Kabelquerschnitt-Rechner
Berechne den optimalen Kabelquerschnitt nach Spannungsfall und Strombelastbarkeit — mit Live-Visualisierung.
Kabelquerschnitt berechnen — Grundlagen nach VDE und DIN
Die korrekte Berechnung des Kabelquerschnitts ist eine der wichtigsten Aufgaben in der Elektroinstallation. Ein zu gering dimensioniertes Kabel führt zu übermäßiger Erwärmung, erhöhtem Energieverlust und im schlimmsten Fall zu Kabelbrand. Ein überdimensioniertes Kabel verursacht unnötige Materialkosten. Der Kabelquerschnitt wird in Deutschland nach den Normen DIN VDE 0298-4 (Strombelastbarkeit) und DIN VDE 0100-520 (Errichten von Niederspannungsanlagen) bestimmt.
Zwei Kriterien sind bei der Dimensionierung maßgebend: der maximal zulässige Spannungsfall und die Strombelastbarkeit des Leiters. Der jeweils größere errechnete Querschnitt bestimmt den Mindestquerschnitt — anschließend wird auf den nächsten genormten Querschnitt aufgerundet.
Die wichtigsten Formeln zur Kabelquerschnitt-Berechnung
A = (2 × L × I) / (κ × ΔU) Mindestquerschnitt bei Wechselstrom (einphasig) — A in mm², L in m, I in A, ΔU in V A = (√3 × L × I) / (κ × ΔU) Mindestquerschnitt bei Drehstrom (dreiphasig) — Faktor √3 ≈ 1,732 statt 2 ΔU = (2 × L × I) / (κ × A) Spannungsfall in Volt — Umstellung zur Kontrolle bei bekanntem Querschnitt Der Buchstabe κ (Kappa) steht für die elektrische Leitfähigkeit des Materials. Je höher κ, desto besser leitet das Material den Strom und desto kleiner darf der Querschnitt sein.
Leitfähigkeit κ der gängigen Materialien
Kupfer (Cu)
κ = 56 m/(Ω·mm²) — Standard in der Gebäudeinstallation dank hervorragender Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Aluminium (Al)
κ = 35 m/(Ω·mm²) — Günstiger, aber ca. 37 % schlechtere Leitfähigkeit. Wird vor allem für Erdkabel und Freileitungen eingesetzt.
Normquerschnitte und zulässige Ströme
Die folgenden Werte gelten für Kupferleiter bei Verlegeart C (direkt auf der Wand oder im Installationskanal) und einer Umgebungstemperatur von 30 °C nach DIN VDE 0298-4, Tabelle 11:
| Querschnitt | Iz bei 2 belast. Adern | Iz bei 3 belast. Adern | Typische Absicherung | Einsatzbeispiel |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 mm² | 17,5 A | 15,5 A | B 10 / B 13 | Beleuchtung, Einzelsteckdosen |
| 2,5 mm² | 24 A | 21 A | B 16 / B 20 | Steckdosenkreise, Küche |
| 4 mm² | 32 A | 28 A | B 25 | Herd-Anschluss, Wallbox |
| 6 mm² | 41 A | 36 A | B 32 | Durchlauferhitzer, Sauna |
| 10 mm² | 57 A | 50 A | B 40 / B 50 | Unterverteilung, Werkstatt |
| 16 mm² | 76 A | 66 A | B 63 | Zuleitung Unterverteilung |
| 25 mm² | 101 A | 89 A | — | Hauptleitung, Gewerbe |
Verlegearten nach DIN VDE 0298-4
Die Verlegeart hat einen erheblichen Einfluss auf die zulässige Strombelastbarkeit. Je besser die Wärmeabfuhr, desto mehr Strom darf ein Kabel führen. Die Norm unterscheidet unter anderem folgende Referenz-Verlegearten:
| Verlegeart | Bezeichnung | Beschreibung | Wärmeabfuhr |
|---|---|---|---|
| A1 | In wärmegedämmter Wand | Leitung in Elektroinstallationsrohr in wärmegedämmter Wand | Schlecht |
| A2 | Im Installationsrohr | Mehradrige Leitung in Elektroinstallationsrohr in wärmegedämmter Wand | Schlecht |
| B1 | Im Rohr auf Wand | Leitung in Elektroinstallationsrohr auf der Wand | Mittel |
| B2 | Im Kanal auf Wand | Mehradrige Leitung in Elektroinstallationskanal auf der Wand | Mittel |
| C | Direkt auf Wand | Mehradrige Leitung direkt auf der Wand befestigt (Standardfall) | Gut |
| E | Frei in Luft | Mehradrige Leitung auf Kabelpritschen / frei in Luft | Sehr gut |
Absicherung und Leitungsschutzschalter
Die Auswahl des passenden Leitungsschutzschalters (LS-Schalter, Sicherungsautomat) ergibt sich direkt aus dem gewählten Kabelquerschnitt. Die zentrale Bedingung lautet:
I_B ≤ I_N ≤ I_Z Betriebsstrom (I_B) ≤ Nennstrom des Schutzorgans (I_N) ≤ zulässige Dauerbelastbarkeit (I_Z) Das bedeutet: Der Nennstrom der Sicherung muss mindestens so groß sein wie der zu erwartende Betriebsstrom, darf aber die zulässige Strombelastbarkeit des Kabels nicht überschreiten. Nur so ist gewährleistet, dass die Sicherung vor dem Kabel auslöst.
Charakteristik B
Auslösung bei 3–5-fachem Nennstrom. Standard für Wohnungsbau und allgemeine Installationen.
Charakteristik C
Auslösung bei 5–10-fachem Nennstrom. Für Verbraucher mit höherem Einschaltstrom (Motoren, Kompressoren).
