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Technisches Systemhandbuch Ri4Power

Ri4Power Bemessungsstrom des Sammelschienen- systems Inc Das Sammelschienensystem wird gemäß der IEC 61 439 als Als Effekt in umgekehrter Richtung kann innerhalb einer ein Stromkreis Inc der Niederspannungsschaltanlage be- Schaltanlage eine Verbesserung des zulässigen Sammel- zeichnet. Wie bereits unter „Bemessungsstrom der Anlage“ schienennennstroms durch Zwangskonvektion erreicht wer- auf Seite 46 beschrieben darf, insbesondere bei Niederspan- den. Im Gegensatz zu einem Sammelschienensystem „frei in nungsschaltanlagen mit hohem Bemessungsstrom InA, der Luft“ kann in einer Schaltanlage bei gleicher Lüfterleistung Bemessungsstrom des Sammelschienensystems einen eine höhere Luftströmung erzielt werden, welche die einzel- geringeren Wert besitzen. Für die Zulässigkeit dieser Ausle- nen Sammelschienen kühlt und somit eine höhere Stromtrag- gung ist es allerdings erforderlich, dass durch eine Lastfluss- fähigkeit zulässt. berechnung nachgewiesen ist, dass zu keinem Betriebsfall Um alle vorgenannten Effekte innerhalb einer Niederspan- der zulässige Bemessungsstrom des Sammelschienensys- nungsschaltanlage mathematisch zu berücksichtigen, bedarf tems überschritten wird. Wird ein Sammelschienensystem aufgrund der maximal möglichen Strombelastung ausgelegt, es eines größeren rechnerischen Aufwands. Gerade die zusätzlichen Erwärmungen durch Wirbelströme oder Ring- so ist zu gewährleisten, dass das ausgewählte Sammelschie- ströme sind schwierig zu erfassen. nensystem auch die erforderliche Kurzschlussfestigkeit erfüllt. Entsprechend der IEC 61 439-1 wurden für das Ri4Power System die zulässigen Werte für alle Sammelschienensys- Bei der Ermittlung der erforderlichen Sammelschienenquer- teme mit unterschiedlichen Sammelschienenquerschnitten schnitte für eine Niederspannungsschaltanlage mit Bauart- im Schaltschrank unter den verschiedenen Schutzarten und nachweis ist die Auslegung nur nach DIN 43 671 nicht aus- reichend. verschiedenen Belüftungen ermittelt. Die Auswahl der Schutzarten wurde, entsprechend den mit Ri4Power mög- Nach DIN 43 671 wird für verschiedene Kupferprofile und lichen Schutzarten, durchgeführt. Bei diesen Prüfungen wur- Querschnitte ein Nennstrom ermittelt, der sich auf ein Sam- den die zulässigen Sammelschienennennströme für 2 unter- melschienensystem bezieht und der frei in Luft gemessen schiedliche Temperaturerhöhungen (30 K, 70 K) ermittelt. wurde. Dabei wird der zulässige Strom einer Sammel- Unter anderem für eine maximale Sammelschienentempera- schiene bei einer Umgebungstemperatur von 35 °C und tur von 65 °C bei 35 °C Umgebungstemperatur um die einer Sammelschienentemperatur von 65 °C ermittelt. Mit Schaltanlage. Damit ist es möglich, einen vergleichbaren Hilfe des in dieser DIN erwähnten Korrekturfaktordiagramms Wert zur bereits genannten DIN 43 671 zu erhalten und somit kann man dieses auch auf andere Umgebungstemperaturen auch das Korrekturfaktordiagramm zu verwenden. Es wur- und andere Sammelschienentemperaturen umrechnen. den die zulässigen Sammelschienennennströme für eine von Rittal als maximal erlaubte Sammelschienentemperatur von Innerhalb eines Schaltanlagengehäuses können allerdings 105 °C bei 35 °C Umgebungstemperatur um die Schaltan- noch weitere Faktoren auftreten, die den zulässigen Sammel- lage ermittelt. Dieser maximale Wert von 105 °C für die Sam- schienenstrom beeinflussen. Wird beispielsweise ein Sam- melschienen ist ein Wert, der deutlich unterhalb einer Tempe- melschienensystem mit einem hohen Strom mit geringem Abstand an einer Stahlstrebe vorbeigeführt, so bewirkt dies ratur liegt, bei der eine Entfestigung des Kupfermaterials möglich wäre. eine Erwärmung der Stahlstrebe und auch eine zusätzliche Erwärmung der Sammelschiene an dieser Stelle. Dieser In den meisten Fällen sind des Weiteren die äußeren Abmes- Effekt wird durch induzierte Wirbelströme und Ringströme im sungen der Niederspannungsschaltanlage bedeutsam. Stahlblech hervorgerufen und kann eigentlich nur durch die Aufgrund bauartbedingter Ausführungen des Hauptsammel- Verwendung von nicht ferro-magnetischen Materialien im schienensystems ist bei einigen Varianten nur eine einge- direkten Umfeld der Sammelschienen minimiert werden. schränkte Auswahl an Gehäuseabmessungen möglich. Durch diese zusätzlichen Wärmeeffekte kann sich der zuläs- Durch die Prüfung der möglichen Sammelschienensysteme sige Sammelschienenstrom gegenüber einem frei in Luft sind alle in diesem Kapitel beschriebenen Einflussmöglich- gemessenen Sammelschienensystem reduzieren. keiten durch das Gehäuse selbst, die Schutzart, der Einfluss Wird ein Sammelschienensystem mit höherem Nennstrom in der Materialien, die das Sammelschienensystem umgeben, einem Schaltschrank mit einer Schutzart IP 54 ohne eine und der verwendeten Geräte berücksichtigt und gewährleis- Luftkonvektionsmöglichkeit montiert, hat man den Effekt, ten somit eine sichere Betriebsweise. dass sich die Innentemperatur innerhalb des Schalt- schrankes deutlich erhöht. Die Umgebungstemperatur um schienensysteme bekannt, so kann unter Berücksichtigungnc der Sammel-Sind die erforderlichen Bemessungsströme I die Schaltanlage entspricht zwar noch immer den normalen der Schutzart und der Art der Belüftung das erforderliche Bedingungen, die Schaltanlageninnentemperatur dürfte sich in Abhängigkeit des Stromes aber deutlich erhöhen. Ver- Sammelschienensystem aus Tabellen 41 – 43, siehe Seite 89 ausgewählt werden. Wurde ein Sammelschienensystem aus- nachlässigt man die Erwärmungseffekte durch Induktion, so gewählt, so ist im zweiten Schritt zu prüfen, ob die Anforde- kann man einen vergleichbaren Wert erreichen, wie man die- rung an die Kurzschlussfestigkeit erfüllt wird. sen auch mit Hilfe des Korrekturfaktordiagramms errechnen kann. Dafür setzt man dort anstelle der Umgebungstempera- tur um die Schaltanlage die direkte Umgebungstemperatur um die Sammelschiene im Inneren der Schaltanlage ein. Rittal Technisches Systemhandbuch/Stromverteilung 2 - 47


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