Kurzschlussschutz zum 2.

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Achtung immer VDE beachten !!

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Achtung immer VDE beachten !!

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Autor
Kurzschlussschutz zum 2.

    







BID = 862808

Hohlleiter

Stammposter

Beiträge: 392
Wohnort: Lorsch
 

  


Hallo zusammen,

ich versuche gerade wieder bei meinem momentanen Lieblingsthema - Schutz vor Kurzschluss ohne Schnellauslöser - weiter durchzusteigen.

Basierend auf diesem Thread habe ich mal noch etwas weiter recherchiert und bin immer wieder darauf gestoßen, dass ein Automat, der so dimensioniert ist, dass er den Überlastschutz gewährleistet, die Leitung unabhängig von deren Länge auch gegen Kurzschluss schützt. Der Schutz erfolgt also durch den thermischen Auslöser.

Ich kann diese Aussagen aber nicht mit den Kennlinien in Einklang bringen. Nochmal mein Beispiel aus o.g. Thread:
Leitung: NYM, 1,5mm²
Absicherung: C16 (ungewöhnlich, aber bei geeigneter Verlegeart vorschriftsmäßig dimensioniert)
Überstrom: 96A (=6*16A)

Abschaltung müsste in



erfolgen.
Laut Kennlinie kann es aber bis zu 5s dauern, bis der Automat abschaltet.

Könnte mir jemand auf die Sprünge helfen und mir sagen, wo genau mein Denkfehler liegt.

Vielen Dank und Gruß,
Hohlleiter


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Dez 2012 15:34 ]

BID = 862813

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12675
Wohnort: Cottbus

 

  

Von Siemens gibt es eine interessante Abhandlung zu dieser Thematik: Netzschutz und Schutzkoordination




_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 862818

Hohlleiter

Stammposter

Beiträge: 392
Wohnort: Lorsch

Danke, aber irgendwie fehlt mir in dieser Abhandlung der Zusammenhang mit meiner Frage. Welchen Teil genau meinst Du? Kapitel 3.2.4?

Gruß,
Hohlleiter

BID = 862819

shark1

Inventar



Beiträge: 4878
Wohnort: DACH

Ich weiß das die gennante Formel so in der VDE steht. Leider its mir völlig unklar wie diese Formel zustande kommt. Deswegen trotz Müdigkeit noch die physikalische Lösung deines Probelms, am beispiel einer 30m langen NYM-J 3x1,5. Grenztemperatur im Kurzshlussfall 160°C

\fedon\mixonR=\r*l/A=0,01785\Omega*mm^2/m*(2*30m)/1,5mm^2 = 0,714\Omega

P=I^2*R=(96A)^2*0,714\Omega=6,58KW
Leistung die auf die Leitung wirkt.

Masse des Kupfers:
m=V*\r=1,37*10^(-6)*m^2*2*30m*8920kg/m^3=0,733kg Kupfer

Wärmemenge Q

Q = m*c*\D T

Q = 0,733kg*385 J/(kg*K)*(160°C-20°C) = 39,52kWs

Zeit t bis 160°C am Leiter anliegen

\D t = Q/P = 39,52kWs/6,58KW = 6s




\fedoff

Klar ist das nur eine Annäherung, da durch dir Temperatur, ja auch der Widerstand steigt, somit der Strom sinkt und sich somit Bi-Metall und Leitung langsamer erwärmen.

Ich hoffe jetzt keinen Fehler gmacht zu haben.

Aber auch diese 6s würden bei meiner ABB-Tabelle nicht reichen, denn bei 96A braucht ein C16-LSS zw. 10s & 20s um sicher Auszulösen!
Viele andere Hersteller schalten aber schon binnen 5s ab. Werde ABB mal anschreiben um abzuklären, warum ihre LSS langsamer seien können.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: shark1 am 16 Dez 2012  1:27 ]

BID = 862821

Hohlleiter

Stammposter

Beiträge: 392
Wohnort: Lorsch

Hallo Shark1,
wo kommen die 1,37 bei der Volumenberechnung her? Sollten da nicht die 1,5 (mm²) stehen?

