Din-43671 Copper Busbar German

DK 621 316 35-034.3

DEUTSCHE NORMEN

Dezember 1975

DIN

Stromschienen aus I(upfer

43671

Bemessung fUr Dauerstrom Copper bus bars; design for continuous current

Fiir Innenanlagen gelten daher die Tabellen fUr offene Anlagen in ruhiger Luft mit dem 1 bis llfachen der Tabellenwerte, da hier erfahrungsgemaf3 oft geringe stromschienenfremde Luftbewegungen auftreten; fUr gekapselte Anlagen ohne eingebaute Ventilatoren etwa mit dem 0,8 bis 1,lfachen der Tabellenwerte je nach Stromungs- und Strahlungseinfluf3 der unmittelbaren Stromschienen-Umgebung.

1 Allgemeines

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Diese Norm dient zur Dauerstrombemessung von Stromschienen, die von Luft umgeben sind und nicht kiinstlich gekiihlt werden. Sie enthiHt: Hinweise fUr die Temperaturen; Tabellen der Dauerstrome, die Stromschienentemperaturen von 65°C verursachen, bei einer Temperatur der umgebenden Luft von 35°C und unter den im Geltungsbereich sowie bei den einzelnen Tabellen genannten 2.2 Fiir Freiluft basieren die Tabellen auf den Annahmen: Betriebsbedingungen; Leichte Luftbewegung, z. B. infolge Bodenthermik, von 0,6 m/s; Umrechnungsfaktoren fUr Abweichungen von den Vor.. aussetzungen der Tabellen. Blanke Stromschienen normal oxidiert, so daf3 der EmissionsDie physikalischen Randbedingungen fUr die Tabellen und grad 0,6 ist und die Sonneneinstrahlung 0,45 kW 1m 2 betragen kann 1); Umrechnungsfaktoren sind gegeniiber der technischen Praxis idealisiert, so d1& in komplizierten Fallen, z. B. in oder Niederspannungs-Schaltschranken grof3er Packungsdichte Stromschienen gestrichen, so daf3 der Emissionsgrad mit wesentlichen Warmefliissen in den Stromschienen etwa 0,9 ist und die Sonneneinstrahlung 0,7 kW/m2 und ortlich sehr unterschiedlichen Lufttemperaturen, betragen kann. mit den Angaben dieser Norm nicht unmittelbar auf die FUr Freiluft erfassen die Tabellen deshalb mitteleurotatsachlichen Stromschienenbelastbarkeiten bzw. Strompaische VerMltnisse. schienentemperaturen geschlossen werden kann.

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3 Hinweise ftir die Temperaturen 2 Geltungsbereich 2.1 FUr Innenanlagen basieren die Tabellen auf den Annahmen: Umgebende Luft unbewegt; Blanke Stromschienen teilweise oxidiert, so d1& der Emissionsgrad 0,4 ist 1); oder Stromschienen gestrichen - bei Schienenpaketen nur die Auf3enflachen - so daf3 der Emissionsgrad etwa 0,9 ist.

1) Diese Annahme bezieht sich auf einen Zustand, der

.,

sich im Betrieb durch natiirliche Alterung - abhangig von den Umgebungsbedingungen - mehr oder weniger schnell einstellt.

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3.1 Lufttemperatur Bei offenen Anlagen gilt als Temperatur der die Schienen umgebenden Luft die in den einschIagigen VDE-Bestimmungen festgelegte Umgebungstemperatur von maximal 35°C als Mittelwert iiber 24 Stunden. Kurzzeitig darf die Temperatur 40°C erreichen. In gekapselten Anlagen gilt als Temperatur der die Schienen umgebenden Luft die Temperatur im Inneren der Kapselung. 3.2 Stromschienenerwannung und Stromschienentemperatur 3.2.1 Anschluf3schienen von Betriebsmitteln Unabhangig von der jeweils zuUissigen Einbauart und den daflir genannten Dauerstromen sind Betriebsmittel vieIfach so bemessen, d1& sie mit Stromschienen angeschlossen werden miissen, die beim Nennstrom des Gerates und ungekapselten Einbau hochstens 30°C Eigenerwarmung aufweisen.

Fortsetzung Seite 2 bis 8 ErIauterungen Seite 9 Deutsche Elektrotechnische Kommission . Fachnormenausschuf3 Elektrotechnik im DIN gemeinsam mit Vorschriftenausschuf3 des VDE

A1leinverkauf der Normen durch Beuth Verlag Gm bH, Berlin 30 und Koln 1 05.84

DIN 43 671 Dez 1975 Prelsgr.7 Vertr.-Nr.1907

Seite 2

DIN 43671

Fi.ir Anschluf3schienen von solchen Geraten _gilt deshalb:

