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Kostenlose Excel-Vorlage · Spannungsfall
Spannungsfall: Excel-Vorlage kostenlos herunterladen
Spannungsfall mit Excel näherungsweise berechnen: Die kostenlose Vorlage verarbeitet Leitungslänge, Strom und eigene Leiterdaten für DC, einphasige AC-Lasten oder symmetrischen Drehstrom.
Formeln enthalten: Systemfaktor, wirksamer Leitungsfaktor, Spannungsfall in Volt und Prozent sowie verbleibende Spannung im begrenzten Näherungsmodell.
Spannungsfall kostenlos herunterladen · XLSXKostenloser Download · ohne Makros · keine Registrierung erforderlich
Spannungsfall mit Excel nutzen
Die Vorlage berechnet einen stationären Spannungsfall aus eingegebenen elektrischen Leiterdaten. Bei AC werden Widerstand, induktive Reaktanz und Leistungsfaktor berücksichtigt; für DC steht ein resistives Zweileitermodell bereit.
Entscheidend sind passende Daten für den betrachteten Betriebszustand. R und X werden in Ohm pro Kilometer eingegeben. Der Widerstand muss zur Betriebstemperatur und zum Leiter passen. Eine pauschale Übernahme eines20-Grad-Wertes kann den Betriebsfall verfehlen.
Die Rechnung ist keine Kabelquerschnitt-Auslegung und keine Sicherheitsfreigabe. Strombelastbarkeit, Verlegeart, Häufung, Schutzorgane, Kurzschlussbedingungen und Abschaltzeiten müssen gesondert geprüft werden. Der AC-Ansatz gilt für sinusförmige induktive Lasten; das Dreiphasenmodell setzt symmetrische Belastung voraus.
Primärquelle für die AC-Näherung: Electrical Installation Guide von Schneider Electric.
Aufbau der Excel-Vorlage
| Fiktive Eingabe | Wert |
|---|---|
| System | symmetrisch dreiphasig |
| Bezugsspannung / Strom | 400 V / 100 A |
| Einfache Länge | 50 m |
| R / X | 0,7 / 0,08 Ω/km |
| cos φ | 0,8 |
Ausdrücklich fiktive Beispiele aus der Excel-Datei.
Diese Funktionen sind enthalten
Drei begrenzte Systemfälle
DC-Zweileiter, einphasige AC-Last und symmetrisches Dreiphasensystem unterscheiden.
Eigene Betriebsdaten
R, X und Leistungsfaktor explizit erfassen; keine verdeckte Material- oder Temperaturpauschale.
Ergebnisse mit Modellgrenze
Volt und Prozent anzeigen und einen Spannungsfall über der Bezugsspannung gesondert kennzeichnen.
So bedienen Sie die Excel-Vorlage
- Wählen Sie1 für DC,2 für einphasige AC oder3 für symmetrische dreiphasige AC.
- Geben Sie die passende Bezugsspannung ein: bei Drehstrom die Außenleiterspannung.
- Erfassen Sie den stationären Strom und die einfache Leitungslänge. Verdoppeln Sie die Länge nicht selbst.
- Tragen Sie geeignete Betriebsdaten für R, X und cos φ ein. Bei DC bleiben X und cos φ rechnerisch ungenutzt, die Felder werden numerisch befüllt.
- Prüfen Sie die Rechenergebnisse und alle weiteren Auslegungs- und Sicherheitsanforderungen gesondert.
So funktionieren die Berechnungen
Für die AC-Näherung wird R cosφ + X sinφ verwendet, mit sinφ = WURZEL(1 − cos²φ) bei der betrachteten induktiven Last. Der Spannungsfall ist Systemfaktor × Strom × einfache Länge in Kilometern × dieser Leitungsfaktor.
Der Systemfaktor beträgt2 beim einphasigen Stromkreis und WURZEL(3) beim symmetrischen Dreiphasensystem. Im resistiven DC-Zweileitermodell wird2 × I × Lkm × R gerechnet. Die Prozentangabe bezieht sich auf die eingegebene Spannung.
Es wird kein allgemeiner zulässiger Prozentgrenzwert vorgegeben. Bei ΔU größer als U ist eine verbleibende Spannung im einfachen Modell nicht sinnvoll; die Datei fordert eine Modellprüfung. Unsymmetrie, kapazitive Last, Oberschwingungen und Transienten sind nicht enthalten.
Ergänzender Online-Rechner
Begrenztes stationäres Modell, keine Leiterdimensionierung und keine Installationsfreigabe.
Beispiel für die Anwendung
Mit den ausdrücklich fiktiven Werten400 Volt,100 Ampere,50 Metern einfacher Länge, R=0,7 Ω/km, X=0,08 Ω/km und cosφ=0,8 ergibt sich sinφ=0,6.
Der wirksame Leitungsfaktor ist0,7 × 0,8 + 0,08 × 0,6 =0,608 Ω/km. Symmetrisch dreiphasig ergeben sich rund5,2654 Volt beziehungsweise1,3164 Prozent Spannungsfall. Diese Zahl allein sagt nichts über die zulässige Strombelastung oder die sichere Installation aus.
Häufige Fragen
Wählt die Vorlage einen sicheren Kabelquerschnitt aus?
Nein. Sie berechnet nur den Spannungsfall aus von Ihnen eingegebenen Leiterdaten. Eine vollständige Dimensionierung und Sicherheitsprüfung sind nicht enthalten.
Welche Länge muss ich eingeben?
Die einfache Leitungslänge in Metern. Der Systemfaktor berücksichtigt im betrachteten einphasigen beziehungsweise DC-Zweileitermodell bereits Hin- und Rückleiter.
Welche Bezugsspannung gilt für Drehstrom?
Für das symmetrische Dreiphasenmodell wird die Außenleiterspannung verwendet, beispielsweise400 Volt. Einphasig muss die zum betrachteten Stromkreis passende Bezugsspannung eingegeben werden.
Woher nehme ich R und X?
Aus geeigneten technischen Leiterdaten für den tatsächlichen Betriebszustand. Besonders der Widerstand muss zur Betriebstemperatur passen; die Beispielwerte sind keine Materialvorgaben.
Kann ich kapazitive oder unsymmetrische Lasten rechnen?
Diese Fälle sind nicht enthalten. Der AC-Ansatz setzt sinusförmige induktive Lasten voraus; die Dreiphasenformel zusätzlich symmetrische Belastung.
Ist ein fester zulässiger Prozentwert hinterlegt?
Nein. Die Datei gibt keine allgemeine Normgrenze oder Freigabe vor. Die geltenden Anforderungen des konkreten Stromkreises sind gesondert zu bestimmen.
Was muss zusätzlich zum Spannungsfall geprüft werden?
Unter anderem Strombelastbarkeit, Schutzorgane, Kurzschlussbedingungen, Abschaltzeiten, Verlegeart und Häufung. Ein kleiner rechnerischer Spannungsfall belegt keine sichere Installation.
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