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In elektrischen Systemen gibt die kA-Bemessung eines Leistungsschalters den maximalen prospektiven Kurzschlussstrom an, für den der Schalter ausgelegt ist, um ihn unter festgelegten Testbedingungen und bei einer angegebenen Spannung zu unterbrechen.
“kA” steht für Kiloampere. Ein Kiloampere entspricht 1.000 Ampere, daher:
- 6kA = 6,000A
- 10kA = 10,000A
- 25kA = 25,000A
Ein Leistungsschalter, der mit 10kA is therefore designed to interrupt a prospective short-circuit current up to 10,000A according to the applicable standard and voltage rating. It does nicht mean that the breaker carries 10,000A during normal operation.
Die grundlegende Auswahlregel lautet:
Das Ausschaltvermögen des Leistungsschalters bei der Systemspannung muss gleich oder größer als der maximale prospektive Kurzschlussstrom am Installationsort sein.
Wenn der verfügbare Fehlerstrom das Bemessungsausschaltvermögen des Leistungsschalters überschreiten kann, ist der Leistungsschalter möglicherweise nicht in der Lage, den Fehler sicher abzuschalten. Die endgültige Auswahl muss auf einer Kurzschlussstromberechnung, Versorgungsdaten, einer zugelassenen Messmethode und den geltenden elektrotechnischen Vorschriften basieren.
kA-Bemessung vs. Ampere-Bemessung: Was ist der Unterschied?
Die Stromstärke und der kA-Wert beschreiben zwei unterschiedliche Aufgabenbereiche.
| Kennzeichnung | Was es beschreibt | Beispiel | Auswahlfrage |
|---|---|---|---|
| Bemessungsstrom, In | Strom, den der Leistungsschalter unter festgelegten Bedingungen führen soll | 20A, 63A, 250A | Kann er die normale Last des Stromkreises führen und schützen? |
| Ausschaltvermögen | Maximaler prospektiver Fehlerstrom, den der Leistungsschalter gemäß einer definierten Norm und Spannung unterbrechen kann | 6kA, 10kA, 36kA | Kann er den verfügbaren Kurzschlussstrom sicher abschalten? |
Zum Beispiel kann ein Leistungsschalter wie folgt gekennzeichnet sein C20 6000. Im Kontext eines typischen IEC-Leitungsschutzschalters:
- C identifiziert die unverzögerte Auslösecharakteristik.
- 20 gibt einen Bemessungsstrom von 20A an.
- 6000 indicates a 6,000A, or 6kA, rated short-circuit capacity under the applicable marking standard.
Der 20A-Wert bezieht sich auf den Überlastschutz und den normalen Stromkreisstrom. Der 6kA-Wert bezieht sich auf die Kurzschlussunterbrechung. Die eine Angabe kann die andere nicht ersetzen.
Für eine genauere Erläuterung dieser Kennzeichnungen siehe Bedeutung von C20 vs 6kA Leistungsschalter.
Wovor schützt die kA-Bemessung?
Während eines Kurzschlusses wird der Strom hauptsächlich durch die Impedanz der Quelle und des Stromkreises begrenzt – nicht durch die angeschlossene Last. Ein niederohmiger Fehler in der Nähe eines Transformators kann viele tausend Ampere erzeugen.
Der Leistungsschalter muss diesen Strom erkennen und unterbrechen, während er die bei der Unterbrechung freigesetzte Energie eindämmt. Wenn der prospektive Kurzschlussstrom über der geprüften Kapazität des Schalters liegt, können folgende Konsequenzen auftreten:
- Versagen bei der Fehlerunterbrechung;
- verschweißte oder beschädigte Kontakte;
- anhaltende interne Lichtbogenbildung;
- Bruch des Gehäuses des Leistungsschalters;
- Beschädigung benachbarter Betriebsmittel; und
- erhöhtes Brand- und Lichtbogenrisiko.
Die kA-Bemessung ist daher eine Sicherheitsgrenze und kein Leistungsmerkmal, das nur nach Preis oder Gebäudetyp ausgewählt werden sollte.