1st der Nennstrom des Gerates fUr ungekapselten Einbau und 35°C Umgebungstemperatur, INe der Nennstrom des Gerates fUr die vorliegenden Einbaubedingungen, Ie der Dauerstrom am Einbauort, dann sind die fUr den Anschluf3 erforderlichen Stromschienen direkt aus den Tabellen zu entnehmen, mindestens fUr eine Strombelastbarkeit von IN I=Ie' - INe (Gegebenenfalls Abschnitte 5.1 und 5.3 bis 5.5 beachten.) Dies gilt bis 1 m Entfernung vom Anschluf3, oder, falls tiberschaubar ist, daf3 der Warmefluf3 aus dem Betriebsmittel bereits in ktirzerer Entfernung weitgehend abgeklungen ist, fUr die solchermaf3en festgestellte Anschluf3lange. Vorstehende Richtlinien brauchen im allgemeinen nicht beachtet zu werden, wenn die Anschliisse der Betriebsmittel besonders gekiihlt sind (z. B. Generator-DurchfUhrungen mit Fliissigkeitskiihlung DIN 48124 Teil 2) oder Masse und Oberflache des Anschluf3bereiches grof3 sind im Vergleich zu den anzuschlief3enden Stromschienen (Hochstspannungsgerate). Bei der Auswahl der Stromschienen kann dann verfahren werden wie fUr betriebsmittelunabhangige Stromschienen (z. B. Sammelschienen, die wegen Anschluf3schienen ausreichender Lange nicht mit Geraten thermisch gekoppelt sind).

- z. B. anzustrebendes Minimum der Investitions- und Verlustkosten - noch niedrigere Werte erfordern.

IN

4 Tabellen der Dauerstrome, die bei 35°C Lufttemperatur und horizontaler Schienenftihrung 65°C Stromschienentemperatur verursachen Die Bezeichnung Wechselstrom in den Tabellen gilt fUr Ein- und Mehrphasensysteme. Eine etwaige, aus der raumlichen Lage der einzelnen Phasen zueinander resultierende, gegenseitige Warmebeeinflussung ist unberiicksichtigt. 4.1 Tabelle 1 - siehe Seite 3 Stromschienen mit Rechteck-Querschnitt in Innenanlagen. Schienenpakete mit Abstand zwischen den Teilleitern. 4.2 Tabelle 2 - siehe Seite 4 Stromschienen mit Rechteck-Querschnitt in Innenanlagen. Schienenpakete ohne Abstand zwischen den Teilleitern. 4.3 Tabelle 3 - siehe Seite 4 Stromschienen mit Kreis-Querschnitt in Innenanlagen. 4.4 Tabelle 4 - siehe Seite 5 Stromschienen mit Kreisring-Querschnitt.

5 Umrechnungsfaktoren fUr Abweichungen von den Voraussetzungen der Tabellen

3.2.2 Betriebsmittelunabhangige Stromschienen Es sind die einschlagigen Bestimmungen zu beachten. Physikalisch ist die zulassige Temperatur von betriebsmittelunabhangigen Stromschienen begrenzt durch die Eigenschaften des Leiterwerkstoffes und die zulassige Grenztemperatur der mit dem Leiter in Beriihrung befindlichen Isolierstoffe.

Bei n Abweichungen ergibt sich der neue Dauerstrom aus dem Tabellenwert, multipliziert mit dem Produkt der n in Frage kommenden Umrechnungsfaktoren:

Wesentliche Grenzwerte: etwa 120°C fUr Stromschienenverschraubungen nach DIN 43 673 wegen moglicher Vorspannungsminderung; etwa 120°C fUr oxidfrei und gefettete bzw. etwa 160 etC fUr beidseitig versilberte oder gleichwertige FIachen der Stromschienenverschraubung; 85°C fUr Stutzer und DurchfUhrungen fUr Wechselstromgerate und Anlagen mit Nennspannungen tiber 1 kV nach VDE 0674; tiber 90 ° C fUr Isolierstoffe nach Klasseneinteilung in VDE 0530 (lEC-Publ. 85) Bei betriebsmittelunabhangigen Stromschienen liegt demnach die untere Grenze fUr die Stromschienentemperatur bei 85°C, wenn nicht besondere Griinde

5.1 Umrechnungsfaktor kl fUr leitfahigkeitsabhangige Belastungsanderungen siehe Bild 1, Seite 6.

Ineu

=

ITabelle'

II ki n

i sind die Indizes der moglichen Umrechnungsfaktoren:

5.2 Umrechnungsfaktor k2 fUr abweichende Temperaturen siehe Bild 2, Seite 6. 5.3 Umrechnungsfaktor ka fUr thermisch aus der Anordnung bedingte Belastungsanderungen siehe Tabelle 5, Seite 6. 5.4 Umrechnungsfaktor k4 fUr bei Wechselstrom elektrisch aus der Anordnung bedingte Belastungsanderungen siehe Bild 3, Seite 7. 5.5 Umrechnungsfaktor k5 fUr standortabhangige Einfliisse (Hohenlage, Sonneneinstrahlung) siehe Tabelle 6, Seite 7.

