Auslegungskriterien auf Grund der Verlegeart Schutzeinstellungen Kalkulationsmethoden und Hilfen
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- Katarina Ursler
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1 Dimensionierung der Niederspannungs- Kabelsysteme nach Vorgaben der (IEC :2009,modifiziert+Corrigendum Feb.2011); Deutsche Übernahme HD :2011 VDE und VDE : Auslegungskriterien auf Grund der Verlegeart Schutzeinstellungen Kalkulationsmethoden und Hilfen Fachforum Energieverteilung Ulrich Domurath Manager Normen & Tools 1
2 Die wesentlichen Auslegungskriterien für die Dimensionierung von Kabel und Leitungsanlagen sind! > Die Belastbarkeit der Kabel und Leitungsanlage in und an Gebäuden, ist entsprechend der gewählten Verlegeart zu dimensionieren und dies unter Berücksichtigung der realen Umgebungsbedingungen, nach VDE und VDE : > Die wichtigste Regel, die bei der Projektierung zu berücksichtigen ist: Die höchste zulässige Betriebstemperatur am Leiter darf an keiner Stelle und zu keinem Zeitpunkt überschritten werden. > Die gewählte Kabelbauart, definiert auch die höchste zulässige Betriebstemperatur am Leiter z.b. (max. 90 C bei VPE & 70 bei PVC), hierbei ist jedoch zu beachten das an den Anschlussklemmen der meisten Betriebsmittel, lediglich eine Betriebstemperatur von 70 C zugelassen ist. Die thermische Reserve kann jedoch zur Kompensation, bei Häufung und/oder höheren Umgebungstemperaturen im weiteren Verlauf der Installation genutzt werden. 2
3 Auslegungskriterien auf Grund der Verlegearten > Die VDE : Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel, Kabel- u. Leitungsanlagen, beschreibt zusammen mit der > VDE : Empfohlene Werte für die Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen für feste Verlegung in und an Gebäuden und von flexiblen Leitungen die Anforderungen zur Dimensionierung von Kabel- und Leitungsanlagen > Die VDE : behandelt die Auswahl und Errichtung von Kabel- und Leitungsanlagen > -521 Arten von Kabel- und Leitungsanlagen > -522 Auswahl und Errichtung von Leitungsanlagen nach den Umgebungseinflüssen > -523 Strombelastbarkeit (durch Verweis auf VDE ) > -524 Querschnitt von Leitern > -525 Spannungsfall von Verbraucheranlagen > -526 Elektrische Verbindungen > -527 Auswahl und Errichtung von Kabel- und Leitungsanlagen zur Begrenzung von Bränden > -528 Nähe von Kabel- und Leitungsanlagen zu anderen technischen Anlagen > -529 Auswahl und Errichtung von Kabel- und Leitungsanlagen im Hinblick auf Instandhaltung einschl. Reinigung 3
4 Auslegungskriterien auf Grund der Verlegearten > Die VDE gibt die Empfehlungen vor, mit denen die Belastbarkeit von Kabel und Leitungen in und an Gebäuden auszulegen ist. (einschließlich Belastbarkeitstabellen, Tabellen mit den Betriebsbedingungen und Tabellen mit den Umrechnungsfaktoren) Dies erfolgt unter Berücksichtigung: der Belastbarkeitswerte entsprechend der Verlegearten (Tab. 3-8,11,13,15) den Betriebsbedingungen mit Angabe der anzuwendenden Tabellen den Umrechnungsfaktoren für abweichende Betriebsbedingungen > Bei den Betriebsbedingungen wird im wesentlichen unterschieden nach den Installations Methoden entsprechend der Referenzverlegearten: > Referenzverlegeart A: Verlegung in wärmegedämmten Wänden > Referenzverlegeart B: Verlegung in Elektro-Installationsrohren > Referenzverlegeart C: Direkte Verlegung > Referenzverlegeart D: Verlegung im Erdboden > Referenzverlegeart E: Verlegung frei in Luft von Mehrleiterkabeln, mit Abstand von 0,3xd zur Wand > Referenzverlegeart F: Verlegung frei in Luft von Einadrigen Kabeln mit Berührung und 1xd z. Wand > Referenzverlegeart G: Verlegung frei in Luft von Einadrigen Kabeln mit Abstand 1xd u. 1xd z. Wand 4
