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Normen und Vorschriften: Verwirrung um Spannungsfall [Teil 1]
DIN VDE 0100-520: Der Spannungsfall als Problemfall

In Ausgabe 10/2014 untersuchte ep Elektropraktiker Probleme bei der Berechnung des Spannungsfalls nach DIN VDE 0100-520 und stellte eine Methode zur korrekten Berechnung vor. Inzwischen nahm sich das zuständige Normenkomitee der Angelegenheit Spannungsfall an. Dazu hat der folgende Fachartikel von Stefan Fassbinder beigetragen.

Freileitung an Landstraße

Je länger die Leitung, desto höher der Spannungsabfall (Symbolbild)

Der Spannungsfall als Problemfall

Nichts auf der Welt ist perfekt, noch nicht einmal elektrotechnische Normen; wie viel Mühe auf deren Erstellung auch immer verwendet wird. Manchmal ist es auch – trotz aller Bemühungen um ein scharf definiertes Vokabular – unklar, was womit gemeint ist.

So erhielt die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (DKE) vor einiger Zeit eine Zuschrift, mit der eine Elektrofachkraft auf eine Unklarheit bei der Formel zur Berechnung des Spannungsfalls aufmerksam machen wollte:

„In der neuen Ausgabe von DIN VDE 0100-520 findet sich in Anhang G eine neue Formel zur Berechnung des Spannungsfalls auf Leitungen. In dieser wird als spezifischer elektrischer Widerstand die tatsächliche Temperatur berücksichtigt. Daneben wird der Blindwiderstand je Längeneinheit des Leiters berücksichtigt. Für den cosφ wird – wenn nicht bekannt – ein Wert von 0,8 (sinφ = 0,6) angenommen. Eine Berechnung mit der alten Formel

ergibt für eine Wechselstromleitung, 16 A Nennstrom, 1.5 mm², bei einem Spannungsfall von 3 % (UV = 6,9 V) bei einem κ von 56 m/(Ωmm²) eine maximale Leitungslänge von etwa 18 m. Bei Berechnung mit der neuen Formel komme ich auf eine Länge von 14,375 m.

Verändere ich jetzt jedoch den cosφ auf 0,8, so erhalte ich nach der alten Formel eine maximale Leitungslänge von 22,6 m, nach der neuen Formel jedoch nur noch 3,59 m. Hier scheint in der Formel ein Fehler vorzuliegen. Könnten Sie das bitte mal prüfen?"

Dem Anfragenden war hier jedoch selbst ein Fehler unterlaufen – allerdings einer, den die Formulierung des Textes nahe legt. Die in der neuen Fassung der Norm verwendete Formel lautet:

mit

u Spannungsfall in Volt;

b Koeffizient: 1 bei dreiphasigen Stromkreisen, 2 bei einphasigen Stromkreisen

ρ1 spezifischer elektrischer Widerstand der Leiter im ungestörten Betrieb bei der entsprechenden Temperatur: 1,25-mal der spezifische elektrische Widerstand bei 20° C, also 0,0225 Ωmm²/m für Kupfer und 0,036 Ωmm²/m für Aluminium;

L gerade Länge der Kabel- und Leitungsanlage in m;

S Querschnitt der Leiter, in mm2;

cosφ Leistungsfaktor; falls nicht bekannt, wird der Wert 0,8 (sinφ = 0,6) angenommen;

λ Blindwiderstand je Längeneinheit des Leiters; falls nicht bekannt, wird ein Wert von 0,08 mΩ/m angenommen;

IB Betriebsstrom (in Ampere);

U0 Spannung zwischen Außen- und Neutralleiter, in Volt.

Bei der Bestimmung des Spannungsfalles insbesondere nach der DIN VDE 0100-520 lauern gleich mehrere Fallen, die folgend erläutert werden. Zudem werden Alternativen vorgeschlagen [...]


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Das zuständige Normenkomitee nahm sich mittlerweile der Problematik an, wofür der oben stehende Fachartikel aus ep 10/2014 eine gute Vorarbeitet leistete.

In Teil 2 (ep 7/2017) befasst sich Autor Stefan Fassbinder mit den Ursachen für die Verwirrung um den Spannungsfall. Er gibt außerdem einen Einblick, welche Änderungen in die Neufassung der DIN VDE 0100-520 in Bezug auf den Spannungsfall eingehen werden.

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