Niederspannungs-Kurzschlussstrom & Spannungsfall

Reihenschaltung von Einspeisung und Leitungen bis zum Fehlerort: Ik3 max (Schaltvermögen), Ik1 min mit Abschaltprüfung (LS & NH gG) und der Spannungsfall ΔU über dieselbe Leitungskette.

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1 Netz / Einspeisung

Ik am Einspeisepunkt Trafo-Daten

Ik″ am Einspeisepunkt kA Verhältnis R/X –

Wert kommt meist vom Netzbetreiber (Hausanschluss). R/X ≈ 0,3 typisch am NS-Verteiler.

2 Leitungen Einspeisung → Fehlerort

BezeichnungLänge mQuer. mm² Werkst.parallel n

3 Schutzorgan & Abschaltung

Typ Bemessung In A Abschaltstrom Ia A

Ia = magnetischer Auslösestrom des LS.

4 Spannungsfall Betrieb, gleiche Leitungskette

Drehstrom 3~ Wechselstrom 1~

Betriebsstrom Ib A Leistungsfaktor cos φ – Grenzwert ΔU %

Ein Verbraucher am Ende der Kette (Ib fließt durch alle Leitungen). Richtwert Grenze: 3 % (DIN 18015-1), Beleuchtung oft strenger.

· Parameter

Netzspannung Un V cmax Ik3 cmin Ik1

Reaktanzbelag der Leitungen X′ Ω/km je Ader

Σ Ergebnis am Fehlerort

Ik3 max · dreipolig – für Schaltvermögen der Schutzorgane

Ik1 min · einpolig – für die Abschaltbedingung

Impedanz Zk (Phase) –

Schleifenimped. Zs –

RPhase – mΩ XPhase – mΩ Ik2 – kA Ia – A Zs,max – Ω

–

4 Spannungsfall im Betrieb

ΔU relativ –

ΔU absolut –

–

Formeln & Annahmen

Dreipolig (max): Ik3 = cmax · Un / (√3 · Zk) mit Zk = √(R²+X²) je Phase.

Einpolig (min): Ik1 = cmin · U0 / Zs, U0 = Un/√3, Schleifenimpedanz Zs aus Hin- und Rückleiter (L+N/PE).

Leiterwiderstand: R = l / (γ · n · A) mit γCu = 56, γAl = 35 m/(Ω·mm²) bei 20 °C; Reaktanz je Ader über X′ (Vorgabe 0,08 Ω/km).

Trafo: ZT = (uk/100)·Un²/SrT, RT = Pk·Un²/SrT², XT = √(ZT²−RT²); optional Netzimpedanz ZQ = cmax·Un²/Sk″.

Abschaltung: erfüllt, wenn Ik1 ≥ Ia bzw. Zs ≤ Zs,max = cmin·U0/Ia. LS: Ia = 5/10/20·In (Typ B/C/D).

NH-/Sicherung gG: Ia aus Bemessungsstrom und Abschaltzeit (0,4 s / 5 s) über die hinterlegte gG-Kennlinien-Tabelle (16–630 A) — Richtwerte. Im Grenzfall Herstellerkennlinie prüfen oder Ia manuell eintragen.

Spannungsfall: 3~ ΔU = √3·Ib·Σ(R·cosφ + X·sinφ), 1~ ΔU = 2·Ib·Σ(…); ΔU% = ΔU / U(3~:Un, 1~:230) · 100. Nur die Leitungen zählen, nicht die Einspeisung; ein Verbraucher am Kettenende.

Vereinfachung: vorgelagerte Schleifenimpedanz ≈ 2·Zv (symmetrischer Rückweg). Für 20 °C berechnet — bei betriebswarmem Leiter fällt Ik1 etwas kleiner, ΔU etwas größer aus. Richtwert, kein Ersatz für die normkonforme Anlagenberechnung.