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Leistungsschutzschaltern liegt die benötigte Reaktionszeit im zweistelligen Millisekundenbereich. Der genannte
Wert basiert auf der Annahme, dass die gesamte während des Kurzschlussstromflusses entstehende Wärme auch
durch diesen Leiter absorbiert wird, der sich dadurch erwärmt. Diese Annahme ist deshalb berechtigt, weil es in der
kurzen Zeit des Kurzschlussstromflusses zu keiner wesentlichen Abgabe von Wärme an die Umgebung kommt.
Der Fehler, der durch Vernachlässigung der Wärmeabgabe an die Umgebung entsteht, ist in jedem Fall
vernachlässigbar klein, führt aber zu einem gewissen Sicherheitsspielraum. Der tatsächliche Strom könnte somit
auch minimal größer sein als der aufgrund der genannten Annahme berechnete Wert. Im Programm wird der
tatsächliche Anfangskurzschlussstrom I
die Dauer von 0,1 s, der als I
würde, die gleichen Auswirkungen wie der tatsächliche Kurzschlussstrom, der dort für die Dauer T
des Kurzschlusses bis zur Abschaltung) fließt. Sein errechneter Wert muss kleiner sein als I
I
. Wichtig ist, dass der Wert von I
cw(0,1s)
Querschnitt des Leiters ermittelt werden kann.
Aus der Norm IEC 60364-4-43 geht die Beziehung I
Kurzschlussstroms (d. h. I
des Leiters sowie seiner Temperatur zu Beginn und am Ende des Kurzschlusses abhängt. Diese Beziehung drückt
aus, dass die Summe aus der zweiten Potenz des Stroms und der Zeit kleiner sein muss als die zweite Potenz des
Kabelquerschnitts S multipliziert mit dem Koeffizienten k. Dies reflektiert die Tatsache, dass die Energie, welche
den leitenden Kabelkern einer Länge 1 durch den Stromfluss für die Durchflussdauer t erwärmt, was etwa dem
2
Wert (
/S)×I
t entspricht, kleiner sein muss als die Energie, welche den Kabelkern auf den zulässigen Grenzwert
(und damit in der Regel auf eine Temperatur, bei welcher die Isolierung des Kabels bereits beschädigt wurde)
erwärmt. Diese Energie ist proportional zum Querschnitt S, was als K × S dargestellt werden kann. Hieraus ergibt
t K × S, somit I
sich (
/S)×I
2
Aus dieser Beziehung erhalten wir I
2
Ungleichung I
× T
I
k
tr
Für eine Reihe von Geräten, Verteilern usw. geben die Hersteller jedoch direkt den Wert I
es sich um das Integral der zweiten Potenz des Stroms für das gegebene Zeitintervall
Joule-Integral. Dieses charakterisiert die Energie des elektrischen Stroms, welche von einer Sicherung oder einem
Schutzschalter durchgelassen wird (siehe Kap. 5.4), und kann ebenso die Energie eines elektrischen Stroms
charakterisieren, dessen Durchgang ein Schutz- oder anderes Element einer elektrischen Installation für einen
kurzen Zeitraum standhalten kann.
Im gegebenen Fall vergleichen wir diesen Wert I
seiner Temperaturen zu Beginn und am Ende des Kurzschlusses. Hieraus ermitteln wir sodann den notwendigen
Mindestquerschnitt
entsprechenden Kennlinien für den rechnerisch angenommenen Strom I
den Wert I
2
t und daraus
3.7 Dimensionierung von Schutzgeräten im Hinblick auf Kurzschlüsse
Notwendig ist einerseits eine Überprüfung im Hinblick auf die maximalen Kurzschlussströme, d. h. ob die
Schutzgeräte ihnen standhalten, andererseits eine Überprüfung im Hinblick auf die minimalen Kurzschlussströme,
d. h. ob die Geräte darauf ansprechen. Detaillierte Informationen zu den Geräten finden sich im Kapitel
„Eigenschaften der Schutzgeräte" (Teil I., Kap. 5).
3.7.1 Überprüfung im Hinblick auf die maximalen Kurzschlussströme
Geräte in einem Stromkreis, wo ein Kurzschluss aufgetreten ist, müssen diesem Kurzschluss standhalten. Bei
Schutzschaltern ist es einerseits wichtig, dass sie auf den Kurzschluss reagieren, andererseits müssen sie auch in
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''
umgerechnet in den äquivalenten thermischen Strom durch den Leiter für
k
bezeichnet wird. Dieser Strom hätte, sofern er für 0,1 s durch den Leiter fließen
ke(0.1s)
für die Dauer von 0,1 s ohne Weiteres aus dem Material und dem
cw
), S der Querschnitt des Kabelkerns in mm
k
t k × S
2
2
, wo vereinfachend k = K /
, sofern wir für die Zeit t den Wert 0,1 s einsetzen. Es ergibt sich somit die
cw(0,1 s)
2
× 0,1 und damit I
cw(0,1)
k
S des
durch
ein
gegebenes
2
I
t
.
S
k
2
2
2
× t = k
× S
2
und k eine Konstante ist, die vom Material
angenommen werden kann.
0,
1
I
×
.
cw(0,1)
T
tr
2
t mit den Werten des Leitermaterials sowie des Unterschieds
Schutzelement
des gegebenen Stromkreises erhalten wir
k
I / 24
xSpider Benutzerhandbuch
(vom Eintreten
tr
, d.h. I
cw(0,1s)
hervor, wobei I der Effektivwert des
2
× t an. Hierbei handelt
t
1
2
2
I
t
i
t
o
geschützten
Leiters.
ke(0.1s)
, das sog.
d
t
Aus
den
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