Normgerechte Kabel- und Leitungsdimensionierung

2CDC400027D0101 1 Kabel- und Leitungsdimensionierung und Auswahl von Überstrom-Schutzeinrichtungen Technische Information Bei der Auslegung von Kabel- und Leitungsanlagen sind Anforderungen zu berücksichtigen, die den sicheren Betrieb und den Schutz im Fehlerfall ermöglichen. Ziel ist, gegen thermische Überbean- spruchung sowohl im Überlastfall, als auch im Kurzschlussfall zu schützen und Kabel/Leitungen so auszulegen, dass die im Betrieb zu erwartenden Einflüsse keine unzulässigen Auswir- kungen verursachen. Die in dieser Broschüre zusammengestellten Unterlagen basieren auf den Anforderungen aus DIN VDE 0100. Sie spiegeln den Stand von Mitte 2009 wider, können aber im Einzelfall das Lesen der entsprechenden Normen bzw. Normenteile nicht ersetzen. Die Auslegung von Kabel- und Leitungsanlagen bzgl. der Strombelastbarkeit für die An- wendung in und an Gebäuden erfolgt üblicherweise nach DIN VDE 0298-4 (Geltungsbereich beachten!), wobei die Anforderungen im Zusammenhang mit der Ausrüstung von Maschinen in DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) aufgeführt sind.

2 2CDC400027D0101 Inhalt Legende der verwendeten Formelzeichen Überstromschutzeinrichtungen I n Bemessungsstrom I 1 festgelegter Nichtauslösestrom auch als I nt „conventional non-tripping current“ oder I nf „conventional non-fusing current“ bezeichnet I 2 festgelegter Auslösestrom auch als I t „conventional tripping current“ oder I f „conventional fusing current“ bezeichnet Stromkreis I b (maximaler) Betriebsstrom eines Stromkreises I erf der für die Abschaltung in einer vorgegebenen Zeit erforderliche Strom Z S die Gesamtimpedanz der Fehlerschleife (bestimmt den maximal möglichen Fehlerstrom) es gilt: Z S = Z V + Z KL Z V tatsächlicher Impedanzanteil vor der Überstrom- Schutzeinrichtung (Vorimpedanz einschließlich Netzschleifenimpedanz); Z KL Impedanzanteil von der Überstrom-Schutzeinrichtung bis zum Ende des Kabels oder der Leitung I a zugrunde zu legender Auslösestrom für die Schnell- abschaltung nach DIN VDE 0100-410 1. Verlegearten und Strombelastbarkeit von Kabeln/Leitungen ........................................... 3 2 Maximale Leitungslängen ............................................................................................................................................... 11 3. Auslöse-Charakteristiken für Sicherungsautomaten im Vergleich ............................. 18 4. Vorgehensweise bei Auslegung von Kabel- und Leitungssystemen und Auswahl von Überstrom-Schutzeinrichtungen ........................................ 25 5. Auslegungsbeispiel für einen Durchlauferhitzer ................................................................................... 26 6. Sicherungsautomaten für den Leitungs- und Geräteschutz sowie ihre Anwendungsbereiche .......................................................................................................................... 27 Kabel/Leitung I Z zulässige Strombelastbarkeit l max maximal zulässige Länge eines Kabels/einer Leitung Z V0 angenommener Impedanzanteil vor der Überstrom- Schutzeinrichtung von 300 mΩ (Vorimpedanz ein- schließlich Netzschleifenimpedanz) f L Längenkorrekturfaktor (Näherungswert) für l max je 10 mΩ Abweichung von Z V0 = 300 mΩ t a geforderte Abschaltzeit R i Innenwiderstand Sicherungsautomat bei 20 °C R L Leitungswiderstand bei 20 °C J R Referenzumgebungstemperatur Sicherungsautomaten k Materialwert nach DIN VDE 0100-540 S Leiterquerschnitt f 1 , f 2 Reduktionsfaktoren für die Strombelastbarkeit T U Umgebungstemperatur Die farbig unterlegten Bereiche in Tabellen und Textpassagen beziehen sich auf das Auslegungsbeispiel aus Kapitel 5

2CDC400027D0101 3 1. Verlegearten und Strombelastbarkeit von Kabeln/Leitungen Nach DIN VDE 0298-4/August 2003 hier nicht weiter ausgeführt Gegenüber der Ausgabe von April 1998 sind neu hinzuge- kommen: − Auswirkung von Oberwellenströmen auf symmetrisch be- lastete Drehstromsysteme − Beispiel weiterer Verlegearten und deren Zuordnung zu den Referenzverlegearten − Referenzverlegeart D „Verlegung im Elektroinstallationsrohr oder Kabelschacht im Erdreich“ Überstromschutz Kabel, Leitungen und Geräte sind gegen Überlast und Kurz- schluss zu schützen. Das ist eine wesentliche Forderung aus der DIN VDE 0100. ABB-Sicherungsautomaten mit ihren verschiedenen Auslöse-Charakteristiken B, C, D, E, K und Z erfüllen die vielfältigen Anforde rungen der Praxis an den Über- stromschutz. Begriffserläuterungen Größte dauernd zulässige Strombelastbarkeit Die größte dauernd zulässige Belastbarkeit I z eines Kabels oder einer Leitung ergibt sich aus der maximal zulässigen Betriebstemperatur (des Isolierwerkstoffes), der Umgebungs- temperatur, der Verlegeart, der Anzahl der stromdurchflosse- nen Adern, dem Isolierwerkstoff, dem Leiterwerkstoff und dem Leiterquerschnitt. Abweichende Umgebungstempera- turen sowie eine Häufung von Leitungen müssen durch Umrechnungsfaktoren berücksichtigt werden (siehe hierzu Tabelle 1 ... 10). Überstrom Überstrom ist jeder Strom, der über der größten dauernd zulässigen Strombelastbarkeit I z liegt. Überstrom ist der Sam- melbegriff für Überlaststrom im Überlastfall und Kurzschluss- strom im Kurzschlussfall. Überlast Überlast kann auftreten, ohne dass die elektrische Anlage schadhaft ist, z.B. bei gleichzeitiger Benutzung leistungstarker Verbrauchsgeräte an mehreren Steckdosen, die alle an den- selben Stromkreis angeschlossen sind. Überlast kann ebenso bei zu starkem Belasten von Elektromotoren entstehen, z.B. wenn ein zu dickes Holz zu schnell gegen die Kreissäge geschoben wird. Bei Überlast muss also kein Fehler in der elektrischen Anlage vorliegen. Vielmehr kann ein Fehlverhalten des Betreibers der Grund für die Überlast sein. Bei einem geringen Überlaststrom wird gleichzeitig ein Teil der entstehenden Wärme an die kältere Umgebung abgeleitet, so dass erst nach längerer Zeit eine unzulässig hohe Betriebs- temperatur erreicht wird. Wird der Leiter nach kurzzeitiger Belastung mit Überlaststrom abgeschaltet oder zumindest erheblich unter der größten dauernd zulässigen Belastbarkeit I z belastet, so dass er sich wieder auf die größte dauernd zulässige Betriebstemperatur abkühlen kann, muss noch nicht mit bleibender Schädigung des Isolierwerkstoffes gerechnet werden. Kurzschluss Kurzschluss entsteht infolge eines Fehlers an der elektrischen Anlage, bei dem der Widerstand des Betriebsstromkreises nahezu auf Null verringert wird. Dies kann beispielsweise auf- treten, wenn in die unter Putz liegende Leitung zu einer Leuchte ein Nagel eingeschlagen wird. Dabei wird vor dem elektrischen Verbrauchsmittel, welches mit großem Wider- stand behaftet ist, die Zuleitung über den wesentlich geringe- ren Widerstand des Nagels kurzgeschlossen. Bei den Kurzschlussströmen, die oft das 100- bis 1000-fache des Betriebsstromes betragen, wird zunächst die gesamte Wärmeenergie in dem Leiter gespeichert. Erst nach ca. 5 Sekunden kann der Leiter Wärmeenergie an seine kältere Umgebung abführen. Unter dem Gesichtspunkt, dass nach dem Kurzschlussstrom eine Abschaltung und somit eine län- gere stromlose Zeit eintritt, wird der Leitung eine höhere Temperatur als die größte dauernd zulässige Betriebstempe- ratur zugemutet (siehe Tabelle 5).

4 2CDC400027D0101 Referenz-Verlegearten für feste Verlegung in und an Gebäuden Tabelle 1 Hinweis: Bei Installationen mit unterschiedlichen Verlegearten ist die Strombelastbarkeit des Kabels oder der Leitung nach der ungünstigsten Verlegeart zu bestimmen. Referenz- A1 A2 B1 B2 Verlegeart Darstellung Verlege- Verlegung in wärmegedämmten Wänden Verlegung in Elektroinstallationsrohren oder geschlossenen bedingung Elektroinstallationskanälen auf oder in Wänden oder in Aderleitungen mehradrige Kabel oder Kanälen für Unterflurverlegung oder einadrige Mantelleitungen Kabel/Mantel- leitungen im im Elektro- direkt Aderleitungen oder mehradrige Kabel oder Elektro- installations- verlegt einadrige Kabel/Mantel- Mantelleitungen installationsrohr rohr oder leitungen oder -kanal -kanal Referenz- C E F G Verlegeart Darstellung Verlege- Direkte Verlegung auf oder in Stegleitungen Verlegung frei in Luft, an Tragseilen sowie auf bedingung Wänden/Decken oder in ungelochten Kabelwannen in Wänden/ Kabelpritschen und -konsolen oder in ungelochten Decken oder Kabelwannen Hohlräumen einadrige Kabel mehradrige mehradrige einadrige Kabel oder Mantelleitungen oder Mantel- Kabel oder Kabel oder leitungen Mantelleitungen Mantel- mit Berührung ohne Berührung, leitungen auch Ader- leitungen auf Isolatoren d ≥0,3d ≥d ≥d d ≥d ≥d d ≥ d oder ≥ d Tabelle 1 (Fortsetzung) Die farbig unterlegten Bereiche in Tabellen und Textpassagen beziehen sich auf das Auslegungsbeispiel aus Kapitel 5

