Grundsätzliches zum Schutz bei Überstrom

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

Eine Schutzeinrichtung für den Schutz bei Überstrom ist an der Einspeisung des betreffenden Stromkreises zu errichten (siehe Abb. G3 und Abb. G4).

  • Diese Einrichtung muss den Strom innerhalb einer Zeit abschalten, die kürzer ist als die Zeit, in der der Leiter unzulässig hoch erwärmt wird.
  • Die Schutzeinrichtung muss jedoch den unbegrenzten Durchfluss des maximalen Betriebsstromes Ib zulassen.

Abb. G3Schutz eines Stromkreises durch Leistungsschalter

Abb. G4Schutz eines Stromkreises durch Sicherungen

Der notwendige Querschnitt von Aderleitungen beim Auftreten von Kurzschlussströmen für eine Zeitdauer von bis zu 5 s nach Kurzschlusseintritt können annäherungsweise mit folgender Formel bestimmt werden:

I2t = k2S2. Die Formel zeigt, dass die zulässige Erwärmung proportional zum Quadrat des Leiterquerschnittes ist, wobei gilt:

t = Dauer des Kurzschlussstromes (Abschaltzeit)(s)
S = Querschnitt der Leiter (mm2)
I = Kurzschlussstrom (Aeff)
k2 = Konstante der Aderleitung (Abb. G51 enthält einige k2-Werte)

Für eine gegebene Aderleitung variiert der maximal zulässige Strom gemäß den Umgebungsbedingungen. Bei einer hohen Umgebungstemperatur (θa1 > θa2) ist Iz1 z.B. geringer als Iz2) (siehe Abb. G5). θ bedeutet „Temperatur”.

Abb. G5I2t-Kennlinie eines Kabels bei zwei verschiedenen Umgebungstemperaturen

Hinweis:

Ib = maximaler Betriebsstrom des Stromkreises
Ir = einstellbarer Überlastschutz: Bei einem Leistungsschalter mit einem Nennstrom von 50 A kann z.B. der Schutzbereich so eingestellt werden, dass der Überstromauslösewert (siehe Abb. G6) in etwa dem eines 30 A-Leistungsschalters entspricht.
Iz = maximale Strombelastbarkeit des Leiters
Ikmax = maximaler Kurzschlussstrom
Ics = Bemessungsbetriebskurzschlussausschaltstrom (3-phasig) des Leistungsschalters
Icu = Bemessungsgrenzkurzschlussausschaltvermögen