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DK 621 316 35-034.3 DEUTSCHE NORMEN Dezember 1975

Stromschienen aus I(upfer Bemessung fUr Dauerstrom

DIN 43671

Copper bus bars; design for continuous current

1 Allgemeines 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 Betriebsbedingungen;

Umrechnungsfaktoren fUr Abweichungen von den Vor-aussetzungen der Tabellen. .. Die physikalischen Randbedingungen fUr die Tabellen und Umrechnungsfaktoren sind gegeniiber der technischen Praxis idealisiert, so d1& in komplizierten Fallen, z. B. in Niederspannungs-Schaltschranken grof3er Packungsdichte mit wesentlichen Warmefliissen in den Stromschienen und ortlich sehr unterschiedlichen Lufttemperaturen, mit den Angaben dieser Norm nicht unmittelbar auf die tatsachlichen Stromschienenbelastbarkeiten bzw. Strom­schienentemperaturen geschlossen werden kann.

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.

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.

2.2 Fiir Freiluft basieren die Tabellen auf den Annahmen: Leichte Luftbewegung, z. B. infolge Bodenthermik, von 0,6 m/s; Blanke Stromschienen normal oxidiert, so daf3 der Emissions­grad 0,6 ist und die Sonneneinstrahlung 0,45 kW 1m2

betragen kann 1); oder Stromschienen gestrichen, so daf3 der Emissionsgrad etwa 0,9 ist und die Sonneneinstrahlung 0,7 kW/m2 betragen kann. FUr Freiluft erfassen die Tabellen deshalb mitteleuro­paische VerMltnisse.

3 Hinweise ftir die Temperaturen 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 IN 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).

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.

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 Wechsel­

stromgerate 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

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

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

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

Ineu = ITabelle' II k i n

i sind die Indizes der moglichen Umrechnungsfaktoren:

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

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 Statisehe Werte fUr eine Schiene

Gleiehstrom und Weehselstrom 16 2/3 Hz

Breite gestriehen blank gestriehen blank Quer- Gewieht Werkstoff x-I-x y-£ZS--y x

sehnitt 1) 2) Sehienenanzahl Sehienenanzahl Sehienenanzahl Schienenanzahl Dicke t + 1 '2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

50 3 ) 50 3 ) F F

I II III lfl I II III lfl I II III 1111 I II III 1111 J x Wx ix J y Wy

mm mm2 kg/m em4 em3 em em4 em3

12 x 2 23,5 0,209 123 202 228 108 182 216 123 202 233 108 182 220 0,0288 0,0480 ~ 0,000800 0,00800 15 x 2 29,5 0,262 148 240 261 128 212 247 148 240 267 128 212 252 0,0563 0,0750 0,00100 0,0100 15 x 3 44,5 0,396 187 316 381 162 282 361 187 316 387 162 282 365 0,0844 0,113

0,433 0,00338 0,0225

20 x 2 39,5 0,351 189 302 313 162 264 298 189 302 321 162 266 303 0,133 0,133 0,00133 0,0133 20 x 3 59,5 0,529 237 394 454 204 348 431 237 394 463 204 348 437 0,200 0,200 0,00450 0,0300 20 x 5 99,1 0,882 319 560 728 274 500 690 320 562 729 274 502 687 0,333 0,333

0,577 0,0208 0,0833

20 x 10 199 1,77 497 924 1320 427 825 1180 499 932 1300 428 832 1210 0,667 0,667 0,167 0,333

25 x 3 74,5 0,663 287 470 525 245 412 498 287 470 536 245 414 506 0,391 0,313 0,00563 0,0375 25 x 5 124 1,11 384 662 839 327 586 795 384 664 841 327 590 794 0,651 0,521

0,722 0,0260 0,104

30 x 3 89,5 0,796 337 544 593 285 476 564 337 546 608 286 478 575 0,675 0,450 0,00675 0,0450 30 x 5 149 1,33 447 760 944 379 672 896 448 766 950 380 676 897 1,13 0,750 0,866 0,0313 0,125 30 x 10 299 2,66 676 1200 1670 573 1060 1480 683 1230 1630 579 1080 1520 2,25 1,50 0,250 0,500

