Amperometrische und chronometrische Selektivität in Leistungsschaltern nach IEC 60947-2

Normative Grundlagen und Verteilungsarchitektur in Niederspannungs-Hauptverteilern (TGBT)

Die Verteilung elektrischer Energie in großen Industrieanlagen und geschäftskritischen Gewerbegebäuden erfordert eine robuste, hierarchische und hochgradig koordinierte Schutzarchitektur. Der Niederspannungs-Hauptverteiler (TGBT – Tablero General de Baja Tensión) bildet den zentralen Umwandlungs- und Verteilungsknotenpunkt unterhalb des Mittel- zu Niederspannungstransformators. Gemäß dem internationalen normativen Rahmen der Internationalen Elektrotechnischen Kommission, insbesondere der Norm IEC 60947-2 für Niederspannungsschaltgeräte sowie der Norm IEC 60364 für Entwurfs- und Errichtungsregeln elektrischer Anlagen, wird die Gewährleistung der Versorgungskontinuität zu einem ebenso kritischen Designparameter wie die Ausschaltvermögenskapazität bei einem frankierten Kurzschluss.

Die Selektivität in Niederspannungs-Leistungssystemen ist definiert als die beabsichtigte Koordination von Überstrom-Schutzeinrichtungen dergestalt, dass das unmittelbar stromaufwärts des Fehlerorts befindliche Gerät auslöst, um den Fehler zu beseitigen, während alle anderen stromaufwärts des Fehlerorts befindlichen Geräte in der geschlossenen Betriebsposition (im leitenden Zustand) verbleiben. Diese Philosophie verhindert das unnötige Abwerfen fehlerfreier Lasten, minimiert die mit ungeplanten Anlagenstillständen verbundenen wirtschaftlichen Verluste und garantiert die Integrität kontinuierlicher Produktionsprozesse.

Um das Ausmaß des physikalischen Problems zu verstehen, mit dem der Planungsingenieur konfrontiert ist, ist es zwingend erforderlich, das dynamische Verhalten eines dreiphasigen Wechselstromnetzes bei einem Kurzschluss zu analysieren. Kurzschlussströme können Werte von Dutzenden oder Hunderten von Kiloampere in den Hauptschienen des TGBT erreichen. Die thermische Durchlassenergie $I^2t$ und die elektrodynamische Kraft, die proportional zu $ipeak^2$ ist, üben schwere mechanische Beanspruchungen auf die Sammelschienen, die isolierenden Stützelemente und die Pole der Leistungsschalter selbst (Circuit Breakers) aus.

Die Norm IEC 60947-2 klassifiziert Leistungsschalter nach ihrer Eignung zum Trennen, ihrer Gebrauchskategorie (Kategorie A für Leistungsschalter ohne beabsichtigte Kurzzeitverzögerung und Kategorie B für Leistungsschalter, die mit einer beabsichtigten Zeitverzögerung für die chronometrische Selektivität ausgestattet sind) sowie nach ihren Betriebseigenschaften gegenüber Kurzschlussströmen. Das Design der Selektivität im TGBT stützt sich auf zwei hauptsächliche und komplementäre Methoden: die amperemetrische Selektivität (basierend auf der Stromgröße) und die chronometrische Selektivität (basierend auf einer absichtlichen Zeitverzögerung).

Thermodynamische und dynamische Analyse der amperemetrischen Selektivität

Die amperemetrische Selektivität, die auch als stromabhängige Selektivität oder Selektivität nach absolutem Wert bezeichnet wird, basiert auf der Diskrepanz der Einstellwerte der unverzögerten Auslöseschwellen oder Kurzzeitauslöser zwischen zwei in Reihe geschalteten Leistungsschaltern innerhalb derselben Verteilungskette. Diese Methode nutzt die Tatsache aus, dass der Kurzschlussstrom abnimmt, wenn sich der Ort des Fehlers vom TGBT zu den Unterverteilern oder Endlasten verschiebt, was auf die kumulierte Impedanz der dazwischenliegenden Leiter und Transformatoren zurückzuführen ist.

Man betrachte einen Hauptschalter im TGBT (stromaufwärtiges Gerät, bezeichnet als $D_2$ ) und einen Abzweig- oder Verteilerschalter (stromabwärtiges Gerät, bezeichnet als $D_1$ ). Eine reine amperemetrische Selektivität wird dann und nur dann erreicht, wenn die unverzögerte Auslöseschwelle des obere Schalters I_{m2 streng größer ist als der maximale dreiphasige symmetrische Kurzschlussstrom, der an den Ausgangsklemmen des unteren Schalters I'_{ccmax}(D_1) berechnet wurde.

