Kurzschlusstrom-Begrenzung – Nachweis der Kurzschlussfestigkeit nach IEC 61439-1

Schaltschrank Praxistipp

Steuerschränke müssen so ausgelegt und gebaut werden, dass sie thermischen und dynamischen Belastungen, hervorgerufen durch einen möglichen Kurzschlussstrom, bis zu den ausgewiesenen Grenzwerten unter akzeptablen Bedingungen standhalten. Eine geeignete Absicherung gegen Kurzschlussströme muss deshalb vorgesehen werden. Die Überstromschutzgeräte können sich sowohl innerhalb als auch außerhalb vorgeordnet zu den Steuerschränken befinden.

Muss ein Nachweis der Kurzschlussfestigkeit für Schalt- und Steuerschränke durchgeführt werden?

Für Schalt- und Steuerschränke gibt es in der IEC-Normung zwei wichtige Standards:

IEC 60204-1 Elektrische Ausrüstung von Maschinen
IEC 61439-1 Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen

Während die IEC 61439-1 die Möglichkeiten für die Nachweise Kurzschlussfestigkeit im Detail beschreibt, ist in der IEC 60204-1 kein Nachweisverfahren enthalten. Es wird auf weitere Normen wie die IEC 61439-1 als Möglichkeit verwiesen inkl. dem Hinweis, dass es zusätzlich zu den Anforderungen der IEC 60204-1 dem Planer überlassen ist, abhängig von der Verwendung der Maschine und ihrer elektrischen Ausrüstung bei bestimmten Teilen der elektrischen Ausrüstung die relevanten Teile der IEC 61439-Serie zu berücksichtigen.

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Welche Möglichkeiten für den Nachweis der Kurzschlussfestigkeit gibt es?

Aus Sicht der Norm IEC 61439-1 kann der Nachweis der Kurzschlussfestigkeit mittels zweier Verfahren erbracht werden:

Nachweis durch Prüfung
Nachweis durch Vergleich mit einer geprüften Referenzkonstruktion

Voraussetzung ist somit in beiden Fällen eine Prüfung: entweder von Teilen des Schaltschrankes oder des gesamten Schaltschrankes.

Hinweis: Siemens bietet umfangreiche, bereits geprüfte Referenzkonstruktionen, mit denen sich ein Nachweis durch Vergleich durchführen lässt, abhängig vom Aufbau der Stromkreise der eigentlichen Schaltgerätekombination. Diese befinden sich im „Siemens Industry Online Support“ (SIOS) und können über den Suchbegriff „Kurzschlusswerte in Abhängigkeit von der Mindestgehäusegröße nach IEC 61439-1“ gefunden werden.

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Gibt es eine Möglichkeit, den aufwändigen Nachweis der Kurzschlussfestigkeit nach IEC 61439-1 entfallen zu lassen?

Ja, die Norm beschreibt 3 Szenarien, bei denen die Nachweisführung entfallen darf:

Schaltgerätekombinationen mit Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icw oder bedingtem Bemessungskurzschlussstrom Icc von höchstens 10 kA Effektivwert.
Schaltgerätekombinationen oder Stromkreise von Schaltgerätekombinationen, geschützt durch strombegrenzende Einrichtungen, deren Durchlassstrom beim höchstzulässigen unbeeinflussten Kurzschlussstrom an den Anschlüssen der Einspeisung der Schaltgerätekombination 17 kA nicht überschreitet. Dies ist in der Praxis ein häufig auftretendes Szenario. Um dies nachweisen zu können, müssen die Durchlasskennlinien der einzelnen Schutzgeräte analysiert werden.
Für Hilfsstromkreise:
UN ≥ 110V, PN ≤ 10kVA und uk ≥ 4%
UN < 110V, PN ≤ 1,6kVA und uk ≥ 4%

Hinweis: Das kostenlose Siemens Softwaretool „SIMARIS curves“ enthält eine Vielzahl von Überstromschutzgeräten inkl. aller wichtigen Kennlinien. Mit Hilfe des Tools lässt sich nicht nur der Durchlasswert beim jeweiligen Kurzschlussstrom bestimmen, sondern auch sehr einfach dokumentieren.

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