Überblick
Die Kurzschlussstromberechnung ist entscheidend für die Dimensionierung von Schutzeinrichtungen und den Nachweis der Anlagensicherheit. Nach IEC 60909 werden Kurzschlussströme berechnet, um die Kurzschlussfestigkeit der Betriebsmittel zu prüfen und die Selektivität der Schutzstaffel sicherzustellen. Diese Spezialseite führt Sie durch den kompletten Prozess – von der Netzimpedanz-Ermittlung über die Ik-Berechnung bis zum Selektivitätsnachweis.
Das Wichtigste auf einen Blick
- IEC 60909: Internationale Norm zur Kurzschlussstromberechnung
- Ik-Berechnung: Maximale und minimale Kurzschlussströme ermitteln
- Selektivität: Koordination der Schutzgeräte-Kennlinien
- Staffelzeiten: Zeit-Selektivität bei hohen Strömen
- Back-up-Schutz: Koordinierte Zuordnung von Schutzgeräten
Gesetzliche Grundlagen
Relevante Normen und Vorschriften
Kurzschlussströme in Drehstromnetzen
Internationale Norm für die Berechnung von Kurzschlussströmen in Drehstromnetzen.
Schutz bei Überstrom
Anforderungen an den Schutz vor Kurzschlussströmen und Überlast in Niederspannungsanlagen.
Auswahl und Errichtung – Schalt- und Steuergeräte
Anforderungen an Selektivität und Koordination von Schutzeinrichtungen.
Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen
Anforderungen an die Kurzschlussfestigkeit und Schutzkoordination in Schaltschränken.
Kurzschlussberechnung & Selektivitätsnachweis
Schritt-für-Schritt-Anleitung
Netzimpedanz ermitteln
Kurzschlussleistung Sk" am Transformator-Einspeisepunkt aus EVU-Auskunft entnehmen. Daraus die Netzimpedanz Zk berechnen.
Ik-Berechnung durchführen
Maximalen und minimalen Kurzschlussstrom (Ik" und Ik) an kritischen Punkten nach IEC 60909 berechnen.
Schutzgeräte dimensionieren
Bemessungsstrom und Kurzschlussfestigkeit der LS-Schalter und Sicherungen auf Basis der Ik-Werte auswählen.
Selektivität prüfen
Auslösekennlinien der Schutzgeräte vergleichen. Staffelzeiten für Zeit-Selektivität festlegen.
Leitungslängen validieren
Maximale Leitungslängen für Kurzschlussabschaltung gemäß DIN VDE 0100-430 überprüfen.
Dokumentation erstellen
Kurzschlussstromberechnung und Selektivitätsnachweis als Bestandteil der Schaltanlagenprüfung dokumentieren.
Formel-Sammlung
Wichtige Formeln für die Berechnung
Anfangs-Kurzschlusswechselstrom
I_k" = c × U_n / (√3 × Z_k)I_k" | Anfangs-Kurzschlusswechselstrom | [kA] |
c | Spannungsfaktor (1,0 oder 1,1) | [-] |
U_n | Nennspannung | [V] |
Z_k | Kurzschlussimpedanz | [Ω] |
Staffelzeit für Selektivität
t_Staff = t_Eigen + t_Sicherheitt_Staff | Erforderliche Staffelzeit | [ms] |
t_Eigen | Eigenzeit des Schalters | [ms] |
t_Sicherheit | Sicherheitszuschlag (typ. 50-100ms) | [ms] |
Passende Rechner
Berechnungstools für dieses Thema
Kurzschlussstrom-Rechner
Ik nach IEC 60909
KurzschlussstromTransformator-Kurzschluss
Ik sekundärseitig
KurzschlussstromLeitungsquerschnitt-Rechner
Querschnitt nach VDE 0298
LeitungsberechnungSpannungsfall-Rechner
Max. 3% für Beleuchtung
LeitungsberechnungSchleifenimpedanz-Rechner
Zs Messwertanalyse
Prüfung & MessungPassende Ratgeber
Fachartikel zu diesem Thema
Referenz-Tabellen
Nachschlagewerke und Daten
Praxistipps
Expertenwissen und häufige Fehler
Minimale und maximale Ik berechnen
Für die Schutzauslegung: Maximales Ik für Kurzschlussfestigkeit, minimales Ik für Abschaltbedingung. Minimales Ik tritt bei 1-poligem Kurzschluss am entferntesten Punkt auf.
Stromselektivität bevorzugen
Stromselektivität ist schneller als Zeitselektivität und erfordert keine zusätzlichen Verzögerungen. Prüfen Sie, ob das Ik-Verhältnis zwischen Stufen ≥ 2,5:1 beträgt.
Back-up-Schutz richtig nutzen
Bei Back-up-Schutz (Zuordnung nach VDE 0100-530) muss der vorgeschaltete LS-Schalter oder Sicherung den nachgeschalteten Schalter vor zu hohen Kurzschlussströmen schützen.
Herstellerdaten für Kennlinien nutzen
Nutzen Sie die Selektivitätstabellen und Software der Schaltgerätehersteller. Diese liefern präzise Aussagen zu Grenzkurzschlussströmen und Staffelzeiten.
Checkliste Kurzschlussberechnung
Zum Abhaken und Ausdrucken
- Netz-Kurzschlussleistung anfordernPflichtSk" vom Netzbetreiber angefordert
- Transformatordaten erfassenPflichtuk%, Leistung dokumentiert
- Leitungsdaten dokumentierenPflichtLeitungslängen und Querschnitte erfasst
- Ik an HauptverteilungPflichtKurzschlussstrom Ik" berechnet
- Ik an UnterverteilungenPflichtIk" an allen Verteilungen berechnet
- Minimales Ik berechnenPflichtAm entferntesten Punkt ermittelt
- Kurzschlussfestigkeit prüfenPflichtSchutzgeräte auf Icn/Icu geprüft
- Abschaltzeiten verifizierenPflichtNach VDE 0100-410 eingehalten
- Selektivität nachweisenPflichtZwischen allen Stufen dokumentiert
- Back-up-Schutz dokumentierenZuordnungen vollständig erfasst
Häufig gestellte Fragen
Antworten auf wichtige Fragen zu Kurzschlussberechnung & Selektivität
Ik'' (sprich: I-k-Zweistrich) ist der Anfangs-Kurzschlusswechselstrom im ersten Moment des Fehlers. Ik ist der stationäre Kurzschlussstrom nach Abklingen der Gleichstromkomponente.
Zeit-Selektivität wird benötigt, wenn Strom-Selektivität nicht erreicht werden kann – typischerweise bei hohen Kurzschlussströmen nahe am Transformator, wo die Ik-Verhältnisse zwischen Stufen gering sind.
Icn ist das Nenn-Schaltvermögen, Icu das Bemessungs-Grenzkurzschlussausschaltvermögen. Icu definiert den maximalen Strom, den der Schalter unter Kurzschlussbedingungen sicher ausschalten kann.
Längere Leitungen erhöhen die Impedanz und reduzieren den Kurzschlussstrom. Bei zu geringem Ik kann die erforderliche Abschaltzeit nach VDE 0100-410 (0,4s bzw. 5s) nicht eingehalten werden.