Icn, Icu, Ics, AIC und SCCR: Bedeuten sie alle dasselbe?
Nicht genau. Diese Begriffe beziehen sich alle auf das Kurzschlussverhalten, stammen jedoch aus unterschiedlichen Normen oder beschreiben verschiedene Geräteeigenschaften. Vergleichen Sie die Bemessungswerte immer gemäß der auf dem Datenblatt des Leistungsschalters angegebenen Norm.
| Begriff | Bedeutung | Wo es üblicherweise verwendet wird | Wichtiger Hinweis zur Auswahl |
|---|---|---|---|
| Icn | Bemessungskurzschlussausschaltvermögen | IEC 60898-1 Leistungsschalter für Hausinstallationen und ähnliche Zwecke | Verwenden Sie den Wert, der bei der zutreffenden Bemessungsspannung und den Testbedingungen angegeben ist. |
| Icu | Bemessungsgrenzkurzschlussausschaltvermögen | IEC 60947-2 Leistungsschalter | Gibt das ultimative Ausschaltvermögen gemäß der im Standard vorgeschriebenen Testsequenz an. |
| Ics | Bemessungsbetriebskurzschlussausschaltvermögen | IEC 60947-2 Leistungsschalter | Deklariert als ein Wert in Bezug auf Icu und getestet unter Verwendung einer Betriebs-Kurzschlussausschaltvermögens-Sequenz mit Leistungsanforderungen nach dem Test. |
| AIC oder kAIC | Ampere-Ausschaltvermögen | Gebräuchliche nordamerikanische Terminologie | Überprüfen Sie die Spannung, die Stromart, die Gerätezulassung und die geltenden UL/CSA-Anforderungen. |
| SCCR | Kurzschlussstromfestigkeit | Industrielle Schalttafeln, Maschinen und Gerätebaugruppen | Beschreibt die Widerstandsfähigkeit einer Baugruppe oder Komponenten-Kombination; sie entspricht nicht automatisch dem Ausschaltvermögen eines Leistungsschalters. |
Icu vs Ics
Gemäß IEC 60947-2, Icu und Ics werden diese anhand unterschiedlicher Prüfsequenzen und Anforderungen nach der Prüfung verifiziert. Es ist irreführend, Icu nur als “einen Fehler, den der Leistungsschalter einmal unterbrechen kann” und Ics als “einen Fehler, den er wiederholt unterbrechen kann” zu beschreiben.”
Vergleichen Sie für die technische Auswahl beide Werte, wenn die Betriebskontinuität wichtig ist, und befolgen Sie anschließend die Anweisungen des Herstellers zur Inspektion, Prüfung und zum Austausch nach einem schweren Fehler. Bei einem Leistungsschalter, der einen hohen Fehlerstrom unterbrochen hat, sollte nicht ohne die erforderliche Bewertung von einer weiteren Betriebstauglichkeit ausgegangen werden.
Siehe den detaillierten Leitfaden zu Icu, Ics, Icw und Icm Leistungsschalter-Bemessungswerten für die vollständige Unterscheidung.
Ist SCCR dasselbe wie die kA-Bemessung eines Leistungsschalters?
Ein Leistungsschalter kann ein ausreichendes Ausschaltvermögen aufweisen, während die fertige Schalttafel aufgrund einer anderen Komponente, eines Leiters, einer Anschlussklemme oder einer nicht verifizierten Kombination dennoch einen niedrigeren Kurzschlussstromwert aufweist. Der SCCR der Anlage muss als Baugruppe gemäß den geltenden Regeln bewertet werden.
Ändert sich der kA-Wert mit der Spannung?
Das Ausschaltvermögen ist spannungsspezifisch. Ein Leistungsschalter kann bei 240V einen Kurzschlusswert und bei 415V, 480V oder einer anderen Spannung einen anderen Wert aufweisen. Die Unterbrechung von AC und DC beinhaltet zudem unterschiedliche Bedingungen.
