Stromschienen Rechner
Mit diesem Stromschienen Rechner können Sie die Stromschiene berechnen, also den Querschnitt einer Kupfer- oder Aluminiumschiene für einen Laststrom bestimmen. Geben Sie den Strom, den Werkstoff und die Schienendicke ein, und der Rechner liefert den erforderlichen Querschnitt, die nächste Normschiene, die tatsächliche Stromdichte und eine Kurzschlussprüfung für Schaltanlagen und Verteiler.
Ergebnisse
Der Stromschienen Rechner gehört zu unserer Sammlung Kabel & Absicherung Rechner. Entdecken Sie weitere Kabel & Absicherung Rechner, um passend zu diesem Werkzeug zu dimensionieren, umzurechnen und Ihre Ergebnisse zu prüfen.
Was der Stromschienen Rechner leistet
Eine Stromschiene, auch Sammelschiene genannt, ist ein massiver Flachleiter, der in Schaltanlagen, Verteilern und Schienenverteilern den Strom führt. Ihr Querschnitt muss so groß sein, dass die Schiene bei Volllast unter ihrer Grenztemperatur bleibt und die Wärme eines Kurzschlusses übersteht. Der Rechner teilt den Laststrom durch eine Auslegungsstromdichte, rundet auf die nächste Normbreite bei der gewählten Dicke auf und prüft die Schiene gegen den Kurzschlussstrom und dessen Dauer.
Formel für den Stromschiene Querschnitt
Der erste Schritt jeder Bemessung ist der Querschnitt aus der Stromdichte:
I ist der Laststrom und J die zulässige Stromdichte. Bei mehreren Schienen je Phase wird die Wärme schlechter abgeführt, deshalb teilt der Rechner durch einen Faktor von 0,9 für zwei, 0,82 für drei und 0,73 für vier Schienen. Die Kurzschlussprüfung nutzt die adiabatische Formel:
Dabei ist k gleich 122 für Kupfer und 81 für Aluminium, die Werte für eine Schiene, die bei 90 °C startet und im Kurzschluss 200 °C erreichen darf. Der größere der beiden Querschnitte bestimmt die Schiene.
Beispiel: Stromschiene berechnen
Ein Abgang führt 800 A auf Kupferschienen mit 10 mm Dicke, der Kurzschlussstrom beträgt 25 kA für 1 Sekunde:
Der Laststrom ist maßgebend. Die nächste Normschiene bei 10 mm ist 80 x 10 mm mit 800 mm² und einer tatsächlichen Stromdichte von 1,0 A/mm². Die Schiene wiegt 7,17 kg pro Meter. In Aluminium braucht derselbe Strom 1.000 mm², also eine Schiene 100 x 10 mm.
So können Sie die Stromschiene berechnen
Geben Sie den Laststrom in Ampere ein und wählen Sie Kupfer oder Aluminium. Lassen Sie die Stromdichte auf 0, um die üblichen Auslegungswerte von 1,2 A/mm² für Kupfer und 0,8 A/mm² für Aluminium zu verwenden, oder tragen Sie einen eigenen Wert aus der Spezifikation ein. Wählen Sie die Schienendicke und die Zahl der parallelen Schienen je Phase. Für die Kurzschlussprüfung geben Sie den Kurzschlussstrom in kA und die Dauer ein, meist 1 Sekunde. Klicken Sie auf Berechnen.
Ergebnis zur Strombelastbarkeit der Kupferschiene deuten
Die empfohlene Stromschiene ist die kleinste Normschiene, die Last und Kurzschlussprüfung erfüllt. Liegt die tatsächliche Stromdichte nahe am Auslegungswert, ist die Schiene gut ausgenutzt; ein deutlich kleinerer Wert zeigt, dass der Kurzschluss oder der Sprung zur nächsten Normbreite den Querschnitt erhöht hat. Die Bemessung über die Stromdichte ist eine Faustregel: Die tatsächliche Strombelastbarkeit hängt von Gehäuse, Belüftung, Umgebungstemperatur, Schienenabstand und Anstrich ab. Bestätigen Sie eine Schaltanlage daher mit Herstellertabellen, DIN 43671 oder einer Erwärmungsprüfung nach DIN EN 61439.
Wann Sie eine Sammelschiene berechnen
- Haupt- und Verteilschienen in einer Niederspannungsverteilung bemessen
- Kupfer- oder Aluminiumschienen für einen Schienenverteiler wählen
- Prüfen, ob vorhandene Schienen eine höhere Last tragen
- Die Kurzschlussfestigkeit der Sammelschiene nach einem Trafotausch prüfen
- Eine dicke Schiene mit zwei dünneren Parallelschienen vergleichen
Häufige Fehler, wenn Sie die Stromschiene dimensionieren
- Freiluftwerte im Schrank verwenden. Geschlossene Verteiler werden wärmer, nutzen Sie eine Auslegungsstromdichte.
