Ein Kurzschluss ist eines der zerstörerischsten Phänomene innerhalb einer elektrischen Anlage. In Millisekunden werden Kräfte freigesetzt, die Bauteile zerstören, die Betriebssicherheit gefährden und - im schlimmsten Fall - die Sicherheit von Personen bedrohen können. Für den Ingenieur und den Leiter der Anlage ist der Kurzschlussstrom daher kein abstrakter Begriff, sondern ein entscheidender Parameter bei der Planung und Verwaltung der Anlage.
Hält Ihre Anlage dem maximal möglichen Kurzschlussstrom stand? Und schalten Ihre Schutzeinrichtungen rechtzeitig ab, aber nur dort, wo es notwendig ist? Das Verständnis von Kurzschlussströmen gemäß der Norm IEC 60909 ist die Grundlage für eine sichere und zuverlässige Stromversorgung.
Grundsätzlich ist ein Kurzschluss eine Verbindung zwischen zwei oder mehr Punkten mit unterschiedlichen Potenzialen, bei der die Impedanz (der Widerstand) nahe Null ist. Da der Strom den Weg des geringsten Widerstands wählt, steigt der Strom in einem Bruchteil einer Sekunde auf ein Vielfaches des Nennstroms an. Dies wird dann als Kurzschlussstrom bezeichnet.
Für einen technischen Leiter oder Ingenieur ist "der" Kurzschlussstrom jedoch keine singuläre Zahl. Um eine Anlage sicher zu gestalten, betrachten wir verschiedene Werte im Zeitbereich, wie sie in der IEC 60909 definiert sind:
Sich blind auf die Daten von Lieferungen vor zehn Jahren zu verlassen, ist ein Risiko. Anlagen verändern sich: Transformatoren werden hinzugefügt, Kabellängen ändern sich und Motoren werden durch frequenzgesteuerte Antriebe ersetzt. Jede Änderung wirkt sich auf die Impedanz des Netzes und damit auf den Kurzschlussstrom aus.
Folgen einer Fehleinschätzung:
Die Situation: Eine industrielle Bäckerei expandiert mit einer neuen Produktionslinie und installiert einen schwereren Transformator zur Energieversorgung.
Problem: Der vorhandene Hauptverteiler war seinerzeit für eine geringere Kurzschlussleistung ( ). Aufgrund der geringeren Impedanz des neuen Transformators steigt der potenzielle Kurzschlussstrom über den Grenzwert der vorhandenen Schutzschalter.
Risiko: Im Falle einer Abschaltung fallen Schalter aus, was zu einem verheerenden Lichtbogen und wochenlangen Ausfallzeiten führt.
Lösung: Eine Simulation im Vorfeld hatte gezeigt, dass entweder Schalter oder strombegrenzende Spulen ausgetauscht werden mussten.
Obwohl wir Kurzschlüsse in Berechnungen als statische Ereignisse simulieren, ist die Ursache in der Praxis oft dynamisch oder menschlich.
Nuance: Die Wirkung von Motoren. Oft wird vergessen, dass laufende Motoren (Asynchronmotoren) während eines Kurzschlusses kurzzeitig als Generatoren wirken. Sie speisen den Fehler ein. In einer Anlage mit vielen großen Motoren kann dadurch der gesamte Kurzschlussstrom deutlich höher sein als nur der Beitrag des Netzes (des Transformators). Dies wird bei der Berechnung nach IEC 60909 ausdrücklich berücksichtigt.
Einen Kurzschlussstrom kann man nicht "lösen", wenn er einmal da ist; man muss die Anlage so gestalten, dass sie den Strom sicher abschalten kann. Dies ist ein Prozess der Vorbeugung durch Berechnung.
Schritt 1: Kurzschlussstromberechnung (Simulation): Messen ist bekannt, aber bei Kurzschlussströmen ist Messen keine Option (es sei denn, Sie wollen die Anlage in die Luft jagen). Wir verwenden fortschrittliche Simulationssoftware (wie Vision oder NEPLAN), um das Netz digital nachzubilden.
Schritt 2: Selektivitätsanalyse: Nach der Berechnung folgt die Koordination. Wir stellen die Schutzrelais und Leistungsschalter so ein, dass ihre Zeit-Strom-Kennlinien perfekt übereinstimmen. Der Schutz, der dem Fehler am nächsten ist, sollte zuerst auslösen.
Schritt 3: Hardware-Maßnahmen: Ergibt die Analyse, dass der Kurzschlussstrom für Ihre aktuelle Anlage zu hoch ist? Dann gibt es technische Lösungen:
Nutzen Sie diese Schritte, um Risiken zu erkennen:
In komplexen Situationen reichen Standardberechnungen nicht aus. Beauftragen Sie uns, wenn:
Erfahren Sie mehr über die Technologie hinter einer stabilen Installation:
Selektivitätsanalyse: Stellen Sie sicher, dass im Fehlerfall nur der richtige Leistungsschalter auslöst.
Oberschwingungsanalyse: Die Auswirkungen der Verschmutzung auf Ihre Kapazität.
Messungen der Netzqualität: Die Grundlage für jede Simulation.
Spannungseinbrüche: Folge von Kurzschlüssen an anderer Stelle im Netz.
Zweifeln Sie daran, ob Ihre Schutzeinrichtungen noch für die aktuelle Situation berechnet sind? Gehen Sie kein Risiko bei der Sicherheit und Zuverlässigkeit ein. Unsere Ingenieure analysieren Ihre Netzkonfiguration und erstellen einen schlüssigen Sicherheitsplan.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