Wählen Sie einen Leistungsschalter niemals allein anhand der kA-Zahl aus. Bestätigen Sie alle folgenden Punkte auf dem Typenschild und im Datenblatt:
- Bemessungsbetriebsspannung;
- AC- oder DC-Anwendung;
- Anzahl der Pole und zulässige Polanordnung;
- anwendbare Produktnorm;
- Icn, Icu, Ics oder Ausschaltvermögen bei dieser Spannung; und
- alle Bedingungen, die an eine geprüfte Reihen-, Kaskaden- oder Backup-Kombination geknüpft sind.
Ein Gerät mit einer Bemessung von 10kA bei einer Spannung ist nicht automatisch mit 10kA bei jeder anderen Spannung bemessen.
6kA vs 10kA Leistungsschalter: Welchen sollten Sie verwenden?
Ein 10kA-Leistungsschalter kann unter den entsprechenden angegebenen Bedingungen einen höheren prospektiven Fehlerstrom unterbrechen als ein 6kA-Leistungsschalter. Das macht 10kA nicht zur automatischen Wahl für jeden Stromkreis und bedeutet nicht, dass ein 10kA-Leistungsschalter bei einer Überlast oder einem Kurzschluss schneller auslöst.
Die richtige Wahl hängt vom verfügbaren Fehlerstrom am Installationsort ab:
- Wenn der berechnete oder verifizierte prospektive Kurzschlussstrom unter 6kA liegt, kann ein korrekt spezifiziertes 6kA-Gerät geeignet sein.
- Wenn er 6kA überschreiten kann, aber innerhalb von 10kA bleibt, kann ein korrekt spezifiziertes 10kA-Gerät erforderlich sein.
- Wenn 10kA überschritten werden können, ist keine der beiden Bemessungen ausreichend, es sei denn, eine zugelassene strombegrenzende, reihengeschaltete oder kaskadierte Anordnung ändert die zulässige Anwendung.
Bezeichnungen für Wohn-, Gewerbe- und Industrieanwendungen sind kein Ersatz für Berechnungen. Eine Hauptverteilung in einem Wohngebäude in der Nähe eines großen Transformators kann einen höheren Fehlerstrompegel aufweisen als eine entfernte Industrie-Unterverteilung, die über ein langes Kabel versorgt wird.
Für einen gezielten Vergleich lesen Sie den Auswahlleitfaden für 6kA vs 10kA MCB Ausschaltvermögen.
So wählen Sie die richtige kA-Bemessung für einen Leistungsschalter aus
Schritt 1: Identifizieren Sie die geltende Norm und das System
Beginnen Sie mit der Installationsart, dem Zuständigkeitsbereich, der Systemspannung, dem AC- oder DC-Betrieb, der Erdungsanordnung und den Anforderungen der örtlichen Vorschriften.
Für IEC-Anwendungen sind zwei häufig anzutreffende Normen:
- IEC 60898 - 1, die Leistungsschalter für Überstromschutz in Haushalt und ähnlichen Installationen im Rahmen des in der Norm angegebenen Anwendungsbereichs abdeckt.
- IEC 60947-2, die Niederspannungs-Leistungsschalter für industrielle und ähnliche Anwendungen im Rahmen ihres angegebenen Anwendungsbereichs abdeckt.
Wählen Sie nicht allein aufgrund der physischen Größe des Leistungsschalters zwischen der Icn- und Icu-Terminologie. Überprüfen Sie die vom Hersteller tatsächlich angegebene Norm.
Schritt 2: Bestimmung des maximalen prospektiven Kurzschlussstroms
Der maximale Fehlerstrom am Installationspunkt kann ermittelt werden durch:
- vom Versorgungsunternehmen bereitgestellte Daten zum verfügbaren Fehlerstrom;
- eine koordinierte Kurzschlussstromberechnung;
- Daten zu Transformator, Leiter und vorgeschaltetem Netz; oder
- eine zugelassene Messmethode, die von einer fachkundigen Person angewendet wird.
Für einen vereinfachten Stromkreis steht der Kurzschlussstrom in folgendem Verhältnis zu Spannung und Gesamtimpedanz:
Isc = V / ZPraktische Berechnungen müssen jedoch das korrekte Einphasen- oder Dreiphasenmodell verwenden und die relevanten Impedanzen von Quelle, Transformator, Leiter, Motor, Generator und Anschlüssen einbeziehen. Möglicherweise müssen auch Toleranzen und der Zustand der maximalen Betriebsspannung berücksichtigt werden.
