Strombelastbarkeit: 2,5 mm² Kupfer im Schaltschrank

Anordnung frei in Luft mit Abstand (G) · Gehaeusetemperatur 55 °C · 2 belastete Stromkreise

Max. Betriebsstrom

21,0 A

Verlustleistung

3,91 W/m

Temp.-Faktor k_t

0,612

Anordnung k_2

1,00

Kurzantwort

Ein Kupferleiter mit 2,5 mm² Querschnitt hat bei einer Verlegung horizontal mit Abstand in freier Luft und einer Gehaeusetemperatur von 55 °C im Schaltschrank eine maximal zulaessige Strombelastbarkeit von 21.0 A. Die Berechnung folgt dem physikalischen Waermemodell der DIN EN IEC 61439-1 fuer PVC-isolierte Leiter mit 70 °C zulaessiger Leitertemperatur.

Grundlage: DIN EN IEC 61439-1 (VDE 0660-600-1), physikalisches Waermemodell

Interpretation der Berechnung

Der Grundwert der Strombelastbarkeit bei 30 °C Umgebungstemperatur betraegt 34.3 A. Durch die erhoehte Gehaeusetemperatur von 55 °C im Schaltschrank reduziert sich die zulaessige Strombelastbarkeit um 39 Prozent (Temperaturfaktor k_t = 0.612). Dieser Faktor folgt dem physikalischen Zusammenhang, dass die Waermeabfuhr proportional zur Wurzel der Temperaturdifferenz zwischen Leiter und Umgebung verlaeuft.

Da die Leiter horizontal mit Abstand in freier Luft verlegt sind, entfaellt ein Haeufungsfaktor (k_2 = 1,0). Die freie Konvektion zwischen den Leitern sorgt fuer eine optimale Waermeabfuhr, weshalb diese Anordnung die hoechste Strombelastbarkeit aller Verlegearten im Schaltschrank liefert.

Bei voller Belastung mit 21.0 A entsteht im Leiter eine ohmsche Verlustleistung von 3.91 W je Meter. Auf eine typische Verdrahtungslaenge von 10 m im Schaltschrank umgelegt ergibt das 39.1 W Waermeeintrag — ein Wert, der bei der Dimensionierung der Schrankbelueftung und der Innentemperatur-Abschaetzung beruecksichtigt werden muss.

Eingangswerte und Ergebnisse

Leiterquerschnitt	2,5 mm²
Leitermaterial	Kupfer (Cu)
Isolierung	PVC (max. 70 °C Leitertemperatur)
Verlegeanordnung	frei in Luft mit Abstand (G)
Gehaeusetemperatur	55 °C
Belastete Stromkreise	2
Grundwert I₃₀ (bei 30 °C)	34.3 A
Temperaturfaktor k_t	0.612 (physikalisch aus Wurzel-Modell)
Anordnungsfaktor k_2	1.00
Max. Betriebsstrom I_max	21.0 A
Verlustleistung je Leiter	3.91 W/m

Berechnet am 2026-04-10. Grundlage: physikalisches Waermemodell der DIN EN IEC 61439-1.

Berechnungsgrundlage

I_{ma x} = I_{30} \cdot \frac{T _{ma x} - T _{u m g}}{T _{ma x} - 30} \cdot k_{2}

I_max: Maximal zulaessiger Betriebsstrom (A)
I_30: Grundwert bei 30 °C Umgebungstemperatur (A)
T_max: Zulaessige Leitertemperatur (PVC) (°C)
T_umg: Gehaeusetemperatur im Schaltschrank (°C)
k_2: Haeufungsfaktor nach Anzahl Stromkreise

Verlustleistung

P_{v} = I_{ma x}^{2} \cdot R_{20} \cdot (1 + α \cdot (T_{ma x} - 20))

P_v: Verlustleistung je Meter Leiter (W/m)
R_20: Ohmscher Widerstand bei 20 °C (Ω/m)
α: Temperaturkoeffizient Cu ≈ 0,00393 (1/K)

Haeufige Fragen

Fachliche Details zu dieser Parameter-Kombination

Wie hoch darf der Betriebsstrom fuer 2,5 mm² Cu horizontal mit Abstand in freier Luft bei 55 °C Gehaeusetemperatur sein?

Nach dem Waermemodell der DIN EN IEC 61439-1 betraegt die maximal zulaessige Strombelastbarkeit 21.0 A. Dieser Wert beruecksichtigt den Temperaturfaktor von 0.612 (fuer die Reduktion von 30 °C auf 55 °C) und den Anordnungsfaktor k_2 = 1.00 fuer 2 belastete Stromkreise.

Warum ist die Strombelastbarkeit im Schaltschrank geringer als bei der Hausinstallation?

Innerhalb einer Schaltgeraetekombination liegt die Umgebungstemperatur typischerweise bei 55 °C statt der Referenz von 30 °C in der Hausinstallation. Dadurch reduziert sich die Waermeabfuhr vom Leiter und damit die zulaessige Strombelastbarkeit um rund 39 Prozent. Hinzu kommen Haeufungseffekte durch eng verlegte Stromkreise.

Welche Verlustleistung entsteht im Leiter?

Bei voller Belastung mit 21.0 A entsteht im 2,5 mm² Cu-Leiter eine Verlustleistung von 3.91 W je Meter. Diese Waerme muss durch die Schrankbelueftung oder passive Konvektion abgefuehrt werden, andernfalls steigt die Gehaeusetemperatur ueber die angenommenen 55 °C und die Strombelastbarkeit sinkt weiter.

Was passiert bei einer anderen Anzahl belasteter Stromkreise?

Der Anordnungsfaktor k_2 aendert sich mit der Anzahl gleichzeitig belasteter Stromkreise. Bei einem einzelnen Stromkreis entfaellt die Haeufungsreduktion (k_2 = 1,0), bei drei oder mehr Stromkreisen in Anordnung G sinkt k_2 weiter. Die hier berechneten 21.0 A gelten fuer 2 belastete Stromkreise.

Gilt der Wert auch fuer Aluminium-Leiter?

Nein. Die berechneten 21.0 A gelten ausschliesslich fuer Kupfer (spezifische Leitfaehigkeit kappa ≈ 56 m/Ohm·mm² bei 20 °C). Aluminium hat nur rund 62 Prozent der Leitfaehigkeit von Kupfer und benoetigt einen etwa 1,6-fach groesseren Querschnitt fuer die gleiche Strombelastbarkeit.

Normative Grundlagen

DIN EN IEC 61439-1 (VDE 0660-600-1) — Schaltgeraetekombinationen, Allgemeine Festlegungen
IEC 60364-5-52 — Errichtung von Niederspannungsanlagen: Strombelastbarkeit
DIN VDE 0298-4 — Strombelastbarkeit elektrischer Leitungen (Hausinstallation)

Die hier verwendete Berechnung ist keine 1:1 Wiedergabe geschuetzter Normtabellen, sondern ein eigenes physikalisches Modell, das gegen die Normwerte validiert wurde.