Im2 > I'_{ccmax}(D_1)

Wenn ein Kurzschluss in dem durch $D_1$ geschützten Abschnitt auftritt und der resultierende Strom kleiner als $Im2$ ist, schaltet das Gerät $D_1$ unverzögert ab, während $D_2$ keinen Strom wahrnimmt, der seine Auslöseschwelle überschreitet. Tritt jedoch ein vollkommener Kurzschluss an den Verteilungsschienen auf der unmittelbaren Lastseite von $D_1$ oder an dem ihn speisenden Kabel auf und übersteigt der Kurzschlussstrom gleichzeitig $Im1$ und $Im2$ , so versuchen beide Leistungsschalter gleichzeitig auszulösen, was zu einem vollständigen Verlust der Selektivität führt, es sei denn, es wird eine Zeitverzögerung eingeführt.

Die physikalische Analyse des Lichtbogens in der Löschkammer spielt bei diesem Stromniveau eine fundamentale Rolle. Wenn ein Leistungsschalter unter Bedingungen eines schweren Kurzschlusses öffnet, baut sich zwischen den Hauptkontakten ein elektrischer Lichtbogen auf. Die Lichtbogenspannung $U_a$ muss über die Systemspannung steigen, um die Löschung des Stroms beim nächsten Nulldurchgang zu erzwingen. Die dynamische Impedanz des Lichtbogens führt zu einer natürlichen Strombegrenzung. Der begrenzte Spitzenstrom \hat{i}_{lim} und die spezifische Durchlassenergie \int i^2 dt sind Parameter, die die Hersteller in Staffelungstabellen oder koordinierten Selektivitätstabellen veröffentlichen.

Um die thermische Schwere auf Kabelisolationen und interne Komponenten während eines nicht selektiven Kurzschlussereignisses analytisch zu bewerten, wird die in der Norm IEC 60364-5-54 und IEC 60947-2 festgelegte adiabatische Wärmeübergangsgleichung verwendet:

S = \frac{\sqrt{I^2 t}}{k}

Dabei ist $S$ der Leiterquerschnitt in Quadratmillimetern, $I^2 t$ die in $A^2s$ ausgedrückte Durchlassenergie und $k$ ein Materialfaktor, der von dem spezifischen Widerstand, dem thermischen Widerstandskoeffizienten und der spezifischen Wärmekapazität des Leitermaterials (Kupfer oder Aluminium) sowie von den durch den Isolationstyp (PVC, XLPE, EPR) zulässigen Anfangs- und Endtemperaturen abhängt.

Grundlagen der chronometrischen Selektivität und ihrer zeitlichen Koordination

Da die amperemetrische Selektivität durch die Größe der Kurzschlussströme und die physikalischen Abmessungen der Anlage (wobei die Impedanzen kurzer Kabel oft keine ausreichende Dämpfung des Fehlerstroms ermöglichen) inhärent begrenzt ist, ist die Implementierung einer chronometrischen bzw. zeitbasierten Selektivität erforderlich. Diese Methode nutzt fortschrittliche elektronische Auslöseeinheiten (Microologic, PRiME, PME etc.), die in der Lage sind, eine beabsichtigte und einstellbare Zeitverzögerung in den Überlast- und Kurzzeit-Kurzschlusszonen einzuführen.

Die Architektur eines Leistungsschalters der Kategorie B gemäß IEC 60947-2 ermöglicht das Bestehen des Kurzschlussstroms während einer festgelegten Zeit, ohne dass seine Hauptkontakte irreparable strukturelle oder thermische Schäden erleiden. Diese Zeit wird durch den Bemessungs-Kurzzeitstrom $Icw$ (Short-time withstand current), verbunden mit einer bestimmten Zeit $tcw$ (typischerweise 0,05s, 0,1s, 0,25s, 0,5s oder 1,0s), definiert.

Die chronometrische Koordination erfordert, dass die Gesamtausschaltzeit des stromabwärtigen Geräts streng kürzer ist als die Schwellenwertzeit des Betriebsbeginns des stromaufwärtigen Geräts, wobei alle metrologischen Toleranzen, Abtastzeiten des Mikrocontrollers, Betätigungszeiten des elektromagnetischen Stößels (Schlagankerauslöser) und mechanischen Öffnungszeiten der Hauptkontakte zu berücksichtigen sind.

top(D_1) < ts(D_2) - \Delta ttolerancia

Die zeitliche Diskriminierungsspanne \Delta t zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ebenen der Verteilungshierarchie muss folgende stochastische und deterministische Faktoren berücksichtigen:

Öffnungszeit des Pols des stromabwärtigen Leistungsschalters ( $tbreak1$ ).
Lichtbogenunterbrechungszeit (\tarcing1).
Toleranz der elektronischen Auslöseeinheit (typischerweise \pm 10\% oder \pm 20\% ).
Transiente Effekte der aperiodischen (Gleichstrom-)Komponenten des Kurzschlussstroms, die die Echtzeit-Effektivwertmessung (RMS) auf Basis von diskreten Fourier-Transformations-Fensteralgorithmen (DFT) verzerren können.

