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Für Strombelastbarkeiten von Rohrstromschienen / Kreisring-Stromschienen
im Freiluftbetrieb und in gekapselten Anlagen sind in der
DIN 43670 „Stromschienen aus Aluminium – Bemessung für Dauerstrom“ aus dem Jahr 1975
definierte Werte und Korrekturfaktoren bei sich sich ändernden Randbedingungen aufgeführt.
Ein physikalisches Modell, auf dem diese Werte und Faktoren beruhen, ist in der DIN 43670 nicht angegeben und ließ sich nach 45 Jahren trotz verschiedener Bemühungen bis dato nicht ermitteln; somit kann diese Norm nicht für die Beschreibung eines physikalischen Modells genutzt werden.
2012 wurde auf Anfrage von Tennet TSO; Dr. Ing. M. Schmale von SW-FR solutions / F. Reinicke eine auf Cigre TB207 & Dubbel TB Maschinenbau basierende Methode zur Berechnung der konvektiven Kühlung von horizontalen Kreisring-Stromschienen in STS implementiert ( mit dem Tode von Dr. Schmale wurden die Fortführung dieser Arbeiten eingestellt).
2017 wurde von Dr.-Ing. Ralf Puffer (RWTH Aachen) ein physikalisches Modell zur Berechnung der Strombelastbarkeit von Rohrstromschienen auf Basis international verfügbarer Literatur erstellt. SW-FR solutions wurde mit der Umsetzung in das Berechnungsprogramm STS beauftragt, die Validierung der Berechnungslogik wurde gemeinsam vorgenommen.
Das Berechnungsmodell basiert auf Grundlage nachfolgender Publikationen
Der Vergleich der Berechnungsergebnisse mit den in der DIN angegebenen Werten ergab bei den von SW-FR solutions überprüften Kreisring-Stromschienen-Typen
bei identischen Eingabeparametern im Mittel deutlich konservativere Werte als in DIN 43670 bzw. im
Aluminium Electrical Conductor Handbook (AECH) Table 13-27 angegeben. Die Berechnungsmethode nach Puffer wurde mit dem alternativen Dubbel/TB207-Modell sowie mit den Ergebnissen der IEEE 1994-Publikation gegengeprüft, alle drei Methoden liefern Ergebnisse mit wechselseitigen Abweichungen im Bereich kleiner 2 % und können somit als physikalisch genügend korrekte Modellierungen der realen Verhältnisse angesehen werden.
Nach Ansicht des Programm-Autors bedürfen die Angaben der Strombelastbarkeiten in DIN-Norm und AECH (US) einer (lange überfälligen) Überarbeitung, die letzten Aktualisierungen fanden nach eigenem Kenntnisstand in den Jahren 1975 (DIN) bzw. 1971 (AECH) statt.
Es wird hiermit den Betreibern von hochbelasteten Netzknotenpunkten / Schaltanlagen empfohlen, in naher Zukunft Freiland- und Laborversuche an horizontalen Kreisring-Stromschienen mit genügend genauer Messung der mittleren Leitertemperatur vorzunehmen, um damit zur Validierung der Berechnungsmodelle und nachfolgender Überarbeitung der Normen beizutragen.
Aktuelle und künftige Bedarfsträger, vornehmlich Übertragungsnetzbetreiber seien an dieser Stelle aufgerufen, diese Arbeiten zu beauftragen und damit zur Weiterentwicklung und dem gesicherten Betrieb von immer höher zu belastenden Betriebsmitteln beizutragen.
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