-Für gehäusebezogene Parameter wie IP-Schutzart, Strukturdesign und Installationsbedingungen siehe:
Schrank- und Gehäuseparameter
-Für die praktische Umsetzung der in diesem Artikel besprochenen Parameter siehe die Schaltanlagen-Produktseite von Risentric:
Schaltanlagen-Produkte
Strombezogene Parameter
1. Bemessungsstrom (In)
Einheit: Ampere (A)
Definition: Der Strom, den das Gerät unter bestimmten Bedingungen dauerhaft führen kann, um einen sicheren, stabilen und effizienten Betrieb zu gewährleisten.
2. Einstellstrom für Langzeitverzögerung (Ir)
Einheit: A
Definition:
Der maximale Betriebsstrom, den der Leistungsschalter dauerhaft führen kann.
Betriebsverhalten:
Wenn der Strom Ir überschreitet, löst der Schalter nicht sofort aus; er löst erst nach einer bestimmten Verzögerungszeit aus. Zum Beispiel: In = 100 A, Ir = 100 A, tatsächlicher Strom = 120 A. In diesem Fall kann es nach einigen zehn Sekunden oder mehreren Minuten auslösen. Es schützt hauptsächlich Kabel und Motoren und verhindert langfristige Überhitzungsschäden an Geräten.
3. Einstellstrom für Kurzzeitverzögerung (Isd)
Einheit: kA
Definition:
Ein hoher Strompegel, der für eine kurze Verzögerungszeit zulässig ist.
Betriebsverhalten:
Verglichen mit Ir hat Isd eine viel kürzere Verzögerungszeit. Er wird normalerweise auf ein Vielfaches des Bemessungsstroms eingestellt (ein üblicher einstellbarer Bereich liegt bei etwa 2–10 × In oder höher), mit einer Verzögerung typischerweise von einigen zehn bis Hunderten von Millisekunden.
4. Augenblicklicher Auslösestrom (Ii)
Einheit: kA
Definition:
Sofortiger Auslöseschutz für schwere Kurzschlussfehler.
Betriebsverhalten:
Er ist schneller als Isd und wird ebenfalls durch übermäßigen Strom ausgelöst. Wenn der Strom 8–15 × In (MCB) oder 10–20 × In (MCCB/ACB) erreicht, löst er sofort aus, normalerweise innerhalb weniger Millisekunden.
5. Bemessungsgrenzkurzschlussausschaltvermögen (Icu)
Einheit: kA
Definition:
Der maximale Kurzschlussstrom, den der Schalter einmal unterbrechen kann; nach der Unterbrechung ist nicht garantiert, dass er weiterhin verwendbar ist.
Betriebsverhalten:
Icu ist die absolute Höchstgrenze, die der Schalter unterbrechen kann, keine „sichere Betriebskomfortzone“. Angenommen, ein Schalter hat Icu = 100 kA, und an irgendeiner Stelle tritt ein Kurzschluss auf: Wenn der Fehlerstrom I < Icu ist, löst der Schalter gemäß den Schutzfunktionen Ir, Isd und Ii aus. Die Kontakte öffnen sich, der Lichtbogen wird gedehnt und in die Lichtbogenkammer geleitet, der Lichtbogen wird gelöscht und der Stromkreis wird sicher unterbrochen. Wenn der Fehlerstrom Icu überschreitet, kann der übermäßige Strom die interne Lichtbogenlöschkammer zerstören und Lichtbogenüberschläge oder Explosionsgefahren verursachen.
Übliches Gerät:
Leistungsschalter
6. Bemessungsbetriebskurzschlussausschaltvermögen (Ics)
Einheit: kA
Definition:
Der Schalter kann bei diesem Kurzschlusspegel unterbrechen und danach weiterhin in Betrieb bleiben.
Beziehung zu Ics: Ics = 25 %, 50 %, 75 % oder 100 % × Icu
Übliches Gerät:
Leistungsschalter
7. Bemessungskurzzeitstromfestigkeit (Icw)
Einheit: kA (mit Dauer t: 1s / 3s / 0,5s)
Definition:
Der Strom, dem die Geräte unter Kurzschlussbedingungen standhalten können, ohne zu unterbrechen (nur aushalten).
Betriebsverhalten:
Zum Beispiel bedeutet Icw = 100 kA / 1s, dass die Geräte 100 kA für 1 Sekunde unter Kurzschlussbedingungen standhalten können.
Übliche Geräte:
Leistungsschalter (ACB), Sammelschienensysteme
8. Bemessungsspitzenstromfestigkeit (Ipk)
Einheit: kA (Spitze)
Definition:
Der maximale momentane Spitzenstrom während eines Kurzschlusses.
Übliche Geräte:
Sammelschienen, Leistungsschalter (ACB)
9. Strom des Leistungsschalterrahmens (Inm)
Einheit: A
Definition:
Inm ist die Nennstromstärke des Rahmens eines Leistungsschalters. Sie stellt die maximale Nennstromkapazität des Schalterrahmens dar und definiert die Obergrenze des Schaltmechanismus und des Auslösegeräts, das in diesem Rahmen installiert werden kann.
