Wärme bei Kurzschluss

[triti]

Hi,
wie schnell erwärmt sich bei Kurzschluss eigentlich ein 1,5mm² Kabel bei 230V auf 70°C wenn überhaupt keine Sicherung in der Leitung ist?
Wie schnell würde eine Temperatursicherung in der Leitung auslösen?

lg
Triti

[fmx]

Wahrscheinlich brennt eh schon was anderes vor der Leitung ab.
Oder die Vorsicherungen hauts raus.
Aber wenn man eine Temperatursicherung einbauen kann dann ist wohl eine richtige Sicherung die richtige Lösung.
Von so einem Gebastel mit Temperatursicherung würde ich Abstand nehmen, denn wo willst du die Temperatur messen?
Du weisst ja nicht wo die höchste Temperatur in der Leitung auftritt.

mfg fmx

[LouCypher]

das geht recht flott, ich halt die augen nach der schlagzeile offen . Vermutlich wirds dir aber wie fmx sagt die sicherungen bei der zuleitung raushauhen, dann kannst noch den elektriker löhnen.

[triti]

Nö, hat mich einfach nur interessiert. Ich teste gerade dafür eine andere/bessere Schaltung.
War wegen Vorschlag, einen 10R NTC vor eine 100W Glühbirne zu geben - Inrush Current Limiter, Lampe lebt länger. Jemand hat gesagt wenn schon dann eine Temperatursicherung in die Leitung weil bei Kurzschluss die Sicherung dann nicht auslöst. Und mich interessiert was dann passiert und wie warm der NTC wird (im Normalbetrieb). Man könnte ja die Temperatursicherung direkt auf den NTC kleben. Wenn der bei Kurzschluss heiss wird müsste die doch relativ schnell auslösen.

lg
Triti

[c23]

Hi there!

Hängt primär auch von der Leitungslänge (Ohmscher Widerstand) ab.

[Autrob]

also ich hab neulich meine motorradbatterie dummerweise kurzgeschlossen und die läuft eh nur mit 12V. die kabel sind geschmolzen. ich geh mal davon aus, daß dein kurzschluß bei 220 V ein ganz klein wenig heißer wird als deine 70 °

[ZombyKillah]

Das Problem ist nicht die Hitze des Kabels selbst, sondern die Hitze, welche an der Schlutz-kutzstelle entsteht.
An diesen Punkt wird die höchste Energie freigesetzt.
Wodurch das Kabel dort zu schmelzen beginnt und der Kurzschluss sich immer weiter Richtung Versorgungsgerät vortsetzt.

Beispiel:
Annahme 1,5mm² Kabel bei 230V länge 20m
Ohmscher widerstand: R=2*20/(1,5*56)=ca. 0,5 Ohm

Kurzschlussstelle selbst entsteht ein Lichtbogen, der nur schwer eingeschätzt werden kann ... ich nehme einfach mal 5 Ohm an. (Der Wert ist jetzt völlig aus der Luft gegriffen, da abhängig von: Korrosion am Kupfer, betrachtete Zeitpunkt, verwendetes Isolationsmaterial vom Kabel, und vieles mehr)

Unter der Annahme, dass die 230V völlig stabil sind und nicht nachgeben ergibt sich folgender Strom: 42A
(Nebenrechnung: Sicherung 13A/B muss sofort auslösen 13*5=65A muss kleiner sein -> Annahme 5 Ohm zu hoch)
Also greife ich 2 Ohm aus der Luft ... (irgendwas muss man ja annehmen) => ca. 93A
Pleitung: 4,1kW
Pkurz: 17,2kW

Also 17,2kW an der Kurzschlussstelle und "nur" 4,1kW welche an der Leitung abfallen.
Jetzt kann man theoretisch nachsehen wie-viele Ws nötig sind um 1kg Kupfer um 1° zu erhitzen, über das Volumen das Gewicht zurückrechnen und so die Erwärmung abschätzen.

Aber wie schon erwähnt die punktuellen 17,2kW sind der eigentliche Punkt der zu brennen beginnt.

Wie sicher oben schon aufgefallen gibt es so viele unbekannte, dass man nur schätzen kann.

Nun zum NTC, diese soll nicht paralell zur Lampe sonder wenn in Serie geschalten werden.
Die Leistung wird durch den Widerstand der Lampe begrenzt.
100W bedeutet Strom = 100/230 = ca. 0,45A
Beim einschalten hat der NTC einen hohen widerstand, da kalt der Strom wird gering gehalten, es fällt mehr spannung am NTC ab.
Wenn die Temperatur am NTC steigt, wird sein Widerstand geringer und somit seine Leistungsaufnahme immer geringer, der Strom wird höher (aber max. 0,45A).

Die Schaltung ist durchaus machbar und würde dazu führen, dass der Strom an der Lampe langsamer steigt.
Was wichtig ist, ist dass man den NTC so dimensioniert, dass er bereits bei recht niedriger Temperatur einen geringen Wiederstand hat ... würde sage 40°C 2 Ohm oder so ... das Wären dann 0,38W im heißen zustand.
Je höher der Widerstand im kalten Zustand ist, desto schneller schaltet der NTC durch, wenn der NTC im Kalten zustand ca. 200Ohm (bei 20° Raumtemperatur) hätte,
würde die 100W Birne mit 50W in betrieb genommen werden ... der NTC mit 20W

So ich glaub ich habe schon wieder viel zu viel geschrieben.
Grüße Zomby

[ZombyKillah]

Zitat von triti

War wegen Vorschlag, einen 10R NTC

Ist mir gerade aufgefallen ...
Beispiel Datenblatt eines 10R NTC
http://www.farnell.com/datasheets/460023.pdf
Seite 4 beinhaltet eine kurve, aus welcher der Widerstand bei unterschiedlichen temperaturen ersichtlich ist:
ca. 6 Ohm bei 20°C
ca. 1,5 Ohm bei 50°C

100W Birne ergibt sich folgendes:
Lampenstartleistung: 97,77W
NTC startleistung: 1,1W
Bei 50°C wäre es dann:
Lampenleistung: 99,43W
NTCleistung: 0,28W

Es ist nun abhängig, wie gut die Kühlung des NTC ist, wo sich der Wert ein pendelt.

[triti]

@ Autrob
> also ich hab neulich meine motorradbatterie dummerweise kurzgeschlossen
Ist mir auch gelungen. Sogar 2,5mm² Silikonleitungen sind geschmolzen. Ja ja, die Sicherung so nahe wie möglich an den Akku...

@ ZombyKillah
> Wie sicher oben schon aufgefallen gibt es so viele unbekannte, dass man nur schätzen kann.
Eben. Soll aber besser jemand machen der sich auskennt

> So ich glaub ich habe schon wieder viel zu viel geschrieben.
NEIN ! Macht schlauer. Leeres Hirn hat viel Platz. Nur weiter so!
Vielen Dank!

lg
Triti

[LouCypher]

bei jedem kurzschluss ich produziert hab, egal ob 1,5v, 12v, oder 230v ist nach wenigen sekunden rauch aufgestiegen. Wenn du's also nicht auf die sek. genau brauchst, würd ich bei standard haushaltskurzschlüssen 10-15 sek schätzen.