40 x 3 119 1,06 E-Cu F30 435 692 725 366 600 690 436 696 748 367 604 708 1,60 0,800 0,00900 0,0600 40 x 5 199 1,77 573 952 1140 482 836 1090 576 966 1160 484 848 1100 2,67 1,33 1,15 0,0417 0,167 40 x 10 399 3,55 850 1470 2000 2580 715 1290 1770 2280 865 1530 2000 728 1350 1880 5,33 2,67 0,333 0,667

50 x 5 249 2,22 697 1140 1330 2010 583 994 1260 1920 703 1170 1370 588 1020 1300 5,21 2,08 1,44

0,0521 0,208 50 x 10 499 4,44 1020 1720 2320 2950 852 1510 2040 2600 1050 1830 2360 875 1610 2220 10,4 4,17 0,417 0,833

60 x 5 299 2,66 826 1330 1510 2310 688 1150 1440 2210 836 1370 1580 2060 696 1190 1500 1970 9,00 3,00 1,73

0,0625 0,250 60 x 10 599 5,33 1180 1960 2610 3290 985 1720 2300 2900 1230 2130 2720 3580 1020 1870 2570 3390 18,00 6,00 0,500 1,00

80 x 5 399 3,55 1070 1680 1830 2830 885 1450 1750 2720 1090 1770 1990 2570 902 1530 1890 2460 21,3 5,33 2,31

0,0833 0,333 80 x 10 799 7,11 1500 2410 3170 3930 1240 2110 2790 3450 1590 2730 3420 4490 1310 2380 3240 4280 42,7 10,7 0,667 1,33

100 x 5 499 4,44 1300 2010 2150 3300 1080 1730 2050 3190 1340 2160 2380 3080 1110 1810 2270 2960 41,7 8,33 2,89

0,104 0,417 100 x 10 999 8,89 1810 2850 3720 4530 1490 2480 3260 3980 1940 3310 4100 5310 1600 2890 3900 5150 83,3 16,7 0,833 1,67

120 x 10 1200 10,7 2110 3280 4270 5130 1740 2860 3740 4500 2300 3900 4780 6260 1890 3390 4560 6010 144 24,0 3,46 1,00 2,00 160 x 10 1600 14,2 2700 4130 5360 6320 2220 3590 4680 5530 3010 5060 6130 8010 2470 4400 5860 7710 341 42,7 4,62 1,33 2,67 200 x 10 2000 17,8 3290 4970 6430 7490 2690 4310 5610 6540 3720 6220 7460 9730 3040 5390 7150 9390 667 66,7 5,77 1,67 3,33

1) Gerechnet mit einer Dichte von 8,9 kg/dm3 2) Bezugsbasis fUr die Dauerstromwerte 3) Mindestm~ fUr lichten Schienenabstand

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

iy em

0,0577 0,0577 0,0866

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

0,0866 0,144

0,0866 0,144 0,289

0,0866 0,144 0,289

0,144 0,289

0,144 0,289

0,144 0,289

0,144 0,289

0,289

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Seite 4 DIN 43671

Tabelle 2. 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.

Dauerstrom in A Breite Quer- Gewicht Werkstoff Ober-

Gleichstrom X schnitt 1) 2) fliiche Schienenanzahl Dicke

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

mm mm2 kg/m I I I I • • • • • • gestrichen 1590 2360 80x 10 799 7,11

blank 1310 1960

gestrichen 1940 2870 3660 4390 5080 5740 6390 7030 7660 8290 100 X 10 999 8,89

blank 1600 2370 3020 3620 4190 4740 5270 5800 6320 6840 E-Cu F30

gestrichen 2300 3380 120 X 10 1200 10,7

blank 1890 2780

gestrichen 3720 5390 6750 7960 9080 10200 11200 12200 13100 14100 200 X 10 2000 17,8

blank 3040 4400 5510 6500 7420 8290 9120 9930 10700 11500

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

Durch- Quer- Gewicht Dauerstrom in A Statische Werte

Werkstoff messer schnitt 1) 2)

