Grundlagenreihe – Schutz von Stromkreisen: Teil 3 Praktische Hinweise zur Ermittlung der Schutzeinrichtungen

Praktische Hinweise zur Ermittlung der Schutzeinrichtungen  Die folgenden Methoden basieren auf den in IEC-Normen festgelegten Vorschriften (Harmonisierungsdokumente und VDE-Bestimmungen), die in vielen Ländern verwendet werden.   Allgemeine Regeln   Eine Schutzeinrichtung (Leistungsschalter oder Sicherung, Überlastrelais) funktioniert störungsfrei, wenn:      deren Nenn- oder Einstellstrom I n  größer ist als der maximale Betriebsstrom I b , jedoch kleiner  als die maximal zulässige Strombelastbarkeit I z  für den Stromkreis, d.h.: I b  ≤ I n  ≤ I z . Dies  entspricht dem Bereich „a“ in Abbildung G6;      deren „konventioneller“ Überstromauslösewert I 2  kleiner ist als 1,45I z . Dies entspricht dem  Bereich „b“ in Abbildung G6.   Die „konventionelle“ Auslösezeit kann gemäß den geltenden Normen und für den aktuell gewählten Wert für I 2  1 oder 2 Stunden betragen. Bei Sicherungen ist I 2  der Strom (hier als I f   bezeichnet), der in der konventionellen Zeit zum Auslösen der Sicherung führt.      deren Bemessungsbetriebskurzschlussausschaltvermögen höher ist als der maximale Kurzschlussstrom am Ort der Errichtung. Dies entspricht dem Bereich „c“ in Abbildung G6.   Leistungsschaltermerkmale: I b  ≤ I n  ≤ I z  und I cs  ≥ I kmax        Abb. G6: Stromwerte zur Bestimmung der Schutzeinrichtung (Leistungsschalter oder Sicherung) 

Anwendungen      Schutz durch Leistungsschalter   Aufgrund der hohen Mess- und Auslösegenauigkeit ist der Strom I 2  immer geringer  als 1,45I n  (oder 1,45I r ), so dass die Bedingung I 2  ≤ 1,45I z  (wie im Abschnitt  „Allgemeine Regeln” erwähnt) immer erfüllt ist.  o   Sonderfall   Gewährleistet der Leistungsschalter selbst keinen Schutz bei Überlast, ist sicherzustellen, dass das den Stromkreis schützende Überstromschutzgerät im Moment des niedrigsten Kurzschlussstromwertes einwandfrei auslöst. Dieser Sonderfall wird in Abschnitt 5.1 untersucht.      Schutz durch Sicherungen   Sicherungsmerkmale: I b  ≤ I n  ≤ I z / k 3  und I cs  ≥ I kmax    Die Bedingung I 2  ≤ 1,45I z  muss berücksichtigt werden, wobei I 2  der Auslösestrom  (Schmelzintegral) der Sicherung ist. Er entspricht k 2   [1]  x I n  (k 2  liegt zwischen 1,6 und 1,9) in  Abhängigkeit vom Nennstrom der betreffenden Sicherung.   Ein weiterer Faktor k 3  wurde eingeführt    [2] , so dass I 2  ≤ 1,45I z  gilt, wenn die  Bedingung I n  ≤ I z /k 3  erfüllt ist.   Für gG-Sicherungen:   I n    16 A → k 3  = 1,31   I n  ≥ 16 A → k 3  = 1,10   Darüber hinaus muss das Kurzschlussausschaltvermögen I cf  der Sicherung den Wert des  maximalen Kurzschlussstromes an der Einbaustelle der Sicherung(en) überschreiten.      Kombination verschiedener Schutzeinrichtungen   Die Verwendung von Schutzeinrichtungen mit Bemessungswerten, die niedriger sind als der Wert des maximalen Kurzschlussstromes an der Einbaustelle der Sicherung, ist unter folgenden Bedingungen zugelassen:  o   Eine andere Schutzeinrichtung mit dem erforderlichen Bemessungskurzschlussausschaltvermögen ist vorgeschaltet und   o   die zulässige Durchlassenergie für die vorgeschaltete Schutzeinrichtung ist kleiner als die Energie, die ohne Beschädigung durch die nachgeschaltete Schutzeinrichtung und alle angeschlossenen elektrischen Betriebsmittel fließen darf.  Diese Anordnung wird im Allgemeinen verwendet für:  

o   die Kombination von Leistungsschaltern/Sicherungen,   o   die als „Kaskadenschaltung” bezeichnete Technik, in der die vorgelagerte Schutzeinrichtung aufgrund ihres hohen Strombegrenzungsvermögens beim Auftreten eines Kurzschlusses, der das Schaltvermögen der nachgelagerten Schutzeinrichtungen übersteigen würde, den Schutz der nachgelagerten Schutzeinrichtung durch Reduzierung der Durchlassenergie übernimmt.  Einige Herstellerkataloge enthalten mögliche laborgeprüfte Kombinationen.    Anmerkung   1.   ^ k2 = Koeffizient für den Auslösestrom Icf einer Sicherung.   2.   ^ k3 = Faktor zur Reduzierung der Strombelastbarkeit des Stromkreises beim Schutz durch Sicherungen