Abschaltbedingung bei LS Automat

[Drehfeld]

So,
falls es jemanden interessiert, habe ich mal die Zeit, in der sich eine NYM-Leitung bei einem Strom von 96A auf die Grenztemperatur von 160°C erhitzt, für unterschiedliche Anfangstemperaturen und Verlegearten (danke, @Pumukel) berechnet:
Edit: Umgebungstemp.=30°C

 

[Catweazle]

..bezieht sich die Anfangstemperatur von 70 Grad in Verlegeart A2 auf eine 1,5 mm² Leitung, die von
einem Strom mit 15,5 A ( laut ABB Stotz Strombelastbarkeitstabelle Verlegeart A2) durchflossen wird??

Gruß Catweazle

 

[Drehfeld]

..bezieht sich die Anfangstemperatur von 70 Grad in Verlegeart A2 auf eine 1,5 mm² Leitung, die von
einem Strom mit 15,5 A ( laut ABB Stotz Strombelastbarkeitstabelle Verlegeart A2) durchflossen wird??

Gruß Catweazle

Genau, die Leitung ist in Betrieb und führt 15,5 A bei 30°C Umgebungstemperatur. Infolgedessen hat sie sich auf 70°C erwärmt. Dann entsteht ein Kurzschluss mit 96A. Die Abschaltung sollte nun innerhalb von 3,37s erfolgen.

 

[Catweazle]

Danke @Drehfeld..

..wo wir schon bei Kurzschluss / Überlastung und demzufolge entsprechender Erwärmung der Leitung sind,
gab es mal einen Bericht im Elektropraktiker, wo dargestellt worden ist, welche Folgen eine Überlastung für
die Lebensdauer einer Leitung hätte.

Dementsprechend hätte eine Leitung , die dauerhaft auf Betriebstemperatur 70 Grad belastet wird (also z.B.
die besagte 1,5mm2 Leitung bei 15,5A in Verlegeart A2) eine Lebensdauer von ca.20 Jahren.
Bei einer Überlastung von ca. 20% wären es nur noch 2,5 Jahre. da die Betriebstemperatur dann auf ca. 90 Grad stiege.
Interessant ist die Behauptung, dass dieselbige Leitung bei 60 Grad eine Lebensdauer von ca. 65 Jahre hätte,
also quasi die Leitung unterlastet wäre.

Also sollte man z.B. Leitungen von starken Verbrauchern wie z.b. Waschmaschine, Geschirrspüler etc. wohl im Durchschnitt
spätestens nach 40 Jahren erneuern oder wie sieht ihr das?

Gruß Catweazle

 

[Www]

…= 25000 A²s

I²*t . I und t ist klar, aber warum I²

 

[Drehfeld]

@Catweazle : die Lebensdauer bezieht sich auf den Fall, dass die Leitung rund um die Uhr entsprechend belastet ist. Dies ist bei Waschmaschine und Co. eher nicht der Fall

 

[Drehfeld]

I²*t . I und t ist klar, aber warum I²

Die Verlustleistung in einer Leitung mit Widerstand R ist I²R. Geht man von einem zeitlich konstanten Strom aus und multipliziert diese Leistung mit der Zeit, so erhält man die Energie, die in Wärme umgesetzt wird.
Vernachlässigt man die Wärmeabgabe an die Umgebung, so hat man mit (I²t)*R die Wärmeenergie, welche die Temperatur der Leitung erhöht.
Tatsächlich ist es etwas komplizierter, da sich der Widerstand mit der Temperatur verändert, aber für eine gegebene Leitung kann aus I²t trotzdem die Temperaturerhöhung bestimmt werden.

Edit: Dies stimmt auch, wenn der Strom nicht zeitlich konstant ist. I²t beschreibt dann das (Zeit-)Integral über i²(t)dt.

 

[Drehfeld]

So, und schließlich noch einmal die Ergebnisse als Diagramm
Die (hell-)grüne Kurve (70°C ohne Wärmeableitung) sollte mit dem übereinstimmen, was die Excel-Tabelle von @s-p-s liefert.

 

[Drehfeld]

Dementsprechend hätte eine Leitung , die dauerhaft auf Betriebstemperatur 70 Grad belastet wird (also z.B.
die besagte 1,5mm2 Leitung bei 15,5A in Verlegeart A2) eine Lebensdauer von ca.20 Jahren.
Bei einer Überlastung von ca. 20% wären es nur noch 2,5 Jahre. da die Betriebstemperatur dann auf ca. 90 Grad stiege.

Auch hierzu habe ich zwei Bildchen gemacht

Besagte 1,5mm² in Verlegeart A2 belastet mit 15,5A bei 30°C Umgebungstemperatur und einmal mit 20% mehr Strom.

 

[Pumukel]

Wie schon gesagt wurde die Tabellen für die Absicherung einer Leitung bei unterschiedlichen Temperaturen und Verlegeart haben auch noch Reserve.
Zusätzliche Bedingungen die die Wärmeabgabe beeinflussen sind noch einzurechnen . (ZB Häufung )
Nehmen wir einen LS 16 A dieser läst für 1 Stunde einen Strom von 16A*1,45 = 23,3 A zu
Wird der Strom geringer wird auch die Abschaltzeit länger und bei Nennstrom oder darunter wird diese Abschaltzeit unendlich lang. Im umgekehrten Fall wird diese immer Kürzer.
Die 1,45 sind eben für 60 min die Reserve.

