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Aus dem Facharchiv: Leseranfrage
Leiterquerschnitte in Schaltschränken

Wie genau haben sich die Normen für Querschnitten in Schaltschränken geändert? Sind die Unterschiede sehr groß?

(Bild:Cachaco/stock.adobe.com)

Frage:

Bei der Ermittlung von Querschnitten in Schaltschränken habe ich gerne mit den bewährten Tabellen von Herrn Hörmann gearbeitet, die auf der zurückgezogenen Norm DIN VDE 0660-507 basieren und die für verschiedene Temperaturen im Schaltschrank umgerechneten Werte enthalten. Zudem sind Schutzorgane für Überlast und Kurzschluss hinterlegt. In der aktuellen EN 61439-1 sind die Werte leider nur für 55 °C angegeben. Gibt es aktualisierte Tabellen entsprechend DIN EN 61439-1? Die Werte in den Tabellen von Hörmann zu den ersten beiden Verlegearten (Kanal und Dreierbündel) unterscheiden sich kaum/minimal von den Werten entsprechend DIN EN 61439-1. In der Verlegeart „mit Abstand“ sind die Unterschiede jedoch gewaltig. Mache ich hier einen Denkfehler? Welche Verlegeart ist bei der Verlegeart in Schaltschränken mit geschlitztem Verdrahtungskanal eher zutreffend?

Antwort:

Vorweg: Der Anfragende hat recht, es gibt zwischen meinen früher veröffentlichten Tabellen und der Tabelle H.1 im Anhang H von DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [1] einige kleinere, an einigen Stellen aber auch größere Unterschiede. Auch zwischen der Tabelle B.1 von DIN VDE 0660-507 (VDE 0660-507) [2] und meinen Tabellen hat es kleine Differenzen gegeben, die in erster Linie durch die Berücksichtigung von Mindestprüfquerschnitten aufgetreten sind. Aber in nur ganz wenigen Fällen liegen die Werte in den „alten Tabellen“ geringfügig höher, sodass es nicht zu Gefährdungen gekommen ist. Bei größeren Querschnitten liegt die Strombelastbarkeit in meinen Tabellen zum Teil wesentlich niedriger, was erst recht zur sicheren Seite geht.

Tabellen im Anhang H.

  • Hinweis: Tabelle B.1 von DIN VDE 0660-507 (VDE 0660-507) [2] wurde durch die wesentlich überarbeitete Tabelle H.1 von Anhang H der DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [1] ersetzt. IEC 60464-5-52 [3] wurde in Deutschland, mit kleinen Einschränkungen, als DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4) [4] veröffentlicht.

Die Werte aus den Tabellen der IEC 60364-5-52 [3] bzw. der DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4) [4] wurden unter Beachtung der höheren Umgebungstemperatur und der jeweiligen Verlegeart für die Tabelle H.1 im Anhang H von DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [1] umgerechnet. Diese Umrechnung kann mit den angegebenen Fußnoten (im unteren Teil der Tabelle H.1) nachvollzogen werden.

Zu den konkreten Fragen. Leider gibt es keine Tabellen, in der von mir damals erstellten Form, d. h. für unterschiedliche Luftumgebungstemperaturen um die Leiter. Diese umgerechneten Tabellen hatte ich damals auf Wunsch der Kunden meines damaligen Arbeitgebers erstellt.

Es müsste sich jemand die Arbeit machen, die Umrechnungen vorzunehmen, dafür wird sich aber kaum jemand finden.

Ungeachtet dessen dürfte es für den Anfragenden kein allzu großer Aufwand sein, nur solche Tabellen zu erstellen, die sich auf die für den Anfragenden relevanten Luftumgebungstemperaturen und Verlegarten beziehen. Die Umrechnung der Tabellen kann wie folgt – am Beispiel 50 mm2 – vorgenommen werden:

Beispiel. Strombelastbarkeit nach IEC 60364-5-52 [3], Tabelle A.52-10, Spalte 7 (entspricht Tabelle 4, Spalte 9 von DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4) [4], bei einer Luftumgebungstemperatur von 30 °C: 219 A.

  • 1. Umrechnung auf Luftumgebungstemperatur von 35 °C mit Faktor 0,94:
    • 219 A × 0,94 = 205,86 A → ≈ 206 A.

  • 2. Umrechnung für Luftumgebungstemperatur von 55 °C mit Faktor 0,61:

    • 219 A × 0,61 = 133,59 A →≈ 134 A (Entspricht Wert in Tabelle H.1 von DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [1])

Der Anfragende kann natürlich auch die Werte aus der Tabelle H.1 im Anhang H von DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1) [1] verwenden und die Faktoren aus der Tabelle H.2 [1] zur Anwendung bringen. Hierbei können sich kleinere Differenzen ergeben, wegen eventueller Rundungen in der Tabelle H.1.