2CDC400027D0101 5 Referenz-Verlegeart A1 A2 B1 B2 C Verlegung in wärmegedämmten Wänden in Elektroinstallationsrohren direkt Anzahl der 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 gleichzeitig belasteten Adern Nennquerschnitt in mm 2 Strombelastbarkeit I z in A 2) 1,5 15,5 3) 13,5 15,5 3) 13,0 17,5 15,5 16,5 15,0 19,5 17,5 2,5 19,5 18,0 18,5 17,5 24 21 23 20 27 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 Für Kupferleiter mit PVC-Isolierung. Betriebstemperatur der PVC-Isolierung 70 °C. Tabelle 2 Referenz-Verlegeart E F G Verlegung frei in Luft Anzahl der 2 3 2 3 3 3 3 gleichzeitig belasteten Adern horizontal vertikal Nennquerschnitt in mm 2 Strombelastbarkeit I z in A 2) 1,5 22 18,5 — — — — — 2,5 30 25 — — — — — 4 40 34 — — — — — 6 51 43 — — — — — 10 70 60 — — — — — 16 94 80 — — — — — 25 119 101 131 114 110 146 130 35 148 126 162 143 137 181 162 50 180 153 196 174 167 219 197 70 232 196 251 225 216 281 254 95 282 238 304 275 264 341 311 120 328 276 352 321 308 396 362 Tabelle 2 (Fortsetzung) 1) I z für Nicht-Dauerbetrieb siehe DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) 2) – Die betriebsmäßige Belastung I b der Kabel und Leitungen darf nicht größer als die zulässige Belastbarkeit I z sein (I b ≤ I z ). – Bei abweichenden Betriebsbedingungen, z.B. bei Umgebungstemperaturen 30 °C, bei Häufung der Kabel und Leitungen und /oder bei gleichzeitiger Belastung von mehr als 3 Adern, sind die Strombelastbarkeitswerte mit den zutreffenden Umrechnungsfaktoren nach Tabelle 5 bis 9 zu multiplizieren. – Bei Installationen mit unterschiedlichen Verlegearten ist die Strombelastbarkeit des Kabels oder der Leitung nach der ungünstigsten Verlegeart zu bestimmen. – Für das Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V ist als höchste Betriebstemperatur für Kabel und Leitungen 70 °C zugrunde zu legen, weil Installations-Einbaugeräte, Steckvorrichtungen, Klemmen und dgl. gewöhnlich für diese Anschlussstellentemperatur bestimmt sind. Kabel und Leitungen für höhere Betriebstemperaturen, z.B. 80 °C oder 90 °C, sind deshalb in der Gebäudeinstallation nur so hoch zu belasten, dass die Betriebstemperatur am Leiter 70 °C nicht überschreitet (siehe DIN VDE 0298-4/2003-08, Abschn. C.3.2). 3) Bewertungsunterschiede (siehe DIN VDE 0298-4/2003-08, Abschn. C.3.3). Strombelastbarkeit bei fester Verlegung und Dauerbetrieb 1) Umgebungstemperatur 30 °C

6 2CDC400027D0101 Referenz-Verlegeart A1 A2 B1 B2 C E Anzahl der 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 gleichzeitig belasteten Adern Nennquerschnitt Strombelastbarkeit I z in A in mm 2 Bemessungsstrom I n in A 1) 1,5 I z 16,5 14,5 16,5 14 18,5 16,5 17,5 16 21 18,5 23 19,5 I n 16 2) 13 16 2) 13 16 16 16 16 20 16 20 16 2,5 I z 21 19 19,5 18,5 25 22 24 21 29 25 32 27 I n 20 16 16 16 25 20 20 20 25 25 32 25 4 I z 28 25 27 24 34 30 32 29 38 35 3) 42 36 I n 25 25 25 20 32 25 32 25 35 35 3) 40 35 6 I z 36 33 34 31 43 38 40 36 49 43 54 46 I n 35 32 32 25 40 35 40 35 40 40 50 40 10 I z 49 45 46 41 60 53 55 50 3) 67 63 3) 74 64 I n 40 40 40 40 50 50 50 50 3) 63 63 3) 63 63 16 I z 65 59 60 55 81 72 73 66 90 81 100 85 I n 63 50 50 50 80 63 63 63 80 80 100 80 25 I z 85 77 80 72 107 94 95 85 119 102 126 107 I n 80 63 80 63 100 80 80 80 100 100 125 100 35 I z 105 94 98 88 133 117 118 105 146 126 157 134 I n 100 80 80 80 125 100 100 100 125 125 125 125 50 I z 126 114 117 105 160 142 141 125 178 153 191 162 I n 125 100 100 100 160 125 125 125 160 125 160 160 Strombelastbarkeit und Bemessungsströme von Schutz- einrichtungen bei fester Verlegung in und an Gebäuden und Dauerbetrieb Umgebungstemperatur 25 °C Tabelle 3 1) – Der Bemessungstrom I n der Überstrom-Schutzeinrichtungen darf nicht größer als die zulässige Belastbarkeit I z des Kabels oder der Leitung sein (I n ≤ I z ). – Überstrom-Schutzeinrichtungen können außer dem Überstromschutz von Kabeln und Leitungen die Aufgabe haben, auch Verbraucher oder Geräte, z.B. Steckdosen 16 A, gegen Überlast zu schützen. In diesem Fall darf der Nennstrom der Überstrom-Schutzeinrichtung nicht größer als der Bemessungsstrom des zu schützenden Verbrauchers oder Gerätes sein. – Schmelzsicherungen mit I n = 13 A, 32 A und 40 A sowie Sicherungsautomat mit I n = 35 A sind in einigen Ländern genormt (S 700 mit I n = 35 A lieferbar). Ist es nicht der Fall, so ist die nächst niedrigere genormte Bemessungsstromstärke zu wählen. 2) Bei thermisch ungünstigen Konstruktionen ist mit I n = 13 A zu schützen. 3) Gilt nicht für Verlegung auf einer Holzwand. In diesem Fall muss eine Stromstärke niedriger abgesichert werden. In der Tabelle 3 sind die Werte der Strombelastbarkeit auf eine Umgebungstemperatur von 25 °C umgerechnet. Damit wird den in Deutschland üblichen Betriebsbedingungen Rechnung getragen und dem Anwender der Norm das Er- mitteln der Belastbarkeit für viele Fälle ohne Umrechnung erleichtert. Die Belastbarkeitswerte gelten ausschließlich bei der Umgebungstemperatur 25 °C und den genannten Verle- gearten ohne Häufung bei Dauerbetrieb. Wenn abweichende Betriebsbedingungen vorliegen, z. B. andere Umgebungs- temperaturen und/oder Häufung, so sind die Ursprungs- tabellen, die sich auf die international und regional festgeleg- te (Bemessungs-) Umgebungstemperatur 30 °C beziehen, zusammen mit den entsprechenden Umrechnungsfaktoren anzuwenden. Für Kupferleiter mit PVC-Isolierung. Betriebstemperatur der PVC-Isolierung 70 °C. Zuordnung des Bemessungsstromes I n von Überstrom- Schutzeinrichtungen mit dem Auslösestrom I 2 ≤ 1,45 I z nach DIN VDE 0100-430/1991.

2CDC400027D0101 7 Strombelastbarkeit und Bemessungsströme von Schutzeinrichtungen bei fester Verlegung und Dauerbetrieb Nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1/2007), Umgebungstemperatur 40 °C Referenz-Verlegeart B1 B2 C E Nennquerschnitt Strombelastbarkeit I z in A in mm 2 Bemessungsstrom I n in A 1) 0,75 I z 8,6 8,5 9,8 10,4 I n 6 (8) 6 (8) 6 (8) 10 1,0 I z 10,3 10,1 11,7 12,4 I n 10 10 10 10 1,5 I z 13,5 13,1 15,2 16,1 I n 13 13 13 16 2,5 I z 18,3 17,4 21 22 I n 16 16 20 20 4 I z 24 23 28 30 I n 25 20 25 25 6 I z 31 30 36 37 I n 25 25 35 (32) 35 (32) 10 I z 44 40 50 52 I n 40 40 50 50 16 I z 59 54 66 70 I n 50 50 63 63 25 I z 77 70 84 88 I n 63 63 80 80 35 I z 96 86 104 110 I n 80 80 100 100 50 I z 117 103 125 133 I n 100 100 125 125 Tabelle 4 1) – Die betriebsmäßige Belastung I b der Kabel und Leitungen darf nicht größer als die zulässige Belastbarkeit I z sein (I b ≤ I z ). – Bei abweichenden Betriebsbedingungen, z.B. bei Umgebungstemperaturen 40 °C, bei Häufung der Kabel und Leitungen und /oder bei gleichzeitiger Belastung von mehr als 3 Adern, sind die Strombelastbarkeitswerte mit den zutreffenden Umrechnungsfaktoren nach Tabelle 5 bis 10 zu multiplizieren. – Bei Installationen mit unterschiedlichen Verlegearten ist die Strombelastbarkeit des Kabels oder der Leitung nach der ungünstigsten Verlegeart zu bestimmen. Die Angaben in Tabelle 4 gelten für PVC-isolierte Verdrahtung zwischen Gehäusen und einzelnen Teilen der Ausrüstung im Beharrungszustand. Für Kupferleiter mit PVC-Isolierung. Betriebstemperatur der PVC-Isolierung 70 °C.