 

[Www]

I²*t . I und t ist klar, aber warum I²

Die Verlustleistung in einer Leitung mit Widerstand R ist I²R. Geht man von einem zeitlich konstanten Strom aus und multipliziert diese Leistung mit der Zeit, so erhält man die Energie, die in Wärme umgesetzt wird.

Hmm dachte immer die (Verlust-) Leistung P wäre U*I, also Produkt aus abfallender Spannung und durchfließenden Strom. Bzw I²/R und dann wäre W=P*t, bzw I²t/R in Ws oder größer in kWh als Verlustenergie der Leitung in Form von Wärme.
Mich irritiert die Einheit A²s, also in dem oberen Beispiel wären 25000A²s auch 6,94 A²h oder 25kA²s. Neue Wärmeeinheit für Stromleitungen? Habe ich da irgendwo nicht aufgepasst? Muss ich meinen Master zurückgeben?

 

[Drehfeld]

Hmm dachte immer die (Verlust-) Leistung P wäre U*I, also Produkt aus abfallender Spannung und durchfließenden Strom. Bzw I²/R [...]

P=U*I stimmt soweit
also P=(I*R)*I = I²R (und nicht I²/R, da würde die Einheit auch nicht passen!)

[...]und dann wäre W=P*t, bzw I²t/R in Ws oder größer in kWh als Verlustenergie der Leitung in Form von Wärme.

W=P*t=I²t*R (und nicht I²t/R, s.o.)

Mich irritiert die Einheit A²s, also in dem oberen Beispiel wären 25000A²s auch 6,94 A²h oder 25kA²s. Neue Wärmeeinheit für Stromleitungen?

Es ist sozusagen die Wärmeenergie pro Ohm Widerstand, also ein Strom-Zeit-Integral von I²t=25000A²s setzt in einem Widerstand von einem Ohm 25000J elektrische Energie in Wärme um.
Etwas anderes kann der Hersteller einer Sicherung bzw. eines Schutzorgans ja gar nicht angeben, da er ja nicht weiß, welchen Widerstand die angeschlossene Leitung hat. Daher wird nur der Teil I²t angegeben. Um daraus die Wärmeenergie zu bestimmen, musst du den Wert noch mit dem Widerstand multiplizieren.

Habe ich da irgendwo nicht aufgepasst? Muss ich meinen Master zurückgeben?

Naja, das ist schon sehr speziell für Energietechnik/Elektroinstallation und nicht Stoff des üblichen Feld-/Wald und Wiesenmasters. Von daher wirst du ihn wohl nicht zurückgeben müssen.
Ob du das überhaupt dürftest, wenn du wolltest, müsstest du bei der Hochschule erfragen, die dir den Master verliehen hat

 

[Leprechaun]

Die 1,45 sind eben für 60 min die Reserve.

Für was?

Leprechaun

 

[Pumukel]

Allgemein gilt für Sicherungen Ib>= In> Iz Iz ist Zeitabhängig. Den Nennstrom (In) einer Sicherung muss die Leitung dauernd führen können . Den zulässigen Strom nur über eine bestimmte Zeit. Die Überlastung in einer bestimmten Zeit ist die Sicherheitsreserve für die Leitung.
Nachtrag Hier ist ein Fehler enthalten . Danke @ SPS Richtig ist Ib<= In<Iz
Der Betriebsstrom muss Kleiner oder Gleich dem Nennstrom sein und der Nennstrom Kleiner dem zulässigen Strom der Leitung

 

[Leprechaun]

Allgemein gilt für Sicherungen Ib>= In> Iz Iz ist Zeitabhängig. Den Nennstrom (In) einer Sicherung muss die Leitung dauernd führen können . Den zulässigen Strom nur über eine bestimmte Zeit. Die Überlastung in einer bestimmten Zeit ist die Sicherheitsreserve für die Leitung.

Dankeschön!
Das hast Du gut erklärt!

Leprechaun

 

[Drehfeld]

Ah, jetzt kapier ich den Satz auch.

 

[s-p-s]

Allgemein gilt für Sicherungen Ib>= In> Iz .

Besser Ib ≤ In ≤ Iz
https://www.google.com/url?sa=t&rct...SCHALTER.PDF&usg=AOvVaw1p52gHp42k9OW5ZDe-Z_PK

 

[Pumukel]

Danke für die Richtigstellung hier habe ich Kleiner = mit Größer verwechselt .
Richtig ist Ib < = In <= Iz

 

[Www]

…..(und nicht I²/R, da würde die Einheit auch nicht passen!)

Ja stimmt, da hatte ich einen Denkfehler. Und wie nennt man diese Einheit aus I²t also Wärmeenergie pro Ω?

 

[Pumukel]

I²t definiert eine Energiemenge . im Unterschied zu einer Leistung oder einer Arbeit.