Ri4Power Auswahl und Dimensionierung des Haupt-Sammelschienensystems Parameter zur Auswahl des Haupt-Sammelschienensystems Das Kernelement zur Verteilung von elektrischem Strom in einer Niederspannungsschaltanlage ist in der Regel das Haupt-Sammelschienensystem. Bei der Auswahl des Sammelschienensystems sind mehrere Punkte zu beachten. Die ausschlaggebenden Kriterien zur Auswahl eines Haupt- Sammelschienensystems sind der Bemessungsstrom der Schaltgerätekombination InA, siehe Seite 39 die Bemessungsstoßstromfestigkeit Ipk, siehe Seite 39 die Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icw, siehe Seite 40 die Schutzart, siehe Seite 42. In den meisten Fällen sind noch die äußeren Abmessungen der Niederspannungsschaltanlage bedeutsam. Aufgrund der bauartbedingten Ausführung des Haupt-Sammelschienensystems ist bei einigen Varianten des Haupt-Sammelschienensystems nur eine eingeschränkte Auswahl an Gehäuseabmessungen möglich. Nach der Auswahl eines Sammelschienensystems ist zu prüfen, dass auch die anderen Kriterien für das Sammelschienensystem erfüllt werden, z. B. die Bemessungsspannung usw. Bei der Auswahl des Kupferwerkstoffes sollte der Werkstoff Cu- ETP (früher E-Cu 57 oder E-Cu) mit der Werkstoff-Nr. CW004A zur Anwendung kommen. Cu-ETP besitzt eine hohe Leitfähigkeit für Wärme und elektrischen Strom (≥ 57 Ω/mm2). Alternativ kann auch der Werkstoff Cu-OFE mit der Werkstoff- Nr. CW 009A verwendet werden. Bemessungsstoßstromfestigkeit Ipk und Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icw Kurzschlussstromverhalten Bemessungsstrom InA i pk (Ipk) = Icw · √2 · χ kA i DC Icw kA Anfangskurzschlussstrom Kurzzeitstrom InA A Im Vergleich zu den Kurzschlussströmen ist links der um ein Vielfaches kleinere Bemessungsstrom InA dargestellt. Die Bemessungsstoßstromfestigkeit Ipk und die Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icw sind die wichtigsten Werte, die eine Aussage über die mechanische Stabilität eines Sammelschienensystems während eines elektrischen Kurzschlusses machen. Die während eines Kurzschlusses auftretenden Kräfte sind in der Regel um ein Vielfaches höher als die reine Gewichtskraft des Sammelschienensystems. Zudem entstehen während des Kurzschlusses verschiedene Kraftwirkungen, die zwischen den einzelnen Teilleitern, Leitern und dem Schrank wirken. Der Verlauf eines Kurzschlussstroms mit Bezeichnung der verschiedenen Stromwerte ist in oben stehender Abbildung dargestellt. Der Bemessungsstoßkurzschlussstrom Ipk erzeugt bei Beginn des Kurzschlusses die größte Kraftwirkung, die zwischen den Komponenten des Sammelschienensystems wirken. Nach Abklingen des Anfangskurzschlussstroms ist nur noch der Effektivwert des Kurzschlussstromes messbar. Das Verhältnis zwischen dem Stoßkurzschlussstrom und dem Kurzschlussdauerstrom hängt u. a. von der Höhe des Kurzschlussstroms ab. Die nachstehende Tabelle 1 zeigt das Verhältnis gemäß der IEC 61 439-1, Tabelle 7 auf. Dieses Verhältnis zwischen Stoßstrom und Kurzzeitstrom entspricht den meisten Anwendungsfällen. Tabelle 1: Effektivwert des Kurzschlussstromes Effektivwert Icw des Kurzschlussstromes cos ϕ n – / <= 5 kA 0,7 1,5 5 kA < / <= 10 kA 0,5 1,7 10 kA < / <= 20 kA 0,3 2 20 kA < / <= 50 kA 0,25 2,1 50 kA < / – 0,2 2,2 Der Kurzzeitstrom stresst das Sammelschienensystem durch eine enorme Erwärmung der Sammelschienen, aber auch durch die Wechselwirkung des magnetischen Feldes und der damit verbundenen Wechselwirkung der anziehenden und abstoßenden Kräfte, die daraus resultieren. In der Regel wird die Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icw als Wert bezogen auf eine Kurzschlussdauer von 1 Sekunde angegeben. In manchen Anwendungen oder Ländern kann auch die Angabe bezogen auf 3 oder 5 Sekunden gefordert sein. In diesen Fällen kann über die Formel I12 · t1 = I22 · t2 aus den vorhandene Werten ein 3-Sekunden-Wert berechnet werden. Über die Werte Bemessungsstoßstromfestigkeit Ipk und Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icw ist für ein Sammelschienensystem die mechanische und thermische Stabilität definiert, die während des Kurzschlusses beansprucht wird. 2 - 46 Rittal Technisches Systemhandbuch/Stromverteilung
Technisches Systemhandbuch Ri4Power
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