemperatur (°C) Gehäufte Stromkreise Länge (m) Leistungsfaktor (cos φ) Maximaler Spannungsfall

Ergebnis 2,5 mm²

Korrigierte Strombelastbarkeit I_z: 17,11 A
Spannungsfall ΔU: 0,44 %

Kupfer, Tabelle 1 der ITC-BT-19 (in Luft, 40 °C). Für erdverlegte Kabel oder Aluminium ziehen Sie die Norm heran.

Normen, auf denen dieser Leitfaden beruht

Strombelastbarkeit. Spanische Niederspannungsverordnung (REBT), ITC-BT-19, Tabelle 1: Kupfer in Luft bei 40 °C. Die Werte stammen aus UNE 20460-5-523, der spanischen Übernahme von IEC 60364-5-523, und die meisten Hersteller richten sich danach. Für andere Bedingungen verweist die ITC-BT-19 auf die UNE-Norm (heute UNE-HD 60364-5-52, entspricht IEC 60364-5-52).

Schutz und Spannungsfall. IEC 60364-4-43: Zuordnung von Kabel und Schutzeinrichtung. IEC 60898-1 und IEC 60947-2: Bemessungsströme der Leitungs- und Leistungsschutzschalter. ITC-BT-19, Abschnitt 2.2.2: maximaler Spannungsfall.

Maschinen. Die interne Verdrahtung einer Maschine und ihres Schaltschranks folgt IEC 60204-1 (DIN EN 60204-1) mit eigener Tabelle.

Werte für Kupferleiter. Nationale Vorschriften können strenger sein (in Deutschland DIN VDE 0298-4, in Spanien das REBT, in Italien CEI 64-8, in den USA die örtliche Behörde). Dieser Leitfaden dient der Vorbemessung: Prüfen Sie die Berechnung immer anhand der Norm und der Vorschriften, die für Ihre Anlage gelten.

Anlage für die USA oder Kanada? Nutzen Sie den Leitfaden zur Kabelauswahl nach UL / NEC.

Schritt für Schritt

Das Verfahren hat fünf Schritte. Zuerst brauchen Sie den Betriebsstrom des Stromkreises, I_b: bei Motoren den Bemessungsstrom vom Typenschild; kennen Sie nur die Leistung einer Last, nutzen Sie den Rechner kW in Ampere.

1. Kabeltyp wählen

Am wichtigsten ist die Isolierung, denn sie bestimmt die höchste Leitertemperatur und damit den zulässigen Strom:

Isolierung	Höchsttemperatur	Beispiele
PVC	70 °C	H07V-K (Aderleitung), H05VV-F (Mantelleitung)
VPE oder EPR (vernetzt)	90 °C	RV-K, RZ1-K halogenfrei (spanische Bezeichnungen); in Deutschland z. B. NYY, N2XH

Bei gleichem Querschnitt trägt ein VPE-Kabel mehr Strom als ein PVC-Kabel. In öffentlich zugänglichen Gebäuden verlangen viele Vorschriften halogenfreie Kabel.

2. Wo es verlegt wird: Verlegeart

Die Norm fasst die Verlegungsarten in Referenzverlegearten zusammen. Je schlechter die Wärme abgeführt wird, desto weniger Strom darf das Kabel führen:

Verlegeart	Verlegung
A	Aderleitungen im Rohr in einer wärmegedämmten Wand
A2	Mehradriges Kabel im Rohr in einer wärmegedämmten Wand
B	Aderleitungen im Rohr oder Kanal auf der Wand oder im Verdrahtungskanal eines Schaltschranks
B2	Mehradriges Kabel im Rohr oder Kanal auf der Wand
C	Kabel direkt auf Wand oder Decke befestigt oder auf ungelochter Kabelrinne
E	Mehradriges Kabel frei in Luft: gelochte Kabelrinne, Gitterrinne oder Kabelleiter
F	Einadrige Kabel, sich berührend, frei in Luft oder auf gelochter Rinne (ab 25 mm²)
G	Einadrige Kabel mit Abstand frei in Luft (ab 25 mm²)

Eine Gitterrinne gilt als gelochte Kabelrinne: Verlegeart E für mehradrige und F für einadrige Kabel. Erdverlegte Kabel (Verlegeart D) haben eine eigene Tabelle und sind hier nicht enthalten.