Tabelle 1. Dauerstrome fUr Stromschienen aus E·Cu mit Rechteck·Querschnitt in Innenanlagen bei 35°C Lufttemperatur und 65°C Schienentemperatur; senkrechte Lage der Schienenbreite; Schienenpakete mit lichten Schienenabstanden gleich Schienendicke bzw. 3) bei Wechselstrom und Schienenpaketen lichter Hauptleiterabstand > 0,8· Hauptleitermittenabstand Dauerstrom in A Weehselstrom bis 60 Hz Breite x Dicke

Quersehnitt

Gewieht Werkstoff 1) 2) 1

Gleiehstrom und Weehselstrom 16

gestriehen

blank

gestriehen

Sehienenanzahl

Sehienenanzahl

Sehienenanzahl

'2

3

4

1

2

3

50 3 ) mm

mm 2

kg/m

I

II

III

lfl

4

1

2

3

4

1

2

3

4

I

II

III

lfl

I

II

III

1111

I

II

III

1111

220 252 365

123 148 187

202 240 316

228 261 381

108 128 162

182 212 282

216 247 361

123 148 187

202 240 316

233 267 387

108 128 162

182 212 282

x x x x

39,5 59,5 99,1 199

0,351 0,529 0,882 1,77

189 237 319 497

302 313 394 454 560 728 924 1320

162 204 274 427

264 298 348 431 500 690 825 1180

189 237 320 499

302 321 394 463 562 729 932 1300

162 204 274 428

25 x 3 25 x 5

74,5 124

0,663 1,11

287 384

470 662

245 327

412 586

287 384

470 664

245 327

30 x 3 30 x 5 30 x 10

89,5 149 299

0,796 1,33 2,66

337 544 593 447 760 944 676 1200 1670

285 476 564 379 672 896 573 1060 1480

40 x 3 40 x 5 40 x 10

119 199 399

1,06 1,77 3,55

435 692 725 573 952 1140 850 1470 2000

2580

366 600 690 482 836 1090 715 1290 1770

50 x 5 50 x 10

249 499

2,22 4,44

697 1140 1330 1020 1720 2320

2010 2950

60 x 5 60 x 10

299 599

2,66 5,33

826 1330 1510 1180 1960 2610

80 x 5 80 x 10

399 799

3,55 7,11

100 x 5 100 x 10

499 999

4,44 8,89

120 x 10 160 x 10 200 x 10

1200 1600 2000

1)

10,7 14,2 17,8

y-£ZS--y

t

+

F

50 3 )