Charakteristik D
Auslösung bei 10–20-fachem Nennstrom. Für Transformatoren und Schweißgeräte in der Industrie.
Praxisbeispiel: Kabelquerschnitt für eine Werkstatt berechnen
Sie möchten in Ihrer Werkstatt eine Steckdosenleiste für schwere Elektrowerkzeuge installieren. Die Daten:
- Daten erfassen: Betriebsstrom I = 16 A, Leitungslänge L = 25 m (einfach), Kupferleiter (κ = 56), erlaubter Spannungsfall ΔU = 3 % von 230 V = 6,9 V, einphasig.
- Mindestquerschnitt nach Spannungsfall berechnen: A = (2 × 25 × 16) / (56 × 6,9) = 800 / 386,4 ≈ 2,07 mm²
- Nächsten Normquerschnitt wählen: Der nächst-größere Normquerschnitt ist 2,5 mm².
- Strombelastbarkeit prüfen: 2,5 mm² Cu bei Verlegeart C, 3 belastete Adern → I_Z = 21 A. Da 16 A < 21 A — Bedingung erfüllt ✓
- Tatsächlichen Spannungsfall kontrollieren: ΔU = (2 × 25 × 16) / (56 × 2,5) = 800 / 140 = 5,71 V → das sind 2,48 % — unter den erlaubten 3 % ✓
- Leitungsschutzschalter wählen: B 16 A — passt, da I_B = 16 A = I_N = 16 A ≤ I_Z = 21 A ✓
- Ergebnis: NYM-J 3×2,5 mm² mit einem B 16 Leitungsschutzschalter.
Kabeltypen im Vergleich: NYM, NYY und H07V
Je nach Einsatzort müssen unterschiedliche Kabeltypen verwendet werden. Die gängigsten Typen für die Gebäudeinstallation:
| Kabeltyp | Bezeichnung | Einsatzbereich | Besonderheiten |
|---|---|---|---|
| NYM-J | Mantelleitung | Innenräume, trockene und feuchte Räume | Standard für Unterputz- und Aufputzinstallation. Grauer Außenmantel, nicht UV-beständig. |
| NYY-J | Erdkabel | Erdverlegung, Außenbereich | Schwarzer Außenmantel, für direkte Erdverlegung geeignet. UV-beständig, feuchtigkeitsresistent. |
| H07V-U | Aderleitung (eindrähtig) | Verlegung in Rohren und geschlossenen Kanälen | Starrer Leiter, gut für feste Installationen. Nicht für direkte Wand-/Putzverlegung zulässig. |
| H07V-K | Aderleitung (feindrähtig) | Schaltschränke, flexible Verlegung in Rohren | Flexibler Leiter, ideal für enge Biegeradien. In Verteilungen Standard. |
Häufige Fragen zur Kabelquerschnitt-Berechnung
Für normale Schutzkontaktsteckdosen in Wohnräumen ist 1,5 mm² mit B 13 oder 2,5 mm² mit B 16 Standard. In Küchen und Werkstätten empfiehlt sich grundsätzlich 2,5 mm², da hier höhere Lasten zu erwarten sind.
Nach DIN 18015-1 darf der Spannungsfall vom Zähler bis zum Verbraucher maximal 3 % betragen. Davon entfallen üblicherweise 0,5 % auf die Hauptleitung und 2,5 % auf die Stromkreisleitung. Bei Beleuchtungskreisen wird oft ein niedrigerer Wert von 1–2 % empfohlen, um Flackern zu vermeiden.
Aluminium-Kabel werden heute hauptsächlich bei großen Querschnitten ab 16 mm² eingesetzt, z. B. für Erdkabel (NAYY) und Freileitungen. Der Vorteil ist das geringere Gewicht und der niedrigere Preis. Im Wohnungsbau unter 16 mm² ist Kupfer Standard und in vielen Fällen vorgeschrieben.
Die Angabe „3×1,5" bedeutet: 3 Adern mit je 1,5 mm² Querschnitt. Bei NYM-J 3×1,5 sind das Phase (braun), Neutralleiter (blau) und Schutzleiter (grün-gelb). „5×2,5" wäre ein Drehstromkabel mit 5 Adern à 2,5 mm².
Das Verlegen von Kabeln (Schlitzen, Kabel einziehen) darf als Eigenleistung durchgeführt werden. Der Anschluss an das Stromnetz — also das Auflegen auf Klemmen, Schalter, Steckdosen und Verteilungen — ist jedoch nach NAV § 13 ausschließlich eingetragenen Elektrofachbetrieben vorbehalten und muss abgenommen werden.
Eine 11-kW-Wallbox benötigt Drehstrom mit 16 A je Phase. Je nach Leitungslänge reicht ein Querschnitt von 2,5 mm² (bis ca. 15 m) bis 4 mm² (bis ca. 30 m) aus. Bei einer 22-kW-Wallbox (32 A) sind mindestens 6 mm² erforderlich. Immer mit einem FI/LS Typ A-EV oder Typ B absichern.
Bei Häufung (gebündelte Verlegung) müssen Reduktionsfaktoren nach DIN VDE 0298-4, Tabelle 21 angewendet werden. Beispiel: Bei 3 Kabeln nebeneinander gilt ein Faktor von ca. 0,70. Das heißt, die zulässige Strombelastbarkeit sinkt um 30 %. Der benötigte Querschnitt muss entsprechend größer gewählt werden.
Bei einphasigem Wechselstrom fließt der Strom über den Hinleiter und den Neutralleiter zurück — daher Faktor 2 (doppelte Leitungslänge). Bei symmetrisch belastetem Drehstrom heben sich die Ströme im Neutralleiter auf, der Spannungsfall entsteht nur über die verkettete Spannung — daher Faktor √3 ≈ 1,732.