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14 — Rechner

Thermische Kurzschlussfestigkeit berechnen

Im Kurzschluss fließt für Sekundenbruchteile ein Vielfaches des Betriebsstroms. Die Leitung muss das aushalten, bis abgeschaltet ist – nicht dauerhaft, aber ohne Schaden an der Isolierung. Der Nachweis ist kurz, wird aber oft ganz weggelassen.

Eingabe

Die Zeit, die das Schutzorgan bei diesem Strom braucht. Aus der Kennlinie; bei strombegrenzenden Geräten deutlich kürzer.

Hängt an Leitermaterial und Isolierstoff und steht in der von Ihnen angewandten Norm. Für Kupfer mit PVC liegt er um 115, für Kupfer mit vernetztem Polyethylen höher.

Ergebnis

Erforderlicher Mindestquerschnitt
—mm²
Bewertung
—
Längste zulässige AbschaltzeitFür den vorhandenen Querschnitt bei diesem Strom.
—s
Nächster genormter Querschnitt
—mm²

Orientierungshilfe, keine normgerechte Auslegung. Für die Richtigkeit der Ergebnisse übernehmen wir keine Gewähr, maßgeblich sind die anzuwendenden Normen und die Prüfung im Einzelfall.

Rechenbeispiel

Der Standardfall, mit dem der Rechner startet, einmal durchgerechnet. Ändern Sie oben die Werte, rechnet er sofort neu.

Eingaben

Kurzschlussstrom
6 kA
Abschaltzeit
0,1 s
Materialbeiwert k
115
Vorhandener Querschnitt
16 mm²

Ergebnis

Erforderlicher Mindestquerschnitt
16,5 mm²
Bewertung
Der Querschnitt reicht nicht: Die Leitung wird thermisch überlastet, bevor abgeschaltet ist.
Längste zulässige Abschaltzeit
0,094 s
Nächster genormter Querschnitt
25 mm²

Formel

  • A_min = I_k · √t / k
  • umgestellt: t_max = (k · A / I_k)²
  • gleichwertig: I²·t ≤ k²·A²

Annahmen und Normbezug

  • Der Materialbeiwert k hängt an Leitermaterial und Isolierstoff und ist einzugeben. Er steht in der von Ihnen angewandten Norm.
  • Die Formel gilt für Abschaltzeiten bis etwa fünf Sekunden. Darunter wird angenommen, dass keine Wärme abfließt – die gesamte Verlustwärme bleibt im Leiter.
  • Bei strombegrenzenden Schutzgeräten ist die tatsächliche Belastung kleiner als die Rechnung ergibt. Maßgeblich ist dann der Durchlasswert aus dem Datenblatt, nicht I²·t aus dieser Formel.

Häufige Fragen

Welche Abschaltzeit soll ich einsetzen?

Die Zeit, die das Schutzorgan bei genau diesem Kurzschlussstrom braucht – abzulesen an seiner Kennlinie. Nicht die geforderte Abschaltzeit aus der Schutzbedingung: Die ist eine Obergrenze für den Personenschutz, nicht das tatsächliche Verhalten des Geräts.

Gilt das auch für den Schutzleiter?

Ja, und dort ist es besonders wichtig. Der Schutzleiter führt im Fehlerfall denselben Strom wie der Außenleiter, ist aber oft kleiner ausgeführt. Rechnen Sie den Nachweis für ihn getrennt.

Warum steht die längste zulässige Abschaltzeit dabei?

Weil das die praktische Gegenfrage ist. Wenn der Querschnitt feststeht, sagt sie, wie schnell abgeschaltet werden muss – und ob das gewählte Schutzorgan das leistet.

Rechnen ist der einfache Teil.

Die Formel liefert eine Zahl. Die Auslegung einer Anlage verlangt darüber hinaus Verlegeart, Häufung, Selektivität, Normenlage und den Blick auf den Bestand. Genau das übernehmen wir.

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