Kurzschlussberechnung – Kurzschlussströme sicher bewerten
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Ihre Vorteile
Normkonform nach DIN EN 60909: Wir berechnen Kurzschlussströme nach dem anerkannten Ersatzspannungsquellenverfahren der DIN EN 60909 – sowohl den maximalen als auch den minimalen Kurzschlussstrom, je nach Fragestellung.
Alle Kurzschlussarten abgedeckt: Dreipoliger Kurzschluss zwischen allen drei Außenleitern, einpoliger Kurzschluss (Erdschluss) zwischen Außenleiter und Neutralleiter bzw. Erde, zweipoliger Kurzschluss – wir ermitteln die relevanten Kurzschlussströme für jede Fehlersituation.
Belastbarkeit nachgewiesen: Wir prüfen die thermische Kurzschlussfestigkeit von Kabeln, Leitungen und Sammelschienen sowie die Schaltkapazität Ihrer Überstromschutzeinrichtungen, Leistungsschalter und Sicherungen.
Nahtlose Schutzkoordination: Die Kurzschlussberechnung ist die Basis für die Auswahl und die selektive Abstimmung Ihrer Schutzeinrichtungen. Bei uns greifen Netzberechnung, Kurzschlussberechnung und Selektivitätsberechnung ineinander.
Nachvollziehbare Dokumentation: Alle Berechnungsergebnisse und Werte werden übersichtlich aufbereitet – als Nachweise für Prüfungen, Audits und Ihre interne Dokumentation.
Warum ist eine Kurzschlussberechnung so wichtig?
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Kontaktieren Sie unsWie funktioniert eine Kurzschlussberechnung?
Das Grundprinzip der Kurzschlussberechnung in der Elektrotechnik ist die Bestimmung des Kurzschlussstroms anhand der Nennspannung und der Gesamtimpedanz im Kurzschlusspfad. Die zugrunde liegende Formel lautet vereinfacht: Ik = Un / Zk – der Kurzschlussstrom (Ik´3, Ik´1) ergibt sich aus der Nennspannung (Un) geteilt durch die Kurzschlussimpedanz (Zk).
Die Gesamtimpedanz Zk setzt sich aus den Widerständen (R) und Blindwiderständen (X) aller Komponenten im Kurzschlusspfad zusammen – vom vorgelagerten Netz über Transformatoren, Sammelschienen und Kabel bis zum Kurzschlussort. Jede Komponente trägt mit ihrem spezifischen Widerstand und Blindwiderstand zur Impedanz bei:
Transformatoren
Die Kurzschlussspannung eines Transformators (typisch 4–6 % bei Verteiltransformatoren) bestimmt maßgeblich seinen Impedanzbeitrag. Transformatoren mit höherer Leistung haben in der Regel niedrigere Innenimpedanzen, was zu höheren Kurzschlussströmen auf der Unterspannungsseite führt.
Kabel und Leitungen
Längere Kabel erhöhen die Gesamtimpedanz und reduzieren damit den Kurzschlussstrom am Kurzschlussort. Größere Kabelquerschnitte verringern dagegen den Widerstand und erhöhen den Kurzschlussstrom. Die Impedanz von Kabeln und Leitungen wird über den Außenleiter- und Neutralleiterwiderstand berechnet.
Vorgelagertes Netz
Die Kurzschlussleistung am Netzverknüpfungspunkt bestimmt die Impedanz des vorgelagerten Netzes. Dieser Wert wird in der Regel vom Netzbetreiber bereitgestellt.
In der Praxis werden diese Parameter für jeden Abschnitt des Stromkreises ermittelt und die Impedanzen schrittweise zusammengeführt. Die Summe aller Widerstände und Blindwiderstände in Reihe ergibt die Gesamtimpedanz – daraus lässt sich der Kurzschlussstrom für jeden beliebigen Punkt in der Anlage berechnen.
Welche Kurzschlussarten werden berechnet?
Je nach Netzform und Fehlersituation treten unterschiedliche Kurzschlussarten auf. Die Kurzschlussstromberechnung nach DIN EN 60909 unterscheidet im Wesentlichen:
Dreipoliger Kurzschluss – symmetrischer Kurzschluss zwischen allen drei Außenleitern. Liefert in der Regel den höchsten Kurzschlussstrom und ist maßgebend für die Dimensionierung von Schaltanlagen, Sammelschienen und die Auswahl von Leistungsschaltern.
Einpoliger Kurzschluss (Erdschluss) – Verbindung eines Außenleiters mit dem Neutralleiter oder dem Schutzleiter. Bestimmt in Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetzen häufig den minimalen Kurzschlussstrom und ist entscheidend für den Nachweis der Abschaltbedingungen – löst die Überstromschutzeinrichtung noch zuverlässig aus?
Zweipoliger Kurzschluss – Kurzschluss zwischen zwei Außenleitern. Relevant für die Bewertung unsymmetrischer Belastungen und Schutzmaßnahmen.
Für jede Kurzschlussart ermitteln wir die relevanten Kenngrößen: den Anfangskurzschlusswechselstrom (I“k), den Stoßkurzschlussstrom (ip) und den thermisch wirksamen Kurzschlussstrom (Ith) – die drei entscheidenden Werte für die Auslegung Ihres Kurzschlussschutzes. Der Anfangskurzschlusswechselstrom ist dabei die Basis für alle weiteren Berechnungen.
Jede dieser Kurzschlussarten wird sowohl für den maximalen als auch für den minimalen Kurzschlussstrom berechnet. Der maximale Kurzschlussstrom ist maßgebend für die Belastbarkeit von Betriebsmitteln und Schaltanlagen, der minimale für den Nachweis, dass die Schutzeinrichtungen auch bei einem kleinen Kurzschluss sicher und innerhalb der geforderten Abschaltzeit auslösen.
Was Sie mit den Stromlaufplänen erhalten?
Effizienzsteigerung
Ihre präzisen Stromlaufpläne ermöglichen eine schnelle und reibungslose Umsetzung Ihrer Projekte, was bedeutend zur Verkürzung Ihrer Produktionszyklen beiträgt.
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Fehlerhafte Planungen können teuer werden – wir helfen Ihnen, diese Risiken zu minimieren. Unsere sorgfältig ausgearbeiteten Stromlaufpläne verringern die Wahrscheinlichkeit von Fehlern und damit verbundenen Zusatzkosten.
Einhaltung von Normen
Alle unsere Stromlaufpläne entsprechen den aktuellen Industriestandards in Bezug auf Sicherheit und regulatorische Anforderungen. Dies gibt Ihnen zusätzliche Sicherheit bei behördlichen Überprüfungen und im täglichen Betrieb.
Anpassbarkeit
Technologische Entwicklungen und wechselnde Anforderungen können eine Herausforderung darstellen. Unsere Stromlaufpläne sind flexibel konzipiert, um solche Anpassungen leicht zu ermöglichen und stets aktuell zu bleiben.Was Sie als Kunde von uns erwarten können
Umfassende Fachkompetenz und Expertise
Sie erhalten fundiertes Fachwissen auf höchstem Niveau, das speziell auf Ihre Anforderungen als Verantwortliche Elektrofachkraft zugeschnitten ist. Unsere erfahrenen Experten stehen Ihnen bei komplexen technischen und rechtlichen Fragestellungen zur Seite.Branchenspezifische Lösungen durch umfangreiche Expertise
Profitieren Sie von tiefgreifenden Erfahrungen in verschiedenen Industriezweigen, von der Automobilindustrie bis zum Maschinenbau und Kraftwerken. Sie bekommen Lösungen, die speziell auf Ihre technischen und betrieblichen Anforderungen Ihrer Branche abgestimmt sind, um Ihre Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.Unsere Beratung für Ihre spezifischen Anforderungen
Unsere Beratung wird präzise auf Ihre betrieblichen Gegebenheiten abgestimmt. Wir analysieren Ihre spezifischen Anforderungen detailliert und liefern Ihnen maßgeschneiderte Lösungen, die Ihnen eine sichere und effiziente Arbeitsweise ermöglichen.Höchste Sicherheitsstandards und Präzision
Wir unterstützen Sie dabei, höchste Sicherheitsstandards zu etablieren und Sicherheitsrisiken systematisch zu minimieren. Mit unserer Hilfe können Sie sicherstellen, dass Ihre elektrischen Anlagen den geltenden Normen und Vorschriften entsprechen.Rechtssicherheit und Haftungsminimierung
Sie können sich darauf verlassen, dass Sie alle relevanten gesetzlichen Anforderungen und Vorschriften erfüllen. Wir unterstützen Sie dabei, Haftungsrisiken zu minimieren und eine lückenlose, gerichtsfeste Dokumentation zu erstellen.Jetzt Kontakt aufnehmen und
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Kurzschlussschutz – welche Schutzmaßnahmen spielen eine Rolle?
Die Kurzschlussberechnung ist die Grundlage für die Planung und Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen. Ziel des Kurzschlussschutzes ist es, im Fall eines Kurzschlusses den Stromfluss schnell und sicher zu unterbrechen, bevor Schäden an der Anlage oder Gefährdungen für Personen entstehen. Folgende Überstromschutzeinrichtungen spielen dabei eine zentrale Rolle:
Sicherungen (Schmelzsicherungen): Unterbrechen den Stromkreis durch Aufschmelzen eines Schmelzleiters. Die Auswahl der richtigen Sicherung hängt vom maximalen Kurzschlussstrom und den thermischen Faktoren der zu schützenden Leitung ab.
Leistungsschalter: Schalten den Kurzschlussstrom elektromechanisch oder elektronisch ab. Unterschieden wird zwischen Kompaktleistungsschaltern (MCCB) und offenen Leistungsschaltern (ACB), die in der Hauptverteilung und bei hohen Kurzschlussströmen eingesetzt werden. Moderne Leistungsschalter verfügen über eine LSIG-Auslösecharakteristik: L (Überlastschutz, lang verzögert), S (Kurzschlussschutz, kurz verzögert und einstellbar für Selektivität), I (unverzögerter Kurzschlussschutz bei sehr hohen Strömen) und G (Erdschlussschutz). Die Schaltkapazität muss mindestens dem maximalen Kurzschlussstrom am Einbauort entsprechen.
Leitungsschutzschalter (Überstromschutzeinrichtungen): Schützen Kabel und Leitungen sowohl vor Überlast als auch vor Kurzschluss. Der Überlastschutz und der Kurzschlussschutz werden über unterschiedliche Auslösemechanismen realisiert.
Die Selektivität zwischen den Schutzebenen – also die Abstimmung der Überstromschutzeinrichtungen aufeinander – ist dabei ein entscheidender Faktor: Nur wenn die Schutzeinrichtung direkt vor der Fehlerstelle auslöst und nicht eine übergeordnete, bleibt der Rest der Anlage im Betrieb. Diese Abstimmung erfolgt in der Selektivitätsberechnung.
Welche Faktoren beeinflussen den Kurzschlussstrom?
Nennspannung und Kurzschlussleistung: Je höher die Spannung und die Kurzschlussleistung des vorgelagerten Netzes, desto höher der potenzielle Kurzschlussstrom.
Transformatoren: Die Kurzschlussspannung und die Leistung des Transformators bestimmen seinen Impedanzbeitrag. Ein Transformator mit niedriger Kurzschlussspannung lässt höhere Kurzschlussströme durch.
Kabel und Leitungen: Länge, Querschnitt und Material der Kabel beeinflussen den Widerstand im Kurzschlusspfad. Längere Leitungen und kleinere Querschnitte erhöhen die Impedanz und senken den Kurzschlussstrom.
Temperatur: Der Widerstand von Leitern ändert sich mit der Temperatur. Für den maximalen Kurzschlussstrom wird mit der Betriebstemperatur, für den minimalen mit erhöhter Temperatur gerechnet – ein wichtiger Faktor für die Bestimmung der Abschaltbedingungen.
Spannungsfaktor: Nach DIN EN 60909 wird ein Spannungsfaktor c angesetzt, der zulässige Spannungsabweichungen berücksichtigt – für Niederspannung typischerweise c = 1,0 (minimaler Kurzschlussstrom) bzw. c = 1,05 (maximaler Kurzschlussstrom).
Was unsere Kunden sagen
Elektro-Ingenieur
Hans-Joachim Wagnes
„Seit vielen Jahren arbeite ich in der Netzbranche und habe im Laufe der Zeit viele verschiedene Berechnungsmethoden kennengelernt. SMART ENGINEERS ist ein zuverlässiger Partner, der mir bereits mehrfach schnell und professionell bei der Erstellung von Netzberechnungen geholfen hat. Die Mitarbeiter sind kompetent und stets hilfsbereit – ich kann Smart Engineers nur weiterempfehlen!“
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Head of Engineering
Wilhelm Mursch
„Ich bin seit vielen Jahren in der Automobilindustrie tätig und habe schon viele Stromlaufpläne erstellt. Bei SMART ENGINEERS konnte ich meine Kenntnisse vertiefen und die Arbeit an den Plänen war immer schnell und professionell. Ich kann die Firma nur weiterempfehlen, da sie ein zuverlässiger Partner ist.“
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Geschäftsführer
Johannes Meier
„Ich habe SMART ENGINEERS beauftragt, für mich Stromlaufpläne zu erstellen. Die Zusammenarbeit war sehr angenehm und professionell. Die Pläne wurden schnell und zuverlässig erstellt. Ich kann SMART ENGINEERS nur weiterempfehlen!“
Für Geschäftsführer, die klare Ergebnisse und reibungslose Zusammenarbeit erwarten.
Verantwortliche Elektrofachkraft
Marcus Dryr
„SMART ENGINEERS ist ein zuverlässiger Partner, wenn es um die Gefährdungsbeurteilung und Lichtbogenberechnung geht. Die Mitarbeiter sind kompetent und erklären alles verständlich. So fühlt man sich als Kunde immer gut aufgehoben.“
Elektrosicherheit und Gefährdungsbeurteilung — verständlich erklärt, professionell umgesetzt.
Wann wird eine Kurzschlussberechnung benötigt?
Bei Neuplanung und Erweiterung von Anlagen — damit Schutzeinrichtungen, Kabel und Schaltanlagen von Anfang an für die auftretenden Kurzschlussströme dimensioniert sind.
Bei Änderungen an der Einspeisung — wenn sich die Kurzschlussleistung am Netzverknüpfungspunkt ändert, etwa durch einen Trafowechsel oder eine geänderte Netzeinspeisung.
Zur Prüfung bestehender Systeme — wenn die thermische Kurzschlussfestigkeit von Kabeln und Sammelschienen nachgewiesen oder die Schaltkapazität vorhandener Überstromschutzeinrichtungen überprüft werden muss, etwa in älteren Gebäuden oder nach Umbauten.
Vor Prüfungen und Audits — wenn normkonforme Kurzschlussstromberechnungen als Nachweis für Sachverständige oder Behörden benötigt werden.
Kontaktieren Sie unsIhre Experten für Netzberechnungen
- 20 Jahre im Betreiben von Anlagen, Maschinen und Geräten im deutschsprachigen und im internationalen Raum
- 10 Jahre im Bereich der Automobilindustrie
- 6 Jahre im Bereich der Halbleiterindustrie
- 2 Jahre im Bereich der Kraftwerke
- 11 Jahre im Bereich Energietechnik
- 6 Jahre im Bereich der Luft- und Raumfahrtechnik
- 6 Jahre im Bereich der Automobilindustrie
Warum SMART ENGINEERS?
Als Ihr vertrauenswürdiger Partner im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus sowie der Elektro- und Energieindustrie bekommen Sie umfassende Dienstleistungen in der Planung, Projektierung und Dokumentation von elektrischen Ausrüstungen und Steuerungssystemen. Erfahrene Konstrukteure liefern branchenübergreifend maßgeschneiderte Lösungen, die entscheidend zu Ihrem Erfolg beitragen.Wir decken alle notwendigen Schritte der Projektabwicklung ab, von der initialen Aufgabenklärung über die Zustandsaufnahme, und das Basic- und Detailengineering, bis hin zur umfassenden Dokumentationserstellung. Zusätzlich überwachen wir die Fertigung in der Werkstatt, die Montage und bieten Unterstützung bei der Inbetriebnahme sowie bei der abschließenden Dokumentation und den erforderlichen Nachbesserungen nach der Inbetriebnahme.
Setzen Sie auf präzise und effiziente Lösungen für Ihre elektrischen Systeme und Steuerungen, die speziell auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.
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kostenfreies Erstgespräch
Vereinbaren Sie ein kostenfreies Erstgespräch. Um für jeden Partner exzellente Resultate sicherzustellen, betreuen wir bewusst nur eine begrenzte Anzahl von Projekten gleichzeitig.
Gespräch
mit Experten
Einer unserer Experten aus dem Team wird sich telefonisch bei Ihnen melden. Zu dem von Ihnen gewählten Buchungsdatum finden wir gemeinsam heraus, wie genau wir Ihnen helfen können, was Ihre Ausgangssituation ist und welche Ziele Ihnen wichtig sind.
