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
- 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
| Zeichen | Größe | Einheiten |
|---|---|---|
| S | Mindestquerschnitt des Leiters | mm² |
| Ik | Kurzschlussstrom (Effektivwert) | A, kA |
| t | Abschaltzeit der Schutzeinrichtung | ms, s |
| k | Materialbeiwert (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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