Spannungsabfall

Wenn elektrischer Strom durch einen Widerstand fließt, so kann man an dessen Klemmen eine elektrische Spannung messen. Den Wert dieser Spannung bezeichnet man als Spannungsabfall. Auch wenn elektrischer Strom durch einen Halbleiter (z. B. eine Diode) fließt fällt eine Spannung am Halbleiter ab. Dieser Spannungsabfall ist allerdings nicht proportional zum Strom wie bei einem Widerstand.

Der Begriff wird besonders im Zusammenhang mit elektrischen Zuleitungen zu Verbrauchern gebraucht. Durch den elektrischen Widerstand der Zuleitung steht dem Verbraucher am Ende der Leitung nicht mehr die gesamte Spannung zur Verfügung, da die Leitung einen Spannungsabfall verursacht.

Seit einigen Jahren setzt sich der Begriff Spannungsfall statt Spannungsabfall immer stärker in der Fachliteratur und in den Normen durch, insbesondere wenn es um elektrische Kabel und Leitungen zur Stromversorgung geht.

Der zulässige Spannungsfall

Der Spannungsfall soll in den vorgeschriebenen Grenzen gehalten werden, damit die Betriebsspannung an den Geräteanschlussklemmen ausreichend hoch ist und die Verluste in vertretbaren Grenzen gehalten werden.

nach DIN IEC 38:1987-05 ist die Normspannung für Europa auf 230/400 V festgelegt mit einer Spannungstoleranz von 230 V +6 % (244 V) und 230 V –10 % (207 V) an der Übergabestelle des EVU (Energieversorgungsunternehmen) bzw. des VNB (Verteilungsnetzbetreiber).

Einzuhaltender zulässiger Spannungsfall

Nach DIN VDE 0100-520

Der Spannungsfall sollte zwischen Hausanschluss (Übergabestelle) und Verbrauchsmittel, also Steckdose oder Geräteanschlussklemme, höchstens 4 % betragen.

Nach AVBEltV §12

Zwischen Hausanschluss und Zähler (Messeinrichtung) darf der Spannungsfall nicht mehr als 0,5 % betragen

Nach DIN 18015 Teil 1

Zwischen Zähler und Verbrauchsmittel darf der Spannungsfall nicht mehr als 3 % betragen, egal ob dazwischen noch Unterverteilungen liegen.

Als Bemessungsstrom gilt der Nennstrom der vorgeschalteten Überstrom-Schutzeinrichtung, z. B.: LS-Schalter 16 A

Nach TAB 2000 (Technische Anschlussbedingungen für den Anschluss an das Niederspannungsnetz) Abschnitt 6.2.4

Der Spannungsfall im Hauptstromversorgungssystem (Hausanschluss bis Zähler) darf folgende Werte nicht überschreiten:

bis 100 kVA	0,5 %
100 – 250 kVA	1,0 %
250 – 400 kVA	1,25 %
über 400 kVA	1,5 %

Berechnung des Spannungsfalls

Gleichstrom:	$\Delta U={2\cdot l\cdot P \over \kappa \cdot A\cdot U}={2\cdot l\cdot I \over \kappa \cdot A}$
Wechselstrom:	$\Delta U={2\cdot l\cdot P \over \kappa \cdot A\cdot U}={2\cdot l\cdot I\cdot \cos \varphi \over \kappa \cdot A}$
Drehstrom:	$\Delta U={l\cdot P \over \kappa \cdot A\cdot U}={{\sqrt {3}}\cdot l\cdot I\cdot \cos \varphi \over \kappa \cdot A}$

$\Delta U\$	Spannungsfall (Einheit: %)
$l\$	Leitungslänge (Einheit: m)
$I\$	Stromstärke (Einheit: A)
$P\$	übertragene Leistung (Einheit: W)
$U\$	Netzspannung (230/400 V)
$\kappa \$	Leitfähigkeit (Kappa) (56 für Kupfer, 35 für Aluminium) (Einheit: $m \over \Omega \cdot mm^{2}$)
$A\$	Leiterquerschnitt (Einheit: mm²)
$\cos \varphi \$	Leistungsfaktor

Siehe auch

Elektrischer Widerstand, Ohmsches Gesetz, Spannungseinbruch