0,209 0,262 0,396

E-Cu F30

x-I-x

Schienenanzahl

23,5 29,5 44,5

2 3 5 10

Statisehe Werte fUr eine Schiene

Hz

blank

12 x 2 15 x 2 15 x 3 20 20 20 20

2/3

Jx em 4

Wx em 3

F ix em

Jy em 4

Wy em 3

iy em

0,0288 0,0563 0,0844

0,0480 ~ 0,000800 0,0750 0,00100 0,433 0,113 0,00338

0,00800 0,0100 0,0225

0,0577 0,0577 0,0866

266 303 348 437 502 687 832 1210

0,133 0,200 0,333 0,667

0,133 0,200 0,333 0,667

0,577

0,00133 0,00450 0,0208 0,167

0,0133 0,0300 0,0833 0,333

0,0577 0,0866 0,144 0,289

414 590

506 794

0,391 0,651

0,313 0,521

0,722

0,00563 0,0260

0,0375 0,104

0,0866 0,144

337 546 608 448 766 950 683 1230 1630

286 478 575 380 676 897 579 1080 1520

0,675 1,13 2,25

0,450 0,750 1,50

0,866

0,00675 0,0313 0,250

0,0450 0,125 0,500

0,0866 0,144 0,289

367 604 708 484 848 1100 728 1350 1880

1,60 2,67 5,33

0,800 1,33 2,67

1,15

2280

436 696 748 576 966 1160 865 1530 2000

0,00900 0,0417 0,333

0,0600 0,167 0,667

0,0866 0,144 0,289

583 994 1260 852 1510 2040

1920 2600

703 1170 1370 1050 1830 2360

588 1020 1300 875 1610 2220

5,21 10,4

2,08 4,17

1,44

0,0521 0,417

0,208 0,833

0,144 0,289

2310 3290

688 1150 1440 985 1720 2300

2210 2900

836 1370 1580 2060 696 1190 1500 1970 1230 2130 2720 3580 1020 1870 2570 3390

9,00 18,00

3,00 6,00

1,73

0,0625 0,500

0,250 1,00

0,144 0,289

1070 1680 1830 1500 2410 3170

2830 3930

885 1450 1750 1240 2110 2790

2720 3450

1090 1770 1990 2570 902 1530 1890 2460 1590 2730 3420 4490 1310 2380 3240 4280

21,3 42,7

5,33 10,7

2,31

0,0833 0,667

0,333 1,33

0,144 0,289

1300 2010 2150 1810 2850 3720

3300 4530

1080 1730 2050 1490 2480 3260

3190 3980

1340 2160 2380 3080 1110 1810 2270 2960 1940 3310 4100 5310 1600 2890 3900 5150

41,7 83,3

8,33 16,7

2,89

0,104 0,833

0,417 1,67

0,144 0,289

2110 3280 4270 2700 4130 5360 3290 4970 6430

5130 6320 7490

1740 2860 3740 2220 3590 4680 2690 4310 5610

4500 5530 6540

2300 3900 4780 6260 1890 3390 4560 6010 3010 5060 6130 8010 2470 4400 5860 7710 3720 6220 7460 9730 3040 5390 7150 9390

24,0 42,7 66,7

3,46 4,62 5,77

1,00 1,33 1,67

2,00 2,67 3,33

0,289

525 839

Gerechnet mit einer Dichte von 8,9 kg/dm 3

2)

498 795

Bezugsbasis fUr die Dauerstromwerte

536 841

3) Mindestm~

Werkstoff: E-Cu oder andere Werkstoffe nach DIN 40500 Teil 3 Vorzugsweise verwendbares Halbzeug: Flachstangen mit gerundeten Kanten nach DIN 46 433 Auswahl 3

144 341 667

fUr lichten Schienenabstand

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I-'

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Seite 4 DIN 43671 Tabelle 2.

Breite X

Dicke mm 80x 10

100 X 10

Dauerstrome fUr Stromschienen aus E-Cu mit Rechteckquerschnitt in Innenanlagen bei 35°C Lufttemperatur und 65°C Schienentemperatur; senkrechte Lage der Schienenbreite; Schienenpakete ohne Abstand zwischen den Teilleitem.

Quer- Gewicht Werkstoff 2) schnitt 1) mm 2

kg/m

799

7,11

999

blank

8,89

200 X 10

1200

2000

Oberfliiche 1

2

3

4

I

I

I

I

gestrichen 1590 2360

E-Cu F30 120 X 10

Dauerstrom in A Gleichstrom

10,7

Schienenanzahl 5 7 6

•••• • • 8

9

10

1310 1960

gestrichen 1940 2870 3660 4390 5080

5740 6390

7030

7660

8290

blank

4740 5270

5800

6320

6840

1600 2370 3020 3620 4190

gestrichen 2300 3380 blank

1890 2780

gestrichen 3720 5390 6750 7960 9080 10200 11200 12200 13100 14100

17,8

blank

1) Gerechnet mit einer Dichte von 8,9 kg/dm 3

3040 4400 5510 6500 7420

8290 9120

9930 10700 11500

2) Bezugsbasis fUr die Dauerstromwerte

Werkstoff: &Cu oder andere Werkstoffe nach DIN 40500 Teil 3 Vorzugsweise verwendbares Halbzeug: Flachstangen mit gerundeten Kanten nach DIN 46433 Auswahl 3.

Tabelle 3. Dauerstrome fUr Stromschienen aus E-Cu mit Kreis-Querschnitt in Innenanlagen bei 35°C Lufttemperatur und 65°C Schienentemperatur; bei Wechselstrom Hauptleitermittenabstand ;;;:; 2 . Durchmesser Durchmesser mm

Querschnitt mm 2

Gewicht 1)

kg/m

5

19,6

0,175

8

50,3

0,447

10

78,5

Dauerstrom in A Gleichstrom und Wechselstrom bis 60 Hz blank gestrichen

Statische Werte J

cm 4

W

i

cm 3

em

0,00306

0,0123

0,125

95

85

179

159

0,0201

0,0503

0,200

0,699

243

213

0,0491

0,0982

0,250

464

401

0,322

0,402

0,400

629

539

0,785

0,785

0,500

3,22

0,800

16

201

1,79

20

314

2,80

32

804

7,16

50

1960

17,50

1)

Werkstoff 2)

E-Cu F37

E-Cu F30

Gerechnet mit einer Dichte von 8,9

kg/dm 3

1160

976

1930

1610

5,15 30,7

2) Bezugsbasis fur die Dauerstromwerte

Werkstoff: E-Cu oder andere Werkstoffe nach DIN 40500 Teil 3 Verwendbares Halbzeug: Rundstangen nach DIN 1756

12,3

1,25

DIN 43671 Tabelle 4. Au/lendurchmesser mm

Dauerstrome fUr Stromschienen aus E·Cu mit Kreisring·Querschnitt bei 35°C Lufttemperatur und 65°C SChienentemperatur; bei Wechselstrom Hauptleitermittenabstand ~ 2,5· Aul3endurchmesser Wanddieke mm

Dauerstrom in A Quer- Gewicht Werkstoff Gleichstrom und Weehselstrom bis 60 Hz 1) schnitt 2) Freiluft Innenraum 2 gestriehen blank gestriehen blank mm kg/m