Gleichstrom und Wechselstrom J bis 60 Hz

mm mm2 kg/m gestrichen blank cm4

5 19,6 0,175 95 85 0,00306

8 50,3 0,447 E-Cu F37 179 159 0,0201

10 78,5 0,699 243 213 0,0491

16 201 1,79 464 401 0,322

20 314 2,80 E-Cu F30 629 539 0,785

32 804 7,16 1160 976 5,15

50 1960 17,50 1930 1610 30,7

1) Gerechnet mit einer Dichte von 8,9 kg/dm3 2) Bezugsbasis fur die Dauerstromwerte

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

W

cm3

0,0123

0,0503

0,0982

0,402

0,785

3,22

12,3

i

em

0,125

0,200

0,250

0,400

0,500

0,800

1,25

DIN 43671 Seite 5

Tabelle 4. Dauerstrome fUr Stromschienen aus E·Cu mit Kreisring·Querschnitt bei 35°C Lufttemperatur und 65°C SChienentemperatur; bei Wechselstrom Hauptleitermittenabstand ~ 2,5· Aul3endurchmesser

Au/len-Wand- Quer- Gewicht Werkstoff

Dauerstrom in A durch- Gleichstrom und Weehselstrom bis 60 Hz

dieke schnitt 1) 2) Innenraum Freiluft J messer mm mm mm2 kg/m gestriehen blank gestriehen blank em4

2 113 1,01 E-Cu F37 384 329 460 449 0,464 3 160 1,43 457 392 548 535 0,597

20 4 201 1,79 E-Cu F30 512 438 613 599 0,684 5 236 2,10 554 4;75 664 648 0,736 6 264 2,35 E-Cu F25 591 506 708 691 0,765

2 188 1,68 E-Cu F37 602 508 679 660 2,13 3 273 2,44 725 611 818 794 2,90

32 4 352 3,14 E-Cu F30 821 693 927 900 3,52 5 424 3,78 900 760 1020 987 4,00 6 490 4,37 E-Cu F25 973 821 1100 1070 4,36

2 239 2,13 E-Cu F37 744 624 816 790 4,32 3 349 3,11 899 753 986 955 6,01

40 4 452 4,04 E-Cu F30 1020 857 1120 1090 7,42 5 550 4,90 1130 944 1240 1200 8,59 6 641 5,72 E-Cu F25 1220 1020 1340 1300 9,55

3 443 3,95 E-Cu F37 1120 928 1190 '1150 12,3 4 578 5,16 E-Cu F30 1270 1060 1360 1310 15,4

50 5 707 6,31 1410 1170 1500 1450 18,1 6 829 7,40 1530 1270 1630 1570 20,4 8 1060 9,42 E-Cu F25 1700 1420 1820 1750 24,1

10 1260 11,2 1840 1530 1960 1890 26,7

3 565 5,04 1390 1150 1440 1390 25,5 4 741 6,61 E-Cu F30 1590 1320 1650 1590 32,4

63 5 911 8,13 - 1760 1460 1820 1750 38,6 6 1070 9,58 E-Cu F25 1920 1590 1990 1910 44,1 8 1380 12,3 2150 1780 2230 2140 53,4

3 726 6,47 1750 1440 1760 1690 53,9 4 955 8,52 E-Cu F30 2010 1650 2020 1930 69,1

80 5 1180 10,5 2230 1820 2230 2140 83,2 6 1400 12,4 2430 1990 2440 2340 96,1 8 1810 16,1 E-Cu F25 2730 2240 2740 2630 119

10 2200 19,6 2980 2440 2990 2860 137

3 914 8,15 2170 1770 2120 2020 108 4 1210 10,8 E-Cu F30 2490 2030 2430 2320 139

100 5 1490 13,3 2760 2250 2700 2580 169 6 1770 15,8 E-Cu F25 3020 2460 2950 2820 196 8 2310 20,6 3410 2780 3330 3180 246

4 1460 13,0 E-Cu F30 2970 2400 2830 2690 245 5 1810 16,1 3300 2670 3150 2990 299

120 6 2150 19,2 3610 2930 3440 3280 350 8 2820 25,1 E-Cu F25 4070 3300 3890 3700 444

