Kabel­quer­schnitt berechnen mit Tabelle und Online-Rechner

Wenn man in seinem Wohnmobil oder Kfz neue Strom­kabel verlegen möchte, sollte man vorher den benötigten Kabel­quer­schnitt berechnen. Gerade bei niedrigen Spannungen von 12 V bzw. 24 V ist dies besonders wichtig, da ein zu dünn gewählter Leitungs­quer­schnitt im schlimmsten Fall zu Kabel­bränden oder Arbeits­ver­wei­gerung des angeschlos­senen Verbrau­chers führt. Bei Letzterem entsteht in der Leitung ein zu hoher Spannungs­abfall. Heute möchten wir zeigen, wie man ganz einfach mithilfe unseres „Kabel­quer­schnitt Rechners“ die richtige Leitung für Ladegeräte, Spannungs­wandler, Solar­anlage und alle anderen Geräte finden kann. Für unterwegs haben wir auch noch eine Tabelle als PDF zum kosten­losen Download bereit­ge­stellt. Außerdem gibt es noch Infos zu den passenden Siche­rungen.

Warum ist der Kabel­quer­schnitt so wichtig?

Dass man mit Strom Wärme erzeugen kann, ist klar. Wenn wir einen Toaster als Beispiel nehmen, wird durch einen hohen Strom ein dünner, langer und damit hochoh­miger Draht erhitzt. Dieser bräunt unsere Brotscheiben. Die elektrische Energie wird also in Wärme umgewandelt.

Wir möchten unsere Strom­lei­tungen aber nicht als Wärme­quelle nutzen, sondern unsere Verbraucher zuver­lässig und sicher betreiben. Das setzt voraus, dass unser Kabel den richtigen Kabel­quer­schnitt aufweist.

Eine kleine Strom­kunde

Um zu verstehen, warum gerade bei 12 V oder 24 V Strom­kreisen besonders auf den Leitungs­quer­schnitt geachtet werden muss, machen wir einen kleinen Ausflug in die Elektro­technik. Aber keine Sorge, es wird nicht zu technisch werden.

Die einzige Formel, welche ich zur Erklärung anbringen möchte, ist die der Elektri­schen Leistung.

P = U • I

Diese sagt aus, dass sich die Leistung (P in Watt) aus der Multi­pli­kation von Spannung (U in Volt) und der Strom­stärke (I in Amper) zusam­men­setzt.

Hier ein Beispiel:

Eine Kaffee­ma­schine mit 1000W soll genutzt werden, einer­seits mit 12 Volt und anderer­seits mit 230V. Wir möchten jetzt berechnen, wie viel Ampere bei den unter­schied­lichen Spannungen benötigt werden. Dazu müssen wir die Formel umstellen und die Werte einsetzen:

I = PU

 

I = 1000W12V I = 83,3 Ampere

 

I = 1000W230V I = 4,3 Ampere

Wie man deutlich sehen kann, wird in unserem Kfz die Leistung zum größten Teil über die Strom­stärke A erreicht. Dafür werden Kabel mit entspre­chend großem Leitungs­quer­schnitt benötigt.

Wir müssen auch die Leitungs­länge berechnen

Als weiterer Faktor der Leitungs­be­rechnung kommt noch die Leitungs­länge hinzu. Je mehr Meter wir zum Verbraucher haben, umso größer muss der Leitungs­quer­schnitt sein. Geschuldet ist das dem Spannungs­abfall, der mit der Länge des Kabels zunimmt.

Die Leitungs­länge erhöht den Wider­stand im Kabel und führt zu Spannungs­ab­fällen. Diese können so groß werden, dass Geräte nicht mehr funktio­nieren oder das Kabel mitsamt Isolierung einen Kabel­brand verur­sacht.

Ich halte mich bei meinen Berech­nungen an einen maximalen Spannungs­abfall von 0,5V und fahre damit gut. Bei einem Spannungs­abfall größer als 0,5V kann es passieren, dass manche Geräte nicht mehr funktio­nieren. Bei Ladege­räten für die Aufbau­bat­terie peile ich einen maximalen Spannungs­abfall von 0,25V an.

Wie misst man den Kabel­quer­schnitt?