8 2CDC400027D0101 Zulässige Betriebstemperatur 70 °C am Leiter Umgebungstemperatur °C Umrechnungsfaktoren 30 1,15 35 1,08 40 1,00 45 0,91 50 0,82 55 0,71 60 0,58 Zulässige Betriebstemperatur 60 °C 70 °C 80 °C 90 °C am Leiter Umgebungstemperatur °C Umrechnungsfaktoren 10 1,29 1,22 1,18 1,15 15 1,22 1,17 1,14 1,12 20 1,15 1,12 1,10 1,08 25 1,08 1,06 1,05 1,04 30 1,00 1,00 1,00 1,00 35 0,91 0,94 0,95 0,96 40 0,82 0,87 0,89 0,91 45 0,71 0,79 0,84 0,87 50 0,58 0,71 0,77 0,82 55 0,41 0,61 0,71 0,76 60 — 0,50 0,63 0,71 65 — 0,35 0,55 0,65 70 — — 0,45 0,58 75 — — 0,32 0,50 80 — — — 0,41 85 — — — 0,29 Umrechnungsfaktoren für von 30 °C bzw. 40 °C abweichende Umgebungstemperaturen Tabelle 5 Umgebungstemperatur 30 °C Anwendung auf die Strombelastbarkeit nach Tabelle 2 Tabelle 6 Umgebungstemperatur 40 °C Anwendung auf die Strombelastbarkeit nach Tabelle 4

2CDC400027D0101 9 Umrechnungsfaktoren für Häufung von Kabeln und Leitungen mit Nennlast im Dauerbetrieb Verlegeanordnung Anzahl der mehradrigen Kabel oder Leitungen oder Anzahl der Wechsel- oder Drehstromkreise aus einadrigen Kabeln oder Leitungen (2 bzw. 3 stromführende Leiter) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 Gebündelt direkt auf der 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,48 0,45 0,43 0,41 0,39 0,38 Wand, auf dem Fußboden, im Elektroinstallationsrohr oder -kanal, auf oder in der Wand Einlagig auf der Wand oder 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 auf dem Fußboden, mit Berührung Einlagig auf der Wand oder 1,00 0,94 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 auf dem Fußboden, mit Zwischenraum gleich dem Durchmesser d Einlagig unter der Decke, 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 mit Berührung Einlagig unter der Decke, 0,95 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 mit Zwischenraum gleich dem Außendurchmesser d Symbol für ein einadriges oder ein mehradriges Kabel oder eine einadrige oder eine mehradrige Leitung Hinweis: Die Umrechnungsfaktoren sind anzuwenden für die Ermittlung der Strombelastbarkeit gleichartiger und gleich hoch belasteter Kabel und Leitungen bei Häufung in derselben Verlegeart. Die Leiternennquerschnitte dürfen sich dabei höchstens um eine Querschnittstufe unterscheiden. Die Umrechnungsfaktoren beziehen sich auf den Dauerbetrieb mit einem Belastungsgrad von 100 % für alle aktiven Leiter (Nennlast). Ist die Belastung kleiner als 100 %, können die Umrechnungsfaktoren höher sein. Falls ein Leiter mit einem Strom nicht größer als 30 % seiner Belastbarkeit bei Häufung belastet wird, ist es zulässig, ihn bei der Bestimmung des Umrechnungsfaktors für die restlichen Kabel oder Leitungen dieser Gruppe zu vernachlässigen. Wenn der horizontale lichte Abstand zwischen benachbarten Kabeln und Leitungen das Zweifache ihres Außendurchmessers überschreitet, brauchen die Umrechnungsfaktoren nicht ange- wendet zu werden. Tabelle 7 Anwendung auf die Strombelastbarkeit nach Tabelle 2, 3 und 4

10 2CDC400027D0101 Umrechnungsfaktoren für Häufung von mehradrigen Kabeln und Leitungen auf Kabelwannen und -pritschen Tabelle 9 Umrechnungsfaktoren für vieladrige Kabel und Leitungen ( 5 Adern) mit Leiternennquerschnitten bis 10 mm 2 Anzahl der gleichzeitig Umrechnungsfaktoren belasteten Adern 5 0,75 7 0,65 10 0,55 14 0,50 19 0,45 24 0,40 40 0,35 61 0,30 (Löcher umfassen weniger als 30% der Gesamtfläche) ≥ 300 mm ≥ 20 mm ≥ 300 mm ≥ 20 mm ≥ 300 mm ≥ 20 mm d d ≥ 225 mm ≥ 225 mm d d ≥ 300 mm ≥ 20 mm ≥ 300 mm ≥ 20 mm d d Hinweis: Die Umrechnungsfaktoren gelten nur für einlagig verlegte Gruppen von Kabeln oder Leitungen, wie oben dargestellt. Sie gelten nicht, wenn die Kabel oder Leitungen mit Berührung übereinander verlegt sind oder die angegebenen Abstände zwischen den Kabel wannen oder Kabelpritschen unterschrit- ten werden. In solchen Fällen sind die Umrechnungsfaktoren zu reduzieren, z.B. nach Tabelle 7 Anzahl der Lagen Umrechnungsfaktoren auf der Spule 1 0,80 2 0,61 3 0,49 4 0,42 5 0,38 Hinweis: Für spiralförmige Abwicklung gilt der Umrechnungsfaktor 0,80. Tabelle 8 Anwendung auf die Strombelastbarkeit nach Tabelle 2, 3 und 4 Tabelle 10 Umrechnungsfaktoren für aufgewickelte Leitungen, z. B. Leitungsroller Verlegeanordnung Anzahl der Anzahl der mehradrigen Kabel oder Leitungen Wannen oder Pritschen 1 2 3 4 6 9 Ungelochte mit Berührung 1 0,97 0,84 0,78 0,75 0,71 0,68 Kabelwannen 2 0,97 0,83 0,76 0,72 0,68 0,63 3 0,97 0,82 0,75 0,71 0,66 0,61 6 0,97 0,81 0,73 0,69 0,63 0,58 Gelochte mit Berührung 1 1,00 0,88 0,82 0,79 0,76 0,73 Kabelwannen 2 1,00 0,87 0,80 0,77 0,73 0,68 3 1,00 0,86 0,79 0,76 0,71 0,66 6 1,00 0,84 0,77 0,73 0,68 0,64 mit Zwischenraum 1 1,00 1,00 0,98 0,95 0,91 – 2 1,00 0,99 0,96 0,92 0,87 – 3 1,00 0,98 0,95 0,91 0,85 – mit Berührung 1 1,00 0,88 0,82 0,78 0,73 0,72 2 1,00 0,88 0,81 0,76 0,71 0,70 mit Zwischenraum 1 1,00 0,91 0,89 0,88 0,87 – 2 1,00 0,91 0,88 0,87 0,85 – Kabelpritschen mit Berührung 1 1,00 0,87 0,82 0,80 0,79 0,78 2 1,00 0,86 0,81 0,78 0,76 0,73 3 1,00 0,85 0,79 0,76 0,73 0,70 6 1,00 0,83 0,76 0,73 0,69 0,66 mit Zwischenraum 1 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 – 2 1,00 0,99 0,98 0,97 0,96 – 3 1,00 0,98 0,97 0,96 0,93 –

2CDC400027D0101 11 Spannungsfall Faktor 1 % 0,33 1,5 % 0,50 2% 0,66 4 % 1,33 5 % 1,67 8 % 2,67 10 % 3,33 2. Maximale Leitungslängen Ermittlung der maximalen Leitungslängen in elektrischen Anlagen unter Berücksichtigung von: – Schutz gegen elektrischen Schlag und der Abschaltzeiten gemäß DIN VDE 0100-410 – zulässigem Spannungsfall in Stromkreisen 230/400 V AC – Schutz in Steuerstromkreisen 24 V DC nach DIN EN 60204-1 (VDE0113-1) 1. Wesent liche Einflussfaktoren bei der Ermittlung von maximalen Leitungslängen – Widerstandswert des Kupferleiters bei 70°C Betriebs- temperatur. – Innenwiderstände der Sicherungsautomaten, die gerade bei kleinen Bemessungsströmen einen hohen Anteil haben. – Die Grenzlängen, resultierend aus den Abschaltzeiten, brauchen nicht beachtet werden, wenn der Fehlerschutz nach DIN VDE 0100-410 durch eine Fehlerstrom-Schutz- einrichtung sicher gestellt wird. 2. Maximale Leitungslänge zur Einhaltung des Spannungsfalls in einem Stromkreis Der akzeptierte Spannungsfall ist oft die bestimmende Größe bei der Ermittlung der zulässigen Leitungslänge. Ausgewählte Werte für maximal zulässige Leitungslängen für einen zulässigen Spannungsfall von 3% sind in Tabelle 11 aufgeführt. Umrechnungsfaktoren für andere Werte des zu- lässigen Spannungsfalls enthält Tabelle 12. Leitertemperatur 30° C, Drehstromkreise, Nenn spannung der Anlage 400 V, 50 Hz. Hinweis: Für Einphasen-Wechselstromkreise 230 V sind die Längen mit dem Faktor 0,5 zu multiplizieren. Betriebs- maximal zulässige Kabel- u. Leitungslängen l max in m strom Leiternennquerschnitt in mm 2 bei 400 V A 1,5 2,5 4 6 10 16 6 92 150 10 55 90 141 16 34 56 88 132 20 28 45 70 106 25 36 56 85 142 35 40 60 101 160 40 53 89 140 50 71 112 63 56 89 80 70 Tabelle 12 Umrechnungsfaktoren für maximal zulässige Kabel- und Leitungslängen I max von 3% abweichenden Spannungsfällen Tabelle 11 Maximal zulässige Kabel- und Leitungslängen I max bei einem Spannungsfall von 3% Beispiel: Eine Leitung 1,5 mm 2 wird mit einem Sicherungsautomat B16 geschützt. Nach Tabelle 13 ist die maximale Leitungs- länge 82 m, wenn die Abschaltbedingung unter den vor- gegebenen Randbedingungen eingehalten werden soll. Darf zusätzlich der Spannungsfall für den betrachteten Leitungsabschnitt 3% nicht überschreiten, ergibt sich eine reduzierte maximale Leitungslänge von 17 m bei 230 V. (Aus Tabelle 11: 34 m, zusätzlicher Faktor 0,5, da Einphasen-Wechselstromkreis) 3. Zulässige Leitungslänge zur Einhaltung der Abschaltzeiten nach DIN VDE 0100-410 DIN VDE 0100-410 fordert in der Ausgabe von 06-2007 für alle Endstromkreise bis 32 A kurze Abschaltzeiten für den Fehlerschutz: 0,4 s für TN-Systeme; 0,2 s für TT- Systeme bei 230/400 V AC. Der Fehlerschutz kann mit Sicherungsautomaten erreicht werden, wenn im Fehlerfall der für die Abschaltung in der vorgegebenen Zeit notwendige Strom zum Fließen kommt. Für andere Stromkreise (wie z.B. Verteilerstromkreise) wer- den Abschaltzeiten von 5 s bzw. 1 s gefordert. Der im Fehlerfall tatsächlich fließende Strom ergibt sich aus der Leitungsspannung gegen Erde und den insgesamt in der Fehlerschleife vorhandenen Impedanzen. Diese sind insbesondere der Innenwiderstand der Strom- quelle, die sogenannte Vorimpedanz des vorgelagerten Netzes, ggf. der Innenwiderstand des Sicherungsauto- maten sowie die nachgeschaltete Impedanz in Form der Leitung. Tabelle 13 zeigt die relevanten Parameter auf Basis des Beiblattes 2 zu DIN VDE 0100-520. Bei den ermittelten Leitungslängen wurde ein Gesamtvorimpedanz von 300 mΩ angenommen. Bei abweichenden Werten ist ge- mäß dem Beispiel unterhalb der Tabelle umzurechnen. Die farbig unterlegten Bereiche in Tabellen und Textpassagen beziehen sich auf das Auslegungsbeispiel aus Kapitel 5