10 3460 30,8 4400 3560 4190 3990 527

4 1960 17,5 E-Cu F30 3910 3150 3660 3470 597 5 2440 21,7 4350 3500 4070 3860 732

160 6 2900 25,9 4770 3840 4460 4230 862 8 3820 34,1 5400 4340 5050 4790 1110

10 4710 42,0 5830 4690 5460 5170 1330 E-Cu F25

5 3060 27,3 5440 4350 5010 4740 1460 6 3660 32,6 5920 4730 5460 5160 1720

200 8 4830 43,0 6700 5360 6180 5840 2230 10 5970 53,2 7250 5800 6690 6320 2700 12 7090 63,2 E-Cu F20 7610 6080 7020 6640 3140

5 3850 34,3 6740 5360 6130 5780 2890 6 4600 41,0 E-Cu F25 7350 5830 6680 6290 3420

250 8 6080 54,3 8330 6610 7570 7130 4460 10 7540 67,3 9010 7160 8190 7720 5440 12 8970 80,0 E-Cu F20 9470 7520 8600 8110 6370

1) Gerechnet mit einer Diehte von 8,9 kg/dm 3 2) Bezugsbasis fiir die Dauerstromwerte

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

Statische Werte

W em3

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

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

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

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

10,7

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

13,5 17,3 20,8 24,0 2~,7 34,4

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

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

74,6 91,5

108 138 166

146 172 223 270 314

231 274 357 435 510

i em

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Seite 6 DIN 43671

Faktor kl ..

0,9 0,95

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

Bild 1. Faktor kl fUr die Belastungslinderung bei Kupfer-Werkstoffen mit von 56 mIn mm2 abweichender LeiWihigkeit. a: E-Cu F20; b: E-Cu F25; c: E-Cu F30; d: E-Cu F37

~

'" .:x: '-0 -~ 0

LL

2.2 ~

2.1 V ...... f--'

....... v ...... f--'

2.0 V ....... ...... V I---...... r-- v ....... ~ i,..-

1.9 :.....- V :.....- ....... vr-- v I..--' ~'" I..--' ...... ....... v V

1.8 ...... r-- V- ,;'

,; V ./ ....... V V-

....... v ...... :.....- ...... r-- :.....- v l..,; ~

1.7 v v V :.....- r-- V v i..-' ~ V- i/" :.....- I..--' :.....- I..--' :.....- ~",. V v

1.6

1.5

I..--' V l..-' v V ./ / .L ...... V I..--'

r-- / ...... V I..--' v V , V- ....... VI

,/ ...... ,/ ....... I-" / ....... ,; ....... r-- ,/ ;",. ....... V I..--' ,/ ,/ ......

"'" V I..--' V ",.

1.4 / ....... V ,/ V /

, V ....... V / V ,/ ./ V ,/ V ,; ,/ ,/ ,/ ./ V

1.3 ./ L ,/ / L /;' ,/ V V ,v ,/ V' L ,/ ,/

"'" ./ V ,/ ,/

1.2 V V v ~ '/ ./ V 1/ ./

./ V ./ V V V 1.1 V / / ./ 't" ./ 1/ v V

/ 't" ./ ,/ / ~ L'

1.0 ./ ./ 1/ L ,/ V /' / / / / V /'

0.9 / 1/ / / V V V ./ 1/ / / V V

0.8 ./ L L V / / V

0.7 ,/ V V / / V V V /

0.6 / / Vi / /

/ J L j

0.5 V V II 1/ I I

0.4 / / V II II ,

/ I 0,350 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115°C 125

Schienentemperatur ---

0 °C 10 15 '-

20 :J ..... 0

25 '-!U

30 c.. E

35 !U ..... ..... 40 -:J

..J 45 50 55 60 65

Bild 2. Faktor k2 fUr die Belastungslinderung bei anderen Lufttemperaturen als 35 °C und/oder anderen Schienentemperaturen als 65 °C.

'v a

Tabelle 5. Faktor ka fUr die Belastungsminderung bei waagerechter Lage der Schienenbreite oder bei senkrechter SchienenfUhrung llinger als 2 m

Schienenbreite Faktor k a bei Stromschienen Schienenanzahl

mm gestrichen blank

2 - 50 bis 200 0,85 0,8

- 50 bis 80 0,85 0,8 3 -- 100 bis 120 0,8 0,75

- - 160 0,75 0,7 4 - -- -- - 200 0,7 0,65

DIN 43671 Seite 7

a) a---t---a

c) fUr s = 10 mm

n=2 b) fUrs = 5 mm

'­o +-

~ 0,8

Bild 3.

