Dimensionierung elektrischer Kabel für Erdkabel

Erdkabel für Wohnhäuser werden normalerweise mit einem UF-Kabel (Underground Feeder) installiert, das für den Außenbereich und die direkte Erdverlegung ausgelegt ist. Eine solche Installation ist typisch, wenn ein Stromkreis zu einem Außenstandort wie einem Garagenschuppen oder einem anderen Nebengebäude oder zu einer Gartenbeleuchtung oder einem Wasserspiel geführt wird. Die Dimensionierung der Drähte oder Leiter für ein Erdkabel unterscheidet sich nicht von der Dimensionierung für andere Haushaltsstromkreise und basiert in der Regel auf der Gesamtlast oder dem Strombedarf der Geräte im Stromkreis. Wenn das Kabel jedoch lang ist, wie dies bei Erdkabeln häufig der Fall ist, müssen Sie möglicherweise die Kabelgröße erhöhen, um den Spannungsabfall zu berücksichtigen - ein Spannungsverlust im Stromkreis, der durch den natürlichen Widerstand in den Kabeln verursacht wird. Ein Spannungsabfall tritt bei jedem Kabelverlauf auf, ist jedoch selten ein Problem bei der Innenverkabelung, bei der der Abstand zwischen dem Leistungsschalterfeld und dem Ende des Stromkreises normalerweise relativ gering ist. Stromkreise im Freien sind jedoch oft sehr lang und der Spannungsabfall kann erheblich sein.

Grundlegendes zum Spannungsabfall

Alle Stromleiter, einschließlich Drähte, setzen dem Stromfluss einen gewissen Widerstand entgegen. Ein Effekt dieses Widerstands, auch Impedanz genannt , ist ein Spannungsverlust. Dies ist als Spannungsabfall bekannt und wird als Prozentsatz der an der Stromquelle der Schaltung gelieferten Gesamtspannung dargestellt. Wenn Sie die Spannung eines Stromkreises an der Servicetafel (Schalterbox) messen, sollten Sie einen Messwert von ca. 120 Volt (für einen Standardstromkreis) erhalten. Wenn Sie eine weitere Messung des Stromkreises am am weitesten vom Bedienfeld entfernten Gerät durchführen und einen Messwert von 114 Volt - eine Differenz von 6 Volt - erhalten, weist dieser Stromkreis einen Spannungsabfall von 5 Prozent auf (5 Prozent von 120 = 6).

Übermäßiger Spannungsabfall bedeutet, dass Motoren, Geräte und andere Geräte nicht so schnell oder effizient laufen, wie sie entwickelt wurden. Dies kann zu Leistungseinbußen, unnötigem Verschleiß und sogar vorzeitigem Ausfall elektrischer Geräte führen. Ein Spannungsabfall ist auch eine Verschwendung von Elektrizität, da die Energie als Wärme verloren geht und nicht für die Schaltungsvorrichtungen zur Verfügung steht.

Ursachen des Spannungsabfalls

Da der Spannungsabfall durch den Widerstand der Leiter verursacht wird, ist der Spannungsabfall umso größer, je mehr Leiter Sie haben. Bei Erdkabeln ist der Spannungsabfall umso größer, je länger der Draht ist. Die Drahtgröße ist ein weiterer Faktor: Drähte mit kleinerem Durchmesser haben einen höheren Widerstand als Drähte mit größerem Durchmesser. Kupferdraht hat einen geringeren Widerstand als Aluminiumdraht, aber die Chancen stehen gut, dass Sie auf jeden Fall Kupfer verwenden. Heutzutage ist das einzige Aluminium, das in den meisten neuen Wohnprojekten verwendet wird, das Versorgungskabel des Energieversorgers, obwohl auf den Spannungsabfalltabellen möglicherweise Aluminium zu sehen ist.

Wie sich die Last auf den Spannungsabfall auswirkt

Der Spannungsabfall nimmt mit zunehmender Belastung eines Stromkreises zu, und eine Überlastung eines Stromkreises trägt zu einem übermäßigen Spannungsabfall bei. Mit anderen Worten, wenn Sie einen Stromkreis mit zu vielen Lasten belasten und die standardmäßige sichere Kapazität von 80 Prozent überschreiten (1.440 Volt für Stromkreise mit 15 Ampere; 1.920 Volt für Stromkreise mit 20 Ampere), kommt es zu einem unnötigen Spannungsabfall. Die Lösung ist einfach: Halten Sie die Gesamtlast des Stromkreises auf 80 Prozent oder weniger der Gesamtkapazität. Diese Bedingung wird in vielen Spannungsabfallberechnungen und Tabellen angenommen.

Dimensionierung der Leiter

Der National Electrical Code (NEC) empfiehlt einen maximalen Spannungsabfall von 3 Prozent für einzelne Haushaltsstromkreise (sogenannte Zweigstromkreise ) . Dies ist ein gutes Ziel, auf das Sie schießen sollten, wenn Sie die Leiter für ein Erdkabel dimensionieren. Im Folgenden sind die maximalen Kabellängen aufgeführt, die Sie verwenden können, während der Spannungsabfall für die angegebene Drahtgröße (AWG) und die Stromkreisspannung immer noch 3 Prozent beträgt. Zum Beispiel können Sie für eine 120-Volt-Schaltung ein 14-AWG-Kabel mit einer Länge von bis zu 50 Fuß verlegen, ohne den Spannungsabfall von 3 Prozent zu überschreiten.

Für 120-Volt-Stromkreise: