Selektivität
Um die Selektivität zu bestimmen, kann der Benutzer eine zweite Sicherung angeben, die vor der Sicherung des abzweigenden Kabels geschaltet wird. Wie auch in der Light-Version definiert Kabel++ die Größe der direkten Sicherung (Schmelzmodell oder Schutzschalter mit oder ohne Erdschluss und thermische und magnetische Einstellung) des Motors.
In der Advanced-Version ermittelt Kabel++ anhand des Nennstroms, ebenfalls wie in der Light-Version, die Größe der direkten Sicherung und der auftretenden Kurzschlussströme, aber berechnet zusätzlich die Selektivität und wählt auf deren Grundlage die Haupt- und Vorsicherung aus.
Die Selektivität wird nicht einfach auf der Basis von „2 Stufen höher” bestimmt, sondern auf der Grundlage der tatsächlichen Kennlinien und des auftretenden Kurzschlussstroms.
Die Grafiken der Hauptsicherungen als auch der direkten Sicherungen werden grafisch dargestellt und zeigen die Nenn-, Motorstart- und Kurzschlussströme.
Wenn innerhalb des Kabels eine Transformatorberechnung durchgeführt wird, kann Kabel++ die Dämpfung des Transformators mit der Hauptschiene und dem Hauptstromkabel in der Selektivität berechnen, die dadurch im Allgemeinen verbessert wird.
Im Netzwerkmodul wird die Selektivität zwischen allen Sicherungen in den Verteilern ebenfalls grafisch und auf Kurzschlussstrom bestimmt.
Beispiel für eine Grafik mit Selektivität. Der Anlaufstrom und der Kurzschlussstrom sind eingezeichnet.
Optimum
Neben einer ECO-Berechnung verfügt KABEL++ über eine ECO-Optimum-Berechnung. Ein Kabel wird nämlich nicht ständig belastet und auch nicht immer gleich beansprucht. In der Optimumberechnung können Sie unterschiedliche Belastungen für spezifische Betriebsstundenzahlen auf Jahresbasis angeben.
Potentialfreie Stromversorgung mithilfe eines Trenntransformators
In der abzweigenden Endgruppe setzt Kabel++ einen Trenntransformator ein.
Dies gilt beispielsweise für:
– Weichenheizungen im Zug- oder U-Bahn-Verkehr. Die Stromversorgung der Weichenheizung ist dann gegenüber der Erde potentialfrei.
– Eine weitere Funktion kann ein Step-up/down-Transformator sein, z.B. für eine Brunnenwasserpumpe im Grundwasserbereich.
– Steuertransformator.
Darüber hinaus enthält das Programm einige Berechnungstools, um einen schnellen Eindruck zu vermitteln. So fungiert die Beleuchtungsberechnung nicht als Ersatz für z.B. Dialux, sondern soll eine schnelle Berechnung für zu installierende Beleuchtungskörper ermöglichen. (Heutzutage hauptsächlich LED-Leuchten)
Die Pumpen- und Rohrleitungsberechnung dient dazu, die Einschätzung für eine Situation wie zum Beispiel die folgende zu bieten: Der Kollege vom Maschinenbau hat seine Daten noch nicht verfügbar, aber Sie als Elektroingenieur müssen doch die Größe der Energieverteilung ermitteln, um so die Größe der Schaltschränke abschätzen und die Größe des Schaltraums bestimmen zu können, damit der Statiker anschließend seine Arbeit fortsetzen kann.
Pumpen- und Rohrleitungsberechnung
– die einfache Bestimmung der Wellenleistung einer Pumpe auf der Grundlage des Durchflusses und der statischen und dynamischen Förderhöhe. Für den Elektroingenieur, der sich eine Vorstellung davon machen muss, wie hoch die Leistung ungefähr sein wird, die aber letztendlich der Maschinenbauingenieur bestimmen wird.
Zudem sind eine prägnante, schnelle Rohrleitungsverlustberechnung, um die dynamische Förderhöhe einzuschätzen, eine Wasserschlagsberechnung sowie eine Bergungsberechnung enthalten.
– Berechnung des Durchflusses im Vergleich zum Rohrdurchmesser,
– Berechnung des Gesamtwirkungsgrades, vom Transformator bis zur Pumpe;
Beleuchtung
Lichtberechnung. Es werden die Raummaße, die Lichtmenge in LUX, der Lichtstrom der Lampe in LUMEN und die ausgewählte Leuchte eingegeben, woraufhin Kabel++ die Anzahl der Leuchten berechnet.