Man kann den Durch­messer ermitteln und mithilfe von Mathe­matik den Leitungs­quer­schnitt berechnen. Auch spezielle Querschnitts­messer sind käuflich erwerblich. Das funktio­niert aber leider nur mit starren Kabeln. Bei Litzen ist eine Messung mit einem Messschieber nicht möglich, da wir die Drähtchen zusam­men­drücken würden. Dennoch lässt sich der Kabel­quer­schnitt einer Litze feststellen. Dazu benötigt man lediglich Aderend­hülsen in verschie­denen Größen. Die Hülse, welche gerade noch über die abiso­lierte Litze passt, gibt den Leitungs­quer­schnitt an.

Kann ich meine Kabel verwenden?

Falls ihr schon im Besitz von Strom­lei­tungen seid, könnt ihr jetzt genau prüfen, ob der Kabel­quer­schnitt für euer Vorhaben reicht. Der Spannungs­abfall in einer Leitung resul­tiert aus dem verwen­deten Material, dem Leitungs­quer­schnitt und der Länge des Kabels. Außerdem ist für die Berechnung sowohl die Spannung als auch die Leistung (Watt) des angeschlos­senen Verbrau­chers nötig. Da ich aber keinen Lehrgang in Elektro­technik schreiben möchte, kann der Spannungs­abfall direkt im Online-Rechner ermittelt werden. Ich gehe von Kupfer­kabeln aus, welche in den meisten Fällen Verwendung finden.

Tabelle mit Kabel­quer­schnitten für 12 Volt

Meistens sind wir aber auf der Suche nach dem passenden Kabel­quer­schnitt für einen bestimmten Verbraucher. Darum habe ich hier eine Tabelle zusam­men­ge­stellt, auf der Ihr den benötigten Kabel­quer­schnitt in Abhän­gigkeit von der Kabel­länge und Strom­be­last­barkeit findet. Ihr könnt die Tabelle auch als PDF herun­ter­laden.

Die richtige Sicherung

Jede Strom führende Leitung muss durch eine Sicherung geschützt werden. Bei Kurzschlüssen oder zu hohem Strom­fluss lösen diese aus und schützen so vor Kabel­bränden. Wenn wir eine Leitung mit einem bestimmten Kabel­quer­schnitt verwenden möchten, sollten wir auf die maximal erlaubte Absicherung achten (lt. VDE). Der folgenden Tabelle könnt Ihr entnehmen, wie groß die Sicherung maximal sein sollte.

Die maximale Absicherung sollten wir aber nicht ausreizen, sondern die Sicherung nur so groß wählen, dass wir unser Gerät betreiben können. Achten sollte man hier aber auch auf eventuelle Anlauf­ströme wie  z. B. bei einem Kompres­sor­kühl­schrank.

Soll z. B. eine USB Steckdose an einer 2,5 qmm Leitung angeschlossen werden, welche 2 Ampere liefert, würde eine 3 Ampere-Sicherung reichen. Oftmals werden aber einfach gängige Sicherung verwendet. So würde ich persönlich eine 2,5 qmm-Leitung mit einer 10 Ampere Flach­si­cherung schützen.

Welche Sicherung (Bauart) soll ich nehmen?

Die Wahl der Bauart richtet sich nach dem Kabel­quer­schnitt und den Ampere, die über das Kabel geschickt werden. Dabei werden überwiegend Schmelz­si­che­rungen verwendet. Fließt ein zu hoher Strom durch das Kabel, löst die Sicherung aus. Dabei schmilzt das Material am Siche­rungs­köper und unter­bricht die Leitung. Diese Sicherung ist jetzt unbrauchbar und muss durch eine neue ersetzt werden. Eine Alter­native wäre noch ein Siche­rungs­au­tomat, der nach einer Überspannung wieder aktiviert werden kann.

Folgende Siche­rungen finden in unseren Fahrzeugen überwiegend Verwendung.

Torpe­do­si­cherung

Die ältere Generation von uns wird mit dem Begriff „Torpe­do­si­cherung“ noch etwas anfangen können. Bis in die 80er Jahre war dies die gängigste Art die Strom­lei­tungen in unseren Autos, Lkws oder anderen Fahrzeugen abzusi­chern.

Torpe­do­si­che­rungen gibt es zwischen 5 und 40 Ampere.

