Diplomarbeit - von Werner Schuster

Errichtung einer Umspannstation
20.3.2 Mechanische Beanspruchung durch Stromkräfte
Auf parallele Leiter, deren Länge l groß gegenüber dem gegenseitigen Abstand a ist, wirken
beim Stromdurchfluss Kräfte, die gleichmäßig über die Leiterlänge verteilt sind. Diese Kräfte
sind im Kurzschlussfall besonders groß und beanspruchen die Leiter auf Biegung und die
Befestigungsmittel auf Umbruch, Druck oder Zug. Aus diesem Grund müssen Stromschienen
nicht nur für den Betriebsstrom ausgelegt werden, sondern auch dem größten auftretenden
Kurzschlussstrom gewachsen sein. Die im Kurzschlussfall zu erwartende Beanspruchung der
Stromschienen und ihrer Abstützung ist daher zu berechnen.
20.3.3 Kraftwirkung auf Stromdurchflossene Leiter bei paralleler
Anordnung:
−7
Induktionskonstante der Luft: μ 0 = 4*
π * 10 Vs / Am
Bei der Berechnung der Sammelschiene (Einebenenanordnung) wird für die größte
mechanische Beanspruchung der Faktor 0,93*ip(3) eingesetzt. Der Faktor berücksichtigt den
größtmöglichen Kraftbelag, der am mittleren Leiter bei einer Einebenenanordnung in
Drehstromanlagen auftritt.
20.3.4 Berechnungsgrundlagen
Sammelschienenlänge: lS=1410mm
Stützabstand: lA=1200mm
Sammelschienenabstand: d=185mm
Die Sammelschienenlänge und der Sammelschienenabstand ergibt sich aus der Konstruktion
des Niederspannungsverteilers und der zu montierenden Anlagenteile wie z. B die
verwendeten Niederspannungssicherungstrennleisten.
20.3.5 Kraftwirkung FH zwischen den Hauptleitern:
Die vom Kurzschlussstrom auf die Hauptleiter ausgeübte Kraft berechnet sich mit:
μ
0 lA
2
FH
= * * ( 0,
93*
iS)
2 * π d
−7
4 * π * 10 1200
2
FH
= * * ( 0,
93*
1,
45*
2 * 14,
4)
2 * π 185
FH
= 992N
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