Grundlage Leiterquerschnittsberechnung

  • Hallo Zusammen,


    vielleicht erbarmt sich jemand Höheres ;) mir bei dieser Beispielaufgabe zu erklären warum zum Teufel bei der Ermittlung des Leiterquerschnitts die Stromstärke zunimmt ( von 200 A auf 274 A bis 314 A) aber seht selbst:


    Beispiel unsymmetrisch belastete Drehstromleitung

    Eine Dimmeranlage mit einer angeschlossenen Leistung (P) von 138 kW Glühlampen soll für eine Show eingesetzt werden. Der Anschluss soll möglichst gleichmäßig an einem Drehstrom-Speisepunkt erfolgen. Dieser ist 50m entfernt. Welcher Leiterquerschnitt (A) bei Verlegung von H07 RN-F ist zu verwenden, wenn von einer Umgebungstemperatur von bis zu 40° C auszugehen ist?

    Die gesamte Leistung wird, soweit es nicht besser bekannt ist, bei der Planung auf drei Phasen verteilt um einen Anhaltspunkt zu gewinnen. Daraus folgt eine Stromstärke von:

    138000W = 200A

    / 230V * 3

    Pro Aussenleiter bei komplett symmetrischer Belastung. Weil in dieser Anlage aufgrund der sich ständig wechselnden Lichtstimmungen von einem u.U. stark belasteten Neutralleiter auszugehen ist, muss man bei der erforderlichen Strombelastbarkeit von vier belasteten Adern ausgehen und einen Umrechnungsfaktor von ca. 0,8 ansetzen.

    Aus der Tabelle ergibt sich demnach der erforderliche Leiterquerschnitt (A) zu

    150mm² ( :!: 274 * 0,8 = 219,2 A)

    Weiterhin ist die Umgebungstemperatur mit einem Umrechnungsfaktor von 0,82 zu berücksichtigen, so dass der Querschnitt unter diesen Umständen nicht mehr ausreichend ist

    274 A :!: * 0,8 * 0,82 = 179,7 A

    Demnach ist mindestens der nächstgrößere Querschnitt (185 mm²) zu wählen, weil

    314 A :!: * 0,8 * 0,82 = 206 A

    Fehlt noch die Überprüfung des Spannungsfalls:

    Ausgehend davon, dass der Speisepunkt mit NH-Sicherungen und einem Nennstrom von 200A ausgestattet wird, ist die folgende Stromstärke zu Grunde zu legen.

    UVerlust = 2*50m * 200 A = 1,93 V

    57 m/ohm mm² *185 mm²

    Der Leiterquerschnitt ist ausreichend.


    Sind das die maximal zulässigen Ströme für diese Leiterquerschnitte oder woher kommen diese Werte?


    Danke schon mal!


    Gruss

    VNull

  • hell&dunkel

    Hat das Thema freigeschaltet.
  • Ich bin ja keine Elektriker und kenne daher die Querschnittstabelle nicht, die du hier auch nicht mitgeliefert hast. Aber deiner Beschreibung nach ist das Ganze doch klar. Es steigt nicht der Strom, aber du schreibst ja selbst, dass du wegen der Bedingungen (stark belasteter Nullleiter und gegebene Umgebungstemperatur von <=40°C) noch zwei Umrechnugnsfaktoren dazunehmen musst.

    Im ersten Schritt hast du 150mm² als Querschnitt gewählt, die ohne Umrechnungsfaktor für 274A Stromstärke ausreichend wären. Durch den Umrechnungsfaktor fällst du auf 219A zulässige Stromstärke, was erst mal noch passt. Durch den zweiten Faktor, der auch noch dazugenommen werden muss, fällst du weiter auf 179,7A zulässige Stromstärke bei 150mm², so dass der Querschnitt für die angenommenen Rahmenbedingungen nicht mehr ausreichend ist. Also wird der nächsthöhere Querschnitt gewählt (185mm²) und die hier zuläsige Stromstärke mit den beiden Umrechnungsfaktoren multipliziert. Du erhälst 206A als zulässige Stromstärke unter Berücksichtigung beider Faktoren --> passt.

  • Wo genau hängst Du denn? Die Eingangsfrage warum der Strom größer wird, löst sich im wesentlichen dadurch auf, dass der Querschnitt größer geworden ist. (Und die gibt es eben nur in bestimmten, gehandelten Querschnitten.)


    Die zulässigen Ströme für einen Leiter ergeben sich einmal daraus, was der Leiter selber verträgt (also nicht zu warm wird) und zweitens das die Sicherungsorgane noch zuverlässig auslösen (was wenn ein Leiter warm wird und dadurch der Widerstand steigt eben irgendwann nicht mehr gegeben ist).


    Daher gibt es "den zulässigen" Strom eigentlich immer nur für bestimmte Randbedingungen und genau das wird durch die gezeigte Rechnung abgeklopft.

    Und wenn man weiß warum, kann man auch noch andere Lösungen für ein gestelltes Problem finden.

  • Das mit dem Nulleiterreduzierungsfaktor finde ich etwas seltsam, gerade weil in der Aufgabenstellung explizit von Glühlampenlicht die Rede ist. Daher Nullleiterstrom kleiner gleich höchster Außenleiterstrom.

