Kurzschlussstromrechner — IEC 60909

Berechnen Sie die voraussichtlichen Kurzschlussströme (dreipolig, einpolig, Scheitel) am Kabelende nach der Impedanzmethode gemäß IEC 60909. Leistungsschalter dimensionieren und Icu/Icw-Anforderungen prüfen.

Dreiph. Isc (kA) (kA) —

Einph. Isc Ph-N (kA) (kA) —

Scheitelstrom ip (kA) (kA) —

Gesamtimpedanz Zk (mΩ) (mΩ) —

Formule

DREIPOLIGER KURZSCHLUSSSTROM

  Ik3  =  c × Un / (√3 × Zk)

  Variablen :
    c    1,05  (Spannungsfaktor NS max, IEC 60909 Tabelle 1)
    Un   Nennspannung Leiter-Leiter (V)
    Zk   Gesamtimpedanz der Fehlerschleife (Ω)
    √3   ≈ 1,732  (Verhältnis Leiter-Leiter / Leiter-Sternpunkt)

  Begründung : Ik3 ist der höchste Kurzschlussstromwert im NS-Netz.
  Er dimensioniert das Grenzkurzschlussvermögen (Icu) des Leistungsschalters.
  Bedingung : Icu ≥ Ik3.


EINPOLIGER KURZSCHLUSSSTROM

  Ik1  =  c × (Un / √3) / (Zs/3 + 2 × Rk)

  Variablen :
    Un/√3   Spannung Phase-Neutralleiter (V)
    Zs/3    Quellenanteil bei einpoligem Fehler (Ω)
    Rk      Widerstand eines Kabelleiters (Ω)
    2 ×     Schleife = Phase hin + PE zurück

  Begründung : bei einem Phase-Neutral-Fehler im TN-Netz durchläuft
  der Strom sowohl den Phasenleiter ALS AUCH den PE-Rückleiter — daher
  der Faktor 2 auf den Kabelwiderstand. Annahme : PE-Querschnitt
  gleich Phasenquerschnitt.


STOSSKURZSCHLUSSSTROM

  ip  =  κ × √2 × Ik3
  κ   =  1,02 + 0,98 × e^(−3 × R/X)

  Variablen :
    κ      Stoßfaktor (dimensionslos)  ≈ 1,45 für resistive NS-Kabel
    √2     ≈ 1,414  (RMS → Scheitelwert)
    R/X    Verhältnis Wirk- zu Blindwiderstand der Fehlerschleife

  Begründung : ip ist der Scheitelwert in der ersten Halbwelle nach
  dem Fehler. Er belastet mechanisch die Sammelschienen und bestimmt
  das Einschaltvermögen des Leistungsschalters.


QUELLENIMPEDANZ

  Zs  =  Un / (√3 × Isc_vorgel)

  Variablen :
    Isc_vorgel   verfügbarer Isc unmittelbar vor dem Kabel (kA, Netzbetreiber)

  Zu verwenden, wenn nur der vorgelagerte Isc (kA) statt der
  Kurzschlussleistung Scc (MVA) bekannt ist.


KABELWIDERSTAND

  Rk  =  ρ × L / S

  Variablen :
    ρ     Leitfähigkeitswiderstand (Ω·mm²/m)
          ρ_Cu = 0,0175    ρ_Al = 0,029       (bei 20°C)
    L     Kabellänge (m)
    S     Leiterquerschnitt (mm²)


PRÜFUNGEN

  Ik3  ≤  Icu  (Grenzkurzschlussvermögen, kA)
  ip   ≤  Ipk  (zulässiger Stoßstrom — Sammelschienen, Einschalten)
  Ik1  ≥  Auslöseschwelle (für automatische Abschaltung im Fehlerfall)

Reference: IEC 60909-0:2016, IEC 60364-4-41

Der voraussichtliche Kurzschlussstrom ist die grundlegende Größe für die Auswahl von Leistungsschaltern (Icu / Icw), Sicherungen und Sammelschienen. IEC 60909-0 definiert die Impedanzmethode c·Un/√3·Zk — dieser Rechner implementiert die vereinfachte Form für NS-Netze.

Verwendung:

Nennspannung an der Sammelschiene eingeben (typisch 400 V für NS).
Vorgelagerten Isc eingeben — der Kurzschlussstrom vor dem Kabel, erhältlich vom Netzbetreiber, dem Transformatordatenblatt oder einer vorherigen Sammelschienen-Berechnung.
Kabeldaten eingeben (Material, Querschnitt, Länge).
Ik3 (dreipolig), Ik1 (Phase-Neutral für TN-Netz) und ip (Stoßkurzschlussstrom) ablesen.

Icu vs. Icw: Leistungsschalter haben ein Grenzkurzschlussvermögen (Icu) und ein kurzzeitiges Kurzschlussvermögen (Icw). Ik3 muss ≤ Icu sein. Für Unterverteilungen muss ip ≤ dem zulässigen Stoßstrom sein.

Einschränkungen: Dieser Rechner verwendet die Widerstandsmethode (Kabelreaktanz wird für Querschnitte unter ~95 mm² vernachlässigt). Für MS/HS-Kurzschlussberechnungen ist die vollständige komplexe Impedanzmethode nach IEC 60909 direkt anzuwenden.

Kurzschlussstromrechner — IEC 60909

Kurzschlussstromrechner — IEC 60909

Standards

Related tools