Ri4Power Bemessungsstrom des Sammelschienensystems Inc Das Sammelschienensystem wird gemäß der IEC 61 439 als ein Stromkreis Inc der Niederspannungsschaltanlage bezeichnet. Wie bereits unter „Bemessungsstrom der Anlage“ auf Seite 48 beschrieben, darf insbesondere bei Niederspannungsschaltanlagen mit hohem Bemessungsstrom InA, der Bemessungsstrom des Sammelschienensystems einen geringeren Wert besitzen. Für die Zulässigkeit dieser Auslegung ist es allerdings erforderlich, dass durch eine Lastflussberechnung nachgewiesen ist, dass zu keinem Betriebsfall der zulässige Bemessungsstrom des Sammelschienensystems überschritten wird. Wird ein Sammelschienensystem aufgrund der maximal möglichen Strombelastung ausgelegt, so ist zu gewährleisten, dass das ausgewählte Sammelschienensystem auch die erforderliche Kurzschlussfestigkeit erfüllt. Bei der Ermittlung der erforderlichen Sammelschienenquerschnitte für eine Niederspannungsschaltanlage mit Bauartnachweis ist die Auslegung nur nach DIN 43 671 nicht ausreichend. Nach DIN 43 671 wird für verschiedene Kupferprofile und Querschnitte ein Nennstrom ermittelt, der sich auf ein Sammelschienensystem bezieht und der frei in Luft gemessen wurde. Dabei wird der zulässige Strom einer Sammelschiene bei einer Umgebungstemperatur von 35°C und einer Sammelschienentemperatur von 65°C ermittelt. Mit Hilfe des in dieser DIN erwähnten Korrekturfaktordiagramms kann man diese Bemessungswerte auch auf andere Umgebungs- und Sammelschienentemperaturen umrechnen. Innerhalb eines Schaltanlagengehäuses können allerdings noch weitere Faktoren auftreten, die den zulässigen Sammelschienenstrom beeinflussen. Wird beispielsweise ein Sammelschienensystem mit einem hohen Strom mit geringem Abstand an einer Stahlstrebe vorbeigeführt, so bewirkt dies eine Erwärmung der Stahlstrebe und auch eine zusätzliche Erwärmung der Sammelschiene an dieser Stelle. Dieser Effekt wird durch induzierte Wirbelströme und Ringströme im Stahlblech hervorgerufen und kann eigentlich nur durch die Verwendung von nicht ferro-magnetischen Materialien im direkten Umfeld der Sammelschienen minimiert werden. Durch diese zusätzlichen Wärmeeffekte kann sich der zulässige Sammelschienenstrom gegenüber einem frei in Luft gemessenen Sammelschienensystem reduzieren. Wird ein Sammelschienensystem mit höherem Nennstrom in einem Schaltschrank mit einer Schutzart IP 54 ohne eine Luftkonvektionsmöglichkeit montiert, hat man den Effekt, dass sich die Innentemperatur innerhalb des Schaltschrankes deutlich erhöht. Die Umgebungstemperatur um die Schaltanlage entspricht zwar noch immer den normalen Bedingungen, die Schaltanlageninnentemperatur dürfte sich in Abhängigkeit des Stromes aber deutlich erhöhen. Vernachlässigt man die Erwärmungseffekte durch Induktion, so kann man einen vergleichbaren Wert erreichen, wie man diesen auch mit Hilfe des Korrekturfaktordiagramms errechnen kann. Dafür setzt man dort anstelle der Umgebungstemperatur um die Schaltanlage die direkte Umgebungstemperatur um die Sammelschiene im Inneren der Schaltanlage ein. Als Effekt in umgekehrter Richtung kann innerhalb einer Schaltanlage eine Verbesserung des zulässigen Sammelschienennennstroms durch Zwangskonvektion erreicht werden. Im Gegensatz zu einem Sammelschienensystem „frei in Luft“ kann in einer Schaltanlage bei gleicher Lüfterleistung eine höhere Luftströmung erzielt werden, welche die einzelnen Sammelschienen kühlt und somit eine höhere Stromtragfähigkeit zulässt. Um alle vorgenannten Effekte innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage mathematisch zu berücksichtigen, bedarf es eines größeren rechnerischen Aufwands. Gerade die zusätzlichen Erwärmungen durch Wirbelströme oder Ringströme sind schwierig zu erfassen. Entsprechend der IEC 61 439-1 wurden für das Ri4Power System die zulässigen Werte für alle Sammelschienensysteme mit unterschiedlichen Sammelschienenquerschnitten im Schaltschrank unter den verschiedenen Schutzarten und verschiedenen Belüftungen ermittelt. Die Auswahl der Schutzarten wurde, entsprechend den mit Ri4Power möglichen Schutzarten, durchgeführt. Bei diesen Prüfungen wurden die zulässigen Sammelschienennennströme für 2 unterschiedliche Temperaturerhöhungen (30 K, 70 K) ermittelt. Unter anderem für eine maximale Sammelschienentemperatur von 65°C bei 35°C Umgebungstemperatur um die Schaltanlage. Damit ist es möglich, einen vergleichbaren Wert zur bereits genannten DIN 43 671 zu erhalten und somit auch das Korrekturfaktordiagramm zu verwenden. Es wurden die zulässigen Sammelschienennennströme für eine seitens Rittal als maximal erlaubte Sammelschienentemperatur von 105°C bei 35°C Umgebungstemperatur um die Schaltanlage ermittelt. Dieser maximale Wert von 105°C für die Sammelschienen ist ein Wert, der deutlich unterhalb einer Temperatur liegt, bei der eine Entfestigung des Kupfermaterials möglich wäre. In den meisten Fällen sind die äußeren Abmessungen der Niederspannungsschaltanlage bedeutsam. Aufgrund bauartbedingter Ausführungen des Haupt-Sammelschienensystems ist bei einigen Varianten nur eine eingeschränkte Auswahl an Gehäuseabmessungen möglich. Durch die Prüfung der möglichen Sammelschienensysteme sind alle in diesem Kapitel beschriebenen Einflussmöglichkeiten durch das Gehäuse selbst, die Schutzart, der Einfluss der Materialien, die das Sammelschienensystem umgeben, und der verwendeten Geräte berücksichtigt und gewährleisten somit eine sichere Betriebsweise. Sind die erforderlichen Bemessungsströme Inc der Sammelschienensysteme bekannt, so kann unter Berücksichtigung der Schutzart und der Art der Belüftung das erforderliche Sammelschienensystem aus Tabellen 41 – 43, siehe Seite 91 ausgewählt werden. Wurde ein Sammelschienensystem ausgewählt, so ist im zweiten Schritt zu prüfen, ob die Anforderung an die Kurzschlussfestigkeit erfüllt wird. Übersicht der Anwendungsbereiche der Sammelschienensysteme in Ri4Power 6000 A 5000 A 4000 A 3000 A 2000 A 1000 A IP 54 IP 4X/41 IP 2X IP 54 IP 54 Flat-PLS 100 Flat-PLS 60 Maxi PLS 3200 Maxi PLS 2000 Maxi PLS 1600 RiLine mit PLS 1600 RiLine mit Cu 30 x 10 mm RiLine mit Cu 30 x 5 mm Ohne aktive Belüftung Mit aktiver Belüftung Rittal Technisches Systemhandbuch/Stromverteilung 2 - 49
Technisches Systemhandbuch Ri4Power
To see the actual publication please follow the link above