Moderne Simulationssoftware
Die Simulation verdeutlicht die Kräfteentwicklung bei einem Kurzschluss; Panduit liefert geeignete Kabelschellen-Lösungen und bereitet ideal auf die Prüfung gemäß IEC 61914:2015 vor. (Quelle: Panduit)
Bei einem Kurzschluss können erhebliche Schäden entstehen, bevor die Schutzschalter auslösen. (Quelle: Panduit)
Mit moderner Simulationssoftware modellieren die Forschungs-und Entwicklungstechniker von Panduit so den dynamischen Drei-Phasen-Wechselstrom-Kurzschlusstest. Der virtuelle Versuch findet über einen Zeitraum von einer Zehntelsekunde statt (siehe IEC 61914:2015). Die Simulation verdeutlicht, dass Bauteile Geschwindigkeiten von mehr als 50 m/s entwickeln, Materialien sich stark verformen und insgesamt katastrophale Ausfälle und Schäden folgen können. Die Ergebnisse der Simulationsentwicklung sind:
- Anpassung der Steifigkeit, Streckgrenze und Masse von soliden Kupferleitern für den Einsatz unter den möglichen Temperaturbedingungen der Leitungen,
- Entwicklung von Materialmodellen mit hoher Dehnungsrate für jede Komponente,
- Einbeziehung der elektromagnetischen Simulation,
- Entwicklung eines mathematischen Modells mit 30 Variablen, mit dem der Algorithmus für die verschiedenen Koeffizienten ermittelt wird,
- Entwicklung von Kriterien für den Verschleiß von Elementen, um die Simulation von physischem Versagen zu ermöglichen sowie
- erfolgreiche Verifizierung infrühen Tests.
Die neue Produktlinie an Kabelschellen wird in Testzentren vom Prüfinstitut KEMA Labs zertifiziert. Dabei liegen die Spitzenwerte des Kurzschlussstroms sehr nahe an denen der Simulation. Außerdem werden folgende Bereiche in den realen Test einbezogen:
- Temperaturbereich von –60 °C bis 120 °C,
- Beständigkeit gegen Flammenausbreitung analog der UL 94,
- Prüfung der seitlichen Belastung bei Höchsttemperatur,
- Prüfung der axialen Belastung bei Höchsttemperatur,
- Schlagfestigkeit bei Mindesttemperatur,
- Korrosions- und UV-Beständigkeit sowie
- Beständigkeit gegen elektromechanische Kräfte.
Insgesamt bestimmte die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Panduit schneller und besser die Variablen, die am dreiphasigen Kurzschluss beteiligt sind. In wiederholten Simulationen wurden Konstruktionsänderungen überprüft und Spitzenstrom-Zertifizierungsniveaus ermittelt. Zusammenfassend ließen sich der Prototyp- und Testzyklus erheblich reduzieren.