Verwenden Sie den vollständigen Leitfaden unter Berechnung des Kurzschlussstroms für die Auswahl von Leitungsschutzschaltern (MCB) bei der Erstellung der Berechnung.
Schritt 3: Vergleich des Kurzschlussstroms mit der korrekten Bemessung des Leistungsschalters
Bei der angegebenen Betriebsspannung:
Ausschaltvermögen des Leistungsschalters ≥ maximaler prospektiver Kurzschlussstrom am InstallationsortWählen Sie aus standardisierten, vom Hersteller deklarierten Werten oberhalb des verifizierten Fehlerstrompegels. Wenden Sie alle Auslegungstoleranzen an, die durch die geltenden Vorschriften, technischen Spezifikationen oder zukünftige Systemstudien erforderlich sind; verlassen Sie sich nicht auf einen willkürlichen Prozentsatz anstelle dieser Anforderungen.
Schritt 4: Überprüfung von Selektivität, Backup-Schutz und Strombegrenzung
Ausschaltvermögen und Selektivität sind getrennte Fragestellungen.
- Schaltleistung fragt, ob das Gerät den Fehler sicher unterbrechen kann.
- Selektivität fragt, ob die dem Fehler am nächsten liegende Schutzeinrichtung auslöst, ohne unnötigerweise vorgeschaltete Geräte zu öffnen.
- Backup- oder Kaskadenschutz verwendet eine geprüfte Kombination aus vor- und nachgeschalteten Geräten, um ein deklariertes Kurzschlussausschaltvermögen zu erreichen.
Ein nachgeschalteter Leistungsschalter mit einem geringeren individuellen Ausschaltvermögen darf nur dann verwendet werden, wenn die gesamte Kombination spezifisch geprüft, dokumentiert und gemäß den Koordinierungstabellen des Herstellers sowie den örtlichen Vorschriften angewendet wird. Die einfache Installation eines größeren vorgeschalteten Leistungsschalters stellt keine gültige Reihenschaltung (Series Rating) dar.
Schritt 5: Überprüfung der vollständigen Installation
Vor der Abnahme ist zu prüfen:
- Bemessungsstrom und Auslösecharakteristik des Leistungsschalters;
- kA-Bemessung bei der tatsächlichen Spannung;
- Icn, Icu, Ics oder AIC-Terminologie und anwendbare Norm;
- SCCR der Schalttafel oder Baugruppe;
- Leiterfestigkeit und Koordination der Schutzeinrichtungen;
- Umgebungstemperatur, Gehäuse, Aufstellungshöhe und Derating-Bedingungen;
- AC/DC-Eignung und Polkonfiguration; sowie
- Herstellerdokumentation für Zubehör und geprüfte Kombinationen.
Berechnungsbeispiel: Transformator-Sekundärkurzschlussstrom
Betrachten Sie ein vereinfachtes dreiphasiges Beispiel mit:
- Transformatorleistung: 500kVA;
- Sekundärspannung: 400V; sowie
- Transformatorimpedanz: 5%.
Berechnen Sie zuerst den Bemessungs-Sekundärstrom des Transformators:
In = 500.000 / (√3 × 400) ≈ 722AUnter Vernachlässigung der Impedanz der vorgeschalteten Quelle und der Leiter ist eine erste Näherung des symmetrischen Kurzschlussstroms an den sekundärseitigen Anschlussklemmen des Transformators:
Isc ≈ 722 / 0.05 ≈ 14.4kADieses Ergebnis zeigt, warum ein Leistungsschalter, der nur aufgrund seiner “10kA” ausgewählt wurde, in der Nähe dieses Transformators unzureichend sein könnte. Der endgültige Wert kann sich nach Einbeziehung der Netzquelle, der Transformatortoleranzen, der Kabelimpedanz, der Motoren und des genauen Fehlerorts ändern.
