Berechnung der charakteristischen Kurzschlussströme
Planung von Elektroanlagen (Teil 2)
Nachdem von unserem Fachautor, Dipl.-Ing. Karl-Heinz Kny, im 1. Teil die Berechnung der größten und kleinsten Kurzschlussströme gezeigt wurde, werden in diesem Fachbeitrag die charakteristischen Kurzschlussströme und deren Berechnung erläutert. Dabei geht es insbesondere um die notwendigen Nachweise der Kurzschlussfestigkeit sowie die zu beachtenden Besonderheiten.
Inhalt der Norm VDE 0102 [1] ist die Berechnung von Kurzschlussströmen. Dazu gehören die charakteristischen Kurzschlussströme: Anfangskurzschlusswechselstrom, Stoßkurzschlussstrom, thermisch gleichwertiger Kurzschlussstrom und Ausschaltwechselstrom. Nicht angegeben ist in der Norm, wie diese Ströme für die notwendigen Nachweise bzw. Überprüfungen bei der Planung von Elektroanlagen herangezogen werden müssen.
Charakteristische Kurzschlussströme
Anfangskurzschlusswechselstrom
Der Anfangskurzschlusswechselstrom ist der Effektivwert des Stromes, der zum Zeitpunkt des Kurzschlusseintritts definiert ist. Dieser Strom beinhaltet bei generatornahem Kurzschluss auch die zusätzlichen subtransienten und transienten Wechselstromanteile, die durch magnetische Verdrängungseffekte in elektrischen Maschinen unmittelbar mit dem Kurzschlusseintritt vorübergehend hervorgerufen werden.
Die Berechnung des symmetrischen, dreipoligen Anfangskurzschlusswechselstromes erfolgt unter Anwendung des ohmschen Gesetzes. Dabei wird die Strangspannung des Netzes Un/√3 durch die zutreffende Kurzschlussimpedanz Zk" (generatornaher Kurzschluss) oder Zk (generatorferner Kurzschluss) dividiert: