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Querschnittsberechnung

Diskutiere Querschnittsberechnung im Lehrling und Studi Forum Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Guten Tag! Ich würde gerne wissen, wie gross der Qeurschnitt einer Aluminiumstromschiene (Rechteck) sein darf, damit es nicht zu einer...

  1. #1 schulz2, 13.09.2010
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    Guten Tag!

    Ich würde gerne wissen, wie gross der Qeurschnitt einer Aluminiumstromschiene (Rechteck) sein darf, damit es nicht zu einer unzulässigen Erwärmung kommt (bzw. eine Formel, die mich weiter bringt)
    Ich habe einen Nennstrom 20kA, Nennspannung 25kV, max. zul. Temperatur 70C. (Länge nicht bekannt)

    Danke!
     
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  3. brue

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    AW: Querschnittsberechnung

    Du meinst das wohl Rechnerisch und nicht Normentechnisch, oder?

    So einfach auszurechnen ist das nicht, weil unbekannt ist wie gut die Waermeabfuehrung/Umgebungstemoeratur ist.

    gruss
     
  4. #3 schulz2, 13.09.2010
    schulz2

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    AW: Querschnittsberechnung

    genau, ich meine rechnerisch...Formeln u s. w...
     
  5. #4 alterlich, 13.09.2010
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    AW: Querschnittsberechnung

    hallo,

    wenn dein leiter in flüssigem stickstoff liegt, verträgt er sicherlich eine ganze menge mehr an strom, als wenn er im ofen verlegt ist.........d.h. es fehlen schlicht die randbedingungen, um hier mit irgendeiner formel zahlenwerte ausrechnen zu können.

    gruss
     
  6. #5 schulz2, 13.09.2010
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    AW: Querschnittsberechnung

    Erstmal Danke. Die Verbindung (Stromschiene, Rechteck, Aluminium) befindet sich in der Lüft. Es kommt zur Erwärmung bis 300C, wir wollen prüfen od der Querschnitt viel zu klein ist...
     
  7. #6 alterlich, 14.09.2010
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    alterlich Lüsterklemmer

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    AW: Querschnittsberechnung


    ....mhm...was willst du da noch rechnen,offenbar hast du das experimentell ja schon bewiesen....:D

    mir ist adhoc keine standardformel dafür geläufig. da sich der leiterwiderstand ja erhöht, wenn er sich erwärmt, wodurch sich wiederum der widerstand erhöht etc. schätze ich wird das ganze auf eine differentialgleichung hinauslaufen. (such dir also schon mal ambesten einen theoretischen physiker, der die dir dann löst...:D).
    andererseits können wärmestrahlungseffekte bei T<300° wahrscheinlich ziemlich vernachlässigt, so dass nur der wärmeübergang Al-Luft das gleichgewicht bestimmt. ich schau mich mal um, ob´s da was brauchbares gibt.

    gruss
     
  8. #7 NachtHacker, 14.09.2010
    NachtHacker

    NachtHacker Spannungsgeprüft

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    AW: Querschnittsberechnung

    Ohne Länge kann da wohl nichts berechnet werden!

    Dann könntest du nähmlich den Widerstand ausrechenen:
    Spezifischer Widerstand ? Wikipedia
    Da findest du auch den spez. Widerstand von Alu und dessen Temperaturkoeffizienten pro Kelvin. Mit dem Widerstand kannst du dann den Spannungsfall ausrechnen. Wie hoch der dann sein darf, das weis ich allerdings nicht!
     
  9. #8 alterlich, 14.09.2010
    alterlich

    alterlich Lüsterklemmer

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    AW: Querschnittsberechnung


    die länge braucht er nicht unbedingt, man könnte ja die leistung pro länge betrachten und entsprechend auch die wärmeableitung pro länge, ich suche nur gerade nach einer passenden formel für den wärmeverlust...thermodynamik ist eine echte sch...:D

    gruss
     
  10. #9 NachtHacker, 14.09.2010
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    NachtHacker Spannungsgeprüft

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    AW: Querschnittsberechnung

    Ein interessanter Ansatz, diese Formel würde mich auch interessieren! Bei der Strombelastbarkeit von Kabeln nach DIN-VDE 0298-4 wird ja auch keine Länge angegeben. Hier gibt es halt nur Tabellen. Aber anscheinend wurden diese Tabellen aufgrund einer thermodynamischen Berechnung erstellt.
     
  11. #10 alterlich, 14.09.2010
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    alterlich Lüsterklemmer

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    AW: Querschnittsberechnung

    also ich habe nochmal überlegt.
    für die zugef. leistung:
    P1=U^2/R mit R=rho*l/A wobei A=Drahtquerschnittsfkäche PI*r^2

    und die abgeführte Leistung
    P2=-alpha*A*grad(T) (A=Drahtoberfläche 2*PI*r*l)

    im gleichgewicht gilt P1=P2

    U^2/R=-alpha*A*grad(T)

    in erster näherung sollte man die richtungsableitung also grad(T) als
    (T(Draht)-T(Luft) schreiben können, wenn T(Draht) die zulässige endtemperatur des drahts ist,und man davon ausgeht, dass genügend umluft vorhanden ist, die die umgebungslufttemperatur auf konst. T(Luft) hält.

    mit der näherung rho(T)=rho(T0)*(1-beta(T-T0)) für den spez.widerstand
    kommt man dann zu einer formel. allerdings geht P1 mit 1/l und P2 proportional zu l, so dass sich hiernach die länge nicht herausdefinieren lassen würde. ich überlege gerade krampfhaft woran das physikalisch liegt, da vom gefühl her die länge keinen einfluß haben sollte. grübel,grübel

    vielleicht hat ja jemand einen anderen ansatz/idee

    gruss
     
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