Kurzschlussfestigkeit (k-Wert)
Prüft, ob ein Leiter den Kurzschlussstrom bis zur Abschaltung aushält, ohne dass die Isolierung zu heiß wird. Rechnet den Mindestquerschnitt aus Kurzschlussstrom und Abschaltzeit oder aus dem Durchlass-I²t des Schutzorgans und die Zeit, die ein vorhandener Querschnitt verträgt.
S ≥ √(I² · t) / k (adiabatische Erwärmung, gilt bis 5 s) · t_zul = (k · S / I_k)² · k-Werte für Leiter in Kabeln und Leitungen: Cu/PVC 115, Cu/VPE 143, Al/PVC 76, Al/VPE 94 (DIN VDE 0100-430 und 0100-540, sinngemäß) · unter 0,1 s und bei Strom begrenzenden Schutzorganen: k² · S² ≥ I²t aus dem Datenblatt
Eingaben
A
Kleinster Kurzschlussstrom am Leitungsende, zum Beispiel aus der Schleifenimpedanz: I_k = 230 V / Z_s.s
Aus der Kennlinie des Schutzorgans bei diesem Strom.mm²
Ergebnis
Mindestquerschnitt5,5mm²
Nächster Normquerschnitt6 mm²
6 mm² hält den Kurzschluss ausja
6 mm² verträgt bei 1.000 A476 ms
Rechnung: I²t = (1.000 A)² · 0,4 s = 400.000 A²s · S = √400.000 A²s / 115 = 5,5 mm² · zulässig für 6 mm²: k² · S² = 476.100 A²s.
Zulässige Werte je Querschnitt (k = 115)
| Querschnitt | k² · S² | Zeit bei 1.000 A | Bewertung |
|---|---|---|---|
| 1,5 mm² | 29.756 A²s | 30 ms | ✗ |
| 2,5 mm² | 82.656 A²s | 83 ms | ✗ |
| 4 mm² | 211.600 A²s | 212 ms | ✗ |
| 6 mm² | 476.100 A²s | 476 ms | ✓ |
| 10 mm² | 1.322.500 A²s | 1,32 s | ✓ |
| 16 mm² | 3.385.600 A²s | 3,39 s | ✓ |
| 25 mm² | 8.265.625 A²s | 8,27 s | ✓ |
| 35 mm² | 16.200.625 A²s | 16,2 s | ✓ |
| 50 mm² | 33.062.500 A²s | 33,06 s | ✓ |
Im Kurzschluss darf der Leiter kurz bis 160 °C warm werden. Die k-Werte gelten für Adern in Kabeln und Leitungen; ein getrennt verlegter Schutzleiter hat andere Werte, zum Beispiel 143 für Kupfer mit PVC (DIN VDE 0100-540, sinngemäß). Mindestquerschnitte, Belastbarkeit und Spannungsfall prüft der Helfer „Leitungsquerschnitt“.
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