Querschnitts- und Spannungsfallberechnung für die Versorgung einer Widerstandsschweißmaschine

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e-worker
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Querschnitts- und Spannungsfallberechnung für die Versorgung einer Widerstandsschweißmaschine

Beitrag von e-worker »

Du hast den Auftrag erhalten, eine neue Widerstandsschweißmaschine in einer Produktionshalle anzuschließen. Die Maschine soll 60 Meter entfernt vom nächstgelegenen Unterverteiler installiert werden. Es handelt sich um eine Drehstrommaschine.

Für die ordnungsgemäße Dimensionierung der Versorgungsleitung musst du folgende Parameter berücksichtigen:

**Maschinendaten:**
* Nennleistung (Scheinleistung): $S = 45 \text{ kVA}$
* Nennspannung: $U = 400 \text{ V}$ (Drehstrom)
* Leistungsfaktor: $\cos(\varphi) = 0,8$ (induktiv)

**Installationsbedingungen der Leitung:**
* Länge der Leitung: $l = 60 \text{ m}$
* Maximale zulässige Spannungsfall: $\Delta U_{max} = 3 \%$ der Nennspannung
* Verlegeart: Kabel in einem Kabelkanal auf der Wand (Referenzverlegeart C gemäß VDE 0298-4)
* Umgebungstemperatur: $T_{Umg} = 35 \text{ }^\circ\text{C}$
* Leitermaterial: Kupfer (Cu)
* Isolierstoff: PVC

**Deine Aufgabenstellung:**
1. Berechne den Bemessungsbetriebsstrom ($I_B$) der Schweißmaschine.
2. Ermittle den erforderlichen Mindestquerschnitt der Leitung auf Basis der Strombelastbarkeit ($I_Z$). Verwende hierfür die Referenzwerte für 3 belastete Kupferleiter mit PVC-Isolation bei Verlegeart C (z.B. aus VDE 0298-4, Tabelle 3, Spalte 6). Berücksichtige einen Korrekturfaktor für die Umgebungstemperatur von $35^\circ C$ (z.B. aus Tabelle 17).
3. Überprüfe den mit der Strombelastbarkeit gewählten Querschnitt hinsichtlich des Spannungsfalls. Ist der Spannungsfall mit diesem Querschnitt innerhalb der zulässigen Grenzen?
4. Falls der Spannungsfall zu hoch ist, wähle den nächstgrößeren Standardquerschnitt und berechne den Spannungsfall erneut. Gib den final gewählten Querschnitt an, der beide Kriterien (Strombelastbarkeit und Spannungsfall) erfüllt.

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