Berechnung von Kurzschluss-Strömen und Spannungsfällen

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1 VDE-Schriftenreihe Normen verständlich 118 Berechnung von Kurzschluss-Strömen und Spannungsfällen Überstrom-Schutzeinrichtungen, Selektivität, Schutz bei Kurzschluss, Berechnungen für die Praxis mit CALCKUS Gunter Pistora mit CD-ROM 1. Auflage 2004 VDE VERLAG GMBH Berlin Offenbach

2 Inhalt 1 Einleitung 13 2 Installation und Deinstallation Installation Deinstallation 19 3 Programmbeschreibung Berechnungsmöglichkeiten Kurzbeschreibung der Programme Programm Iklmaxmin Programm IklminZv Programm Ikmaxmin Bildschirmdarstellung Programme aufrufen Dateneingabe Parameter für die Berechnung Optionale Angaben Speichern von Berechnungsergebnissen und optionalen Angaben Editieren vor dem Ausdruck Ausdruck von Berechnungsergebnissen und optionalen Angaben Netzschaltplan erstellen Literatur zu Kapitel Kurzschlussarten und Berechnungsverfahren Allgemeines Kurzschlussarten Berechnungsverfahren Voraussetzungen für die Berechnung Literatur zu Kapitel Schutz gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen (Schutz bei indirektem Berühren oder Fehlerschutz) im TN-System Allgemeines 51

3 5.2 Koordinierung der Überstrom-Schutzeinrichtungen und Leiternennquerschnitte - Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung Berechnung der Impedanz des Schutzleiters Abschaltzeiten im TN-System in öffentlichen Verteilungsnetzen Beleuchtungsanlagen im Freien Notwendigkeit der Berechnung des kleinsten einpoligen Kurzschluss-Stroms Auswirkung der Abschaltzeiten für bestehende Elektroinstallationsanlagen Literatur zu Kapitel Überstrom-Schutzeinrichtungen Allgemeines Auswahlkriterien Schmelzsicherungen Einsatz von Schmelzsicherungen - Schutzziele Beispiel zur Ermittlung des Durchlass-Stroms Zeit/Strom-Bereiche und Zeit/Strom-Kennlinien fit-werte und Schmelz-/ 2 f s -Kennlinien Berechnungsbeispiel zur Überprüfung der Kurzschlussfestigkeit durch Vergleich der I 2 t-werte Leitungsschutzschalter Allgemeines Auslösecharakteristiken und Schutzziele Selektiver Hauptleitungs-Schutzschalter (SH-Schalter) Leistungsschalter Allgemeines Typen von Leistungsschaltern Motorstarter Selektivität Allgemeines Selektivitätsarten Selektivität zwischen Schmelzsicherungen Beispiele Selektivitätsbetrachtung Selektivität zwischen Schmelzsicherung und Leitungsschutzschalter Beispiele zur Selektivität Selektivität in Reihe liegender Leistungsschalter 116

4 Allgemeines Stromselektivität (Stromstaffelung) Zeitselektivität (Zeitstaffelung) Selektivität zwischen Leistungsschalter und Schmelzsicherung Selektivität zwischen Schmelzsicherung und Leistungsschalter Literatur zu Kapitel Kurzschluss-Stromberechnung nach VDE einfach gespeister, generatorferner einpoliger Kurzschluss Ausführliche Berechnung - kleinster einpoliger Kurzschluss-Strom Berechnungsverfahren Betriebsmitteldaten - Kurzschlussimpedanzen elektrischer Betriebsmittel Netzeinspeisung Transformatoren Impedanzkorrekturfaktor KT für Netztransformatoren Kabel und Leitungen Sammelschienen Niederspannungsfreileitungen Einfluss von Asynchronmotoren Beispiele zur Berechnung des Kurzschluss-Stroms Berechnung mit dem Programm Iklmaxmin Allgemeine Hinweise Berechnungsbeispiel mit dem Programm Erläuterung der Berechnungsergebnisse Vereinfachte Berechnung - kleinster einpoliger Kurzschluss-Strom Allgemeine Hinweise Berechnungsverfahren Beispiel zur Berechnung der Berechnung des Kurzschluss-Stroms Berechnung mit dem Programm IklminZv Ausführliche Berechnung - größter einpoliger Kurzschluss-Strom Allgemeines Berechnungsverfahren Berechnung mit dem Programm Iklmaxmin Literatur zu Kapitel 7 205

