Ich habe eine Kupferleitung, wo im Kurzschlussfall ein bestimmter Strom I zu erwarten ist. Die Abschaltzeit t ist durch den Sicherungsautomaten bestimmt. Die Frage ist, ob der Querschnitt A ausreicht. Laut VDE 0100 Teil 430 berechnet sich die maximal erlaubte Abschaltzeit zu t(va) = (k A/I)² Für Kupfer mit PVC isoliert finde ich k=115 (in A, sec, mm²). Wie sehr muss man da auf die Umgebungstemperatur noch Rücksicht nehmen? Ich habe t=55°C, und der k-Wert ist aus einer Tabelle für Umgebungstemperatur=20°. Danke!
Hallo! Kupfer ist ein Kaltleiter, d.h. bei steigender Temperatur sinkt der Kurzschlusstrom automatisch. Weil I im Nenner der Formel steht, ergibt sich eine größere, zulässige Abschaltzeit bzw. ein kleinerer Querschnitt bei gleicher Abschaltzeit.
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Route 6. schrieb: > Weil I im Nenner der Formel steht, ergibt > sich eine größere, zulässige Abschaltzeit bzw. ein kleinerer Querschnitt > bei gleicher Abschaltzeit. irgendwas stimmt da nicht. Der Querschnitt muss doch größer sein, damit noch der nötige Kurzschlusstrom fließt.
Peter II schrieb: > irgendwas stimmt da nicht. Der Querschnitt muss doch größer sein, damit > noch der nötige Kurzschlusstrom fließt. Es geht nicht um die "schnelle" Abschaltung, sondern um den Schutz der Leitung und Isolierung bei Kurzschlüssen. Die erwärmt sich ja dabei. Der Faktor k enthält aber bereits einen Temperaturkoeffizienten für Kupfer. Wenn man für 20 °C bei dem dann vorhandenen Leitungswiderstand den Kurzschlussstrom errechnet, dann tritt bei realen 55 °C ein geringerer Kurzschlussstrom auf, und die Endtemperatur bis zum Abschalten bleibt im zulässigen Bereich.
Route 6. schrieb: > Es geht nicht um die "schnelle" Abschaltung, sondern um den Schutz der > Leitung und Isolierung bei Kurzschlüssen. Die erwärmt sich ja dabei. sicher? > Laut VDE 0100 Teil 430 berechnet sich die maximal erlaubte Abschaltzeit ist das nicht die Regel mit den 0,2 bzw. 5 Sekunden in welcher die Sicherung abschalten muss?
Michael W. schrieb: > Ich habe eine Kupferleitung, wo im Kurzschlussfall ein bestimmter Strom > I zu erwarten ist. Die Abschaltzeit t ist durch den Sicherungsautomaten > bestimmt. > Die Frage ist, ob der Querschnitt A ausreicht. > > Laut VDE 0100 Teil 430 berechnet sich die maximal erlaubte Abschaltzeit > zu Beispiel Kupferleiter 1,5mm² 100m lang zum nachrechnen http://www.leds.de/Leitungswiderstand/ macht einen Leitungswiderstand von 1Ohm bei 230V macht das 230A Laut Formel komme ich auf tva=562,5ms http://www.mkfgf.de/Leitungsberechnung.pdf Seite 39/40 Die Temperatur dürfte dabei eine untergeordnete Rolle spielen, den der Kupferleiter wird in der kurzen Abschaltzeit kaum heiß. Die Abschaltzeit richtet sich ja nach dem Querschnitt. Oder auf was möchtest Du hinaus?
Peter II schrieb: > ist das nicht die Regel mit den 0,2 bzw. 5 Sekunden in welcher die > Sicherung abschalten muss? Jein, es geht um den Schutz der Leitungen gegen Überstrom und Kurzschluss. Deine Zeiten kommen aus VDE 0100-410, Schutz gegen elektrischen Schlag. Wenn ich den Schutz gegen elektrischen Schlag geeignet sichergestellt habe, (z.B. FI) muß ich bei Kurzschlüssen nur noch eine Zeit einhalten, bei der die Leitung nicht "abraucht".
Rick M. schrieb: > Die Abschaltzeit richtet sich ja nach dem Querschnitt. > > Oder auf was möchtest Du hinaus? Nicht immer. Es gibt Verbraucher oder Anlagenteile, die benötigen ein sehr träges Überstromorgan, weil mit kurzen Lastspitzen gearbeitet wird. Habe ich ein Überlastschutz, der 1,5 Sekunden Abschaltzeit hat, kann ich den nötigen Querschnitt der Leitungen errechnen. Da geht dann halt 1 Quatratmillimeter nicht immer. Hier richtet sich also der erforderliche Querschnitt nach der vorhandenen Abschaltzeit und dem gegebenen Kurzschlussstrom.
Rick M. schrieb: > Die Temperatur dürfte dabei eine untergeordnete Rolle spielen, den der > Kupferleiter wird in der kurzen Abschaltzeit kaum heiß. 53 kW über 560 ms sind ca. 30 kJ Wärmeenergie. 100 m von 1.5 mm^2 Litze haben so ~1.4 kg Kupfer. Der Strom fließt in zwei Adern, also werden ~2.8 kg Kupfer warm. Überschlagsmäßig wird das Kupfer um ~30 K erwärmt.
Die Umgebungstemperatur ist für diese Betrachtung nicht maßgeblich. Mit der Formel t=(k*A/I)² wird lediglich die Erwärmung des Leiters aufgrund des Stromflusses betrachtet. Grundlage ist dabei die maximale Leiterbetriebstemperatur und die zulässige Kurzschlussendtemperatur, die das Kabel (bzw. die Isolation) kurzzeitig aushält. Es wird also nachgewiesen, ob der Strom innerhalb der Kurzschlussdauer zu einer Überhitzung führt, also eine Temperaturerhöhung von Betriebs- auf Kurzschlussendtemperatur verursacht. Deine 55°C Umgebungstemperatur bewirken zusammen mit der Verlegeart lediglich eine Reduzierung der Betriebsstrombelastbarkeit, also des Stromes, der zum Erreichen der Leiterbetriebstemperatur führt. Die Formel für den Kurzschluss vernachlässigt den Wärmeaustausch mit der Umgebung (sie geht davon aus, dass die gesamte Energie "im Kabel bleibt") und gilt auch nur für Kurzschlüsse bis zu einer Dauer von 5 Sekunden. Bei längeren Zeiten muss der Wärmeabtransport an die Umgebung mit berücksichtigt werden. Wenn du einen Kabeltyp hast, kannst du dafür mal nach einem Datenblatt suchen. Da ist dann ein Bemessungs-Kurzschlussstrom (1s) angegeben. Wenn du diesen quadrierst und mit der Zeit (1 Sekunde) multiplizierst, kriegst du einen "I²t-Wert". Das gleiche machst du mit deinem berechneten Kurzschlussstrom und deiner Abschaltzeit. Ist dein Wert niedriger, dann hast du den Kurzschlussschutz nachgewiesen. Ist in meinen Augen einfacher als die k mal schießmichtot-Rechnerei.
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