- Den Kurzschluss vergessen. Eine nur auf Last bemessene Schiene kann im Fehlerfall versagen.
- Zwei Schienen als doppelte Leistung zählen. Parallele Schienen teilen sich die Wärme und tragen weniger als das Doppelte.
- Verbindungen ignorieren. Schraubstellen sind Wärmepunkte und brauchen genug Überlappung und Anzugsmoment.
Tipps zur Stromschiene
- Halten Sie die Stromdichte bei Kupfer in geschlossenen Verteilern nahe 1,2 A/mm².
- Nutzen Sie für hohe Ströme mehrere dünne statt einer sehr breiten Schiene.
- Prüfen Sie die Schienenhalter auch auf Kurzschlusskräfte, nicht nur auf Erwärmung.
- Bemessen Sie Kabelabgänge nach ihrer eigenen Strombelastbarkeit, nicht nach der Stromdichte der Schiene.
Kupferschiene oder Aluminiumschiene
Aluminium leitet etwa 61 Prozent so gut wie Kupfer, eine Aluminiumschiene braucht also rund den 1,5-fachen Querschnitt für denselben Strom. Sie wiegt trotzdem nur etwa halb so viel wie die Kupferschiene, deshalb nutzen lange Schienenverteiler oft Aluminium. Kupfer ist im Vorteil, wo der Platz knapp ist, an Schraubverbindungen und bei hohen Kurzschlussströmen. Für Kosten und Handhabung liefert der Kupfer Gewicht Rechner das Gewicht jeder Kupferschiene.
Strombelastbarkeit der Kupferschiene in der Praxis
Die Stromdichte ergibt einen soliden ersten Querschnitt, die tatsächliche Strombelastbarkeit hängt aber davon ab, wie die Wärme abgeführt wird. Hochkant stehende Schienen kühlen besser als flach liegende, gestrichene Schienen strahlen mehr Wärme ab als blanke, und Schienen in einem geschlossenen Schrank bei 40 °C tragen deutlich weniger als in freier Luft. Wechselstrom drängt sich außerdem an den Rändern breiter Schienen zusammen, deshalb sind über etwa 2.000 A mehrere dünnere Schienen mit einem Abstand gleich ihrer Dicke günstiger als eine sehr breite. Den Kurzschlussstrom liefert der Transformator, den der Kurzschlussstrom Rechner aus kVA und Kurzschlussspannung abschätzt.
Tabelle: Stromschiene Querschnitt nach Stromdichte (10 mm Dicke)
| Laststrom | Kupfer bei 1,2 A/mm² | Aluminium bei 0,8 A/mm² | Kupfer, 2 Schienen je Phase |
|---|---|---|---|
| 250 A | 25 x 10 mm | 40 x 10 mm | 2 x 12 x 10 mm |
| 400 A | 40 x 10 mm | 50 x 10 mm | 2 x 20 x 10 mm |
| 630 A | 60 x 10 mm | 80 x 10 mm | 2 x 30 x 10 mm |
| 800 A | 80 x 10 mm | 100 x 10 mm | 2 x 40 x 10 mm |
| 1.250 A | 120 x 10 mm | 160 x 10 mm | 2 x 60 x 10 mm |
| 1.600 A | 160 x 10 mm | 200 x 10 mm | 2 x 80 x 10 mm |
| 2.000 A | 200 x 10 mm | 2 x 160 x 10 mm | 2 x 100 x 10 mm |
Häufige Fragen zum Stromschienen Rechner
Wie berechnet man den Querschnitt einer Stromschiene?
Teilen Sie den Laststrom durch die Stromdichte, zum Beispiel 800 A ÷ 1,2 A/mm² = 667 mm², und wählen Sie die nächste Normschiene, hier 80 x 10 mm in Kupfer.
Welche Stromdichte gilt für Kupferschienen?
Etwa 1,2 A/mm² ist ein gängiger Auslegungswert für Kupfer in Gehäusen, 0,8 A/mm² für Aluminium. Offene, gut belüftete Schienen vertragen mehr.
Wie viel Strom trägt eine Kupferschiene 50 x 10?
Bei 1,2 A/mm² ist eine Schiene mit 500 mm² für 600 A bemessen. In freier Luft ist ihre thermische Belastbarkeit höher, Gehäuse und warme Umgebung senken sie.
Warum muss man die Sammelschiene auf Kurzschluss prüfen?
Ein Kurzschluss erhitzt die Schiene in Sekundenbruchteilen. Ist der Querschnitt zu klein, überschreitet sie ihre Grenztemperatur und kann Isolierung und Halterungen beschädigen.