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Einheit
Ampere (A)
Einfach erklärt
Kommt es zu einem Kurzschluss – also einer ungewollten, niederohmigen Verbindung zwischen zwei Leitern oder zwischen Leiter und Erde – fließt kurzzeitig ein sehr hoher Strom, der Kurzschlussstrom Ik. In einem stark vereinfachten Modell lässt er sich wie beim Ohmschen Gesetz berechnen: Ik = U / Zk, wobei U die Spannung und Zk die Impedanz der Fehlerschleife (also der gesamte Widerstand/Scheinwiderstand vom Einspeisepunkt bis zur Fehlerstelle und zurück) ist. Der Kurzschlussstrom ist wichtig, damit Sicherungen und Leitungsschutzschalter im Fehlerfall schnell genug auslösen.
Merksatz: Je kleiner die Impedanz der Fehlerschleife, desto größer der Kurzschlussstrom – und desto sicherer lösen Schutzorgane aus.
Fortgeschrittene Erklärung
Die einfache Beziehung Ik = U/Zk ist ein didaktisch nützliches, aber stark vereinfachtes Modell. Sie behandelt den Kurzschlussstrom wie einen reinen Wechselstromkreis mit konstanter Spannungsquelle und ohmsch-induktiver Fehlerschleifenimpedanz Zk, die aus den Widerständen und Reaktanzen von Transformator, Zuleitung und Fehlerschleife zusammengesetzt ist.
Die reale Kurzschlussstromberechnung nach IEC 60909 (bzw. der zugehörigen deutschen Normenreihe) ist deutlich umfangreicher: Sie unterscheidet unter anderem zwischen Anfangs-Kurzschlusswechselstrom I''k, Stoßkurzschlussstrom ip, Dauerkurzschlussstrom Ik und thermisch gleichwertigem Kurzschlussstrom Ith, und verwendet Spannungsfaktor c sowie Korrekturfaktoren für Netz-, Transformator- und Motorimpedanzen, um sowohl den größtmöglichen als auch den kleinstmöglichen Kurzschlussstrom realistisch zu erfassen. Der maximale Kurzschlussstrom ist für die Dimensionierung von Schaltgeräten (Ausschaltvermögen) entscheidend, der minimale Kurzschlussstrom dafür, ob Schutzorgane im ungünstigsten Fall überhaupt sicher und schnell genug auslösen.
Fachlicher Hinweis: Die auf dieser Seite verwendete Formel Ik=U/Zk ist ein vereinfachtes Lehr- und Abschätzungsmodell für den Unterricht. Sie ersetzt nicht die vollständige Kurzschlussstromberechnung nach IEC 60909, die für die reale Anlagenplanung, die Geräteauswahl und den Schutzkonzeptnachweis erforderlich ist und zusätzliche Korrekturfaktoren berücksichtigt.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
U ist die Spannung am Einspeisepunkt in Volt, Zk die Impedanz der gesamten Fehlerschleife in Ohm. Für die reale Planung ist die vollständige Berechnung nach IEC 60909 heranzuziehen.
Beispiel und Vorgehensweise
An einem 230-V-Stromkreis wird die Impedanz der Fehlerschleife (Hin- und Rückleiter plus Übergangswiderstände) mit Zk = 0,46 Ω abgeschätzt. Gesucht ist der vereinfachte Kurzschlussstrom.
- Gegebene Werte notieren: U = 230 V, Zk = 0,46 Ω.
- Formel wählen: Ik = U / Zk.
- Werte einsetzen: Ik = 230 V / 0,46 Ω.
- Ergebnis berechnen: Ik = 500 A.
- Plausibilität prüfen: Ein Leitungsschutzschalter (z. B. B16) benötigt zum sicheren Abschalten typischerweise das 5-fache seines Nennstroms – 500 A liegen weit darüber, die Absicherung würde sicher auslösen.
Mit U = 230 V und Zk = 0,46 Ω ergibt sich Ik = U/Zk = 230 V / 0,46 Ω = 500 A. Ein Leitungsschutzschalter Charakteristik B löst bei mindestens dem 5-fachen Nennstrom sicher aus; bei einem 16-A-Automaten wären das 80 A – die berechneten 500 A liegen weit über dieser Schwelle, sodass die Schutzabschaltung im Fehlerfall sichergestellt wäre.
Für eine belastbare Aussage in einer realen Anlage wäre statt dieses vereinfachten Modells die vollständige Berechnung nach IEC 60909 mit den tatsächlichen Netz-, Transformator- und Leitungsimpedanzen sowie dem passenden Spannungsfaktor erforderlich.
Verwandte Größen
Passende Rechner
Weiterführend
Passende Berechnungen findest du im Kurzschlussstrom-Rechner. Eigene Tabellen und Übersichten gibt es im Tabellenbuch.