2 3 4 5 6

113 160 201 236 264

1,01 1,43 1,79 2,10 2,35

E-Cu F37

2 3 4 5 6

188 273 352 424 490

1,68 2,44 3,14 3,78 4,37

E-Cu F37

2 3 4 5 6

239 349 452 550 641

2,13 3,11 4,04 4,90 5,72

E-Cu F37

3 4 5 6 8 10

443 578 707 829 1060 1260

3,95 5,16 6,31 7,40 9,42 11,2

E-Cu F37

3 4 5 6 8

565 741 911 1070 1380

5,04 6,61 8,13 9,58 12,3

3 4 5 6 8 10

726 955 1180 1400 1810 2200

6,47 8,52 10,5 12,4 16,1 19,6

3 4 5 6 8

914 1210 1490 1770 2310

8,15 10,8 13,3 15,8 20,6

4 5 6 8 10

1460 1810 2150 2820 3460

13,0 16,1 19,2 25,1 30,8

160

4 5 6 8 10

1960 2440 2900 3820 4710

17,5 21,7 25,9 34,1 42,0

200

5 6 8 10 12

3060 3660 4830 5970 7090

27,3 32,6 43,0 53,2 63,2

5 6 8 10 12

3850 4600 6080 7540 8970

34,3 41,0 54,3 67,3 80,0

20

32

40

50

63

80

100

120

250

Seite 5

E-Cu F30 E-Cu F25

E-Cu F30 E-Cu F25

E-Cu F30 E-Cu F25 E-Cu F30 E-Cu F25

E-Cu F30 -

E-Cu F25

E-Cu F30 E-Cu F25

E-Cu F30 E-Cu F25 E-Cu F30 E-Cu F25 E-Cu F30

E-Cu F25

E-Cu F20 E-Cu F25 E-Cu F20

1) Gerechnet mit einer Diehte von 8,9 kg/dm 3

i

em

384 457 512 554 591

329 392 438 4;75 506

460 548 613 664 708

449 535 599 648 691

0,464 0,597 0,684 0,736 0,765

0,464 0,597 0,684 0,736 0,765

0,640 0,610 0,583 0,559 0,539

602 725 821 900 973

508 611 693 760 821

679 818 927 1020 1100

660 794 900 987 1070

2,13 2,90 3,52 4,00 4,36

1,33 1,82 2,20 2,50 2,73

1,06 1,03 1,00 0,97 0,94

744 899 1020 1130 1220

624 753 857 944 1020

816 986 1120 1240 1340

790 955 1090 1200 1300

4,32 6,01 7,42 8,59 9,55

2,16 3,00 3,71 4,30 4,78

1,35 1,31 1,28 1,25 1,22

1120 1270 1410 1530 1700 1840

928 1060 1170 1270 1420 1530

1190 1360 1500 1630 1820 1960

'1150 1310 1450 1570 1750 1890

12,3 15,4 18,1 20,4 24,1 26,7

4,91 6,16 7,25 8,18 9,65 10,7

1,67 1,63 1,60 1,57 1,51 1,46

1390 1590 1760 1920 2150

1150 1320 1460 1590 1780

1440 1650 1820 1990 2230

1390 1590 1750 1910 2140

25,5 32,4 38,6 44,1 53,4

8,10 10,3 12,3 14,0 16,9

2,12 2,09 2,06 2,03 1,97

1750 2010 2230 2430 2730 2980

1440 1650 1820 1990 2240 2440

1760 2020 2230 2440 2740 2990

1690 1930 2140 2340 2630 2860

53,9 69,1 83,2 96,1 119 137

13,5 17,3 20,8 24,0 34,4

2,72 2,69 2,66 2,62 2,56 2,50

2170 2490 2760 3020 3410

1770 2030 2250 2460 2780

2120 2430 2700 2950 3330

2020 2320 2580 2820 3180

108 139 169 196 246

21,5 27,8 33,8 39,3 49,3

3,43 3,40 3,36 3,33 3,26

2970 3300 3610 4070 4400

2400 2670 2930 3300 3560

2830 3150 3440 3890 4190

2690 2990 3280 3700 3990

245 299 350 444 527

40,9 49,9 58,3 73,9 87,8

4,10 4,07 4,04 3,97 3,91

3910 4350 4770 5400 5830

3150 3500 3840 4340 4690

3660 4070 4460 5050 5460

3470 597 3860 732 4230 862 4790 1110 5170 1330

74,6 91,5 108 138 166

5,52 5,48 5,45 5,38 5,32

5440 5920 6700 7250 7610

4350 4730 5360 5800 6080

5010 5460 6180 6690 7020

4740 1460 5160 1720 5840 2230 6320 2700 6640 3140

146 172 223 270 314

6,90 6,86 6,79 6,73 6,66

6740 7350 8330 9010 9470

5360 5830 6610 7160 7520

6130 6680 7570 8190 8600

5780 6290 7130 7720 8110

231 274 357 435 510

8,66 8,63 8,56 8,49 8,43

2890 3420 4460 5440 6370

2) Bezugsbasis fiir die Dauerstromwerte

Werkstoff: E-Cu oder andere Werkstoffe nach DIN 40 500 Teil 2 Verweridbares Halbzeug: Rohre nach DIN 1754

J em 4

Statische Werte W em 3

2~,7

Seite 6 DIN 43671

Faktor kl

..