Ansonsten geht die VDE-Formel, glaube ich, von einer Temperatur von 70°C zu Beginn des Kurzschlusses aus. Damit verringert sich die Wärmemenge auf ca. 27,8 kWs und die Zeit auf ca. 4,2s.

VDE rechnet, soweit ich weiss, auch mit einem etwas höheren Widerstand für die Leitung (ca. 31mOhm/m bei 1,5 mm² hin und zurück). Verrechnet man das mit Deinen Konstanten für die Wärmekapazität und die Dichte, kommt man schon recht nah' an die 115... aus der VDE_Formel ran:



Gruß,
Hohlleiter


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Dez 2012 15:35 ]

BID = 862845

shark1

Inventar



Beiträge: 4878
Wohnort: DACH

Wir rechenen ja den Worst-Case. Und da man wenn man 1,5mm² bestellt nur 1,37mm² bekommt, hab ich das zur Verrechnung angesetzt. Kleines Volumen, kleinere Masse, schnellere Erwärmung. Wir wollen ja wissen, ob die Leitung in der Realität abbrennt, oder ?

Die VDE rechnet in deinem Beispiel nämlich auch mit 1,37mm²


OK, klar muss man von 70°C am Leiter ausgehen. An das habe ich Gestern in der Nacht nicht mehr gedacht, es kann ja die Leitung zuvor unter Volllast betrieben werden.
Auch wenn das nicht gerede ein realistischer Fall, zumindest in der Hausinstallation ist.

Womit bewiesen wäre, dass man hier keinen C16 LSS einsetzen kann.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Dez 2012 15:36 ]

BID = 862852

shark1

Inventar



Beiträge: 4878
Wohnort: DACH

Was mir aber noch Kopfzerbrechen bereietet, ist der einsatz von Verlängerungsleitungen, an zB Steckdosen?
So kann doch der Kurzschlussstrom immer in die gefährlichen Bereich kommen und somit auch die Hausinstallation gefährden.

BID = 862854

shark1

Inventar



Beiträge: 4878
Wohnort: DACH

Etwas ist mir aber gerade noch eingefallen, was das die ganze Probelmatik in der Praxis etwas entspannt.
Die Kennlinien des Bi-Metall-Auslösers beziehen sich ja auf die normle EU-Umgebeungstemperatur von 30°C. Wir die Leitung nun mit Volllast betrieben, ist der Bi-Metall-Auslöser ja auch schon erwärmt. Kommt es jetzt zu einem Kurzschluss, der den magnetischen Auslöser nicht zum Ansprechen bringt, löst das Bi-Metall ja schon vor der Kennlinie aus.

BID = 862873

Hohlleiter

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Beiträge: 392
Wohnort: Lorsch

Ohhh, dass die 1,5 mm² auch mit Toleranzen versehen sind, hab' ich gar nicht bedacht, obwohl das ja eigentlich klar ist. Wieder was gelernt. Geht also bis zu 1,37 mm² runter?

Schau mal hier Abschnitt 2.3.7

Verstehe ich so, dass man sehr wohl einen C-Automaten einsetzen kann - unabhängig von der Leitungslänge. Ich verstehe nur nicht, wieso.

Steht auch hier S. 13 unten links: "Hinweis".

Viele Grüße,
Hohlleiter

EDIT:

Zitat :
Die Kennlinien des Bi-Metall-Auslösers beziehen sich ja auf die normle EU-Umgebeungstemperatur von 30°C. Wir die Leitung nun mit Volllast betrieben, ist der Bi-Metall-Auslöser ja auch schon erwärmt. Kommt es jetzt zu einem Kurzschluss, der den magnetischen Auslöser nicht zum Ansprechen bringt, löst das Bi-Metall ja schon vor der Kennlinie aus.


Könnte sein, dass das tatsächlich die Erklärung ist. Wäre ja auch dämlich, neue Kennlinien zu normen, wenn diese dann den Leitungsschutz nicht sicherstellen, oder?