12 2CDC400027D0101 mm 2 A Ω Ω Ω Ω A Ω m A Ω m A Ω m A Ω m 0,5 - 5,5000 6,3400 10,1000 2,5 - - 5,0 46,19 134 7,0 32,99 94 1,5 153,96 452 0,14 1 - 1,4400 1,5500 2,2700 5,0 - - 10,0 23,09 67 14,0 16,50 48 3,0 76,98 226 0,03 1,6 - 0,6300 0,6950 1,1000 8,0 - - 16,0 14,43 42 22,4 10,31 29 4,8 48,11 141 2 - 0,4600 0,4600 0,6190 10,0 - - 20,0 11,55 33 28,0 8,25 23 6,0 38,49 113 0,5 - 5,5000 6,3400 10,1000 2,5 - - 5,0 46,19 240 7,0 32,99 169 1,5 153,96 807 1,0 - 1,4400 1,5500 2,2700 5,0 - - 10,0 23,09 120 14,0 16,50 85 3,0 76,98 403 0,25 1,6 - 0,6300 0,6950 1,1000 8,0 - - 16,0 14,43 74 22,4 10,31 53 4,8 48,11 252 0,05 2 - 0,4600 0,4600 0,6190 10,0 - - 20,0 11,55 59 28,0 8,25 42 6,0 38,49 201 3 - 0,1500 0,1650 0,2020 15,0 - - 30,0 7,70 39 42,0 5,50 27 9,0 25,66 134 1 - 1,4400 1,5500 2,2700 5,0 - - 10,0 23,09 163 14,0 16,50 115 3,0 76,98 548 1,6 - 0,6300 0,6950 1,1000 8,0 - - 16,0 14,43 101 22,4 10,31 72 4,8 48,11 342 0,34 2 - 0,4600 0,4600 0,6190 10,0 - - 20,0 11,55 81 28,0 8,25 57 6,0 38,49 273 0,07 3 - 0,1500 0,1650 0,2020 15,0 - - 30,0 7,70 53 42,0 5,50 37 9,0 25,66 182 4 - 0,1100 0,1200 0,1490 20,0 - - 40,0 5,77 39 56,0 4,12 27 12,0 19,25 136 1,6 - 0,6300 0,6950 1,1000 8,0 - - 16,0 14,43 149 22,4 10,31 105 4,8 48,11 503 2 - 0,4600 0,4600 0,6190 10,0 - - 20,0 11,55 118 28,0 8,25 84 6,0 38,49 402 0,5 3 - 0,1500 0,1650 0,2020 15,0 - - 30,0 7,70 78 42,0 5,50 55 9,0 25,66 267 0,11 4 - 0,1100 0,1200 0,1490 20,0 - - 40,0 5,77 58 56,0 4,12 40 12,0 19,25 200 6 0,0550 0,0550 0,0520 0,1040 30,0 7,70 78 60,0 3,85 38 84,0 2,75 26 18,0 12,83 132 2 - 0,4600 0,4600 0,6190 10,0 - - 20,0 11,55 178 28,0 8,25 126 6,0 38,49 603 3 - 0,1500 0,1650 0,2020 15,0 - - 30,0 7,70 117 42,0 5,50 82 9,0 25,66 401 0,75 4 - 0,1100 0,1200 0,1490 20,0 - - 40,0 5,77 87 56,0 4,12 61 12,0 19,25 299 0,16 6 0,0550 0,0550 0,0520 0,1040 30,0 7,70 117 60,0 3,85 56 84,0 2,75 39 18,0 12,83 198 10 0,0133 0,0133 0,0126 0,0175 50,0 4,62 68 100,0 2,31 32 140,0 1,65 22 30,0 7,70 117 3 - 0,1500 0,1650 0,2020 15,0 - - 30,0 7,70 156 42,0 5,50 110 9,0 25,66 534 4 - 0,1100 0,1200 0,1490 20,0 - - 40,0 5,77 116 56,0 4,12 81 12,0 19,25 399 1 6 0,0550 0,0550 0,0520 0,1040 30,0 7,70 156 60,0 3,85 75 84,0 2,75 52 18,0 12,83 264 0,21 10 0,0133 0,0135 0,0126 0,0175 50,0 4,62 91 100,0 2,31 43 140,0 1,65 29 30,0 7,70 156 13 0,0133 0,0133 0,0126 - 65,0 3,55 69 130,0 1,78 31 182,0 1,27 21 - - - 16 0,0070 0,0070 0,0077 0,0109 80,0 2,89 55 160,0 1,44 24 224,0 1,03 16 48,0 4,81 95 4 - 0,1100 0,1200 0,1490 20,0 - - 40,0 5,77 173 56,0 4,12 121 12,0 19,25 599 6 0,0550 0,0550 0,0520 0,1040 30,0 7,70 234 60,0 3,85 113 84,0 2,75 78 18,0 12,83 396 1,5 10 0,0133 0,0135 0,0126 0,0175 50,0 4,62 137 100,0 2,31 64 140,0 1,65 43 30,0 7,70 234 0,31 13 0,0133 0,0133 0,0126 - 65,0 3,55 103 130,0 1,78 47 182,0 1,27 31 - - - 16 0,0070 0,0070 0,0077 0,0109 80,0 2,89 82 160,0 1,44 37 224,0 1,03 23 48,0 4,81 143 20 0,0063 0,0063 0,0067 0,0060 100,0 2,31 64 200,0 1,15 27 280,0 0,82 17 60,0 3,85 113 6 0,0550 0,0550 0,0520 0,1040 30,0 7,70 389 60,0 3,85 187 84,0 2,75 129 18,0 12,83 658 10 0,0133 0,0135 0,0126 0,0175 50,0 4,62 227 100,0 2,31 106 140,0 1,65 72 30,0 7,70 389 2,5 13 0,0133 0,0133 0,0126 - 65,0 3,55 172 130,0 1,78 78 182,0 1,27 51 - - - 0,50 16 0,0070 0,0070 0,0077 0,0109 80,0 2,89 137 160,0 1,44 61 224,0 1,03 39 48,0 4,81 238 20 0,0063 0,0063 0,0067 0,0060 100,0 2,31 106 200,0 1,15 45 280,0 0,82 28 60,0 3,85 187 25 0,0050 0,0050 0,0046 0,0041 125,0 1,85 82 250,0 0,92 33 350,0 0,66 19 75,0 3,08 147 L e i t e r n e n n q u e r s c h n i t t B e m e s s u n g s s t r o m I n I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . B I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . C I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . K I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . Z Sicherungsautomaten nach DIN EN 60898-1 (VDE 0641-11) und DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101) t a = 0,4 s; t a = 5 s (wird erreicht durch Schnellabschaltung t ≤ 0,1 s) S 200... Char. B S 200... Char. C S 200... Char. K S 200... Char. Z l a = 5 x I n l a = 10 x I n l a = 14 x I n l a = 3 x I n I erf Z s l max I erf Z s l max I erf Z s l max I erf Z s l max f L Tabelle 13 m 10 mΩ Anmerkungen siehe Seite 13 Maximal zulässige Kabel- und Leitungslängen zur Einhaltung der Abschaltbedingungen nach DIN VDE 0100-410 Längen- korrektur- faktor