0,9

0,95

elektrische Leitfahigkeit bei 20°C ----...'v

a

Faktor kl fUr die Belastungslinderung bei Kupfer-Werkstoffen mit von 56 mIn mm 2 abweichender LeiWihigkeit. a: E-Cu F20; b: E-Cu F25; c: E-Cu F30; d: E-Cu F37

Bild 1.

2.2

0 °C V ...... f--' 2.1 ....... v ...... f--' 10 V ....... ...... V I--- 15 2.0 ....... ...... r-- v ~ i,..- 20 ....... vr-- v 25 :.....V :.....1.9 ...... v ....... V I..--' I..--' ~'" 30 V...... r-- V- ,;' , ; V . / ....... V 1.8 ....... v ...... :.....- ...... r-v l..,; ~ 35 :.....r-- V v i..-' v v V ~ 40 :.....1.7 :.....- I..--' :.....~",. :.....- I..--' V v 45 V- i/" ...... V I..--' v V ./ V / I..--' l..-' .L 50 1.6 ...... V v V r-- / VI I..--' V- ....... 55 ,; ....... ,/ I-" r-- , / ,/ ...... ....... ....... / 1.5 ,/ ...... ,/ V V ",. 60 ....... I..--' V I..--' V V / ,/ V ....... / ....... V / V 65 1.4 , / ,/ V ,/ ,; , / V ,/ V ./ ./ ~ ,/ ,/ /;' ./ L V / L V 1.3 ,/ ,/ ,/ ,/ V ,/ ./ V' L .:x:'" v ~ '/ ./ V V V 1/ ./ '- 1.2 V 0 ./ V ./ V V v V ~ 't" ./ 1/ V / / ./ 0 1.1 't" ./ ,/ / LL / ~ L' ,/ ./ ./ 1/ L V /' 1.0 / / / / V /' V V / 1/ / / 0.9 V V V ./ 1/ / / V ./ L L 0.8 / / V V V / ,/ 0.7 / V V V / / Vi / / / 0.6 / J L j V V 0.5 II 1/ I I 0.4 / / V II II , ~

,

, "'"

'-

.....:J 0 '!U

c.. E

!U ..... .....

:J ..J

;",.

,v

"'"

-

I

/

0,350 55

60 65

70

75

80 85 90 95 100 105 110 115°C 125

Schienentemperatur - - -

Bild 2.

Faktor k2 fUr die Belastungslinderung bei anderen Lufttemperaturen als 35 °C und/oder anderen Schienentemperaturen als 65 °C.

Tabelle 5.

Faktor ka fUr die Belastungsminderung bei waagerechter Lage der Schienenbreite oder bei senkrechter SchienenfUhrung llinger als 2 m Schienenanzahl 2 3

4

------ ----

Schienenbreite

Faktor k a bei Stromschienen

mm

gestrichen

blank

50 bis 200

0,85

0,8

0,85

0,8

0,8

0,75

50 bis 80 100 bis 120 160

0,75

0,7

200

0,7

0,65

DIN 43671 Seite 7

a---t---a

a)

c) fUr s = 10 mm

n=2 b) fUrs

=

5 mm

=2 und

n=3

t 0,8

~

n=3

'-

.2

~ 0.7

'-

o

+-

~ 0,8

n=L.

0,2

0,1 b·h

Q2

Bild 3.

---

0,3

O,L.

Faktor k4 fUr die Belastungsminderung bei WechseIstrom bis 60 Hz infoIge zusatzIicher Stromverdrangung in Stromschienen mit kleinem Hauptleiterabstand a. Der Faktor k4 findet nur dann Anwendung, wenn innerhalb einer Lange von mindestens 2 m keine Stromverzweigung vorIiegt. a) Zeichenerklarung an Beispielen: Drehstromanordnung mit n = 3 Schienen/Hauptleiter und Schienendicke s in Richtung des Hauptleiterabstandes a; WechseIstromanordnung mit n = 2 Schienen/Hauptleiter und Schienendicke s senkrecht zum Hauptleiterabstand a. b) Faktor k4 fUr s = 5 mm dicke Schienen c) Faktor k4 fUr s = 10 mm dicke Schienen

Tabelle 6.