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  • Der tatsächliche Strom wird ja nicht größer...unter Tabellen-Referenz-Bedingungen würde man die Leitung auf 200A auslegen.

    Rechnet man die ganzen Einflussfaktoren rein, ergibt sich ein theoretischer Strom-Wert, mit dem man eine Leitung unter Referenz-Bedingungen betreiben dürfte.


    Die Auslegung auf den theoretischen Strom befähigt die Leitung für den Betrieb unter genannten Einflussfaktoren.

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • Hallo

    Wir haben hier eine gleichartige ungefähr gleichgrosse Last auf den Außenleitern.

    Also definitiv keine Sternpunktverschiebung. Der Nleiterstrom ist maximal der Aussenleiterstrom.

    Es ist doch finanziell Wahnsinn diesen Querschnitt über die ganze Länge zu verlegen.

    Zuleitung 400 V Drehstrom bis zu einem ' Bausteinverteiler und ab da erst auf 230 V wechseln. Dann bleibt der Querschnitt bezahlbar.

  • verlegen*

    Zu meiner Verteidigung muss ich sagen, in den 4 Stunden bis zur Freischaltung konnte ich auch die passende Tabelle finden und meine Annahme bestätigen..


    Ich danke Euch für eure Antworten.

    Angenehmes WE!

  • Es ist doch finanziell Wahnsinn diesen Querschnitt über die ganze Länge zu verlegen.

    Zuleitung 400 V Drehstrom bis zu einem ' Bausteinverteiler und ab da erst auf 230 V wechseln. Dann bleibt der Querschnitt bezahlbar.

    ...und was ändert diese Taktik an Einflüssen von: Umgebungstemperatur, Leitungslänge? Nämlich nix ;)

    Abgesehen davon gehst du üblicherweise mit Drehstrom ins Dimmerrack, nicht mit 230V-Splits.

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • Wenn es um reine Beleuchtung geht erlaubt die VDE sogar einen Spannungsfall von 8% wenn es an einem eigenen Trafo hängt, was bei so großen Veranstaltungen ja gegeben ist.

    Gilt das nur für rein ohmsche Widerstände oder auch für Moving-Heads?

  • Gilt das nur für rein ohmsche Widerstände oder auch für Moving-Heads?

    Oli-Aachen 's Quelle ist vermutlich die DIN VDE 0100-520, Tabelle G.52.1.

    Der zul. Spannungsfall für Beleuchtung (m.E. zählen Heads dazu) beträgt lt. Tabelle sogar nur 6% - das Vorhandensein eines "nicht öffentlichen Netzes" ist eine getroffene Annahme.


    Ohne Kenntnis aller Gegebenheiten kann es bei diesen Übungsaufgaben mehrere richtige Lösungen geben. Man muss die getroffenen Annahmen aber explizit angeben (bestenfalls mit Quelle)...

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • ...Aus dem Bauch heraus erscheinen mit die Querschnitte stark übertrieben!


    Generell ist 1.5 qmm für 16A ausreichend, also ca. 10A pro qmm.

    Bei 100A wären das 10qmm bei 200A also 20qmm.


    Da würde ich erst mal von 5x 24 quadrat Zuleitung ausgehen.

    Und nicht von 185 quadrat!!!

  • 63 A fordert schon 5*16 mm


    Wenn nicht die Leitung zu lang ist. Mit 10A pro Quadratmillimeter kannst du nicht rechnen.

    Aus dem Kopf würde ich sagen 5*35 Quadratmillimeter können 100A

    Zwei parallele jeweils entsprechend abgesicherte Leitungen reichen für die 200A , falls die Leitungslänge vom Spannungsfall hinhaut. Wird der nötige Kurzschlussstrom nicht erreicht noch einen Motorschutzschalter zur thermischen Absicherung einbauen.

  • Wird der nötige Kurzschlussstrom nicht erreicht noch einen Motorschutzschalter zur thermischen Absicherung einbauen.

    Aber die thermische Abschaltung funktioniert doch auch im normalen LS, das Problem ist die Geschwindigkeit im Kurzschlussfall.

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  • Aber die thermische Abschaltung funktioniert doch auch im normalen LS, das Problem ist die Geschwindigkeit im Kurzschlussfall

    Großer Prüfstrom. Ein LS Schalter macht eine Stunde 45% Überlast bevor er auslöst . In Stromkreisen über 35A ist die Abschaltzeit bei 5 Sekunden.

    Möchte ich nicht erleben.

    An richtig dimensionierter FI an der richtigen Stelle kann helfen. Allerdings die Ableitströme beachten.

    Bei 100A pro Leitung müssen ja zumindest 500A fließen, damit der LS Schalter die Schnellauslösung macht. Ist die Leitung länger, ist das nicht immer gegeben.

  • Aber ein Motorschutzschalter löst doch das Problem mit dem Kurzschlussstrom nicht, man könnte ggf. wegen der niedrigeren 'Dauerüberlastungsschwelle' etwas 'sportlicher' dimensionieren, aber gerade im Fall des nicht fließenden Kurzschlusstromes ( je nach Automat auch deutlich mehr al 5x In) macht das die Sache noch schlimmer.
    Evtl. halt irgendwelche Schmelzsicherungen mit der entsprechenden Auslösecharakteristik ('Halbleiterschutz').

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