3. Korrektur für Temperatur und Häufung

Tabelle 1 der ITC-BT-19 gibt die Strombelastbarkeit I_z0 in Luft bei 40 °C und einem einzelnen Stromkreis an. Bei anderer Temperatur oder mehreren Stromkreisen zusammen wird mit zwei Faktoren multipliziert:

I_z = I_z0 × k_T × k_G

Der Temperaturfaktor ergibt sich aus k_T = √((θ_max − θ) / (θ_max − 40)), mit θ_max = 70 °C für PVC und 90 °C für VPE.

Faktor k_T für die Umgebungstemperatur, bezogen auf 40 °C

Isolierung	25 °C	30 °C	35 °C	40 °C	45 °C	50 °C
PVC	1,22	1,15	1,08	1,00	0,91	0,82
VPE oder EPR	1,14	1,10	1,05	1,00	0,95	0,89

Faktor k_G für die Anzahl gehäufter Stromkreise (Tabelle B.52.17)

Verlegung	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Im Rohr, gebündelt oder eingebettet (Verlegearten A und B)	1,00	0,80	0,70	0,65	0,60	0,57	0,54	0,52	0,50
Einlagig auf der Wand (Verlegeart C)	1,00	0,85	0,79	0,75	0,73	0,72	0,72	0,71	0,70
Einlagig auf gelochter Kabelrinne (Verlegeart E)	1,00	0,88	0,82	0,77	0,75	0,73	0,73	0,72	0,72

4. Vorgeschalteten Leitungsschutzschalter wählen

Der Leitungsschutzschalter schützt das Kabel vor Überlast. IEC 60364-4-43 verlangt, dass sein Bemessungsstrom I_n zwischen dem Betriebsstrom und der Belastbarkeit des Kabels liegt:

I_b ≤ I_n ≤ I_z

Die zweite Bedingung der Norm, I₂ ≤ 1,45 × I_z, ist bei Leitungsschutzschaltern nach IEC 60898-1 automatisch erfüllt, weil ihr großer Prüfstrom 1,45 × I_n beträgt. Genormte Bemessungsströme: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 und 125 A.

Charakteristik	Magnetauslösung	Typische Anwendung
B	3 bis 5 × I_n	Ohmsche Lasten, Beleuchtung, lange Leitungen
C	5 bis 10 × I_n	Allgemein, kleine Motoren, Netzteile
D	10 bis 20 × I_n	Sehr hohe Einschaltströme: Transformatoren, große Motoren

Im Einphasenkreis wird ein Leitungsschutzschalter 1-polig + N oder 2-polig verwendet, im Drehstromkreis 3- oder 4-polig. Motoren schützt man meist mit einem Motorschutzschalter, eingestellt auf den Bemessungsstrom des Motors.

5. Spannungsfall prüfen

Bei langen Kabeln kann die Spannung an der Last zu stark sinken. Der Spannungsfall wird so berechnet:

u = b × (ρ × L / S × cos φ + λ × L × sin φ) × I_b ΔU (%) = 100 × u / U₀

b = 1 bei Drehstrom und 2 bei Wechselstrom; ρ = 1/γ, mit γ = 48 m/(Ω·mm²) für Kupfer bei 70 °C (PVC) und 44 für Kupfer bei 90 °C (VPE); λ = 0,08 mΩ/m; L in Metern; S in mm²; U₀ = 230 V. Grenzwerte der ITC-BT-19: 3 % für Beleuchtung und 5 % für andere Verbraucher (3 % in Wohnungen); in Industrieanlagen mit eigenem Transformator 4,5 % und 6,5 %. Wird das nicht eingehalten, wird der Querschnitt erhöht.

Rechenbeispiel

Motor 7,5 kW, 400 V Drehstrom, I_b = 14,15 A; VPE-Kabel auf Gitterrinne mit zwei weiteren Stromkreisen (Verlegeart E, 3 Stromkreise), 35 °C Umgebung, 80 m lang.

Leitungsschutzschalter: der genormte Bemessungsstrom gleich oder über 14,15 A ist I_n = 16 A.
Faktoren: k_T = 1,05 (VPE bei 35 °C, bezogen auf 40 °C) und k_G = 0,82 (3 Stromkreise auf gelochter Rinne).
1,5 mm²: Spalte 9 der Tabelle, I_z = 21 × 1,05 × 0,82 = 18,1 A ≥ 16 A, aber der Spannungsfall beträgt 6,36 %: nicht ausreichend.
2,5 mm²: I_z = 29 × 1,05 × 0,82 = 25,0 A und 3,82 % Spannungsfall: erfüllt. Kabel 2,5 mm² und Leitungsschutzschalter 16 A.

Strombelastbarkeitstabelle (REBT)

Tabelle 1 der ITC-BT-19 mit denselben Spalten 1 bis 11 wie die Verordnung. Die erste Tabelle zeigt, welche Spalte jede Verlegeart verwendet; die zweite gibt die Strombelastbarkeit I_z0 an. 3× = drei belastete Leiter (Drehstrom); 2× = zwei belastete Leiter (Wechselstrom).

Tabellenspalte für jede Verlegeart

Verlegeart	3×PVC	2×PVC	3×XLPE	2×XLPE
A	2	3	5	6
A2	1	2	4	5
B	4	5	8	9
B2	3	4	6	8
C	5	6	8	9
E	6	8	9	10
F	7	–	10	–
G	9	–	11	–

Strombelastbarkeit (A) je Spalte, Kupfer, in Luft bei 40 °C

Querschnitt (mm²)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1,5	11	11,5	13	13,5	15	16	–	18	21	24	–
2,5	15	16	17,5	18,5	21	22	–	25	29	33	–
4	20	21	23	24	27	30	–	34	38	45	–
6	25	27	30	32	36	37	–	44	49	57	–
10	34	37	40	44	50	52	–	60	68	76	–
16	45	49	54	59	66	70	–	80	91	105	–
25	59	64	70	77	84	88	96	106	116	123	166
35	–	77	86	96	104	110	119	131	144	154	206
50	–	94	103	117	125	133	145	159	175	188	250
70	–	–	–	149	160	171	188	202	224	244	321
95	–	–	–	180	194	207	230	245	271	296	391
120	–	–	–	208	225	240	267	284	314	348	455
150	–	–	–	236	260	278	310	338	363	404	525
185	–	–	–	268	297	317	354	386	415	464	601
240	–	–	–	315	350	374	419	455	490	552	711
300	–	–	–	360	404	423	484	524	565	640	821

Häufige Fragen

Darf der Leitungsschutzschalter größer sein als die Strombelastbarkeit des Kabels?

Nein. Der Bemessungsstrom muss kleiner oder gleich der korrigierten Strombelastbarkeit sein (I_n ≤ I_z); sonst kann das Kabel überhitzen, ohne dass der Schalter auslöst.

Welche Verlegeart gilt für ein Kabel auf einer Gitterrinne?

Ein mehradriges Kabel auf Gitter- oder gelochter Rinne fällt unter Verlegeart E der IEC 60364-5-52. Einadrige Kabel gehören zu Verlegeart F mit eigener Tabelle.

Und der Kurzschlussschutz?

Das Kabel muss außerdem den Kurzschlussstrom aushalten, bis der Schutz auslöst (IEC 60364-4-43), und der Schalter muss im Fehlerfall rechtzeitig abschalten (IEC 60364-4-41). Prüfen Sie das mit den Daten Ihrer Anlage.

Kabelauswahl nach IEC