In der PlanungsPraxis moderner TGBTs darf die minimale Zeitspanne \Delta t zwischen dem Hauptabzweig und den Unterabzweigen nicht weniger als 70 ms bis 100 ms betragen, wenn Auslöseeinheiten mit definierter Zeitverzögerung (Kurve Typ IT = konstant) verwendet werden, und kann breitere Einstellungen erfordern, wenn Kurven mit inversen Kurzzeitverzögerungen eingesetzt werden.

Ingenieurtechnik elektronischer Auslöser und Zeit-Strom-Kennlinien

Moderne mikroprozessorgestützte Auslöseeinheiten implementieren komplexe mathematische Algorithmen, um die Einschränkungen herkömmlicher thermischer und magnetischer Systeme zu emulieren und zu übertreffen. Die unter internationalen Normen standardisierten Schutzfunktionen werden über diskrete Parameter konfiguriert, die der Inbetriebnahmeteningenieur mit äußerster Präzision berechnen muss:

Funktion L (Long Time / Langer Verzögerung): Emuliert den thermischen Überlastschutz. Sie wird definiert durch den Langzeit-Einstellstrom $I_r$ (wobei Ir = I_n \cdot s ) und die Verzögerungszeit $t_r$ bei einem Referenzstrom (in der Regel 6 \cdot I_r ). Ihre Kennlinien-Gleichung gehorcht einem inversen Potenzgesetz:

$t = t_r \cdot \left( \frac{I_r}{I} \right)^\alpha$

Wobei \alpha für reines thermisches Verhalten gewöhnlich gleich 2 ist.
Funktion S (Short Time / Kurze Verzögerung): Bietet chronometrische Selektivität bei moderaten und hohen Kurzschlüssen. Sie zeichnet sich durch die Stromschwelle $Isd$ und die Verzögerungszeit $tsd$ aus. Sie kann in zwei Modi arbeiten: mit inversem Zeitverhalten ( $I^2t = konstant$ ) oder fester Zeit ( $t = konstant$ ). Der Modus mit fester Zeit wird bevorzugt, um eine strenge chronometrische Selektivität in mehrfachen Kaskaden zu gewährleisten.
Funktion I (Instantaneous / Unverzögert): Schaltet schwere Kurzschlüsse ohne beabsichtigte Verzögerung ab. Ihre Schwelle ist $I_i$ . Bei Leistungsschaltern der Kategorie B kann diese Funktion abgeschaltet werden (Off), damit die S-Funktion alle Kurzschlussfehler unter einem rein chronometrischen oder zonenselektiven Schema handhaben kann.
Funktion G (Ground Fault / Erdschluss): Erkennt Nullstrom-Erdschlüsse mittels externem Summenstromwandler (Ringkernwandler) oder Vektorsumme der Phasen. Dies ist von entscheidender Bedeutung für die Koordination mit Erdungssystemen (TN-S, TT) sowie für den Schutz gegen indirektes Berühren und Brandrisiken durch degenerierte Serien-/Parallellichtbögen.

Die Verwendung der zonenselektiven Verriegelungsfunktion (ZSI – Zone Selective Interlocking) stellt den Stand der Technik der modernen Selektivität in TGBTs dar. Über einen dedizierten digitalen Kommunikationskanal oder eine Niederspannungs-Steuerverdrahtung zwischen den Auslöseeinheiten verschiedener Ebenen sendet das stromabwärtige Gerät bei Erkennung eines Fehlers in seiner Zone ein Sperrsignal an das stromaufwärtige Gerät. Dies ermöglicht es dem stromaufwärtigen Gerät, seine beabsichtigte Zeitverzögerung beizubehalten, während das stromabwärtige Gerät unverzögert auslöst. Dadurch wird der klassische Zielkonflikt zwischen Fehlerausschaltgeschwindigkeit und chronometrischer Selektivität eliminiert.

