FISEKON GmbH – Fischer Elektrokonstruktion

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04 — Rechner

Verlustleistung einer Leitung berechnen

Jede Leitung verbraucht einen Teil dessen, was sie transportiert. Bei kurzen Wegen ist das gleichgültig, bei langen Trassen und hohen Strömen wird daraus eine Zahl mit zwei Gesichtern: Betriebskosten über die Laufzeit und Wärme, die irgendwo hin muss.

Eingabe

Einschichtbetrieb rund 2000 h, Dreischicht rund 6000 h, Dauerbetrieb 8760 h.

Ergebnis

Verlustleistung
—W
Verlustenergie im Jahr
—kWh
Kosten im Jahr
—€
Wärme je MeterMaßgeblich dafür, ob die Leitung im Kanal oder im Schrank zum Problem wird.
—W/m

Orientierungshilfe, keine normgerechte Auslegung. Für die Richtigkeit der Ergebnisse übernehmen wir keine Gewähr, maßgeblich sind die anzuwendenden Normen und die Prüfung im Einzelfall.

Rechenbeispiel

Der Standardfall, mit dem der Rechner startet, einmal durchgerechnet. Ändern Sie oben die Werte, rechnet er sofort neu.

Eingaben

Netzform
Drehstrom (3~)
Betriebsstrom
32 A
Einfache Leitungslänge
45 m
Leiterquerschnitt
6 mm²
Leitermaterial
Kupfer (κ = 56 m/Ω·mm²)
Leitertemperatur
70 °C
Betriebsstunden im Jahr
4.000 h
Strompreis
25 ct/kWh

Ergebnis

Verlustleistung
492 W
Verlustenergie im Jahr
1.969 kWh
Kosten im Jahr
492 €
Wärme je Meter
10,9 W/m

Formel

  • Drehstrom: P_v = 3 · I² · R
  • Wechselstrom und Gleichstrom: P_v = 2 · I² · R
  • R = L / (κ · A) · [1 + α · (ϑ − 20 °C)]
  • W = P_v · t / 1000

Annahmen und Normbezug

  • Gerechnet wird der Wirkwiderstand der stromführenden Leiter, nicht der Schutzleiter.
  • Bei Drehstrom mit symmetrischer Belastung fließt über den Neutralleiter kein Strom; gerechnet werden drei Außenleiter.
  • Oberschwingungen sind nicht berücksichtigt. Bei starkem Anteil dritter Harmonischer belasten sie den Neutralleiter zusätzlich.

Häufige Fragen

Lohnt sich ein größerer Querschnitt allein wegen der Verluste?

Bei langen Trassen mit hoher Auslastung häufig ja. Die Verluste sinken umgekehrt proportional zum Querschnitt: eine Stufe größer spart grob ein Drittel. Rechnen Sie die Ersparnis über die geplante Laufzeit gegen den Mehrpreis für Leitung und Verlegung.

Warum steht die Wärme je Meter dabei?

Weil sie darüber entscheidet, ob die Leitung anderswo ein Problem macht. Im offenen Kabelkanal fällt sie kaum auf. In einem gefüllten Kanal, in Wärmedämmung oder im Schaltschrank ist sie Teil der Wärmebilanz.

Gilt die Rechnung auch bei Teillast?

Sie gilt für den eingegebenen Strom. Weil die Verluste quadratisch mit dem Strom gehen, dürfen Sie nicht mit dem Mittelwert rechnen, wenn die Last stark schwankt – das Ergebnis wäre zu niedrig. Rechnen Sie in diesem Fall abschnittsweise.

Rechnen ist der einfache Teil.

Die Formel liefert eine Zahl. Die Auslegung einer Anlage verlangt darüber hinaus Verlegeart, Häufung, Selektivität, Normenlage und den Blick auf den Bestand. Genau das übernehmen wir.

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