Praktische Hinweise zur Ermittlung der Schutzeinrichtungen

Aus Planungskompendium Energieverteilung

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Allgemeine Planungsgrundlagen – Bestimmungen – Installierte Leistung
Anschluss an das Hochspannungs-Versorgungsnetz des Netzbetreibers
Anschluss an das NS-Verteilnetz des Netzbetreibers
Auswahlhilfe HS- und NS-Verteilnetzarchitektur
Verteilsysteme in NS-Verteilnetzen
Schutz gegen elektrischen Schlag
Schutz von Stromkreisen
Schaltgeräte
Schutz bei Überspannungen und Stoßüberspannungen
Energieeffizienz in elektrischen Verteilnetzen
Blindleistungskompensation und Filterung von Oberschwingungen
Oberschwingungserfassung und - filterung
Stromversorgungen und Verbraucher besonderer Art
Solaranlagen
Wohngebäude und ähnliche Einsatzbereiche sowie besondere Orte und Bereiche
EMV-Richtlinien
Messung

Inhaltsverzeichnis


Die folgenden Methoden basieren auf den in IEC-Normen festgelegten Vorschriften (Harmonisierungsdokumente und VDE-Bestimmungen), die in vielen Ländern verwendet werden.

Allgemeine Regeln

Eine Schutzeinrichtung (Leistungsschalter oder Sicherung, Überlastrelais) funktioniert störungsfrei, wenn:

  • deren Nenn- oder Einstellstrom In größer ist als der maximale Betriebsstrom Ib, jedoch kleiner als die maximal zulässige Strombelastbarkeit Iz für den Stromkreis, d.h.: Ib ≤ In ≤ Iz. Dies entspricht dem Bereich „a“ in Abbildung G6;
  • deren „konventioneller“ Überstromauslösewert I2 kleiner ist als 1,45Iz. Dies entspricht dem Bereich „b“ in Abbildung G6.
Die „konventionelle“ Auslösezeit kann gemäß den geltenden Normen und für den aktuell gewählten Wert für I2 1 oder 2 Stunden betragen. Bei Sicherungen ist I2 der Strom (hier als If bezeichnet), der in der konventionellen Zeit zum Auslösen der Sicherung führt.
  • deren Bemessungsbetriebskurzschlussausschaltvermögen höher ist als der maximale Kurzschlussstrom am Ort der Errichtung. Dies entspricht dem Bereich „c“ in Abbildung G6.

Leistungsschaltermerkmale:

Ib ≤ In ≤ Iz und Ics ≥ Ikmax

Ib ≤ In ≤ Iz, Bereich a
I2 ≤ 1,45 Iz, Bereich b
Ics ≥ Ikmax, Bereich c

Abb. G6Stromwerte zur Bestimmung der Schutzeinrichtung (Leistungsschalter oder Sicherung)

Anwendungen

  • Schutz durch Leistungsschalter
Aufgrund der hohen Mess- und Auslösegenauigkeit ist der Strom I2 immer geringer als 1,45In (oder 1,45Ir), so dass die Bedingung I2 ≤ 1,45Iz (wie im Abschnitt „Allgemeine Regeln” erwähnt) immer erfüllt ist.
  • Sonderfall
Gewährleistet der Leistungsschalter selbst keinen Schutz bei Überlast, ist sicherzustellen, dass das den Stromkreis schützende Überstromschutzgerät im Moment des niedrigsten Kurzschlussstromwertes einwandfrei auslöst. Dieser Sonderfall wird in Abschnitt Berechnung der Mindestkurzschlussstromwerte untersucht.
  • Schutz durch Sicherungen

Sicherungsmerkmale: Ib ≤ In ≤ Iz/ k3 und Ics ≥ Ikmax

Die Bedingung I2 ≤ 1,45Iz muss berücksichtigt werden, wobei I2 der Auslösestrom (Schmelzintegral) der Sicherung ist. Er entspricht k2[1] x In (k2 liegt zwischen 1,6 und 1,9) in Abhängigkeit vom Nennstrom der betreffenden Sicherung.

Ein weiterer Faktor k3 wurde eingeführt <math>\left ( k3=\frac{k2}{1,45} \right )</math>[2] , so dass I2 ≤ 1,45Iz gilt, wenn die Bedingung In ≤ Iz/k3 erfüllt ist.

Für gG-Sicherungen:

In < 16 A → k3 = 1,31

In ≥ 16 A → k3 = 1,10

Darüber hinaus muss das Kurzschlussausschaltvermögen Icf der Sicherung den Wert des maximalen Kurzschlussstromes an der Einbaustelle der Sicherung(en) überschreiten.

  • Koordination verschiedener Schutzeinrichtungen
Die Verwendung von Schutzeinrichtungen mit Bemessungswerten, die niedriger sind als der Wert des maximalen Kurzschlussstromes an der Einbaustelle der Sicherung, ist unter folgenden Bedingungen zugelassen:
  • Eine andere Schutzeinrichtung mit dem erforderlichen Bemessungskurzschlussausschaltvermögen ist vorgeschaltet und
  • die zulässige Durchlassenergie für die vorgeschaltete Schutzeinrichtung ist kleiner als die Energie, die ohne Beschädigung durch die nachgeschaltete Schutzeinrichtung und alle angeschlossenen elektrischen Betriebsmittel fließen darf.
Diese Anordnung wird im Allgemeinen verwendet für:
  • die Koordination von Leistungsschaltern/Sicherungen,
  • die als „Kaskadenschaltung” bezeichnete Technik, in der die vorgelagerte Schutzeinrichtung aufgrund ihres hohen Strombegrenzungsvermögens beim Auftreten eines Kurzschlusses, der das Schaltvermögen der nachgelagerten Schutzeinrichtungen übersteigen würde, den Schutz der nachgelagerten Schutzeinrichtung durch Reduzierung der Durchlassenergie übernimmt.

Einige Herstellerkataloge enthalten laborgeprüfte Werte für die Koordination verschiedener Betriebsmittel wie z.B. Schaltgeräte und Schienenverteiler.

Anmerkung

  1. ^ k2 = Koeffizient für den Auslösestrom Icf einer Sicherung.
  2. ^ k3 = Faktor zur Reduzierung der Strombelastbarkeit des Stromkreises beim Schutz durch Sicherungen