2CDC400027D0101 13 mm 2 A Ω Ω Ω Ω A Ω m A Ω m A Ω m A Ω m 10 0,0133 0,0135 0,0126 0,0175 50,0 4,62 364 100,0 2,31 170 140,0 1,65 114 30,0 7,70 622 13 0,0133 0,0133 0,0126 - 65,0 3,55 274 130,0 1,78 125 182,0 1,27 82 - - 4 16 0,0070 0,0070 0,0077 0,0109 80,0 2,89 218 160,0 1,44 97 224,0 1,03 62 48,0 4,81 380 0,81 20 0,0063 0,0063 0,0067 0,0060 100,0 2,31 170 200,0 1,15 73 280,0 0,82 45 60,0 3,85 299 25 0,0050 0,0050 0,0046 0,0041 125,0 1,85 131 250,0 0,92 53 350,0 0,66 31 75,0 3,08 234 32 0,0036 0,0036 0,0035 0,0028 160,0 1,44 97 320,0 0,72 36 448,0 0,52 18 96,0 2,41 178 13 0,0133 0,0133 0,0126 - 65,0 3,55 413 130,0 1,78 188 182,0 1,27 124 - - - 16 0,0070 0,0070 0,0077 0,0109 80,0 2,89 329 160,0 1,44 146 224,0 1,03 94 48,0 4,81 572 6 20 0,0063 0,0063 0,0067 0,0060 100,0 2,31 256 200,0 1,15 109 280,0 0,82 67 60,0 3,85 450 1,22 25 0,0050 0,0050 0,0046 0,0041 125,0 1,85 197 250,0 0,92 80 350,0 0,66 46 75,0 3,08 353 32 0,0036 0,0036 0,0035 0,0028 160,0 1,44 146 320,0 0,72 54 448,0 0,52 27 96,0 2,41 268 40 0,0030 0,0030 0,0028 0,0025 200,0 1,15 109 400,0 0,58 35 560,0 0,41 13 120,0 1,92 207 25 0,0050 0,0050 0,0046 0,0041 125,0 1,85 330 250,0 0,92 134 350,0 0,66 77 75,0 3,08 591 32 0,0036 0,0036 0,0035 0,0028 160,0 1,44 245 320,0 0,72 90 448,0 0,52 45 96,0 2,41 449 10 40 0,0030 0,0030 0,0028 0,0025 200,0 1,15 183 400,0 0,58 59 560,0 0,41 22 120,0 1,92 347 2,11 50 0,0013 0,0013 0,0013 0,0018 250,0 0,92 134 500,0 0,46 34 700,0 0,33 3 150,0 1,54 265 63 0,0012 0,0012 0,0007 0,0013 315,0 0,73 93 630,0 0,37 12 882,0 0,26 0 189,0 1,22 198 32 0,0036 0,0036 0,0035 0,0028 160,0 1,44 389 320,0 0,72 144 448,0 0,52 72 96,0 2,41 713 16 40 0,0030 0,0030 0,0028 0,0025 200,0 1,15 291 400,0 0,58 94 560,0 0,41 36 120,0 1,92 551 3,54 50 0,0013 0,0013 0,0013 0,0018 250,0 0,92 213 500,0 0,46 53 700,0 0,33 5 150,0 1,54 421 63 0,0012 0,0012 0,0007 0,0013 315,0 0,73 147 630,0 0,37 19 882,0 0,26 0 189,0 1,22 314 m 10 mΩ L e i t e r n e n n q u e r s c h n i t t B e m e s s u n g s s t r o m I n I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . B I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . C I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . K I n n e n w i d e r s t a n d L S C h a r . Z Sicherungsautomaten nach DIN EN 60898-1 (VDE 0641-11) und DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101) t a = 0,4 s; t a = 5 s (wird erreicht durch Schnellabschaltung t ≤ 0,1 s) S 200... Char. B S 200... Char. C S 200... Char. K S 200... Char. Z l a = 5 x I n l a = 10 x I n l a = 14 x I n l a = 3 x I n I erf Z s l max I erf Z s l max I erf Z s l max I erf Z s l max f L Längen- korrektur- faktor Beispiel für eine Längenkorrektur: Bei einer vorhandenen Vorimpedanz von Z v = 380 m Ω und einem Querschnitt von 1,5 mm 2 berechnet sich die Korrektur- länge ∆l wie folgt: ∆l = ( Z v o -Z v ) x f L = ( 300 m Ω-380 m Ω ) x 0,31 m = -2,48 m, d.h. die nach Tabelle 13 ermittelte maximale Leitungslänge ist um 2,5 m zu reduzieren. 10 m Ω Fortsetzung Tabelle 13 – Maximal zulässige Kabel- und Leitungslängen ermittelt in Anlehnung an DIN VDE 0100-520 Bbl. 2:2002-11 – bei 230/400 V für Cu-Leiter, Isolierung PVC oder Gummi – Impedanz vor der Überstrom-Schutzeinrichtung Z v o = 300 m Ω. Bei abweichender Vorimpedanz Z v sind die Tabellenwerte mit folgender Korrekturlänge zu verwenden ∆l = ( Z v o - Z v ) x f L Zusätzlich sind die Innenwiderstände der Sicherungs- automaten berücksichtigt. I a bewirkt eine unverzögerte Abschaltung 0,1 s bei Sicherungsautomaten. – Achtung: gegebenenfalls zusätzlich maximalen Spannungsfall beachten!) Hinweis: Die Grenzlängen brauchen nicht beachtet werden, wenn der Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) durch eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung sichergestellt wird. Die farbig unterlegten Bereiche in Tabellen und Textpassagen beziehen sich auf das Auslegungsbeispiel aus Kapitel 5

14 2CDC400027D0101 Schutz empfindlicher Bauelemente und Brandschutz in Steuerstromkreisen 24 V DC nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) Damit im Sinne der Norm ein möglichst ausreichender Schutz empfindlicher Bauelemente, wie Kontakte, konfektionierte Leitungen von Sensoren/Endschaltern erreicht werden kann, ist folgendes sicherzustellen. – Bei Überstrom muss der unverzögerte Auslöser im Milli- sekunden-Bereich die Abschaltung bewirken. Hiermit wird der Stromwärmewert I 2 t, der das Bauteil belastet, so klein wie möglich gehalten. – Damit der unverzögerte Auslöser innerhalb des Toleranz- bandes sicher anspricht, dürfen im Hinblick auf den Schleifenwiderstand max. Leitungslängen verlegt werden. Die Parameter zur Beurteilung hierfür sind: – Schleifenwiderstand ( R i + R CU ) – Kupfertemperatur: 80°C im Kurzschlussfall – Spannungsfall – Übergangswiderstände Hinweis: In der Summe ergibt das einen Reduktionsfaktor von 2/3 (DIN VDE 0100-600: 2008-06, C.61.3.6.2) Abb. 1 Auslösecharakteristik Z für AC- und DC-Anwendungen I 1 I 2 I 1 = 1.05 x l n I 2 = 1.2 x l n J R = 20 °C

2CDC400027D0101 15 R i = 0,62 Ω R L = ρ x l = 0,018 Ω mm 2 x 40 m = 0,48 Ω R = 0,62 + 0,48 = 1,1 Ω nach DIN VDE 0100-600, C.61.3.6.3: Z S ≤ 2 x U 0 ≤ 2 x 24 V Z S = R ≤ 1,78 Ω Ansprechwert unverzögert vom S 201 - Z/2 = 4,5 I n = 9 A Ergebnis: Der ermittelte Wert liegt bei 1,1 Ω. Damit ist die Bedingung erfüllt. Die Abschaltung erfolgt unverzögert im ms-Bereich. Beispiel 1: Standard-Netzgerät Beispiel 2: getaktetes Netzgerät Der Sicherungsautomat S 201 benötigt 0,1s zur unver- zögerten Abschaltung. Regelt das getaktete Netzgerät unverzögert im Kurzschlussfall nach unten, dann regelt das Netzgerät schneller als der S 201-... schalten kann. Folge: Keine selektive Fehlererkennung Ergebnis: Der Ausgang vom getakteten Netzgerät muss verzögert arbeiten ( 100 ms) und auf diesen verzögert herabgeregelten Wert muss das Schutzorgan abgestimmt sein. Somit erreicht man eine selektive Fehlererkennung. I a 4,5 x 2 A 3 3 A 1,5 mm 2 m

16 2CDC400027D0101 mm 2 A Ω Ω Ω A Ω m A Ω m A Ω m 0,5 - 5,5000 10,1000 3,8 - - 7,5 2,43 0 2,3 8,11 0 0,14 1 - 1,4400 2,2700 7,5 - - 15,0 1,22 0 4,5 4,05 6 1,6 - 0,6300 1,1000 12,0 - - 24,0 0,76 0 7,2 2,53 4 2 - 0,4600 0,6190 15,00 - - 30,0 0,61 0 9,0 2,03 4 0,5 - 5,5000 10,1000 3,8 - - 7,5 2,43 0 2,3 8,11 0 1,0 - 1,4400 2,2700 7,5 - - 15,0 1,22 0 4,5 4,05 10 0,25 1,6 - 0,6300 1,1000 12,0 - - 24,0 0,76 0 7,2 2,53 8 2 - 0,4600 0,6190 15,0 - - 30,0 0,61 1 9,0 2,03 8 3 - 0,1500 0,2020 22,5 - - 45,0 0,41 1 13,5 1,35 6 1 - 1,4400 2,2700 7,5 - - 15,0 1,22 0 4,5 4,05 14 1,6 - 0,6300 1,1000 12,0 - - 24,0 0,76 1 7,2 2,53 11 0,34 2 - 0,4600 0,6190 15,0 - - 30,0 0,61 1 9,0 2,03 11 3 - 0,1500 0,2020 22,5 - - 45,0 0,41 2 13,5 1,35 9 4 - 0,1100 0,1490 30,0 - - 60,0 0,30 1 18,0 1,01 6 1,6 - 0,6300 1,1000 12,0 - - 24,0 0,76 1 7,2 2,53 16 2 - 0,4600 0,6190 15,0 - - 30,0 0,61 1 9,0 2,03 16 0,5 3 - 0,1500 0,2020 22,5 - - 45,0 0,41 2 13,5 1,35 13 4 - 0,1100 0,1490 30,0 - - 60,0 0,30 2 18,0 1,01 9 6 0,0550 0,0550 0,1040 45,0 0,41 3 90,0 0,20 1 27,0 0,68 6 2 - 0,4600 0,6190 15,0 - - 30,0 0,61 2 9,0 2,03 23 3 - 0,1500 0,2020 22,5 - - 45,0 0,41 4 13,5 1,35 19 0,75 4 - 0,1100 0,1490 30,0 - - 60,0 0,30 2 18,0 1,01 14 6 0,0550 0,0550 0,1040 45,0 0,41 5 90,0 0,20 2 27,0 0,68 9 10 0,0133 0,0133 0,0175 75,0 0,24 3 150,0 0,12 1 45,0 0,41 6 3 - 0,1500 0,2020 22,5 - - 45,0 0,41 5 13,5 1,35 25 4 - 0,1100 0,1490 30,0 - - 60,0 0,30 3 18,0 1,01 19 1 6 0,0550 0,0550 0,1040 45,0 0,41 7 90,0 0,20 2 27,0 0,68 12 10 0,0133 0,0133 0,0175 75,0 0,24 4 150,0 0,12 1 45,0 0,41 8 13 0,0133 0,0133 - 97,5 0,19 3 195,0 0,09 - 58,5 0,31 - 16 0,0070 0,0070 0,1090 120,0 0,15 2 240,0 0,08 0 72,0 0,25 2 2 - 0,4600 0,6190 15,0 - - 30,0 0,61 3 9,0 2,03 47 4 - 0,1100 0,1490 30,0 - - 60,0 0,30 5 18,0 1,01 28 6 0,0550 0,0550 0,1040 45,0 0,41 10 90,0 0,20 3 27,0 0,68 18 1,5 10 0,0133 0,0133 0,0175 75,0 0,24 6 150,0 0,12 2 45,0 0,41 12 13 0,0133 0,0133 - 97,5 0,19 4 195,0 0,09 1 58,5 0,31 - 16 0,0070 0,0070 0,1090 120,0 0,15 3 240,0 0,08 1 72,0 0,25 3 20 0,0063 0,0063 0,0060 150,0 0,12 2 300,0 0,06 0 90,0 0,20 5 Tabelle 14 Maximal zulässige Kabel- und Leitungslängen zum Schutz empfindlicher Bauelemente und Brandschutz bei DC-Anwendungen Leiter nennquer - schnitt Bemessungsstr om I n Innenwiderstand LS Char . B Innenwiderstand LS Char . C Innenwiderstand LS Char . Z Sicherungsautomaten nach DIN EN 60898-1 (DIN VDE 0641-11) und DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101) t a 0,1 s S 200... Char. B S 200... Char. C S 200... Char. Z l a = 5 x 1,5 x I n l a = 10 x 1,5 x I n l a = 3 x 1,5 x I n I erf Z s l max I erf Z s l max I erf Z s l max Anmerkungen siehe Seite 17

