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Planung von Elektroanlagen (Teil 5)
Neues Beiblatt 5 zur DIN VDE 0100 – Zulässige Längen von Kabeln (5.1)

In der letzten Folge beschäftigte sich unser Fachautor, Dipl.-Ing. Karl-Heinz Kny neben inhaltlichen Konkretisierungen und Präzisierungen in der überarbeiteten VDE 0102-0 insbesondere mit der Veränderung des Spannungsfaktors zur Berechnung kleinster Kurzschlussströme. In der heutigen Folge geht es um zulässige Längen von Kabeln gemäß dem neuen Beiblatt 5 zur DIN VDE 0100.

Instrom-Software (Bild: www.instrom.de)

Im Oktober 2017 wurde das Beiblatt 5 zur DIN VDE 0100 neu herausgegeben und die noch von 1995 stammende Vorversion abgelöst. Damit liegen nun an die aktuellen Erfordernisse bei der Errichtung von Niederspannungsanlagen angepasste Hinweise und Erläuterungen vor. Der Beitrag erläutert als Teil 5 der 2016 begonnenen Planungsreihe [1] wesentliche Neuerungen und gibt Hinweise zum Umgang in der Praxis.

Das überarbeitete Beiblatt 5 zur DIN VDE 0100 [2] enthält im Vergleich zur Ausgabe von 1995 [3] insbesondere genauere, maximal zulässige Längen von Kabeln und Leitungen zum Schutz gegen elektrischen Schlag und zum Schutz bei Kurzschluss durch Abschaltung. Der Grund dafür ist:

Die Grenzlängen sind mit der sich einstellenden Leitertemperatur bei Abschaltung ermittelt worden und nicht wie in der Ausgabe von 1995 mit einer einheitlichen Leitertemperatur von 80 °C.

In diesem Beitrag, beginnend mit dem hier vorliegenden Teil 1, soll nicht vordergründig der Inhalt des Beiblattes wiedergegeben, sondern mehr die Hintergründe erläutert werden, deren Kenntnisse eine sichere Anwendung der im Anhang bereitgestellten Tabellenwerte sowie eine selbständige Ermittlung von Grenzlängen für spezielle Konstellationen ermöglichen. Der Teil 2 wird dann die angegebenen Kurzschlussgrößen und die Tabellenwerte zum Spannungsfall zum Inhalt haben.

Überblick zu Neuerungen und Änderungen

  • Aufnahme eines Ablaufschemas für die Bestimmung der Betriebsmittel und die Koordination eines Stromkreises;
  • wesentliche Formeln für die Kurzschlussberechnung nach DIN EN 60 909-0 (VDE 0102, [4]);
  • allgemeine Betriebsmitteldaten vom Netz, von Transformatoren sowie Kabel-  und Leitungen;
  • Überprüfung des Schutzes bei Kurzschluss;
  • Bestimmung der Leitertemperatur am Ende der Fehlerzeit;
  • Ermittlung der Grenzlängen für den Spannungsfall sowie
  • vereinfachte Herangehensweise zur Überprüfung der Selektivität.

Abschalten von Fehlerströmen zum Schutz in NS-Anlagen

Überstromschutzeinrichtungen lösen aus, wenn der Fehlerstrom größer ist als der Auslösestrom der Schutzeinrichtung.Damit sowohl der Schutz gegen elektrischen Schlag als auch der Schutz bei Kurzschluss durch rechtzeitiges Abschalten gewährleistet sind, muss der Nachweis erbracht werden, dass der Fehlerstrom mindestens so groß ist wie der erforderliche Abschaltstrom:

lFehler≥l erforderlicher Abschaltstrom (1)

In Endstromkreisen ist der maßgebliche Fehlerstrom lFehler der kleinste einpolige Kurzschlussstrom lk min, der entweder berechnet oder mit der gemessenen Schleifenimpedanz ermittelt wird.

Der erforderliche Abschaltstrom lerf ist die Angabe der Stromhöhe, die bei einer bestimmten Schutzeinrichtung zur Abschaltung führt, bevor ein Mensch einen elektrischen Schlag erfährt oder ein Kabel/eine Leitung zu sehr erwärmt wird. Zur rechtzeitigen Unterbrechung muss der Fehlerstrom führen, der infolge eines Körper- oder einen Leiterkurzschlusses auftritt. In Endstromkreisen ist es der kleinste einpolige Kurzschlussstrom lk min. Er muss mindestens so groß sein wie der (Kurzschluss)-Abschaltstrom lk erf:

lk min≥ lk erf(2)

Zum Nachweis der Abschaltbedingung muss für den jeweiligen Fall der erforderliche Abschalt-Kurzschlussstrom lk erf und der kleinste einpolige Kurzschlussstrom lk min bestimmt werden. Diese Bedingung wird in Beiblatt 5 indirekt durch die Angabe der maximal zulässigen Leitungslänge lmax erfüllt.

Zusammenfassung

Dieser Beitrag soll zu mehr Sicherheit bei der Anwendung und Wertung der in den Tabellen angegebenen Grenzlängen im überarbeiteten Beiblatt 5 von DIN VDE 0100 führen.

Insbesondere wird die genauere Bestimmung der Grenzlängen von Kabeln und Leitungen zum Schutz gegen elektrischen Schlag und zum Schutz bei Kurzschluss durch die Berücksichtigung der bei Abschaltung erreichten Leitertemperatur im Vergleich zur Ausgabe von 1995 erläutert.

Die Ausführungen ermöglichen auch die eigenständige Ermittlung zulässiger Grenzlängen von in den Tabellen des Beiblattes 5 nicht vorgesehenen Schutzgeräten und Konstellationen.

Literatur:

[1] Kny, K.-H.: Planung von Elektroanlagen. Teil 1: Größte und kleinste Kurzschlussströme. Elektropraktiker, Berlin 70 (2016) 3, S. 202–211; 
 Teil 2: Berechnung der charakteristischen Kurzschlussströme. Elektropraktiker, Berlin 70 (2016) 8, S. 637–645. Teil 3: Berechnung der Kurzschlussströme nach dem Knotenpunktverfahren. Elektropraktiker, Berlin 71 (2017) 2, S. 102–107. Teil 4: Neue VDE 0102-0: Berechnung der Ströme bei Kurzschluss. Elektropraktiker, Berlin 71 (2017) 4, S. 293–299.

Die rechnerische Ermittlung der Grenzlänge nach Beiblatt 5 und mehr zu diesem Thema finden Sie im vollständigen Fachartikel „Neues Beiblatt 5 zur DIN VDE 0100 – Zulässige Längen von Kabeln (5.1)“ in unserem Facharchiv.

ep-Plus-Mitglieder lesen die drei weiteren Teile der Serie kostenfrei:


Mehr zum Thema finden Sie außerdem in der aktuellen Publikation von Karl-Heinz Kny: „Schutz bei Kurzschluss in elektrischen Anlagen, Planen – Errichten – Prüfen“ in unserem Shop.

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