=2 t 0,8

und n=3 ~

'- n=3 .2 ~ 0.7

n=L.

0,1 0,2 0,3 O,L. b·h Q2 ---

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 Faktor k5

m 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 den Ausgaben November 1964 von Dauerstrom-Tabellen itir 35°C Umgebungstemperatur und 65°C Strom­schienentemperatur erweitert zu Rechenunterlagen itir die Dauerstrom-Bemessung von Stromschienen in Anlagen offener oder geschlossener Bauweise. Den geanderten Textabschnitten war nunmehr zu entnehmen, daJ3 die wesentlichen Parameter der Tabellen, namlich die Temperaturen, nicht als vorgeschriebene Grenzwerte aufgefaJ3t werden sollen. Auf die Unterschiede in den Umgebungstemperaturen von offenen und gekapselten Bauweisen wurde ebenso hingewiesen wie auf Angaben liber zulassige Temperaturen bzw. Erwarmungen von Geraten und Betriebsmitteln in einschlagigen VDE-Bestimmungen. Die ausitihrlichen Erlauterungen erganzten durch Hinweise aus der Praxis und ein Beispiel die grundsatzlichen Angaben in der Norm. Die Fortschritte im Anlagenbau: hohere Stromstarken bei gleichzeitig verringertem Anlagenvolumen mit der Tendenz zur hoheren Stromschienen-Belastung legten es nahe, die Normen DIN 43670 und DIN 43671 noch anwendungsfreundlicher als bisher zu gestalten. Yom neugegliederten Textteil ist besonders Abschnitt 3 zu erwahnen, in dem erstmalig in der Norm zwischen zwei Stromschienenanwendungen unterschieden wird: Anschlu~schienen und betriebsmittelunabhangige Stromschienen. Anschlu~schienen werden, eventuell von den erwahnten Ausnahmebeispielen abgesehen, itir eine dem anzu­schlie&nden Betriebsmittel angemessene Eigenerwarmung ausgewahlt und nicht etwa nach einer gewahlten Strom­schienentemperatur. In Ubereinstimmung mit den geltenden Bestimmungen itir Betriebsmittel, z. B. VDE 0660, kann dies nur nach den angegebenen Richtlinien erfolgen. Knappere Bemessungen der Anschlu~schienen sind nur anhand von Angaben des Betriebsmittelherstellers zuIassig oder, z. B. wie bei fabrikfertigen Schaltgeratekombinationen, durch Priifung nachgewiesen. Bei betriebsmittelunabhangigen Stromschienen wurden die bisher allgemein gehaltenen Angaben liber Stromschienen­temperaturen, soweit moglich, durch Zahlenwerte erganzt. Die genannten Temperaturen entsprechen dem durch­schnittlichen Stand der Technik. Zu ihrem Gebrauch ist jedoch zu bemerken, da~ im allgemeinen eine Reihe zusatzlicher Voraussetzungen und Erfahrungen, die nicht Gegenstand dieser Norm sein konnen, im Hinblick auf ausreichende, dauernde Betriebssicherheit notwendig sein konnen. Andererseits stellen die angegebenen Temperaturen nicht absolut obere Grenzwerte dar. Orientierungsdaten liber Lufttemperaturen im Inneren von gekapselten Anlagen, wurden dagegen nicht in die Normen aufgenommen, da sie im Einzelfall zu sehr von der im Gehause von allen Betriebsmitteln (Spulen, Kontakte, Widerstande usw.) erzeugten Warmeleistung abhiingig sind. Flir die richtige Auswahl der Betriebsmittel sind die Lufttemperaturen mindestens ebenso wichtig wie fUr eine optimale Bemessung der Stromschienen, so da~ davon ausgegangen werden kann, da~ bei der Stromschienen­Bemessung die Lufttemperaturen bereits aus Versuchen Erfahrung oder Rechnung annahernd bekannt sind. ' Die Kernstlicke der Normen, die Tabellen 1 bis 4, erfuhren folgende Anderungen: Bei den Rechteck-Querschnitten wurden einige MaJ3e neu aufgenommen und die Dauerstrom-Angaben fUr Schienenpakete aus drei Schienen aufgeitillt.