2CDC400027D0101 17 Hinweis: Die l max -Werte stellen den zusätzlichen Schutz empfind- licher Bauelemente sicher. Bei l max = 0 ist in jedem Fall der alleinige Überstromschutz der Leitung über den ver zögerten Auslöser sichergestellt. Leiter nennquer - schnitt Innenwiderstand LS Char . B Innenwiderstand LS Char . C Innenwiderstand LS Char . Z Sicherungsautomaten nach DIN EN 60898-1 (DIN VDE 0641-11) und DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101) t a 0,1 s S 200... Char. B S 200... Char. C S 200... Char. Z l a = 5 x 1,5 x I n l a = 10 x 1,5 x I n l a = 3 x 1,5 x I n I erf Z s l max I erf Z s l max I erf Z s l max – Spannung in der Anlage: 24 V DC – Impedanz vor der Überstrom-Schutzeinrichtung Z v = 50 mΩ (Annahme). – Für Leitertemperatur (im Kurzschlussfall 80°C) und für nicht erfassbare Impedanzen ist der Faktor 2/3 einge- rechnet (DIN VDE 0100-600). – Achtung: zusätzlich maximalen Spannungsfall beachten! mm 2 A Ω Ω Ω A Ω m A Ω m A Ω m 6 0,0550 0,0550 0,1040 45,0 0,41 17 90,0 0,20 6 27,0 0,68 30 10 0,0133 0,0133 0,0175 75,0 0,24 10 150,0 0,12 3 45,0 0,41 19 2,5 13 0,0133 0,0133 - 97,5 0,19 7 195,0 0,09 2 58,5 0,31 - 16 0,0070 0,0070 0,1090 120,0 0,15 5 240,0 0,08 1 72,0 0,25 5 20 0,0063 0,0063 0,0060 150,0 0,12 4 300,0 0,06 0 90,0 0,20 8 25 0,0050 0,0050 0,0041 187,5 0,10 2 375,0 0,05 0 112,5 0,16 6 10 0,0133 0,0133 0,0175 75,0 0,24 17 150,0 0,12 5 45,0 0,41 31 13 0,0133 0,0133 - 97,5 0,19 11 195,0 0,09 3 58,5 0,31 - 4 16 0,0070 0,0070 0,1090 120,0 0,15 9 240,0 0,08 2 72,0 0,25 9 20 0,0063 0,0063 0,0060 150,0 0,12 6 300,0 0,06 0 90,0 0,20 13 25 0,0050 0,0050 0,0041 187,5 0,10 4 375,0 0,05 0 112,5 0,16 10 32 0,0036 0,0036 0,0028 240,0 0,08 2 480,0 0,04 0 144,0 0,13 7 13 0,0133 0,0133 - 97,5 0,19 17 195,0 0,09 4 58,5 0,31 - 16 0,0070 0,0070 0,1090 120,0 0,15 13 240,0 0,08 3 72,0 0,25 13 6 20 0,0063 0,0063 0,0060 150,0 0,12 9 300,0 0,06 1 90,0 0,20 20 25 0,0050 0,0050 0,0041 187,5 0,10 6 375,0 0,05 0 112,5 0,16 15 32 0,0036 0,0036 0,0028 240,0 0,08 3 480,0 0,04 0 144,0 0,13 10 40 0,0030 0,0030 0,0025 300,0 0,06 1 600,0 0,03 0 180,0 0,10 7 25 0,0050 0,0050 0,0041 187,5 0,10 10 375,0 0,05 0 112,5 0,16 25 32 0,0036 0,0036 0,0028 240,0 0,08 5 480,0 0,04 0 144,0 0,13 17 10 40 0,0030 0,0030 0,0025 300,0 0,06 2 600,0 0,03 0 180,0 0,10 11 50 0,0013 0,0013 0,0018 375,0 0,05 0 750,0 0,02 0 225,0 0,08 7 63 0,0012 0,0012 0,0013 472,5 0,04 0 945,0 0,02 0 283,5 0,06 3 32 0,0036 0,0036 0,0028 240,0 0,08 8 480,0 0,04 0 144,0 0,13 27 16 40 0,0030 0,0030 0,0025 300,0 0,06 3 600,0 0,03 0 180,0 0,10 18 50 0,0013 0,0013 0,0018 375,0 0,05 0 750,0 0,02 0 225,0 0,08 11 63 0,0012 0,0012 0,0013 472,5 0,04 0 945,0 0,02 0 283,5 0,06 5 Bemessungsstr om I n Fortsetzung Tabelle 14

18 2CDC400027D0101 3. Auslöse-Charakteristiken für Sicherungsautomaten im Vergleich Prospektiver Kurzschlussstrom I CC /A Schmelzsicherung gL Sicherungsautomat D u r c h l a s s I 2 t / A 2 s Abb. 3 Grenzbelastungskennlinie für PVC-isolierte Leitungen 1 2 3 4 Bereich vollkommener Wärmeableitung bei Dauerstrom I z zul. Betriebstemperatur 70 °C Bereich begrenzter Wärmeableitung bei Überlast I 2 ≤ 1,45 x I z Bereich ohne Wärmeableitung bei maximaler Kurzschlussdauer 5 s I 2 t = konstant, zul. Kurzschlusstemperatur 160 °C Bei Ausschaltzeit 0,1 s muss I 2 t des Sicherungsautomaten kleiner als k 2 · S 2 der Leitung sein (k = Materialwert nach DIN VDE 0100-540; S = Leitungsquerschnitt in mm 2 ) I z 1,45 I z 10 I z 100 I z I z I k = Materialwert nach DIN VDE 0100 Teil 540 S = Leiterquerschnitt in mm 2 Bei Ausschaltzeit 0,1s muß I 2 t des Sicherungsautomaten kleiner sein als k 2 · S 2 der Leitung Bereich ohne Wärmeableitung bei max. Kurzschlußdauer 5s; I 2 t = konstant zul. Kurzschlußßtemperatur 160 ˚C Bereich begrenzter Wärme- ableitung bei Überlast I 2 ʺ 1,45 x I z 0,1 s 5 s 1 h t 20 Jahre Bereich vollkommener Wärme- ableitung bei Dauerstrom I z zul. Betriebstemperatur 70 ˚C I z 1,45 I z 10 I z 100 I z I I z 20 Jahre 1 h 5 s 0,1 s t 2 1 3 4 Cu-Leiter PVC-isol. mm 2 2,5 1,5 1,0 0,75 max. zul. I 2 t-Werte A 2 s 82.600 29.700 13.200 7.400 Abb. 2 Durchlassenergie I 2 t Überlastschutz nach DIN VDE 0100-430 Für den Schutz bei Überlast ist das Schutzgerät in Abhängigkeit der Strombelastbarkeit I z der Leitung zu wählen: I b ≤ I n ≤ I z (1) I 2 ≤ 1,45 x I z (2) I b = Betriebsstrom der Leitung I n = Bemessungsstrom der Schutzeinrichtung I z = Strombelastbarkeit der Leitung nach DIN VDE 0298-4 I 2 = festgelegter Auslösestrom der Schutzeinrichtung 50, 63 A 32, 40 A 20, 25 A 16 A 10, 13 A 6 A B, C In = 10 2 6 8 10 3 2 3 4 6 10 5 8 6 4 3 2 10 4 8 6 4 3 2 10 3 In der DIN VDE 0100-430 sind die An- forderungen für den „Schutz von Kabeln und Leitungen bei Überstrom“ fest- gelegt. Sicherungsautomaten dienen dem Kabel- und Leitungsschutz in der Installation. Sie sollen selbsttätig abschalten, sobald der Strom durch An- stieg und Zeitdauer eine für die Leitung oder ein Betriebsmittel zu hohe Erwär- mung erzeugt. Schutz bei Kurzschluss Die Abbildung 2 zeigt die typische Durchlasskennlinie I 2 t von Überstrom- schutzschaltern. Für den Sicherungs- automat S201-B16 ergibt sich daraus bei einem möglichen prospektiven Kurzschlussstrom von i cc = 6 kA, dass die Durchlassenergie auf ca. 20.000 A 2 s begrenzt wird. Dieser Wert liegt weit unterhalb 29.700 A 2 s. Damit können PVC-isolierte Cu-Leiter 1,5 mm 2 im Kurzschlussfall geschützt werden.

