Die Berechnung und Simulation auftretender Kurzschlussströme
Zusätzlich zu den Simulationen von Aspekten wie der harmonischen Verzerrung und schnellen Spannungsschwankungen kann HyTEPS auch Kurzschluss-Berechnungen für Ihre Installation durchführen. Mithilfe von Kurzschluss-Berechnungen bietet Ihnen HyTEPS einen Einblick in die Kurzschlussströme bei einem Kurzschluss. Dadurch werden Probleme und Risiken vermieden. Für die Erstellung von Kurzschluss-Berechnungen nutzen wir professionelle Softwarepakete und das wissenschaftliche Wissen (und die Erfahrung) unserer Techniker.
Die Sicherheit einer Elektroinstallation hängt auch von ihrer Beständigkeit gegen Kurzschlussströme ab. Ein zu hoher Kurzschlussstrom führt im Falle eines Kurzschlusses zur Überhitzung der elektrischen Komponenten und zu einer elektromagnetischen Kraft zwischen den Leitern. Dies kann zu starken Explosionen führen, die möglicherweise Bauteile zerstören und Menschen gefährden können. Außerdem wird giftige Kupferemulsion freigesetzt. Deshalb ist es wichtig, dass die elektrischen Anlagen den auftretenden Kurzschlussströmen standhalten. Kurzschluss-Berechnungen bieten Aufschluss über die Kurzschlussfestigkeit der Anlage und der Komponenten sowie über die Gefahren für Personen, die um und mit der Anlage arbeiten.
Simulationen von Installationen und die Erstellung von Kurzschlussberechnungen sind vor großer Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Sicherheit in allen Situationen gewährleistet ist. Das gilt für Niederspannungs- und Mittelspannungsanlagen, für Anlagen mit 1 bis über 200 Transformatoren und sowohl im Normal- als auch im Notbetrieb.
Ein Kurzschlussstrom hängt von der Impedanz des Netzes und der Leistung der Stromversorgung, des/der Notstromaggregate(s) und der Motoren ab. Daher werden in den folgenden Situationen Kurzschluss-Berechnungen durchgeführt:
1) Netzstromversorgung
2) Notstrom
3) USV
Kurzschluss-Berechnungen bei der Installationsplanung
Für die Auslegung einer Elektroinstallation ist die Durchführung von Kurzschluss-Berechnungen erforderlich. Durch die Berechnung der möglichen Kurzschlussströme kann beurteilt werden, ob Komponenten in einer Anlage kurzschlussfest genug sind. Zum Beispiel werden Schaltgeräte und Verteiler mit einer spezifischen thermischen und dynamischen Kurzschlussfestigkeit ausgeführt. Diese Kurzschlussfestigkeit muss für jeden elektrischen Verteiler bestimmt werden. Oft wird ein maximaler Spitzenwert angegeben und ein effektiver Kurzschlussstrom, den das Schienensystem für 1 Sekunde führen kann. Der Schutz schaltet den Kurzschlussstrom jedoch viel schneller ab, sodass dann eine Neuberechnung erfolgen kann.
Leitungsschutzschalter haben ebenfalls eine Begrenzung für den Kurzschlussstrom, die sie abschalten können. Dieser Wert steht auf dem Schutzschalter. Es muss geprüft werden, ob sich die Schutzschalter nicht an einer Stelle in der Anlage befinden, an der dieser Kurzschlussstrom überschritten wird. Kurzschluss-Berechnungen bieten Ihnen Aufschluss über die Kurzschlussfestigkeit der Komponenten.
Kurzschlussfestigkeit bestehender Installationen
In bestehenden Installationen ist es mindestens genauso wichtig, durch Kurzschluss-Berechnungen festzustellen, ob die Installation und die Komponenten noch ausreichend kurzschlussfest sind. Im Laufe der Jahre haben sich Änderungen im Stromnetz, der Installation und den Komponenten ergeben. Diese Änderungen können sich auf die Kurzschlussfestigkeit ausgewirkt haben. Die Anlage, die zum Zeitpunkt ihrer Installation ausreichenden Schutz vor Problemen und Risiken durch Kurzschlussströme bot, kann nun versteckte Gefahren bergen. Außerdem ist wichtig, sich einen Einblick in die Kurzschlussfestigkeit der aktuellen Installation und den Einfluss der beabsichtigten Änderungen darauf zu erhalten, wenn umfassende Anpassungen, Um- oder Nachrüstungen der Anlage geplant sind. Die Gewährleistung der Anlagensicherheit hat höchste Priorität. Kurzschluss-Berechnungen bieten die dafür notwendigen Informationen.
Maximaler und minimaler Kurzschlussstrom
Neben dem maximalen Wert eines auftretenden Kurzschlussstroms muss auch der minimal auftretende Kurzschlussstrom berücksichtigt werden, denn auch bei einem Kurzschluss am Ende einer Leitung oder am Ende einer Installation muss der Kurzschlussstrom noch ausreichen, um eine rechtzeitige Auslösung der Schutzschaltung zu gewährleisten. Die Zeit kann je nach Zweck der Schutzfunktion unterschiedlich sein. Im Falle eines Kurzschlusses zwischen einer Phase und einem Metallrahmen liegt ein Erdschlussstrom vor. An den Metallrahmen kann dann eine Fehlerspannung entstehen. Diese Fehlerspannung sollte normalerweise in 0,4 Sekunden abgeschaltet werden. Hierbei handelt es sich um eine Schutzmaßnahme (automatisches Abschalten der Stromversorgung) im Falle eines Anlagenfehlers. Das wird in den Kurzschluss-Berechnungen, die HyTEPS für Sie erstellt, berücksichtigt.
Sicherheit durch Kurzschluss-Berechnungen
Simulationen von Installationen und die Erstellung von Kurzschlussberechnungen sind vor großer Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Sicherheit in allen Situationen gewährleistet ist. Auch in Notstromsituationen, in denen die Anlage über einen oder mehrere Generatoren versorgt wird, ist ein gut funktionierendes Schutzkonzept erforderlich. Der auftretende Kurzschlussstrom ändert sich erheblich bei Generatoren, die parallel zum öffentlichen Netz laufen oder in einer Situation, in der sie die Anlage autonom versorgen müssen. Die Überprüfung der auftretenden Kurzschlussströme mithilfe von Kurzschluss-Berechnungen ist von ausschlaggebender Bedeutung.
Lichtbogenenergie ist die Ursache für die meisten elektrischen Verletzungen
Die meisten elektrischen Verletzungen und die meisten Todesfälle sind auf Brandwunden durch einen elektrischen Lichtbogen zurückzuführen, der bei einem Kurzschluss entstehen kann. Der Lichtbogen gefährdet nicht nur die Sicherheit der Mitarbeiter*innen, sondern führt auch zu einem Betriebsstillstand. Mithilfe von Kurzschluss-Berechnungen lässt sich auch die auftretende Lichtbogenenergie berechnen, sodass in Bezug auf dieses Problem Maßnahmen umgesetzt werden können.