Weiter stromabwärts reduziert die Kabelimpedanz im Allgemeinen den verfügbaren Fehlerstrom. Jeder Verteilungspunkt benötigt daher seinen eigenen verifizierten Wert anstelle einer einzigen kA-Annahme für das gesamte Gebäude.
Häufige Fehler bei der kA-Bemessung
Fehler 1: Auswahl allein nach Gebäudetyp
Aussagen wie “6kA ist für Wohngebäude” oder “10kA ist für Gewerbe” sind lediglich grobe Marktbeobachtungen, keine technische Auswahlmethode. Die Transformatorgröße, die Netzimpedanz, die Leiterlänge und der Fehlerort bestimmen den verfügbaren Strom.
Fehler 2: Verwechslung von kA mit der Ampere-Bemessung des Leistungsschalters
A 63A, 10kA breaker carries a nominal 63A under its specified conditions and has a 10kA short-circuit capacity under the relevant standard. It is not a 10,000A load breaker.
Fehler 3: Annahme, dass ein höheres kA-Rating eine schnellere Auslösung bedeutet
Die Auslösezeit hängt von der Auslöseeinheit, der Zeit-Strom-Kennlinie, den Einstellungen, der Fehlergröße und dem Koordinationsdesign ab. Die Zahl des Ausschaltvermögens allein definiert nicht die Auslösegeschwindigkeit.
Fehler 4: Ignorieren der Spannung neben dem kA-Rating
Ein Ausschaltvermögen ist nur für die angegebenen Bedingungen gültig. Überprüfen Sie immer die Tabelle mit den Bemessungswerten, anstatt einen Wert von einer Spannungs- oder Stromart auf eine andere zu übertragen.
Fehler 5: Icu, Ics, Icn, AIC und SCCR als austauschbar betrachten
Diese Werte können nicht verantwortungsbewusst verglichen werden, ohne deren Definitionen, Normen, Spannung, Prüfbedingungen sowie die Frage zu prüfen, ob sich die Bemessung auf einen Leistungsschalter oder eine komplette Baugruppe bezieht.
Fehler 6: Annahme, dass der Leistungsschalter nach einem schweren Fehler im Betrieb bleiben kann
Befolgen Sie nach einem Kurzschluss mit hoher Stromstärke die Inspektions- und Austauschvorgaben des Herstellers. Schalten Sie nicht allein deshalb wieder ein, weil der Leistungsschalter zurückgesetzt werden kann.
Checkliste zur Schnellauswahl
| Frage ist | Nachweise zur Einholung |
|---|---|
| Was ist der maximal verfügbare Fehlerstrom? | Versorgungsdaten, Berechnungsbericht oder zugelassene Messung |
| Wo ist der Leistungsschalter installiert? | Fehlerstromwert an genau diesem Verteilungspunkt |
| Wie hoch sind die Systemspannung und die Stromart? | Einpoliges Schaltbild und Typenschild der Betriebsmittel |
| Welche Produktnorm findet Anwendung? | Kennzeichnung des Leistungsschalters, Zertifikatsumfang und Datenblatt |
| Welcher Kurzschlusswert ist angegeben? | Icn, Icu, Ics oder AIC bei der tatsächlichen Spannung |
| Wird eine Backup- oder Reihenschaltung verwendet? | Vom Hersteller geprüfte Koordinationstabelle und lokale Zulassung |
| Ist das komplette Schaltfeld ausreichend bemessen? | SCCR der Baugruppe und Komponentenbewertung |
| Was passiert nach einer größeren Unterbrechung? | Inspektions- und Austauschvorgaben des Herstellers |
Häufig Gestellte Fragen
Was bedeutet 10kA auf einem Leistungsschalter?
It means the breaker has a declared short-circuit interruption capacity of 10,000A under the applicable standard, test sequence, voltage, and other stated conditions. It does not mean the breaker carries 10,000A continuously.
Wofür steht kA in elektrischen Systemen?
kA steht für Kiloampere. Ein Kiloampere entspricht 1.000 Ampere. Auf einem Leistungsschalter kennzeichnet dieser Wert üblicherweise das Kurzschlussausschaltvermögen.