2CDC400027D0101 19 DIN VDE 0100-430/November 1991; Abschnitt 5.2 Anmerkung 5 Lebensdauer von PVC-isolierten Leitungen nach Arrhenius Leitertemperatur Lebensdauer 70 ˚C 20,0 Jahre 90 ˚C 2,5 Jahre 100 ˚C 1,0 Jahr Die Bedingungen (1) und (2) garantieren in einzelnen Fällen nicht den vollstän- digen Schutz, z. B. bei lang anstehen- den Überströmen, die kleiner als I 2 sind. Sie führen auch nicht zwangsläufig zur wirtschaftlichsten Lösung. Deshalb ist vorausgesetzt, dass der Strom- kreis so gestaltet ist, dass kleine Überlastungen von langer Dauer nicht regelmäßig auftreten werden. Ziel ist es, mit der ausgewählten Charakteristik ein Kabel/eine Leitung gemäß ihrer Grenzbelastbarkeit nach Abb. 3 zu schützen. Schutz bei Überlast Es wird deutlich, dass mit den Auslöse-Charakteristiken „K“ und „Z“ mehr Sicherheit beim Planen und im Betrieb erreicht wird, da der festgelegte Auslösestrom bei 1,2 x I n liegt (B, C, D: 1,45 x I n ). Vielfaches des Bemessungsstromes A uslösez eit Sekunden Minuten 1 2 3 5 8 10 60 40 20 10 6 4 2 1 40 20 10 6 4 2 1 0.6 0.4 0.2 0.1 0.06 0.04 0.02 0.01 B 14 20 30 120 I 2 = 1.2 x I n I 1 = 1.05 x I n = 20˚ C = Grenzkennlinie aus dem 1 kalten Zustand C K Z 1 1 I 2 = 1.45 x I n I 1 = 1.13 x I n = 30˚ C 1.5 R R D (K) (Z) J R J R Leitertemperaturen PVC-isolierter Leitungen bei Überlast Belastung Leitertemperatur 1,0 x I n 70 ˚C 1,2 x I n 86 ˚C 1,45 x I n 116 ˚C 90 % des Temperaturwertes werden aus dem betriebs- warmen Zustand heraus nach 5 Minuten erreicht. Vielfaches des Bemessungsstromes A u s l ö s e z e i t S e k u n d e n M i n u t e n I 1 = 1.05 x l n I 2 = 1.2 x l n J R = 20 °C I 1 = 1.13 x l n I 2 = 1.45 x l n J R = 30 °C 1 1.5 2 3 5 8 10 14 20 30

20 2CDC400027D0101 Vergleich der Auslöse-Charakteristiken „Z“ und „B“ Steuerstromkreise 24 V DC Damit im Sinne der Norm ein möglichst ausreichender Schutz empfindlicher Bauelemente wie Kontakte, konfektio- nierte Leitungen von Sensoren/End- schaltern usw. erreicht werden kann, muss der unverzögerte Auslöser im Millisekunden-Bereich die Abschaltung bewirken. Es dürfen im Hinblick auf den Schleifen- widerstand maximale Leitungslängen nicht überschritten werden. Unter Be- rücksichtigung verschiedener Parameter ergeben sich beispielhaft folgende ma- ximale Leitungslängen: 1,5 mm 2 , 2-adrig, Cu Sicherungsautomat B6 max. 10 m Sicherungsautomat Z2 max. 47 m Sicherungsautomat Z6 max. 18 m Bei Verwendung der Z-Charakteristik lassen sich aufgrund des niedrigen Sofortauslösestroms die größten Leitungslängen realisieren. Hinweis Bei Gleichstrom erhöhen sich die Auslösewerte der elektromagnetischen Auslöser um den Faktor 1,5. Schutz bei Überlast Hier wird deutlich, dass mit der Auslöse-Charakteristik „Z“ mehr Sicherheit beim Planen und im Betrieb erreicht wird. 1 2 1.5 3 6 8 10 15 20 30 Vielfaches des Bemessungsstromes A uslösez eit Sekunden Minuten 60 40 20 10 6 4 2 1 40 20 10 6 4 2 1 0.6 0.4 0.2 0.1 0.06 0.04 0.02 0.01 B 120 I 2 = 1.2 x I n I 1 = 1.05 x I n = 20˚ C = Grenzkennlinie aus dem 1 kalten Zustand Z 1 I 2 = 1.45 x I n I 1 = 1.13 x I n = 30˚ C 5 1 R R (Z) J R J R Leitertemperaturen PVC-isolierter Leitungen bei Überlast Belastung Leitertemperatur 1,0 x I n 70 ˚C 1,2 x I n 86 ˚C 1,45 x I n 116 ˚C Lebensdauer von PVC-isolierten Leitungen nach Arrhenius Leitertemperatur Lebensdauer 70 ˚C 20,0 Jahre 90 ˚C 2,5 Jahre 100 ˚C 1,0 Jahr 90 % des Temperaturwertes werden aus dem betriebs- warmen Zustand heraus nach 5 Minuten erreicht. Vielfaches des Bemessungsstromes A u s l ö s e z e i t S e k u n d e n M i n u t e n I 1 = 1.13 x l n I 2 = 1.45 x l n J R = 30 °C I 1 = 1.05 x l n I 2 = 1.2 x l n J R = 20 °C

2CDC400027D0101 21 Vergleich der Auslöse-Charakteristiken „C“ und „K“ „K“ löst den Zielkonflikt von Betriebs- sicherheit bei Stromspitzen und schnel- ler Abschaltung im Kurzschlussfall. In Stromkreisen, wo Einschaltstrom- spitzen durch Motoren, Ladegeräte, Schweißtransformatoren, usw. auftreten können, hat sich die Auslöse-Charak- teristik „K“ seit vielen Jahren bewährt. Stromspitzen bis 10 x I n führen nicht zur ungewollten Abschaltung. Die Auslöse- Charakteristik „C“ hält nur Stromspitzen bis 5 x I n stand. Hinweis Bei Gleichstrom erhöhen sich die Auslösewerte der elektromagnetischen Auslöser um den Faktor 1,5. Vielfaches des Bemessungsstromes A uslösez eit Sekunden Minuten 1 2 3 5 8 10 60 40 20 10 6 4 2 1 40 20 10 6 4 2 1 0.6 0.4 0.2 0.1 0.06 0.04 0.02 0.01 14 120 I 2 = 1.2 x I n I 1 = 1.05 x I n = 20˚ C = Grenzkennlinie aus dem 1 kalten Zustand C K 1 I 2 = 1.45 x I n I 1 = 1.13 x I n = 30˚ C 1.5 4 1 20 30 R R (K) J R J R Schutz bei Überlast Hier wird deutlich, dass mit der Auslöse-Charakteristik „K“ mehr Sicherheit beim Planen und im Betrieb erreicht wird. Leitertemperaturen PVC-isolierter Leitungen bei Überlast Belastung Leitertemperatur 1,0 x I n 70 ˚C 1,2 x I n 86 ˚C 1,45 x I n 116 ˚C Lebensdauer von PVC-isolierten Leitungen nach Arrhenius Leitertemperatur Lebensdauer 70 ˚C 20,0 Jahre 90 ˚C 2,5 Jahre 100 ˚C 1,0 Jahr 90 % des Temperaturwertes werden aus dem betriebs- warmen Zustand heraus nach 5 Minuten erreicht. Vielfaches des Bemessungsstromes A u s l ö s e z e i t S e k u n d e n M i n u t e n I 1 = 1.05 x l n I 2 = 1.2 x l n J R = 20 °C I 1 = 1.13 x l n I 2 = 1.45 x l n J R = 30 °C 1 1.5 2 3 5 8 10 14 20 30

22 2CDC400027D0101 „K“ löst den Zielkonflikt von Betriebs- sicherheit bei Stromspitzen und schnel- ler Abschaltung im Kurzschlussfall. Die Auslöse-Charakteristik „K“ löst spätestens 14 x I n in 0,1 s aus. Dagegen schaltet die Auslöse- Charakteristik „D“ erst bei 20 x I n in 0,1 s ab, was im Hinblick auf den Schleifenwiderstand sowie auch beim Leitungsschutz im Bereich 10-20 x I n nachteilig sein kann. Beispiel: Eine Steckdose ist mit einem Siche- rungsautomat D16 abgesichert. Zur Einhaltung der Abschaltbedingung ≤ 0,4 s muß ein Kurzschlussstrom von ≥ 320 A sichergestellt werden. Hinweis Bei Gleichstrom erhöhen sich die Auslösewerte der elektromagnetischen Auslöser um den Faktor 1,5. Vergleich der Auslöse-Charakteristiken „K“ und „D“ Vielfaches des Bemessungsstromes A uslösez eit Sekunden Minuten 1 2 3 5 8 10 60 40 20 10 6 4 2 1 40 20 10 6 4 2 1 0.6 0.4 0.2 0.1 0.06 0.04 0.02 0.01 14 20 30 120 I 2 = 1.2 x I n I 1 = 1.05 x I n = 20˚ C = Grenzkennlinie aus dem 1 kalten Zustand K 1 D 1 I 2 = 1.45 x I n I 1 = 1.13 x I n = 30˚ C 1.5 4 6 R R (K) (K) J R J R Schutz bei Überlast Hier wird deutlich, dass mit der Auslöse-Charakteristik „K“ mehr Sicherheit beim Planen und im Betrieb erreicht wird. Leitertemperaturen PVC-isolierter Leitungen bei Überlast Belastung Leitertemperatur 1,0 x I n 70 ˚C 1,2 x I n 86 ˚C 1,45 x I n 116 ˚C Lebensdauer von PVC-isolierten Leitungen nach Arrhenius Leitertemperatur Lebensdauer 70 ˚C 20,0 Jahre 90 ˚C 2,5 Jahre 100 ˚C 1,0 Jahr 90 % des Temperaturwertes werden aus dem betriebs- warmen Zustand heraus nach 5 Minuten erreicht. Vielfaches des Bemessungsstromes A u s l ö s e z e i t S e k u n d e n M i n u t e n I 1 = 1.05 x l n I 2 = 1.2 x l n J R = 20 °C I 1 = 1.13 x l n I 2 = 1.45 x l n J R = 30 °C 1 1.5 2 3 5 8 10 14 20 30