Faktor k5 fUr die Belastungsminderung in Hohen ab 1000 m

Hohe iiber NN m

Faktor k5 Innenraum

Freiluft 1)

1000

1

0,98

2000

0,99

0,94

3000

0,96

0,89

4000

0,9

0,83

1) Gro.i3ere Zahlenwerte, falls geographische Breite iiber

60° und/oder besonders staubhaltige Luft.

Seite 8 DIN 43671

Weitere N ormen Stromschienen aus Aluminium, Bemessung fUr Dauerstrom siehe DIN 43670 Bemessung auf mechanische und thermische Kurzschlu~festigkeit siehe DIN 57103/VDE 0103 Stromschienen-Bohrungen und -Verschraubungen siehe DIN 43673 Teil1 und Teil 2 Flachanschltisse40 A bis 10 000 A siehe DIN 46 206 Teil 2 Flachanschlu~stiicke fUr Anschlu~bolzen siehe DIN 43675 Teil1 bis Teil3 Dehnungsbander fUr Stromschienen siehe DIN 46276 Teil1 bis Teil 3

Schrifttum: [1] VDI-Warmeatlas. VDI-Verlag, DUsseldorf (1974). [2] Senftleben, H.: Warmeabgabe von Korpern verschiedener Form in Fltissigkeiten und Gasen bei freier Stromung. AUg. Warmetechnik 10 (1961) S.192-199. [3] Banderet, P. und Schaffer, G.: Stromverdrangung in Hochstromschienen. BBC-Mitteilungen 52 (1965) S. 623-628. [4] Bernhardt, K. und Winkler, G.: Die Berechnung der Impedanzen und der Stromdichte von Schienensystemen. Wiss. Zeitschrift der Elektrotechn. 10 (1967) S. 91-113.

