Kurzschlusströme

Kurzschlusströme sind im elektrischen Netz plötzliche, sehr hohe Ströme, die auftreten, wenn eine leitende Verbindung mit geringer Impedanz zwischen zwei Punkten hergestellt wird. Typische Ursachen sind Isolationsfehler, freiliegende Leiterkontakte oder defekte Bauteile, die eine direkte Verbindung zwischen Phasen, oder zwischen Phase und Erde bzw. Neutralleiter ermöglichen.

Die Stromhöhe wird durch die Impedanz des Netzes begrenzt. Näherungsweise gilt Ik = V_th / Z_th, wobei V_th das Thevenin-Spannungsäquivalent und Z_th dessen Impedanz ist. Man unterscheidet verschiedene Kurzschlussarten, zum Beispiel drei Phasen, Linie-Linie, Linie-Erde und Doppel-Linie-Erde. Die konkrete Störstromstärke hängt vom Ort des Fehlers und dem Netzverlauf ab.

Folgen sind enorme mechanische und thermische Beanspruchung von Leitungen und Geräten, Lichtbogenbildung, Isolationsschäden, Überhitzung, Brandgefahr und potenzielle Gefährdung von Personen. Schutzmaßnahmen sollen Schäden begrenzen und die Sicherheit erhöhen.

Schutzeinrichtungen wie Leistungsschutzschalter, Sicherungen und Relais erkennen Fehler schnell und trennen betroffene Abschnitte vom Netz. Bauteile müssen dem Kurzschluss entsprechend ausgelegt sein (Kurzschlussfestigkeit) und Geräte eine geeignete Bemessung (Icu/Icn) besitzen. In der Planung werden Kurzschlussstromberechnungen, Netzmodelle und Schutzkoordination eingesetzt, oft mit symmetrischer Komponenten- oder per-unit-Methodik.