Ist ein 10kA-Leistungsschalter besser als ein 6kA-Leistungsschalter?
Er hat unter vergleichbaren Bedingungen ein höheres Ausschaltvermögen, aber “besser” hängt von der Anwendung ab. Der gewählte Leistungsschalter muss dem verfügbaren Kurzschlussstrom, der Spannung, der Produktnorm, den Auslöseanforderungen und dem Koordinationsdesign entsprechen.
Kann ich einen 6kA-Leistungsschalter durch einen 10kA-Leistungsschalter ersetzen?
Möglicherweise, aber der kA-Wert ist nur ein Auswahlparameter. Bestätigen Sie vor dem Austausch die Bemessungsspannung, den Bemessungsstrom, die Auslösekennlinie oder -einstellungen, die Polzahl, das Montagesystem, die Kompatibilität der Anschlussklemme, die Norm, die Koordination und die Herstellerfreigabe.
Was passiert, wenn der Kurzschlussstrom den kA-Nennwert des Leistungsschalters überschreitet?
Der Leistungsschalter kann den Fehler möglicherweise nicht sicher unterbrechen, was zu Lichtbogenbildung, Kontaktverschweißung, Gehäuseschäden, Brand und Gefahr für Personen führen kann. Das Design muss diesen Zustand durch ausreichend bemessene Geräte oder eine zugelassene Schutzkombination verhindern.
Ist der kA-Nennwert dasselbe wie AIC?
kA ist eine Einheit. AIC ist ein Begriff, der in der nordamerikanischen Praxis üblicherweise für das Ampere-Ausschaltvermögen verwendet wird. Ein in kA ausgedrückter Wert kann AIC, Icn, Icu oder eine andere definierte Kapazität beschreiben, daher müssen die geltende Norm und die Spannung überprüft werden.
Was ist der Unterschied zwischen Icu und Ics?
Beide sind Kurzschluss-Bemessungswerte nach IEC 60947-2. Icu ist das Bemessungs-Grenzkurzschlussausschaltvermögen, während Ics das Bemessungs-Betriebskurzschlussausschaltvermögen ist. Sie verwenden unterschiedliche vorgeschriebene Prüfsequenzen und Anforderungen nach der Prüfung; konsultieren Sie die technischen Daten des Herstellers für die deklarierten Werte und Wartungsanweisungen.
Wie kann ich den verfügbaren Fehlerstrom ermitteln?
Beziehen Sie ihn vom Versorgungsunternehmen, berechnen Sie ihn anhand eines validierten Systemmodells oder verwenden Sie eine zugelassene Prüfmethode. Eine qualifizierte Elektrofachkraft sollte das Ergebnis überprüfen, insbesondere bei Hauptverteilern, industriellen Systemen, Generatoren und Installationen in der Nähe von Transformatoren.
Fazit
Der kA-Wert auf einem Leistungsschalter gibt an, wie viel prospektiven Kurzschlussstrom das Gerät unter definierten Bedingungen unterbrechen kann. Er unterscheidet sich vom normalen Nennstrom des Leistungsschalters und muss immer bei der tatsächlichen Systemspannung überprüft werden.
Für eine sichere Auswahl:
- bestimmen Sie den maximalen prospektiven Kurzschlussstrom am Installationsort;
- identifizieren Sie die geltende Norm und die Definition der Bemessungswerte;
- wählen Sie einen Leistungsschalter, dessen deklariertes Ausschaltvermögen nicht geringer ist als dieser Fehlerstrom;
- Selektivität, Backup-Schutz und den SCCR des Schaltschranks überprüfen; und
- die Berechnung sowie die verwendeten Herstellerdaten dokumentieren.
Wenn Sie einen MCB vergleichen, Kompaktleistungsschalter, oder Leistungsschalter in Luft geben Sie für ein Verteilungsprojekt die Systemspannung, den verfügbaren Fehlerstrom, den Laststrom, die Anwendungsnorm und die Koordinationsanforderungen an, bevor Sie eine technische Auswahl anfordern.