5 Auslegungskriterien auf Grund der Verlegearten > Die VDE gibt die Empfehlungen vor, mit denen die Belastbarkeit von Kabel und Leitungen dimensioniert wird, dies erfolgt unter Berücksichtigung der verschiedenen Verlegearten entspr. (Tab.9), sowie den gewählten Kabelbauarten entspr. (Tab.1) > den Betriebsbedingungen Bspl. (Tab.2) Kabel u. Leitungen, fest verlegt in u. an Gebäuden - Verlegungsbedingungen in Luft Umgebungstemperatur 30 C Verlegung unter der Decke für Verlegearten B1,B2 und C Schutz gegen direkte Wärmebestrahlung durch Sonne usw. - Verlegungsbedingungen in Erde Umgebungstemperatur 20 C spezifischer Erdbodenwiderstand 2,5 K * m/w Verlegetiefe 0,7m. - weitere Betriebsbedingungen(Tab.10) für Leitungen bis 1000V und wärmebeständige Leitungen (Tab.12) für flexible Leitungen mit vernetzter Elastomer Isolierung (Tab.14) für Leitungen mit Netzspannung ab 0,6/1kV (Tab.16) für Schweißleitungen H01N2-D und H01N2-E - und den weiteren Umrechnungsfaktoren für abweichende Bedingungen (Tab.17-19) abweichende Umgebungstemperaturen (Tab. 20) abweichender Erdbodenwiderstand (Tab.21-25) Häufung entsprechend der Verlegeanordnung (Tab.26) vieladrige Kabel und Leitungen bis 10mm² (Tab.27) aufgewickelte Leitungen 5
6 Schutzeinstellungen > Der erforderliche Betriebsstrom IB, Ist die Summe der realen Belastung, zzgl. evtl. Reserven für Erweiterungen, inkl. Gleichzeitigkeitsfaktoren. > Der Überlastschutz Ir + tr entspr. der Überlastfestigkeit nach VDE Abs ) IB<IN<IZ und/oder 2*) I2<1,45*IZ *Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter erfüllen beide Bedingungen, Sicherungen verfügen über höhere I2 Werte <1,6 weshalb Kabel um 10% höher auszulegen sind wenn Sie durch eine Sicherung geschützt werden. > Der Kurzschlussschutz Isd + tsd entspr. der Kurzschlussfestigkeit nach VDE 103 bzw. VDE Abs S=S(I²*t) / k (k= Bemessungskurzzeitstromdichte für Kabel und Leitungen mit Cu oder Al Leitern Jthr für 1s in A/mm² siehe hierzu auch VDE Tab. 28) > Der Spannungsfall nach VDE Anhang G (informativ) Tab. G.52.1 A) NS-Anlage versorgt aus öff. EV-Netz / Bel. max 3%, Andere max. 5% B) NS-Anlage versorgt aus priv. EV-Netz a / Bel. max 6%, Andere max. 8% a es wird empfohlen, dass der Spannungsfall in Endstromkreisen die unter Typ A genannten Werte nicht überschreitet. > Die automatische Abschaltung im Fehlerfall nach VDE Abs mit den Abschaltzeiten nach Abs bis incl. Tab
7 Kalkulationsmethoden und Hilfen geplanter Ecodial Advance Calculation 4.8 DE Launch b Neu in EAC 4.8DE Auslegung von Überspannungsableitern Anzeige von Selektivität und Kaskade -Total Selektiv - Teilselektiv mit Grenzwert - erhöhtes Abschaltvermögen mit Grenzwert Fehlerbereinigung aus EAC 4.4DE - Mehrleiterkabel mit 4 ½ Leitern - Anpassung der maximal zulässigen Anzahl bei parallel Kabeln - Dimensionierung der Endstromkreise bei Anwendung des ku Faktors - Selektivitätsangaben zwischen Sicherungen - ISD Einstellwerte >0,92 bei offenen LS - Ii Einstellungen bei LS im Kennlinienvergleich - Überarbeitung der Datenbank 7
8 Kabeldimensionierung: entsprechend der Belastung und Verlegeart! 8
9 Kabeldimensionierung: entsprechend der Belastung und Verlegeart! Autom: k=2,5 m/w + Abst. berührend Manuel: k=1 m/w + Abst. 0,5m 9
10 Kabeldimensionierung : Überprüfung der Abschaltbedingung und des Spannungsfalls 10
11 Kabeldimensionierung: Überprüfung der Abschaltbedingung und des Spannungsfalls Autom: k=2,5 m/w + Abst. berührend Manuel: k=1 m/w + Abst. 0,5m 11
12 Belastbakeitstabellen Verlegeart D1 + D2 nach IEC :2011 D1 D2 12
13 Umrechnungsfaktoren für spezifische Wärmewiderstand des Erdbodens nach IEC :2011 D1 D2 D1 D2 13
14 Belastbarkeitstabelle Verlegeart D1 nach VDE : D1 D2 14
15 Umrechnungsfaktoren für spezifische Wärmewiderstand des Erdbodens nach VDE : D1 D2 15
16 Belastbarkeit, Kabel in Erde nach VDE : Tab
17 Betriebsart EVU Last nach VDE : Tab. 5 17
18 Kalkulationsmethoden und Hilfen! Umrechnungsfaktoren f1, für spezifischen Erdbodenwiderstand Verlegung in Erde, für alle Kabel (außer für PVC-Kabel für 6-10kV) nach VDE : Tab. 5 18
19 Kalkulationsmethoden und Hilfen! Umrechnungsfaktoren f1, für spezifischen Erdbodenwiderstand Verlegung in Erde, für alle Kabel (außer für PVC-Kabel für 6-10kV) nach VDE : Tab. 5 Fortsetzung 19
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