5 8 Maximal zulässige Stromkreislänge für Endstromkreise im TN-System beim Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung Allgemeine Hinweise Berechnungsverfahren Berechnungsbeispiele maximal zulässige Stromkreislänge Berechnung mit den Programmen Literatur zu Kapitel Kurzschluss-Stromberechnung nach VDE einfach gespeiste drei- und zweipolige Kurzschluss-Ströme ohne Erdberührung Allgemeines Berechnungsverfahren Dreipoliger Kurzschluss-Strom Dreipoliger Stoßkurzschluss-Strom Zweipoliger Kurzschluss-Strom Zweipoliger Stoßkurzschluss-Strom Betriebsmitteldaten Berechnungsbeispiel Kurzschluss-Stromberechnung Berechnung des Beispiels mit dem Programm Ikmaxmin Erläuterung der Berechnungsergebnisse Literatur zu Kapitel Berechnung der Kurzschluss-Ströme bei Netzersatzbetrieb Allgemeine Hinweise Abschaltbedingungen und Selektivität Generatornaher Kurzschluss Allgemeine Hinweise Berechnungsverfahren Berechnungsbeispiel Anfangs-Kurzschlusswechselströme Ausschaltwechselstrom Dreipolige- und kleinste einpolige Kurzschluss-Ströme (nach Abklingen der Ausgleichsvorgänge - stationärer Zustand) Allgemeine Hinweise Berechnungsverfahren Berechnungsbeispiel - Netzersatzbetrieb (stationärer Zustand) Literatur zu Kapitel

6 11 Schutz bei Kurzschluss Nachweis der Kurzschlussfestigkeit Allgemeine Hinweise Kurzschlussfestigkeit von Betriebsmitteln Leistungstransformatoren (NS-Verteilungstransformatoren) Kurzschlussfestigkeit Berechnungsbeispiele Leistungsschalter Niederspannungs-Schaltanlagen Thermische Wirkung auf Betriebsmittel und Leiter Allgemeine Hinweise Thermisch gleichwertiger Kurzzeitstrom Thermische Kurzschlussfestigkeit Elektrische Betriebsmittel Berechnungsbeispiel thermische Kurzschlussfestigkeit Leiter, Kabel und Leitungen Berechnungsbeispiele zur thermischen Kurzschlussfestigkeit Stromwandler Schutzeinrichtungen für Kabel und Leitungen Kenngrößen von Schutzeinrichtungen Koordinierung des Schutzes bei Überlast und Kurzschluss Zulässige Ausschaltzeit bei Kurzschluss Maximal zulässige Stromkreislänge Allgemeine Hinweise Berechnungsbeispiele - maximal zulässige Stromkreislänge Kabel und Leitungen mit vermindertem PEN- oder Schutzleiterquerschnitt Berechnungsbeispiel maximal zulässige Stromkreislänge Schutz parallel geschalteter Kabel und Leitungen Allgemeine Hinweise Kabel und Leitungen mit denselben elektrischen Eigenschaften Kurzschluss-Schutz elektrischer Anlagen in Gebäuden - TAB Allgemeine Hinweise Einfluss der Betriebsmittel und Netzgestaltung auf die Impedanz Anschluss an das Niederspannungsnetz Berechnungsbeispiel - Nachweis der Kurzschlussfestigkeit Literatur zu Kapitel

7 12 Leistungsbedarf und Gleichzeitigkeitsfaktor Allgemeines Berechnung Leistungsbedarf Literatur zu Kapitel Berechnung Spannungsfall Allgemeines Geltungsbereich der Berechnungsverfahren Berechnung offene, einfach endbelastete Leitung oder Kabel Berechnungsverfahren Beispiel Berechnung Spannungsfall Berechnung des Beispiels mit dem Programm Leistung" Berechnung offene, mehrfach punktweise endbelastete Drehstromkabel oder Drehstromleitungen Allgemeines Berechnungsverfahren Beispiele Berechnung Spannungsfall Berechnung der Beispiele mit dem Programm Spannungsfall" Berechnung Spannungsfall auf der Basis des Bemessungsstroms der Überstrom-Schutzeinrichtung Allgemeines Berechnungsbeispiel prozentualer Spannungsfall Berechnung des Beispiels mit dem Programm Berechnungen" Maximal zulässige Stromkreislänge bei vorgegebenem prozentualen Spannungsfall Berechnungsbeispiele maximal zulässige Stromkreislänge Literatur zu Kapitel Begriffe Literatur zu Kapitel Weiterführende Literatur Abkürzungsübersicht Stichwortverzeichnis