2CDC400027D0101 23 Vielfaches des Bemessungsstromes Auslösezeit Sekunden Minuten 1 2 3 5 8 60 40 20 10 6 4 2 1 40 20 10 6 4 2 1 0.6 0.4 0.2 0.1 0.06 0.04 0.02 0.01 14 120 I 2 = 1.2 x I n I 1 = 1.05 x I n = 20˚ C K Z 1 1 1.5 4 6 20 30 R = Grenzkennlinie aus dem 1 kalten Zustand 10 Gegenüber den Auslöse-Charakteristiken „B“, „C“ und „D“, bieten „K“ und „Z“ mehr Sicherheit beim Planen und im Betrieb. Zuordnung – B, C und D für den Überstromschutz von Leitungen nach DIN EN 60898-1 (DIN VDE 0641-11) – K zum Schutz von Wicklungen bei Motoren und Transformatoren bei gleichzeitigem Überstromschutz der Leitungen – Z für Steuerstromkreise mit hohen Impedanzen, für Spannungswandlerkreise und für Halbleiterschutz bei gleichzeitigem Überstromschutz von Leitungen Empfehlung In Steckdosen-Stromkreisen empfehlen wir entsprechend DIN VDE 0100-410 eine FI/LS-Kombination. Vielfaches des Bemessungsstromes Auslösezeit Sekunden Minuten 1 2 3 5 10 60 40 20 10 6 4 2 1 40 20 10 6 4 2 1 0.6 0.4 0.2 0.1 0.06 0.04 0.02 0.01 B 20 120 = Grenzkennlinie aus dem 1 kalten Zustand C 1 D 1 1.5 I 2 = 1.45 x I n I 1 = 1.13 x I n R = 30˚ C 30 I 1 I 2 J R J R Auslöse-Charakteristiken B, C, D, K, Z Auslöse-Charakteristik B, C, D Auslöse-Charakteristik K, Z nach DIN EN 60898-1 (VDE 0641-11) nach DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101) Baubestimmung für Sicherungsautomat für Baubestimmung für Leistungsschalter Haushaltinstallationen und ähnliche Zwecke I 1 I 2 I 1 = 1.13 x l n I 2 = 1.45 x l n J R = 30 °C I 1 = 1.05 x l n I 2 = 1.2 x l n J R = 20 °C

24 2CDC400027D0101 Weitere Kriterien bei der Auswahl von Sicherungsautomaten Um den Stromkreis bestmöglich abzusichern, sind zusätzliche Randbedingungen bei der Auswahl der Sicherungsautomaten zu berücksichtigen: – Der Sicherungsautomat ist auf den Bemessungsstrom des angeschlossenen Gerätes oder der Strombelastbarkeit der Leitung abzustimmen, je nachdem welcher der niedrigere Wert ist. – Umgebungstemperatur – Gegenseitige Beeinflussung bei Anordnung von mehreren Sicherungsautomaten nebeneinander Abweichende Umgebungstemperatur Die thermischen Auslöser werden vom Hersteller auf eine Bezugsumgebungstemperatur eingestellt. Diese beträgt für „K“ und „Z“ 20 °C, für „B“, „C“ und „D“ 30 °C. Bei höheren Umgebungstemperaturen verringern sich die maximalen Betriebsströme um ca. 6 % je +10°C Temperaturdifferenz. Für genaue Berechnungen und sehr hohe bzw. niedrige Umgebungstemperaturen müssen Referenztabellen heran- gezogen werden. Gegenseitige Beeinflussung bei gleichmäßiger Belastung Bei dichter Aneinanderreihung und gleichmäßig hoher Aus- lastung der Sicherungsautomaten muss ein Korrekturfaktor berücksichtigt werden: – 2 und 3 Sicherungsautomaten: Faktor 0,9 – 4 und 5 Sicherungsautomaten: Faktor 0,8 – 6 und mehr Sicherungsautomaten: Faktor 0,75 Werden Füll- bzw. Distanzstücke eingesetzt, finden diese Faktoren keine Anwendung. Für abweichende Umgebungstemperaturen gelten Reduktionsfaktoren! Tabelle 15 Auslösebedingungen für Sicherungsautomat für AC-Anwendungen Auslösecharakteristik B C D K Z Norm DIN EN 60898-1 in Anlehnung an (VDE 064-11) DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101) Zeit-Strom-Kennlinie Zeiten x I n (30 °C) Zeiten x I n (20 °C) Nicht-Auslösen 1 h für I n ≤ 63 A 1,13 1 h für I n ≤ 63A 1,05 2 h für I n 63 A 1,45 1,2 Auslösen 1 ... 60 s für I n ≤ 32 A 2,55 120 s 1,5 1 ... 120 s für I n 32 s 2 s 6 Sofort-Auslösung (magn.) Zeiten x I n Zeiten x I n Nicht-Auslösen 0,1 s 3 5 10 0,2 s 10 2 Auslösen 0,1 s 5 10 20 0,2 s 14 3

2CDC400027D0101 25 4. Vorgehensweise bei Auslegung von Kabel- und Leitungs- systemen und Auswahl von Überstrom-Schutzeinrichtungen 4. Bestimmung der notwendigen Strombelastbarkeit I z des Kabels/der Leitung auf Basis von I b bzw. I b,neu 5. Auswahl des Kabel-/Leitungstyps und -querschnitts 6. Zuordnung der Überstrom-Schutzeinrichtung (Typ, Charakteristik, Bemessungsstrom) unter Beachtung der angeschlossenen Betriebsmittel 7. Ermittlung der maximalen zulässigen Leitungslänge für jeden Leitungsabschnitt – aufgrund des zulässigen angenommenen Spannungsfalls – aufgrund der erforderlichen Abschaltzeiten für den Schutz gegen elektrischen Schlag (Fehlerschutz) – soweit zutreffend ggf. Erhöhung des Leiterquerschnitts oder Reduzierung des Bemessungsstroms der Schutz- einrichtung Bei der Ermittlung der kennzeichnenden Werte hat sich folgende Vorgehensweise bewährt: 1. Festlegung des zu erwartenden maximalen Betriebs- stroms I b des zu schützenden Stromkreises 2. Festlegung der Verlegeart(en), z. B. aufgrund von baulichen Gegebenheiten 3. Ermittlung erforderlicher Reduktionsfaktoren f 1 , f 2 , … (z. B. bei Häufung, abweichender Umgebungs- temperatur, etc.) ggf. Berechnung eines neuen, fiktiven Betriebsstroms I b,neu gemäß Die Auslegung von Kabel- und Leitungsanlagen erfordert die Be- rücksichtigung von unterschied- lichsten Parametern, wie: – Betriebsstrom des Stromkreises – Art der Verlegung von Kabeln/ Leitungen – Leitungstyp – Umgebungsbedingungen usw. I b,neu = I b f 1 · f 2 · ...

26 2CDC400027D0101 5. Auslegungsbeispiel für einen Durchlauferhitzer Verbraucheranlage hydraulischer Durchlauferhitzer, 18 kW, in einem gewerblich genutzten Bauwerk. Nennspannung des Netzes U 0 /U = 230/400 V, TNS-System Betriebsstrom des Stromkreises Maximaler Betriebsstrom des Stromkreises I b = 30 A. Leitung, Verlegebedingungen und Strombelastbarkeit Mantelleitung NYM-J 5 x 6 mm 2 nach DIN VDE 0250-204 (VDE 0250 Teil 204), teilweise auf Pritschen (nach Kapitel 1, Tabelle 1: Referenzverlegeart E), teilweise in Installations- rohren (Referenzverlegeart B2) verlegt. Strombelastbarkeit nach Kapitel 1, Tabelle 2 (T u = 30 °C) nach der ungünstigsten Verlegeart (= Referenzverlegeart B2) mit 3 belasteten Adern: I z = 34 A. Anmerkung Bei Häufung sind Umrechnungsfaktoren wie z. B. nach den Tabellen 5 bis 10 im Kapitel 1 zu berücksichtigen. Schutz bei Überlast Schutzeinrichtung: Sicherungsautomat K-Charakteristik (mit I 2 = 1,2 x I n ) Gewählt wird I n = 32 A. Damit sind die Bedingung I b ≤ I n ≤ I Z sowie I 2 ≤ 1,45 x I Z eingehalten. Fehlerschutz (Schutz gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen, Schutz bei indirektem Berühren) und Schutz bei Kurzschluss Abschaltung im TN-System mit Überstrom-Schutzeinrichtung, vorgeschriebene Abschaltzeit 0,4 s, Impedanz vor der Schutz- einrichtung Z V = 100 mΩ. Maximal zulässige Leitungslänge nach Kapitel 2, Tabelle 13 (gilt für Z V = Z V0 = 300 mΩ): 27 m. Da die Impedanz vor der Schutzeinrichtung Z V = 100 mΩ kleiner ist als der in Tabelle 13 zugrundeliegende Wert von 300 mΩ, ist die maximal zulässige Kabel- und Leitungslänge mit dem Längen-Korrekturfaktor f l (letzte Spalte der Tabelle) zu korrigieren. Für Querschnitt 6 mm 2 beträgt f L = 1,22 m/10 mΩ. Längenkorrektur: ∆ l = (Z V0 -Z V ) x f L = (300-100) mΩ x 1,22 m/10 mΩ = 24,4 m. Damit beträgt die maximal zulässige Leitungslänge: 27 m + 24,4 m = 51,4 m. Spannungsfall Der Gesamtspannungsfall soll nach DIN 18015-1 hinter der Zähleranlage nicht mehr als 3 % betragen. Diese 3 % sind entsprechend auf die einzelnen Leitungsabschnitte bis zum Verbraucher zu verteilen. Für die Zuleitung zum Durchlauf- erhitzer wird hier ein zulässiger Spannungsfall von 2% ange- nommen. Nach Kapitel 2, Tabelle 11 ist die maximal zulässige Leitungs- länge 60 m bei einem Spannungsfall von 3 % und einem zu- grunde gelegten Betriebstrom von 35 A. Dieser Wert ist nach Kapitel 2, Tabelle 12 für einen Spannungsfall von 2 % mit dem Faktor 0,66 umzurechnen. Dazu kommt ein weiterer Faktor 1,09 für die Umrechnung von 35 A auf 32 A. Demnach beträgt die maximal zulässige Leitungslänge 60 m x 0,66 x 1,09 = 43 m. Ergebnis Die maximal zulässige Leitungslänge des Stromkreises wird durch den Spannungsfall bestimmt: l max = 43 m.

2CDC400027D0101 27 Notizen

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