Unterirdische Kabel für einen Stromkreis in Wohngebäuden werden normalerweise mit einem UF-Kabel (Underground Feeder) installiert, das für den Außenbereich und die direkte Verlegung im Boden ausgelegt ist . Eine solche Installation ist typisch für die Verlegung eines Stromkreises zu einem Außenbereich wie einer Garage, einem Schuppen oder einem anderen Nebengebäude oder zu einer Gartenbeleuchtung oder einem Wasserspiel. Die Dimensionierung der Drähte oder Leiter für ein unterirdisches Kabel unterscheidet sich nicht von der Dimensionierung für andere Haushaltsstromkreise und basiert normalerweise auf der Gesamtlast oder dem Strombedarf der Geräte im Stromkreis. Wenn das Kabel jedoch lang ist, was bei unterirdischen Kabeln oft der Fall ist, müssen Sie den Kabelquerschnitt möglicherweise erhöhen, um den Spannungsabfall auszugleichen – einen Spannungsverlust im Stromkreis, der durch den natürlichen Widerstand der Drähte verursacht wird. Spannungsabfälle treten bei jedem Kabelverlauf auf, sind aber bei Innenverkabelungen selten ein Problem, da die Entfernung vom Leistungsschalterfeld bis zum Ende des Stromkreises normalerweise relativ kurz ist. Stromkreise im Außenbereich sind jedoch oft recht lang, und der Spannungsabfall kann erheblich sein.
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Spannungsabfall verstehen
Alle Stromleiter, auch Kabel, üben einen gewissen Widerstand gegen den Stromfluss aus . Eine Auswirkung dieses Widerstandes, auch Impedanz genannt , ist ein Spannungsverlust. Dieser wird als Spannungsabfall bezeichnet und als Prozentsatz der Gesamtspannung angegeben, die von der Stromquelle des Stromkreises bereitgestellt wird. Wenn Sie die Spannung eines Stromkreises an der Schalttafel (Sicherungskasten) messen , sollten Sie einen Wert von etwa 120 Volt erhalten (für einen Standardstromkreis). Wenn Sie eine weitere Messung des Stromkreises am vom Verteiler am weitesten entfernten Gerät durchführen und einen Wert von 114 Volt erhalten – eine Differenz von 6 Volt –, hat dieser Stromkreis einen Spannungsabfall von 5 Prozent (5 Prozent von 120 = 6).
Ein übermäßiger Spannungsabfall bedeutet, dass Motoren, Haushaltsgeräte und andere Geräte nicht so schnell oder effizient laufen, wie sie sollen, selbst bei dedizierten Stromkreisen . Dies kann zu Leistungseinbußen, unnötigem Verschleiß und sogar zu vorzeitigem Ausfall elektrischer Geräte führen. Ein Spannungsabfall ist auch eine Verschwendung von Strom, da die Energie als Wärme verloren geht, anstatt den Schaltkreisgeräten zur Verfügung zu stehen.
Ursachen für Spannungsabfall
Da der Spannungsabfall durch den Widerstand der Leiter verursacht wird, ist der Spannungsabfall umso größer, je mehr Leiter vorhanden sind. Bei unterirdischen Kabeln ist der Spannungsabfall umso größer, je länger das Kabel ist. Die Kabelgröße ist ein weiterer Faktor: Kabel mit kleinerem Durchmesser haben einen höheren Widerstand als Kabel mit größerem Durchmesser. Kupferkabel haben einen geringeren Widerstand als Aluminiumkabel, aber die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass Sie in jedem Fall Kupfer verwenden werden. Heutzutage wird in den meisten neuen Wohnbauprojekten nur noch Aluminium in den Versorgungskabeln des Versorgungsunternehmens verwendet, obwohl Aluminium möglicherweise in Spannungsabfalltabellen auftaucht.
Wie sich die Last auf den Spannungsabfall auswirkt
Der Spannungsabfall steigt mit der Belastung eines Stromkreises , und eine Überlastung eines Stromkreises trägt zu einem übermäßigen Spannungsabfall bei. Mit anderen Worten: Wenn Sie zu viele Lasten auf einen Stromkreis legen und die standardmäßige Sicherheitskapazität von 80 Prozent überschreiten (1.440 Watt für 15-Ampere-Stromkreise; 1.920 Watt für 20-Ampere-Stromkreise), kommt es zu einem unnötigen Spannungsabfall. Die Lösung ist einfach: Begrenzen Sie die Gesamtbelastung des Stromkreises auf 80 Prozent oder weniger der Gesamtkapazität. Dieser Zustand wird in vielen Spannungsabfallberechnungen und -tabellen vorausgesetzt.
Dimensionierung der Leiter
Der National Electrical Code (NEC) empfiehlt einen maximalen Spannungsabfall von 3 Prozent für einzelne Haushaltsstromkreise (sogenannte Abzweigstromkreise ) . Dies ist ein gutes Ziel, wenn Sie die Leiter für ein unterirdisches Kabel dimensionieren möchten. Nachfolgend sind die maximalen Kabellängen aufgeführt, die Sie verwenden können, um bei einer bestimmten Drahtgröße (AWG) und Stromkreisspannung einen Spannungsabfall von 3 Prozent aufrechtzuerhalten. Beispielsweise können Sie in einem 120-Volt-Stromkreis bis zu 50 Fuß 14 AWG-Kabel verlegen, ohne dass der Spannungsabfall 3 Prozent überschreitet.