Berechnung des Schalldrucks, zum Beispiel einer Transformatoranordnung in einem bestimmten Abstand;
– optimal für eine sehr günstige langfristige Investition. Somit eine automatische Suche nach dem optimalen Spannungsabfall.
– optimal für eine sehr niedrige Beschaffung. Der geringstmögliche Querschnitt, aber gerade noch ausreichend.
– mit einer Speicher- und Druckfunktion, sodass in der Konstruktionsdatei leicht ermittelt werden kann, auf welcher Grundlage die Berechnung basiert.
– alle Einstellungen und Ergebnisse werden übersichtlich in einem Fenster angezeigt.
Auch für Windows 10 geeignet.
Grundlage des Programms ist die Ermittlung der Belastung des Kabels bei der zu spezifizierenden Kabelkonfiguration, der Kabelverlegeart anhand der Tabellen der Norm NEN-1010, die Berechnung des Spannungsabfalls und der Kurzschlusslänge, um den Kabelquerschnitt zu berechnen. Diese Kurzschlusslänge hängt unter anderem von der gewählten Schmelzsicherung oder dem gewählten Schutzschalter und von der Tatsache ab, ob es sich bei dem Kabel um eine abgeschirmte Ausführung handelt. Zum Beispiel hängt der Spannungsabfall von der tatsächlichen Belastung des Kabels ab. Die Schaltung der Stromquelle oder des Motorfelds ist ein weiterer Faktor.
Als Eingabe für die Kabelberechnung gibt der Benutzer die Motorwellenleistung (kW) oder den Nennstrom an.
Der Kabelquerschnitt reicht von 0,25 mm² bis 2500 mm².
Haben Sie einen Motor für die Belastungsart ausgewählt, selektiert das Programm einen Standardmotor und berechnet dessen Wirkungsgrad, berücksichtigt den Anlaufstrom in Abhängigkeit von der Art des Anlaufs (direkt, Softstarter, Frequenzumrichter) und wählt den Wert der Sicherung oder des Schutzschalters.
Da alle Daten in einem einzigen übersichtlichen Fenster angezeigt werden, kann mit den Parametern variiert und nach dem preisgünstigsten Kabel gesucht werden. Durch „Variieren” können Sie fast immer ein preisgünstigeres Kabel finden!
Selbstverständlich können die berechneten Werte in einer umfangreichen Präsentation ausgedruckt werden:
Das Programm KABEL++ verfügt über umfangreiche Hilfetexte in der Form sogenannter Hinweise, die erscheinen, wenn der Benutzer mit der Maus einige Sekunden auf einem Eingabefeld ruht. So gelangt der Benutzer zur Auswahl des Kabels, das, was den Preis und die Belastung anbelangt, am besten ist. Diese Hilfetexte, die ohne zusätzliche Schaltflächen aktiviert werden, haben wir mit viel Sorgfalt erstellt.
Falls ein einzelnes Kabel nicht wählbar ist (>240 mm²), wird automatisch die Option für parallele Kabel aktiviert.
Große Querschnitte:
Der größte Kabelquerschnitt ist grundsätzlich ein 240 mm² Starkstromkabel. In der Advanced-Version kann der Querschnitt jedoch bis zu 2500 mm² betragen, sofern diese Option mit einem Häkchen versehen ist. Der Mindestquerschnitt beträgt 0,25 mm².
Im Lieferumfang des Programms sind eine große Anzahl von Sicherungen wie beispielsweise Schmelzsicherungen und Schutzschalter enthalten. Unter „mehr” finden Sie:
– sonstige Fabrikate,
– Normkennlinien, B, C, D Löserkennlinien,
– Normkennlinien, gG, gL, aM Schmelzsicherungkennlinien,
– elektronische Trip-Kennlinien.
Der Benutzer kann die Anzahl von Sicherungen u.Ä. selbst erweitern.
Spezielle Sicherungen sind: – Pro-tec für öffentliche Beleuchtung,
– Differentialschutz für Generatorkabel (zum Beispiel Selco-T2900 oder Woodward MRD),
– Inverse-Charakteristiken für Transformatoren entsprechend IEC-60255-3,
– Nema-Thermische-Trip-Charakteristiken für Motoren. Mit Option +K können Sie eigene Charakteristiken einfügen.