	Farbe	Ampere
	Gelb	5
	Weiß	8
	Rot	16
	Blau	25
	Schwarz	40

Der Nachteil dieser Siche­rungen ist die geringe Kontakt­fläche. Es können sich hohe Übergangs­wi­der­stände bilden, was zur zusätz­lichen Oxidation der Kontakt­flächen führen kann. Im schlimmsten Fall fließt kein Strom mehr und die Geräte fallen aus. Ein Wechsel der Sicherung schafft Abhilfe. Wobei auch der Wechsel nicht so komfor­tabel wie bei der heute üblichen „Flach­si­cherung“ ist. Vom heutigen Stand der Technik sollten man Flach­si­che­rungen verwenden, auch wenn die Torpe­do­si­cherung durchaus funktio­niert.

Flach­si­cherung

Die Flach­si­cherung ist der gängige Typ, der in unseren Fahrzeugen Verwendung findet. Es gibt sie in Mini, Midi und Maxi Fuse. Der Vorteil gegenüber der Torpe­do­si­cherung ist ganz klar die einfa­chere Handhabung und der bessere Kontakt. Auch bei der Mini und Midi Flach­si­cherung gibt es eine identische Farbco­dierung. Diese gilt aber nicht für die Maxi.

Flach­si­che­rungen sind von 1 – 120 A erhältlich. Ich persönlich arbeite bereits bei Strömen ab 40 Ampere mit Strei­fen­si­che­rungen, weshalb ich auf die Maxi-Flach­si­che­rungen jenseits der 40 A nicht weiter eingehen werde.

	Farbe	Ampere
	Schwarz	1
	Grau	2
	Violette	3
	Rosa	4
	Hellbraun	5
	Dunkel­braun	7,5
	Rot	10
	Blau	15
	Gelb	20
	Weiß (Trans­parent)	25
	Grün	30
	Orange	40

Car Hifi oder AGU Glassi­che­rungen

Die Car Hifi Sicherung kann ebenfalls für höhere Ströme verwendet werden. Gerade für den Fall einer Panne sollte man aber immer Ersatz im Fahrzeug haben, da sie nicht so verbreitet sind wie z. B. Torpedo- oder Flach­si­che­rungen. Die maximalen Ampere sind auf der Kontakt­fläche vermerkt.

Es gibt sie in Größen zwischen 20 und 80 A.

Strei­fen­si­cherung

Alle bisher genannten Schmelz­si­che­rungen können ohne Werkzeuge getauscht werden. Die Strei­fen­si­cherung macht hier eine Ausnahme, da sie über eine feste Verschraubung im Siche­rungs­halter fixiert ist. Dieser offen­sicht­liche Nachteil stellt sich aber sehr schnell als Vorteil heraus, da durch die Verschraubung ein besserer Kontakt herge­stellt werden kann. Damit werden hohe Übergangs­wi­der­stände vermieden. Gerade bei hohen Strömen kann es an schlechten Kontakten zu Funken­über­schlägen und Verschmel­zungen kommen. Es kann sich lohnen, die passenden Ersatz­si­che­rungen dabei zu haben. Die maximale Absicherung ist aufge­druckt.

Strei­fen­si­che­rungen gibt es zwischen 40 und 500 Ampere. Gerade beim Betrieb eines Wechsel­richters oder zur Absicherung des Batte­rie­kabels sind sie ideal.

Siche­rungs­au­tomat

Wie bereits kurz erwähnt, gibt es noch die Wahl eines Siche­rungs­au­to­maten. Nach einer Überlast muss lediglich der Schalter wieder aktiviert werden, um die Leitung wieder unter Strom zu setzen. Ein klarer Vorteil gegenüber der Strei­fen­si­cherung.

Siche­rungs­au­to­maten sind überwiegend im Bereich 40 bis 250 Ampere zu finden.

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Fazit

Der Kabel­quer­schnitt darf auch größer gewählt werden, aber niemals kleiner.

Kabel pauschal mit einem zu großen Leitungs­quer­schnitt zu verbauen ist aber auch nicht des Rätsels Lösung. Mit dem richtigen Kabel­quer­schnitt kann man nicht nur Gewicht sparen, sondern auch Geld.

Wenn jetzt noch die passende Sicherung richtig in die Leitung eingebaut wurde, ist man auf der sicheren Seite.

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