DIN 43671 Seite 9

Erliiuterungen Die Normen DIN 43 670 und DIN 43671 wurden mit Bei den Stromschienen mit Kreis-Querschnitt wurden die den Ausgaben November 1964 von Dauerstrom-Tabellen Ma& 8 und 50 mm Durchmesser hinzugeitigt. itir 35°C Umgebungstemperatur und 65°C StromDie Tabelle liber Kreisring-Querschnitte ist wesentlich schienentemperatur erweitert zu Rechenunterlagen itir die erweitert worden, insbesondere urn die in HochstDauerstrom-Bemessung von Stromschienen in Anlagen spannungs-Schaltanlagen benotigten Rohre liber 63 bis offener oder geschlossener Bauweise. Den geanderten 250 mm Au&ndurchmesser. Textabschnitten war nunmehr zu entnehmen, daJ3 die In der Norm DIN 43 671 entfiel die Tabelle liber U-Querwesentlichen Parameter der Tabellen, namlich die schnitte, da U-Profile aus Kupfer kaum noch verwendet Temperaturen, nicht als vorgeschriebene Grenzwerte werden und die Halbzeug-Norm DIN 46413 ersatz los aufgefaJ3t werden sollen. Auf die Unterschiede in den zurlickgezogen wurde. Umgebungstemperaturen von offenen und gekapselten In allen Tabellen wurden bei den statischen Werten die Bauweisen wurde ebenso hingewiesen wie auf Angaben Tragheitsradien i zusatzlich angegeben. liber zulassige Temperaturen bzw. Erwarmungen von Bei der Erganzung und Erweiterung der Tabellen stellte Geraten und Betriebsmitteln in einschlagigen sich heraus, daJ3 monoton geordnete vorhandene und VDE-Bestimmungen. Die ausitihrlichen Erlauterungen neu dazugekommene Werte zwar in mehr oder minder erganzten durch Hinweise aus der Praxis und ein Beispiel gro&n Gruppen aber nicht insgesamt auf approximierten die grundsatzlichen Angaben in der Norm. Kurven lagen. Der Grund daftir ist, daJ3 die Tabellen aus Die Fortschritte im Anlagenbau: hohere Stromstarken bei Me~- und Rechenwerten verschiedener Quellen zusammengleichzeitig verringertem Anlagenvolumen mit der gestellt waren. Urn solche - meist kleine - Unstimmigkeiten Tendenz zur hoheren Stromschienen-Belastung legten auszumerzen, wurden samtliche Strome auf einer DV A es nahe, die Normen DIN 43670 und DIN 43671 noch neu gerechnet. Durch die Benutzung einer gro&n DVA anwendungsfreundlicher als bisher zu gestalten. war es moglich, die Beziehungen fUr die Warmeabgabe Yom neugegliederten Textteil ist besonders Abschnitt 3 [1, 2] umfassend zu berlicksichtigen (z. B. Grenzschichten, zu erwahnen, in dem erstmalig in der Norm zwischen gegenseitige Einstrahlung) und die Stromdichteverteilung zwei Stromschienenanwendungen unterschieden wird: liber die Querschnitte durch feine Unterteilung (TeilleiterAnschlu~schienen und betriebsmittelunabhangige methode [3, 4]) genau zu erfassen. Stromschienen. Wo wesentliche Abweichungen gegenliber den bisher Anschlu~schienen werden, eventuell von den erwahnten angegebenen Stromen bestehen, lie~en sich die Grlinde Ausnahmebeispielen abgesehen, itir eine dem anzuhierfUr aus den Rechenergebnissen deutlich erkennen: Bei schlie&nden Betriebsmittel angemessene Eigenerwarmung Schienenpaketen, insbesondere itir Gleichstrom, erreichen ausgewahlt und nicht etwa nach einer gewahlten Stromschienentemperatur. In Ubereinstimmung mit den geltenden die mittleren Schienen sehr schnell die Grenztemperatur, wahrend die au&ren Schienen verhaltnisma~ig kalt bleiben. Bestimmungen itir Betriebsmittel, z. B. VDE 0660, kann Dies ist urn so ausgepragter, je schmaler und hoher die dies nur nach den angegebenen Richtlinien erfolgen. Schlitze zwischen den Schienen sind, also besonders bei Knappere Bemessungen der Anschlu~schienen sind nur 5 mm dicken Schienen, was frliher offensichtlich nicht anhand von Angaben des Betriebsmittelherstellers zuIassig oder, z. B. wie bei fabrikfertigen Schaltgeratekombinationen, genligend beachtet bzw. durch Benlitzung einer mittleren Grenztemperatur itir das gesamte Paket weitgehend ignodurch Priifung nachgewiesen. riert wurde. Bei betriebsmittelunabhangigen Stromschienen wurden die Aile Zusatzinformationen itir den Gebrauch der Tabellen bisher allgemein gehaltenen Angaben liber Stromschienenbei abweichenden VoraussetzungEm sind nunmehr temperaturen, soweit moglich, durch Zahlenwerte erganzt. unter Abschnitt 5 zusammengestellt. Die genannten Temperaturen entsprechen dem durchMit dem neuen Bild 1 sind die Tabellen auch itir Stromschnittlichen Stand der Technik. Zu ihrem Gebrauch ist schienen verwendbar, deren spezifische Leitfahigkeit merklich jedoch zu bemerken, da~ im allgemeinen eine Reihe yom Mittelwert itir E-AI bzw. E-Cu abweicht; bei zusatzlicher Voraussetzungen und Erfahrungen, die nicht DIN 43670 z. B. itir Stromschienen aus E-AIMgSi 0,5. Gegenstand dieser Norm sein konnen, im Hinblick auf Bild 2 unterscheidet sich yom bisherigen Bild 1 dadurch, ausreichende, dauernde Betriebssicherheit notwendig sein daJ3 der Temperatureinflu~ au~er beim elektrischen konnen. Andererseits stellen die angegebenen Temperaturen Widerstand der Stromschienen nunmehr auch auf die nicht absolut obere Grenzwerte dar. Warmeabgabe berlicksichtigt ist. Orientierungsdaten liber Lufttemperaturen im Inneren In Tabelle 5 ist die einzelne, waagerecht angeordnete von gekapselten Anlagen, wurden dagegen nicht in die Schiene entfallen, da sie keine Belastungsminderung Normen aufgenommen, da sie im Einzelfall zu sehr von der im Gehause von allen Betriebsmitteln (Spulen, Kontakte, aufweist. In DIN 43 670 wurden U-Profile mit waagerechtem Schlitz zusatzlich aufgenommen. Widerstande usw.) erzeugten Warmeleistung abhiingig sind. Neu ist Bild 3, damit die durch kleine Phasenabstande Flir die richtige Auswahl der Betriebsmittel sind die bei Wechselstrom verursachten Belastungsminderungen Lufttemperaturen mindestens ebenso wichtig wie fUr eine optimale Bemessung der Stromschienen, so da~ davon zahlenma~ig abgeschatzt werden konnen. Die Diagramme ausgegangen werden kann, da~ bei der Stromschienenwurden erhalten, indem Belastungstabellen itir etliche Phasenabstande gerechnet und mit Tabelle 1 verglichen Bemessung die Lufttemperaturen bereits aus Versuchen Erfahrung oder Rechnung annahernd bekannt sind. ' wurden. Wegen unterschiedlicher elektrischer und thermischer Einfllisse treten innerhalb der angegebenen Die Kernstlicke der Normen, die Tabellen 1 bis 4, erfuhren Bereiche Streuungen auf, so daJ3 die Parameter h nicht folgende Anderungen: skaliert wurden. Flir praktische Erfordernisse ist es jedoch Bei den Rechteck-Querschnitten wurden einige MaJ3e ausreichend, die Lage eines benotigten h durch lineare neu aufgenommen und die Dauerstrom-Angaben fUr Interpolation abzuschatzen. Schienenpakete aus drei Schienen aufgeitillt. Die neue Tabelle 2 enthiilt Dauerstrome fUr abstandslos paketierte Stromschienen, die in Anlagen der Fernmeldestromversorgung vielfach liblich sind.