Kurzschlussresiliente Verkabelung

(Quelle: Panduit)

Der elektrische Kurzschluss führt in nur wenigen Millisekunden zu massiv erhöhtem Stromfluss durch Nieder- und Mittelspannungskabel. Die Stromstärke kann bei solchen Ereignissen bis zu 200.000 A betragen. Der deutliche Stromfluss und das daraus resultierende, gestiegene magnetische Feld um das Kabel, bilden dynamische Kräfte durch die Wechselwirkung von 50 Hz. Infolgedessen werden die Kabel in Schwingungen gebracht.

Im schlimmsten Fall eines dreiphasigen Kurzschlusses können die magnetfeldinduzierten Stoßkräfte zwischen den Kabeln bis zu 45.000 N betragen und sich innerhalb von 1/100 Sekunde entwickeln. Erhebliche Schäden können entstehen, bevor die Schutzschalter auf den Kurzschluss auslösen können. Daraus resultierend ist die Rückhaltung von Kabeln entscheidend für den Schutz von Personal und Infrastruktur sowie für die Reduzierung von Ausfallzeiten.

Solche dynamischen Kräfte werden von den Kabelschellen und dem dazugehörigen Kabeltragsystem absorbiert. Die Kabelschellen, die auf dem Tragsystem befestigt sind, verhindern, dass sich einzelne Kabel durch die Schwingungen losreißen und Anlagenteile sowie die Elektroinstallation Schaden nehmen können. Dennoch wird leider in neuen oder bestehenden Anlagen nach dem scheinbar schnellen, aber schlechten Weg gesucht, Kabel zu befestigen. Die Szenarien im Worst-Case will man sich nicht ausmalen. Dabei ist es relativ einfach, die fachgerechte und sichere Installationslösung anzuwenden.

Kabelschellen erhöhen die Anlagensicherheit

Stromführende Kabel und Leitungen lassen sich in Anlagen, Produktion, Gebäuden oder Rechenzentren auf unterschiedliche Arten verlegen und sichern. Als strukturmechanische Lösung schützen zum Beispiel die neuartigen Kabelschellen von Panduit bei Kurzschlüssen und erhöhen so die Anlagensicherheit maßgeblich. Das Thema gewinnt seit der internationalen Norm IEC 61914:2015 [1] (deutsche Fassung DIN EN 61914 (VDE 0604-202):2016-11 [2]) für Kabelhalter für elektrische Installationen an Bedeutung. Die Norm dokumentiert genau den Prüfaufbau, der den Widerstand gegenüber elektromechanischen Kräften simuliert und wie man darauf basierend die Kräfte an Leitungen und Kabelhalter berechnen kann. 

Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Panduit nutzt ein modernes Simulationsprogramm, um zu erkennen, wie sich die elektromagnetischen Kräfte bei einem Kurzschluss entwickeln und welche Materialzusammensetzung der Kabelschellen geeignet ist. Die virtuelle Betrachtung bereitet ideal auf die die Prüfung gemäß IEC 61914:2015 vor. Erst nach der Simulation am Computer werden die Komponenten in einem zertifizierten Labor realen Kurzschlusstests unterzogen, um zu bestätigen, dass sie diesem Standard entsprechen.

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