Kabelquerschnitt-Rechner: Leiter nach Ampacity und Spannungsfall dimensionieren

Jeder Leiter in einer elektrischen Anlage muss zwei unabhängige Anforderungen erfüllen: Er muss den Bemessungsstrom ohne Überhitzung führen (Ampacity / Strombelastbarkeit) und häufig den Spannungsfall begrenzen, damit das Betriebsmittel am Leitungsende eine stabile Spannung erhält.

Der Rechner findet den kleinsten AWG- (oder kcmil-) Querschnitt aus einer vereinfachten 75°C-Tabelle, der beide Tests mit Ihren Eingaben besteht.

Nur Planungshilfe. Die endgültige Auswahl muss den geltenden Normen (DIN VDE 0100, IEC 60364 oder lokaler Norm) entsprechen und von einer Elektrofachkraft geprüft werden. Umgebungstemperatur, Häufung, Parallelverlegung und Klemmenwerte sind hier nicht modelliert.

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Die zwei Dimensionierungskriterien

1. Ampacity (Strombelastbarkeit)

Die Ampacity ist der maximale Dauerstrom, den ein Leiter führen kann, ohne die Nenntemperatur seiner Isolation zu überschreiten. Sie hängt ab von:

• Leitermaterial — Kupfer hat höhere Ampacity als Aluminium bei gleichem AWG
• Isolationstyp — 60°C, 75°C oder 90°C
• Verlegeart — Rohr, Erdverlegung, Freiluft, Kabelrinne
• Umgebungstemperatur — höhere Umgebungstemperatur bedeutet weniger Spielraum
• Anzahl stromdurchflossener Leiter — mehr gebündelte Leiter = mehr Häufungskorrektur

Dieser Rechner verwendet eine vereinfachte Spalte für 75°C, maximal drei stromführende Leiter — eine gängige Planungsannahme.

2. Spannungsfall

Der Spannungsfall an den Leitern bewirkt, dass das Betriebsmittel weniger Spannung erhält als die Quelle liefert. Zu hoher Spannungsfall verursacht:

• Langsam laufende oder überhitzende Motoren
• Fehlverhalten von Frequenzumrichtern, LED-Treibern und empfindlicher Elektronik
• Spannung außerhalb der Gerätespezifikation

Das verwendete Modell ist vereinfacht, einphasig, zweidrähtig:

V_fall ≈ 2 × I × (L_m ÷ 1.000) × R_Ω/km

Der Faktor 2 berücksichtigt Hin- und Rückleiter. Prozent = 100 × V_fall ÷ V_Kreis.

Übliche Planungsgrenzen:

• Endstromkreise: 3% max
• Unterverteilungen: 3–5%
• Gesamt (Unterverteilung + Endstromkreis): 5%

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Was bestimmt den Querschnitt: Ampacity oder Spannungsfall?

Auf kurzen Strecken bestimmt fast immer die Ampacity. Auf langen Strecken bestimmt der Spannungsfall. Ein 20-A-Kreis über 45 m bei 120 V kann einen deutlich größeren Querschnitt benötigen als die Ampacity allein erfordert.

Der Rechner zeigt an, welches Kriterium den endgültigen Querschnitt bestimmt hat.

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Kupfer vs. Aluminium

Aluminium hat:

• Geringere Ampacity pro AWG-Querschnitt
• Höheren Widerstand — mehr Spannungsfall bei gleichem Querschnitt und Länge
• Oxidation — Aluminium bildet eine isolierende Oxidschicht; Kontaktfett und geeignete Klemmen sind erforderlich

Aluminium ist üblich für Hausanschlüsse und große Unterverteilungszuleitungen. Für Endstromkreise ist Kupfer in den meisten Regionen Standard.

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Ampacity-Kurzreferenz (75°C vereinfacht)

Querschnitt	Kupfer (A)	Aluminium (A)	Approx. mm²
14 AWG	15	—	2,1
12 AWG	20	15	3,3
10 AWG	30	25	5,3
8 AWG	40	35	8,4
6 AWG	55	40	13,3
4 AWG	70	55	21,2
2 AWG	95	75	33,6
1/0 AWG	125	100	53,5
2/0 AWG	145	115	67,4
4/0 AWG	195	150	107,2

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Praxisbeispiele

Kurzer 20-A-Endstromkreis

20 A, 120 V, 9 m Kupfer, Grenze 3%:

Ampacity: 12 AWG trägt 20 A. Spannungsfall: ~1,9% ✓ → Ergebnis: 12 AWG (Ampacity bestimmt).

Langer Beleuchtungskreis

20 A, 120 V, 45 m Kupfer, Grenze 3%:

Spannungsfall auf 12 AWG ≈ 9,6% → zu hoch. Hochstufen auf 6 AWG (~2,5%) → Ergebnis: 6 AWG (Spannungsfall bestimmt).

Aluminium-Unterverteilungsleitung, 100 A, 60 m, 240 V, 3%

2/0 AWG Aluminium: Ampacity 115 A ✓, Spannungsfall ~2,65% ✓ → Ergebnis: 2/0 AWG Aluminium.

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Was dieser Rechner nicht abdeckt

• Temperaturkorrekturfaktor — über 30°C Umgebungstemperatur muss die Ampacity reduziert werden
• Häufungskorrekturfaktor — mehr als 3 stromdurchflossene Leiter erfordern Abminderung
• Parallelleiter — Aufteilung großer Lasten auf mehrere kleinere Leiter
• Klemmenwerte — Betriebsmittel mit 60°C-Klemmen dürfen ggf. nicht mit 75°C-Ampacity betrieben werden
• Motorleitungen — werden aus dem Nennstrom laut Typenschild und Code-Tabellen bemessen
• Schutzleiter — werden separat nach Norm bemessen (z. B. VDE 0100-540)

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Häufige Fragen

Warum stimmt das nicht genau mit der Tabelle meiner Norm überein?

Ampacity-Tabellen unterscheiden sich je nach Normausgabe, Leitertyp, Verlegeart und Sonderbedingungen. Dieser Rechner verwendet eine vereinfachte 75°C-Planungsspalte.

Ich habe Ampere und Watt eingegeben — was hat Vorrang?

Wenn das Stromfeld einen gültigen positiven Wert enthält, wird dieser verwendet und die Leistungsfelder werden ignoriert.

Dimensioniert das auch Schutzleiter?

Nein. Schutzleiter werden separat nach Norm bemessen.

Kann ich das für DC-Kreise verwenden?

Ja. Die Spannungsfall-Formel für zwei Drähte gilt auch für Gleichstrom. Einfach die DC-Spannung und die einfache Länge eingeben.

Wie hängt das mit dem Leitungsschutzschalter-Rechner zusammen?

Zuerst den Leiter dimensionieren (Ampacity + Spannungsfall), dann prüfen, ob der Nennstrom des Schutzschalters die Belastbarkeit des Leiters nicht überschreitet.

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Testen Sie den Tooladex Kabelquerschnitt-Rechner — geben Sie Strom (oder Watt und Spannung), Kreisspannung, einfache Leitungslänge, Material und Spannungsfallgrenze ein, um sofort den Mindestquerschnitt zu finden.