Spannungsabfällen

Spannungsabfällen bezeichnet die Verringerung der elektrischen Spannung entlang eines Leiters oder einer Leitung, die durch den fließenden Strom verursacht wird. In jeder elektrischen Anlage tritt er auf, besonders bei langen Leitungswegen, hohen Strömen oder unzureichend bemessenen Kabeln. Ziel der Planung ist es, den Abfall so gering wie möglich zu halten, damit an den Verbrauchern ausreichend Spannung anliegt.

Ursachen und Einflussgrößen: Der Spannungsabfall entsteht durch den Widerstand des Leiters (ohmscher Widerstand) sowie durch Impedanz im Wechselstromnetz (R plus Reaktanz). Wichtige Einflussgrößen sind Leiterquerschnitt, Material, Länge, Temperatur und der gemessene oder erwartete Strom. In dreiphasigen Systemen wird der Abfall je Phase unterschiedlich beeinflusst, abhängig von der Lastverteilung und der Netzkonfiguration.

Berechnungsgrundlagen: Für Gleichstrom gilt ΔU = I × R_total, wobei R_total der Gesamtwiderstand des Weges ist. Im Wechselstromnetz ist ΔU näherungsweise das Produkt aus dem Strom I und der komplexen Impedanz Z_total (ΔU ≈ I × |Z_total|), wobei Z_total R_total plus jX_total umfasst. Praktisch werden oft Tabellenwerte oder Berechnungswerkzeuge verwendet, um den zulässigen Abfall zu ermitteln und ausreichend dimensionierte Kabel auszuwählen.

Bedeutung und Maßnahmen: Ein zu großer Spannungsabfall führt dazu, dass Verbraucher zu wenig Spannung erhalten, wodurch Leistung sinkt, Geräte stärker erhitzen oder unzuverlässig funktionieren. Maßnahmen zur Reduktion umfassen dickere Leiter, kürzere Leitungswege, höhere Versorgungsspannungen, parallele Leitungen oder Optimierung des Leistungsfaktors. Typische Zielwerte für Haus- und Industrieinstallationen liegen oft im Bereich von 3 bis 5 Prozent des Nennwerts am Endverbraucher. Normen wie VDE, IEC oder NEC geben dafür konkrete Grenzwerte vor.