Betriebsverhalten:
Inm selbst fungiert nicht als Schutz- oder Auslöseschwelle und löst den Schalterbetrieb nicht direkt aus. Stattdessen definiert es die strukturelle und thermische Fähigkeit des Schalterrahmens. Während des Betriebs werden der tatsächliche Bemessungsstrom In und die Schutzeinstellungen (Ir / Isd / Ii) basierend auf dem installierten Auslösegerät ausgewählt, dürfen jedoch Inm nicht überschreiten. Wenn ein Auslösegerät oder eine Betriebsbedingung versucht, die Rahmenbaugröße zu überschreiten, können ein sicherer Betrieb und die thermische Integrität des Schalters nicht garantiert werden.
10. Bemessungsgruppenstrom (Ing)
Einheit: A
Definition:
Ing ist der maximale gesamte Dauerstrom, den mehrere Stromkreise innerhalb desselben Schaltanlagenabschnitts gleichzeitig führen können, wobei die thermische Wechselwirkung und die Temperaturgrenzen der Baugruppe berücksichtigt werden.
Betriebsverhalten:
Ing bietet keinen Schutz oder Auslösung. Es definiert die zulässige Gesamtlast während des Mehrkreisbetriebs, um eine Überhitzung von Sammelschienen, Leitern und internen Komponenten zu verhindern. Es wird hauptsächlich für die Lastverteilung und die thermische Auslegung von Schaltanlagen verwendet.
11. Bemessungsstrom für Einzelstromkreise (Inc)
Einheit: A
Definition: Der maximale Dauerstrom, den ein einzelner Stromkreis innerhalb desselben Schaltanlagenabschnitts führen kann, wenn nur dieser Stromkreis mit Energie versorgt wird, wobei der Temperaturanstieg die Grenze nicht überschreitet.
Betriebsverhalten:
Im Allgemeinen gilt Inc ≥ Ing (pro Stromkreis), da sich bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer Stromkreise die erzeugte Wärme ansammelt und die Gesamttemperatur im Inneren des Schranks erhöht. Daher ist die Gesamtstrombelastbarkeit im Mehrkreisbetrieb geringer als die Summe der Strombelastbarkeiten einzelner Stromkreise, und somit ist der Bemessungsstrom für Einzelstromkreise Inc naturgemäß höher als der Bemessungsgruppenstrom Ing.
12. Bedingter Bemessungskurzschlussstrom (Icc)
Einheit: kA
Definition:
Der maximale Fehlerstrom, wenn ein Kurzschluss im Stromkreis auftritt.
Betriebsverhalten:
Einfach ausgedrückt ist Icc der maximale Kurzschlussstrom, den das Stromversorgungssystem an diesem Punkt unter Worst-Case-Bedingungen erzeugen kann, wenn ein Kurzschluss an einem bestimmten Punkt auftritt. Dies ist jedoch nicht immer absolut; unter realen Verdrahtungsbedingungen können Faktoren wie Kabellänge und andere Toleranzen dazu führen, dass der tatsächliche Kurzschlussstrom höher ist als der Nennwert. Der auf den Geräten angegebene Bemessungswert Icc ist der „Worst-Case unter idealen Bedingungen“, während die reale Situation möglicherweise noch gravierender ist. Daher wird Icu normalerweise höher als Icc gewählt; andernfalls können Lichtbögen und Funken auftreten.
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Spannungs- und Frequenzparameter
1. Bemessungsspannung des Systems (Un)
Einheit: Volt (V) oder kV
Definition:
Un ist die Nennspannung des Stromversorgungssystems an einem bestimmten Punkt. Sie definiert die Spannungsklasse des elektrischen Netzes und dient als Referenzwert für Systemdesign, Geräteauswahl und Koordination. Un ist ein Parameter auf Systemebene und stellt nicht die genaue Betriebsspannung zu jeder Zeit dar.
Betriebsverhalten:
Un begrenzt oder reguliert nicht die tatsächliche Systemspannung und löst keinen Schutz aus. Während des normalen Betriebs kann die reale Spannung innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs des Stromversorgungssystems über oder unter Un schwanken. Alle angeschlossenen elektrischen Geräte müssen Betriebs- und Isolationsspannungen haben, die gleich oder höher als Un sind, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.
2. Bemessungsbetriebsspannung (Ue)
Einheit: Volt (V) oder kV
Definition:
Un ist die Nennspannung des Stromversorgungssystems an einem bestimmten Punkt. Sie definiert die Spannungsklasse des elektrischen Netzes und dient als Referenzwert für Systemdesign, Geräteauswahl und Koordination. Un ist ein Parameter auf Systemebene und stellt nicht die genaue Betriebsspannung zu jeder Zeit dar.
Betriebsverhalten:
Un begrenzt oder reguliert nicht die tatsächliche Systemspannung und löst keinen Schutz aus. Während des normalen Betriebs kann die reale Spannung innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs des Stromversorgungssystems über oder unter Un schwanken. Alle angeschlossenen elektrischen Geräte müssen Betriebs- und Isolationsspannungen haben, die gleich oder höher als Un sind, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.
3. Bemessungsisolationsspannung (Ui)
Einheit: V oder kV
Definition:
Ui ist die Bemessungsisolationsspannung elektrischer Geräte. Sie stellt die maximale Spannung dar, der das Isolationssystem der Geräte unter bestimmten Bedingungen dauerhaft standhalten kann, ohne dass die Isolation nachlässt. Ui wird durch Isolationsdesignfaktoren wie Luftstrecke, Kriechstrecke, Isoliermaterialien und interne Struktur bestimmt.
Betriebsverhalten:
Ui ist kein Betriebs- oder Schutzparameter und löst keine Schutzmaßnahmen aus. Während des normalen Betriebs müssen die Systemspannung (Un) und die Bemessungsbetriebsspannung der Geräte (Ue) unter Ui bleiben, um die langfristige Isolationsintegrität zu gewährleisten. Wenn Ui überschritten wird, können Teilentladungen, Oberflächenkriechströme oder Isolationsdurchschläge auftreten, die möglicherweise zu Kurzschlüssen, Geräteschäden oder Lichtbogenfehlern führen.
4. Bemessungsstoßspannungsfestigkeit (Uimp)
Einheit: kV (Spitze)
Definition:
Uimp ist die Bemessungsstoßspannungsfestigkeit elektrischer Geräte. Sie stellt den maximalen Spitzenwert transienter Überspannungen dar, wie z. B. Blitzstoßspannungen oder Schalthandlungen, denen das Isolationssystem der Geräte für eine sehr kurze Dauer standhalten kann, ohne dass es zu Überschlägen oder Isolationsdurchschlägen kommt.
Betriebsverhalten:
Uimp gilt nur für transiente Bedingungen und steht nicht im Zusammenhang mit dem Dauerbetrieb. Sie reguliert weder die Spannung noch leitet sie Schutzfunktionen ein. Wenn Stoßüberspannungen innerhalb der Uimp-Bewertung bleiben, behält das Isolationssystem seine Integrität. Wenn Uimp überschritten wird, können Überschläge oder interne Isolationsdurchschläge auftreten, die möglicherweise zu Lichtbogenfehlern, Geräteschäden oder Ausfällen führen, selbst wenn die stationäre Spannung innerhalb der Ui- und Ue-Grenzwerte bleibt.
5. Bemessungsfrequenz (fn / f)
Einheit: Hertz (Hz)
Definition:
fn (oder f) ist die Bemessungsfrequenz des Stromversorgungssystems, für das die elektrischen Geräte für den Dauerbetrieb unter bestimmten normalen Bedingungen ausgelegt sind. Sie definiert die Nennfrequenz der Wechselstromversorgung und dient als Referenz für Gerätedesign, Leistung und thermische Eigenschaften.
Betriebsverhalten:
Wenn die Systemfrequenz auf oder nahe dem Nennwert fn bleibt, arbeiten die Geräte normal, wobei ihre elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften erhalten bleiben. Mäßige Frequenzabweichungen sind im Allgemeinen für kurze Zeiträume zulässig, abhängig von den Systemstandards. Erhebliche oder längere Abweichungen von fn können zu erhöhten Verlusten, abnormaler Erwärmung, verringerter Effizienz oder Fehlfunktionen führen, aber fn selbst bietet keine Frequenzregelung oder Schutz.
FAQ (Definition der Schaltanlagen-Parameter)
1) Was sind „Schaltanlagen-Parameter“?
Schaltanlagen-Parameter sind standardisierte elektrische und mechanische Bemessungswerte, die dazu dienen, Schaltanlagen sicher auszuwählen, zu spezifizieren, zu prüfen und zu betreiben. Sie beschreiben, welche Lasten das Gerät dauerhaft führen kann (Strom), was es bei Fehlern aushält oder unterbricht (Kurzschlussfestigkeit) und was es elektrisch toleriert (Spannungs-/Isolations- und Stoßspannungspegel).
2) Was ist der Unterschied zwischen In und Inm?
- In (Bemessungsstrom) ist der Dauerstrom, den das Gerät unter festgelegten Bedingungen führen kann.
- Inm (Gehäusenennstrom) ist die maximale Belastbarkeit des Leistungsschaltergehäuses. Es handelt sich nicht um einen Auslösewert; er definiert die Obergrenze der Auslöseeinheit und der Einstellungen, die für dieses Gehäuse angewendet werden können.
3) Was ist der Unterschied zwischen In und Ir?
- In ist der Bemessungsdauerstrom des Geräts (Nennwert laut Typenschild).
- Ir ist die Einstellung des Langzeitschutzes (Überlastschwelle) der Auslöseeinheit. In der Praxis ist Ir einstellbar (oft ausgedrückt als Bruchteil von In oder Inm, abhängig vom Typ des Leistungsschalters).