Das Programm kann sowohl Ein- als auch Drei-Phasen-Starkstrom sowie Gleichspannung bei allen möglichen Versorgungsspannungen verarbeiten.
Außerdem wählt das Programm zwischen Kupfer und Aluminium (Alu) Kabeln sowie zwischen XLPE, PVC und Kautschuk Isolationen. Folgende standardisierte Codes liegen dieser Auswahl zugrunde: HO7, HO5, HD604, N2XH-O/J, N2X, NHX, NYCWY, NY, NYM und Kautschukkarten wie HO&RN, HO7BQ, NSSHOU und MPRX für Schiffe.
Die Ermittlung des Durchmessers der Verdrahtung im Schrank für jede abzweigende Gruppe wird oft vernachlässigt. Kabel++ präsentiert in jedem Ausdruck des Berechnungsergebnisses auch die Querschnittsfläche der Verdrahtung im Schrank für die jeweilige abzweigende Gruppe. Die Querschnittsfläche der Schrankverdrahtung oder des Montagekabels wird dann sowohl für die einzelne Verdrahtung als auch für die Verdrahtung, die in einer Kabelwanne liegt, berechnet. Das Programm wählt dann automatisch VD-Installationsdraht, Montagedraht aus
Kabel, die Leuchtstofflampen, insbesondere zur Assimilation, versorgen, werden aufgrund der höheren Oberschwingungen, die diese Beleuchtung verursacht, häufig zusätzlich erwärmt, was zu beachten ist.
Ein Kabel zu einer Ladestation für Elektroautos wird in den meisten Fällen für 3,7 kW mit einem Einphasen-Kabel und für 11 kW mit einem Dreiphasen-Kabel verlegt. In Kabel++ berechnen Sie dieses Kabel auf einfache Weise. Die Einstellungen sind vorzugsweise ein Schutzschalter vom Typ B und ein Spannungsabfall von 3%, sodass noch Platz für Spannungsabfall über das Ladekabel bleibt.
Solarzellen können keinen Kurzschlussstrom liefern.
Kabel+ verfügt über einen Assistenten, um die Einstellungen für PV-Anlagen durch das Programm selbst ausführen zu lassen. Das Programm nimmt dann selbst die richtigen Einstellungen vor. Ein Pluspunkt ist unter anderem, dass die Kurzschlusslängenberechnung nun angepasst wird, da die Solarmodule keinen Kurzschlussstrom liefern.
Zudem wird der Nennstrom aus der eingegebenen Leistung, dem eingegebenen Umrichterwirkungsgrad und der Umrechnung der Spitzenleistung berechnet.
Die Kabeldatenbank enthält einige Kabeltypen, die für PV-Anlagen benutzt werden, z.B. geeignet für Ozon und UV.
In einem Assistenten wird natürlich differenziert, ob das Kabel in der PV-Anlage vor oder hinter dem Wechselumrichter angeschlossen ist.
Ein spezielles Modul wurde hinzufügt, um eine PV-Anlage, was den Querschnitt, Impp, Isc und Umpp anbelangt, zu berechnen. Wichtig ist dabei der Gegenstrom oder Strom in Sperrrichtung des Solarmoduls. Auch wird berechnet, ob Überspannungsmodule eingesetzt werden müssen (IEC 62305-2)
Je größer der Kabeldurchmesser ausgelegt wird, desto geringer ist der Spannungsabfall und damit auch der Energieverlust.
Ein größerer Kabelquerschnitt ist jedoch auch mit einer höheren Investition verbunden. Hier müssen Sie zwischen Investitionskosten und den Kosten eines Energieverlustes im Laufe der Jahre abwägen. Sie können den optimalen Kabeldurchschnitt berechnen, indem Sie den kWh-Preis und die Betriebsstunden pro Jahr in das entsprechende Berechnungsfeld eintragen
Ein Kabel wird nicht ständig belastet, sondern z.B. nur 4 Stunden pro Tag bei 50% der Belastung und 1 Stunde bei 80% der Konstruktionslast. Eine gute ECO-Empfehlung lässt sich also nicht nur aus dem Kabelpreis und dem Spannungsabfall ableiten. Kabel++ verfügt zu diesem Zweck über eine EMV (wirtschaftlich günstigste)-Berechnung, um eine optimale Situation zu ermitteln.