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Hohlleiter am 16 Dez 2012 13:15 ]

BID = 862875

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17432

Die Leitungslänge wird durch den Spannungsfall begrenzt. Die auf der Leitung entstehende Leistung ist aber das Produkt aus eben dieser Spannung und dem fließendem Kurzschlussstrom.

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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 862882

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17432

und die in einem R umgesetzte Leistung ist eben P=R*I²

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BID = 862919

Dark Dragon

Schreibmaschine



Beiträge: 1363
Wohnort: Solingen

Die Leitungslänge ist völlig egal, wenn man mit dem Spannungsfall leben kann.

Eine gedachte unendlich lange Leitung hat einen unendlich hohen Widerstand.
Bei Kurzschluss passiert ... nichts.

Eine Leitung, welche aufgrund ihrer Länge einen so hohen Widerstand hat, dass 16A im Kurzschlussfall fließt, heizt nur die Umgebung auf.
Bei Bemessung der Verlegeart und Querschnitt erwärmt sie sich dabei nicht über 70 Grad.

Eine Leitung, welche aufgrund ihrer Länge einen so hohen Widerstand hat, dass mehr als 16 A im Kurzschlussfall fließt, bringt einen 16A Automaten zum auslösen. Und zwar innerhalb der Zeit, dass die Leitung keinen Schaden nimmt. -> Überlast

Ein Kurzschluss muss ja nicht immer vollständig sein. Hat er ein paar Ohm, könnte das genau so gut eine längere Leitung mit nahe 0 Ohm Kurzschluss sein.




[ Diese Nachricht wurde geändert von: Dark Dragon am 16 Dez 2012 16:36 ]

BID = 862933

Hohlleiter

Stammposter

Beiträge: 392
Wohnort: Lorsch

@Kurzarm: Das ist soweit klar.

@Dark Dragon: Genau, das ist das Verhalten, was man erwartet.
Wir versuchen aber gerade dieses Verhalten anhand der Auslösecharakteristik nachzuvollziehen und zwar genau Deinen 3. Fall:


Zitat :
Eine Leitung, welche aufgrund ihrer Länge einen so hohen Widerstand hat, dass mehr als 16 A im Kurzschlussfall fließt, bringt einen 16A Automaten zum auslösen. Und zwar innerhalb der Zeit, dass die Leitung keinen Schaden nimmt. -> Überlast


Dort weichen die berechnete Zeit, innerhalb derer eine Abschaltung erfolgen muss, und die Auslösezeit des Automaten voneinander ab. Diesem scheinbaren Widerspruch gehen wir gerade nach.

@Shark1: Die Kennlinien, die man von ABB bekommt, verlaufen deutlich oberhalb der Kennlinien aus der Norm; das ist mir auch schon aufgefallen. Ich habe das einfach für einen Fehler beim Erstellen der Dokumente gehalten. Bin gespannt, was die dazu sagen, falls Du tatsächlich nachfragst.

Grüße,
Hohlleiter

BID = 862936

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17432

na dann rechne mal ein normaler Hausanschluss abgesichert mit NH 63 A und gemessenem Kurzschlussstrom von 1200A gewährleistet da die NH den Kurzschlusschutz bei 1,5mm²?

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BID = 862942

Hohlleiter

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Wohnort: Lorsch

@Kurzarm:
Bei Ik=1200A am Ende der Leitung, ist die Leitung geschützt.
Bei einer langen Leitung, könnte der Kurzschlussstrom beispielsweise aber auch 100A betragen. Da schützt die 63A NH die Leitung sicher nicht.
Ein 16A LS sollte das aber - auch bei C-Charakteristik - tun.
Wir versuchen nur zu verstehen, warum das so ist.

Ich gelange immer mehr zu der Überzeugung, dass der letzte Hinweis von shark1 bezüglich der Bi-Metall-Kennlinien die Erklärung ist.

Gruß,
Hohlleiter


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