Start einer
Partnerschaft
Sie starten die Partnerschaft und können sich direkt mit dem Experten verbinden.
Jetzt startenHäufige Fragen zur Kurzschlussberechnung
Was ist eine Kurzschlussberechnung?
Eine Kurzschlussberechnung ermittelt die Ströme, die bei einem Kurzschluss in einer elektrischen Anlage auftreten. Aus der Nennspannung und der Gesamtimpedanz im Kurzschlusspfad werden die Kurzschlussströme berechnet. Diese Werte sind die Grundlage für die Dimensionierung von Überstromschutzeinrichtungen und den Nachweis der Belastbarkeit von Kabeln und Schaltanlagen.
Wie wird der Kurzschlussstrom berechnet?
Der Kurzschlussstrom wird nach dem Ersatzspannungsquellenverfahren der DIN EN 60909 berechnet. Dazu werden die Impedanzen aller Komponenten im Kurzschlusspfad – Netzeinspeisung, Transformatoren, Kabel und Leitungen – ermittelt und zusammengeführt. Aus Nennspannung und Gesamtimpedanz ergibt sich der Kurzschlussstrom. Details zum Berechnungsweg finden Sie im Abschnitt oben.
Nach welcher Norm wird der Kurzschlussstrom berechnet?
Die zentrale Berechnungsnorm ist DIN EN 60909 (VDE 0102), die das Ersatzspannungsquellenverfahren für Kurzschlussströme in Drehstromnetzen definiert. Ergänzend gilt DIN VDE 0100 für den Nachweis der Abschaltbedingungen im Niederspannungsnetz.
Was ist der Unterschied zwischen maximalem und minimalem Kurzschlussstrom?
Was ist der Unterschied zwischen maximalem und minimalem Kurzschlussstrom?
Der maximale Kurzschlussstrom ist maßgebend für die Belastbarkeit: Können Kabel, Sammelschienen und Schaltanlagen die auftretende Beanspruchung aushalten? Der minimale Kurzschlussstrom ist entscheidend für den Schutz: Löst die Überstromschutzeinrichtung auch bei einem kleinen Kurzschluss noch zuverlässig und innerhalb der vorgeschriebenen Abschaltzeit aus? Beide Werte müssen bei einer vollständigen Kurzschlussberechnung ermittelt werden.
Welche Kurzschlussarten gibt es?
Die drei wesentlichen Kurzschlussarten sind der dreipolige Kurzschluss (symmetrisch zwischen allen Außenleitern, höchster Strom), der zweipolige Kurzschluss (zwischen zwei Außenleitern) und der einpolige Kurzschluss bzw. Erdschluss (ein Außenleiter gegen Neutralleiter oder Erde, oft niedrigster Strom). Je nach Netzform und Sternpunktbehandlung sind unterschiedliche Kurzschlussarten für die Dimensionierung und den Schutz relevant.
Was schützt vor Kurzschluss?
Vor Kurzschlussströmen schützen Überstromschutzeinrichtungen wie Sicherungen, Leistungsschalter und Leitungsschutzschalter. Sie unterbrechen den Stromfluss im Kurzschlussfall, bevor die thermische Belastung Schäden an Kabeln, Leitungen oder der Isolierung verursacht. Die Kurzschlussberechnung ist die Grundlage für die Auswahl und Dimensionierung dieser Schutzsysteme.
Ist ein FI-Schalter (RCD) ein Kurzschlussschutz?
Nein. Ein RCD (Fehlerstromschutzschalter) schützt vor Fehlerströmen gegen Erde und damit vor elektrischem Schlag – nicht vor Kurzschluss zwischen Außenleitern oder zwischen Außenleiter und Neutralleiter. Für den Kurzschlussschutz sind Überstromschutzeinrichtungen (Sicherungen, Leistungsschalter) erforderlich. In der Praxis werden beide Schutzsysteme kombiniert.
Wie hängen Kurzschlussberechnung, Netzberechnung und Selektivitätsberechnung zusammen?
Die Netzberechnung liefert die Basis (Netzparameter, Impedanzen). Die Kurzschlussberechnung ermittelt darauf aufbauend die Kurzschlussströme. Die Selektivitätsberechnung nutzt beide Ergebnisse, um sicherzustellen, dass im Fall eines Kurzschlusses nur der betroffene Anlagenteil abgeschaltet wird. Alle drei Berechnungen greifen bei SMART ENGINEERS ineinander.