Im Hinblick auf den aktuellen Trend zu erneuerbarer Energie, Nachhaltigkeit und CO2-Einsparungen ist diese Option sehr zu empfehlen.
Der Kurzschlussstrom ist gleich nach dem Kurzschluss asymmetrisch und groß. Über den subtransienten Wert sinkt der Kurzschluss zum statischen Wert. Darüber hinaus ist es wichtig, ob der Kurzschluss zwischen den Phasen ist, zwischen Phase und Erde, oder ob es sich um einen kleinen Erddraht als Phasendraht handelt. Außerdem sollte die Rückwirkung von Motoren berücksichtigt werden, wodurch der Kurzschlussstrom größer wird.
Kabel für Funktionserhalt sollten auch bei Brand ihre Funktion behalten.
Das bezieht sich hauptsächlich auf den Spannungsabfall (während des Anlaufs). Die Normen für den Funktionserhalt sind in DIN 4102 Teil 2, 12 (Bauteile, Funktionserhalt) festgelegt. Die Eigenschaften für Kabel sind unter Isolationserhalt z. B. FE180 (DIN VDE 0472-814) und Funktionserhalt z.B. E30 – E60 (DIN 4102 Teil 12, Funktionserhalt von elektrischen Kabelanlagen; Anforderungen und Prüfungen) zu finden.
In Kabel++ sind in der Liste von Kabeltypen mehrere Kabel mit Funktionserhalt aufgenommen.
In der Berechnung kalkuliert Kabel++ den Spannungsabfall für die höhere Temperatur für den Teil, den das Kabel in ein Brandkompartiment führt. Ein wichtiger Faktor in dieser Hinsicht ist der Spannungsabfall während des Motoranlaufs.
Brandschutz ist nicht nur eine nationale Angelegenheit. Die Bauproduktenverordnung (BauPVO) ist am 1. Juli 2016 in Kraft getreten.
Alle Kabel, die als Bauprodukt eingestuft werden, die dauerhaft für den Einbau in Gebäuden konzipiert wurden, müssen gemäß EN50575 auf Brandbeständigkeit beurteilt werden. Entscheidend ist dabei der Einsatz der Produkte. Kabel, die bleibend im Bauwerk verlegt werden, wie zur Ansteuerung als Energiekabel, fallen unter diese Regelung.
Bauprodukte werden bestimmten Brandklassen zugeordnet. In der EN 50575 sind die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Kabel in Bezug auf das Brennverhalten festgelegt.
Kabel++ enthält ein Formular, um die Umstände anzukreuzen und das Ergebnis im Ausdruck zur Bestellung anzugeben.
Für weitere Infos zur EN 50575 siehe auch DIN EN 50575.
Die Kabel müssen gegen Kurzschlüsse geschützt sein. Ein Kurzschluss zum Gehäuse des Geräts muss eine sichere Spannung aufweisen. Die Sicherung muss rechtzeitig abschalten. Das belgische Arei kennt die Codes BB1 und BB2. Für die NEN1010 gilt Tabelle 41A.
Domotik
Bei langen Kabeln muss, auch wenn der Nennstrom gering ist, eine Kabelberechnung durchgeführt werden. Bei größeren Entfernungen steht die Kurzschlusslänge auf dem Spiel. Dies ist besonders wichtig, wenn die Domotik über mehrere Gebäude verteilt ist.
Zur Berechnung der Kabelrinnenfüllung ist der Erwerb des Moduls +LK interessant.
Kabel++ bietet die Möglichkeit, den Querschnitt eines supraleitenden Kabels zu berechnen. Obwohl die Berechnung experimentell ist, vermittelt sie einen Eindruck.
Die Kabel werden als HTSC High Temperature Super Conducting, auch HTS genannt, bezeichnet. Die niedrige Temperatur wird durch das Anbringen einer kyrogenen Ummantelung um die Adern erreicht.
Der Vorteil eines HTSC-Kabels im Erdreich besteht darin, dass sich aufgrund der Konstruktion des Aderaufbaus der Boden und die Magnetfelder nicht erwärmen. Der Einsatz von supraleitenden Kabeln ist derzeit für nicht allzu große Entfernungen in dicht besiedelten Umgebungen vorgesehen.