  • Hinweis: Differenzen können sich auch dadurch ergeben, weil bei dem Häufungsfaktor, anders als in den Fußnoten angegeben statt mit 0,8 vermutlich richtig mit 0,88 gerechnet wurde.

Zuordnung der Schutzeinrichtungen. Hierbei kann genauso vorgegangen werden, wie ich in den damaligen Tabellen vorgegangen bin. D. h. die einstellbaren Überlastschutzeinrichtungen können auf die entsprechenden Strombelastungswerte der Tabelle eingestellt werden. Die Zuordnung von Sicherungen als Überlastschutz kann ebenfalls entsprechend den ermittelten Werten vorgenommen werden. Ggf. ist der nächst kleinere Bemessungsstrom von Sicherungen zu wählen, wenn ein abweichender Wert herauskommen sollte.

Bei der damals vorgenommenen Zuordnung von Schutzeinrichtungen für den Schutz bei Kurzschluss bin ich von Erfahrungswerten ausgegangen. Aufgrund der kurzen Leitungslängen im Schaltschrank kann man davon ausgehen, dass ein entsprechend hoher Kurzschlussstrom zum Fließen kommen wird, der zur Auslösung der größeren Schutzeinrichtungen (ich bin von drei Stufen höher ausgegangen) innerhalb einer Zeit führt, in der die Leiter nicht unzulässig hoch erwärmt werden. Bei Kenntnis der Anlagendaten lässt sich das einfach durch Rechnung mit der Gleichung für die thermische Kurzschlussfestigkeit nachweisen. Siehe hierzu die Bedingung in DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430) [5]. Dabei werden sich fasst immer noch höhere Zuordnungen ergeben.

Abweichungen zu den Tabellen. Der Anfragende macht keinen Denkfehler. Die Differenz zu meinen Tabellen ergeben sich aus der Berücksichtigung der Mindestprüfquerschnitte, die zum damaligen Zeitpunkt von den Betriebsmittelherstellern gefordert waren, in der Tabelle H1 [1] aber keinen Einfluss mehr genommen haben.

Verlegeart. Wie aus den Tabellen in DIN VDE 0660-507 (VDE 0660-507) [2] und meinen Tabellen ersichtlich, war und ist es egal, ob die Verlegung als Bündelung ohne Kanal oder ob eine Verlegung in einem geschlitzten Leitungskanal gegeben ist. Nur im geschlossenen Leitungskanal würde sich eine geringere Belastbarkeit ergeben.

Fazit. Es sollten grundsätzlich nur noch die Tabellen aus DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4) [4] – unter Berücksichtigung der Verlegung – zur Anwendung kommen, die dann entsprechend der zu erwartenden Luftumgebungstemperatur um die Leiter umgerechnet werden müssen. Ggf. ist eine größere Häufung entsprechend Tabelle H.1 [1] für Dreierbündel zu berücksichtigen, in der zwei belastete Stromkreise/zwei belastete Dreierbündel aufgeführt sind.

All diese Tabellen sind ein Kompromiss, da in der Praxis fast nie über die gesamte Verlegung streng die gleiche Verlegbedingung herrscht. Darüber hinaus werden in Leitungsbündeln und Leitungskanälen auch viel Steuerleitungen enthalten sein, die absolut nicht berücksichtigt werden können. Daher sollte man in solchen Fällen – insbesondere bei Grenzwerten – sicherheitshalber den Querschnitt um eine Stufe erhöhen.

Literatur:

[1] DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1):2012-06 Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen – Teil 1: Allgemeine Festlegungen.

[2] DIN VDE 0660-507 (VDE 0660-507):1997-11 (ungültig) Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen – Verfahren zur Ermittlung der Erwärmung von partiell typgeprüften Niederspannung-Schaltgerätekombinationen (PTSK) durch Extrapolation.

[3] IEC 60364-5-52:2009 Low-voltage electrical installations – Part 5-52: Selection and erection of electrical equipment – Wiring systems.

[4] DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4):2013-06 Verwendung von Kabeln und isolierten Leitungen für Starkstromanlagen – Teil 4: Empfohlene Werte für die Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen für feste Verlegung in und an Gebäuden und von flexiblen Leitungen.

[5] DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430):2010-10 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-43: Schutzmaßnahmen – Schutz bei Überstrom.

Autor: W. Hörmann

Dieser Artikel wurde unserem Facharchiv entnommen.

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