Die neue Tabelle 2 enthiilt Dauerstrome fUr abstandslos paketierte Stromschienen, die in Anlagen der Fernmelde­stromversorgung vielfach liblich sind.

Bei den Stromschienen mit Kreis-Querschnitt wurden die Ma& 8 und 50 mm Durchmesser hinzugeitigt. Die Tabelle liber Kreisring-Querschnitte ist wesentlich erweitert worden, insbesondere urn die in Hochst­spannungs-Schaltanlagen benotigten Rohre liber 63 bis 250 mm Au&ndurchmesser. In der Norm DIN 43 671 entfiel die Tabelle liber U-Quer­schnitte, da U-Profile aus Kupfer kaum noch verwendet werden und die Halbzeug-Norm DIN 46413 ersatz los zurlickgezogen wurde. In allen Tabellen wurden bei den statischen Werten die Tragheitsradien i zusatzlich angegeben. Bei der Erganzung und Erweiterung der Tabellen stellte sich heraus, daJ3 monoton geordnete vorhandene und neu dazugekommene Werte zwar in mehr oder minder gro&n Gruppen aber nicht insgesamt auf approximierten Kurven lagen. Der Grund daftir ist, daJ3 die Tabellen aus Me~- und Rechenwerten verschiedener Quellen zusammen­gestellt waren. Urn solche - meist kleine - Unstimmigkeiten auszumerzen, wurden samtliche Strome auf einer DV A neu gerechnet. Durch die Benutzung einer gro&n DVA war es moglich, die Beziehungen fUr die Warmeabgabe [1, 2] umfassend zu berlicksichtigen (z. B. Grenzschichten, gegenseitige Einstrahlung) und die Stromdichteverteilung liber die Querschnitte durch feine Unterteilung (Teilleiter­methode [3, 4]) genau zu erfassen. Wo wesentliche Abweichungen gegenliber den bisher angegebenen Stromen bestehen, lie~en sich die Grlinde hierfUr aus den Rechenergebnissen deutlich erkennen: Bei Schienenpaketen, insbesondere itir Gleichstrom, erreichen die mittleren Schienen sehr schnell die Grenztemperatur, wahrend die au&ren Schienen verhaltnisma~ig kalt bleiben. Dies ist urn so ausgepragter, je schmaler und hoher die Schlitze zwischen den Schienen sind, also besonders bei 5 mm dicken Schienen, was frliher offensichtlich nicht genligend beachtet bzw. durch Benlitzung einer mittleren Grenztemperatur itir das gesamte Paket weitgehend igno­riert wurde. Aile Zusatzinformationen itir den Gebrauch der Tabellen bei abweichenden VoraussetzungEm sind nunmehr unter Abschnitt 5 zusammengestellt. Mit dem neuen Bild 1 sind die Tabellen auch itir Strom­schienen verwendbar, deren spezifische Leitfahigkeit merklich yom Mittelwert itir E-AI bzw. E-Cu abweicht; bei DIN 43670 z. B. itir Stromschienen aus E-AIMgSi 0,5. Bild 2 unterscheidet sich yom bisherigen Bild 1 dadurch, daJ3 der Temperatureinflu~ au~er beim elektrischen Widerstand der Stromschienen nunmehr auch auf die Warmeabgabe berlicksichtigt ist. In Tabelle 5 ist die einzelne, waagerecht angeordnete Schiene entfallen, da sie keine Belastungsminderung aufweist. In DIN 43 670 wurden U-Profile mit waage­rechtem Schlitz zusatzlich aufgenommen. Neu ist Bild 3, damit die durch kleine Phasenabstande bei Wechselstrom verursachten Belastungsminderungen zahlenma~ig abgeschatzt werden konnen. Die Diagramme wurden erhalten, indem Belastungstabellen itir etliche Phasenabstande gerechnet und mit Tabelle 1 verglichen wurden. Wegen unterschiedlicher elektrischer und thermischer Einfllisse treten innerhalb der angegebenen Bereiche Streuungen auf, so daJ3 die Parameter h nicht skaliert wurden. Flir praktische Erfordernisse ist es jedoch ausreichend, die Lage eines benotigten h durch lineare Interpolation abzuschatzen.