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Mindestquerschnitt bei Kurzschluss

Während der Abschaltzeit erwärmt der Kurzschlussstrom den Leiter. Der Querschnitt muss so groß sein, dass die Isolierung dabei nicht zu heiß wird.

S=√Ik2·tk
Umstellen nach
S
Mindestquerschnitt des Leiters mm²
Ik
Kurzschlussstrom (Effektivwert) A · kA
t
Abschaltzeit der Schutzeinrichtung ms · s
k
Materialbeiwert (Leiter und Isolierung) A·√s/mm²

Die Formel umgestellt

  • nach S Mindestquerschnitt des LeitersS=√Ik2·tk
  • nach Ik Kurzschlussstrom (Effektivwert)Ik=S·k√t
  • nach t Abschaltzeit der Schutzeinrichtungt=(S·kIk)2
  • nach k Materialbeiwert (Leiter und Isolierung)k=√Ik2·tS

Größen und Einheiten

ZeichenGrößeEinheiten
SMindestquerschnitt des Leitersmm²
IkKurzschlussstrom (Effektivwert)A, kA
tAbschaltzeit der Schutzeinrichtungms, s
kMaterialbeiwert (Leiter und Isolierung)A·√s/mm²

Merke

S ≥ √(I_k² · t) / k. Gilt für Abschaltzeiten bis 5 s: So kurz kann der Leiter keine Wärme abgeben (adiabatisch). Bei Strom begrenzenden Schutzorganen (t unter 10 ms) setzt man statt I_k² · t den Durchlasswert I²t aus dem Herstellerdatenblatt ein.

In der Praxis

Nachweis der Kurzschlussfestigkeit von Leitungen und Schutzleitern nach DIN VDE 0100-430:2010-10 bzw. DIN VDE 0100-540 (sinngemäß). k-Werte: Cu/PVC 115 (70 → 160 °C), Cu/VPE 143 (90 → 250 °C), Al/PVC 76, Al/VPE 94.

Beispiel

An einer Unterverteilung fließen im Kurzschluss 3 kA, die Sicherung schaltet nach 0,1 s ab. Welchen Querschnitt braucht eine Kupferleitung mit PVC-Isolierung (k = 115) mindestens?

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