Forensische Fehleranalyse, elektrodynamische Beanspruchung und thermische Degradation

Eine unzureichende Auslegung der Selektivität oder eine fehlerhafte Parametrierung der TGBT-Leistungsschalter kann katastrophale Ausfälle mit verheerenden Folgen sowohl für die Anlagen als auch für das Betriebspersonal auslösen. Eine tiefgreifende forensische Analyse von Fehlern in Niederspannungsverteilern offenbart folgende Degradations- und Ausfallmechanismen:

Extreme elektrodynamische Kräfte: Während eines vollkommenen dreiphasigen Kurzschlusses in den Hauptschienen des TGBT kann der anfängliche Spitzenstrom den effektiven Symmetriewert um einen Faktor übersteigen, der durch das $X/R$ -Verhältnis des Systems bestimmt wird. Die mechanische Kraft $F$ pro Längeneinheit zwischen zwei parallelen Leitern, die von Strömen $i_1$ und $i_2$ durchflossen werden, ergibt sich aus dem verallgemeinerten Ampèreschen Gesetz:

\frac{F}{L} = \frac{\mu_0}{2\pi d} i_1(t) i_2(t)

Wenn die Selektivität versagt und der Hauptschalter verzögert auslöst, verformen die abstoßenden oder anziehenden magnetischen Kräfte die Sammelschienensysteme katastrophal, wobei die polymeren oder keramischen Stützisolatoren brechen und sekundäre Kurzschlüsse zwischen den Phasen sowie hochenergetische interne Lichtbögen (Störlichtbogen oder Arc Flash) verursacht werden.

Thermische Degradation von Kontakten und Löschkammern: Jede Unterbrechungsschaltung hoher Ströme erzeugt Plasmeerosion an den Kontakten aus Silber-Cadmiumoxid-Legierungen (AgCdO) oder Silber-Zinnoxid (AgSnO2). Wenn die Koordination mangelhaft ist und ein Leistungsschalter wiederholt gezwungen wird, Ströme oberhalb seiner Bemessungskapazität ohne die gebotene Selektivität zu unterbrechen, steigt der Übergangswiderstand exponentiell an, was zu Hotspots (Hot Spots) führt, die zum Verschmelzen der Kontakte und deren Kaltschweißung führen.
Auswirkungen von Oberschwingungsströmen auf elektronische Auslöser: In Industrieanlagen mit massiven nichtlinearen Lasten (Frequenzumrichtern, Festkörpergleichrichtern, Schaltnetzteilen) verzerrt das Vorhandensein hochfrequenter Oberschwingungen (insbesondere der dritten Oberschwingung und ihrer Vielfachen in dreiphasigen Systemen mit Neutralleiter sowie charakteristischer Oberschwingungen der 5., 7., 11. und 13. Ordnung) die Stromwelle. Wirtschaftliche Auslöser, die auf der Erkennung des Scheitelwerts oder auf echten effektivwertkalibrierten (True-RMS) Mittelwertgleichrichtern basieren, können erhebliche Messfehler aufweisen, die zu Fehlausaltungen (Nuisance Tripping) oder zum Verlust der Selektivität aufgrund der Sättigung der Kerne interner Stromwandler (Rogowski-Spulen oder magnetische Ringkernwandler) führen.

Vergleichsmatrix der Selektivitätsparameter und des normativen Leistungsverhaltens

Technischer Parameter / Kriterium	Amperemetrische Selektivität	Chronometrische Selektivität	Zonenselektive Verriegelung (ZSI)
Physikalisches Funktionsprinzip	Differenz in der Größe des Kurzschlussstroms gemäß Leitungs-Impedanzabschnitt.	Programmierbare beabsichtigte Zeitverzögerung in der elektronischen Auslöseeinheit.	Bidirektionale digitale Sperrkommunikation zwischen hierarchischen Geräten.
IEC 60947-2 Klassifizierung	Anwendbar für Kategorie A und B.	Exklusiv für Leistungsschalter der Kategorie B mit definiertem $Icw$ .	Erfordert erweiterte Geräte der Kategorie B mit Kommunikationslogik.
Wichtigste Betriebsgrenze	Versagt, wenn $Icc$ in der Last den unverzögerten Schwellenwert des Hauptschalters überschreitet.	Begrenzt durch die maximale thermisch ertragbare Zeit des Systems ( $tcw$ ).	Begrenzt durch die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Mikrocontrollers und den Datenbus.
Thermische Beanspruchung $I^2t$ an Leitern	Gering bei fernen Fehlern; hoch und unkontrolliert bei Fehlern nahe den überlappenden Schwellen.	Höhere Durchlassenergie aufgrund der in den TGBT eingeführten beabsichtigten Zeitverzögerung.	Minimal, kombiniert unverzögerte Geschwindigkeit mit vollständiger hierarchischer Selektivität.
Folgen von Koordinationsfehlern	Totaler Blackout der Anlage oder des übergeordneten Sektors durch gleichzeitiges Auslösen.	Strukturelle Schäden durch thermische und elektromagnetische Beanspruchung in Schienen und Transformatoren.	Verlust der ZSI-Kommunikation kann das System auf standardmäßige chronometrische Selektivität degradieren.
Wichtige Referenznormen	IEC 60947-2, IEC 60364-4-43, IEEE 141.	IEC 60947-2 Anhang B, IEC 60909 (Kurzschlussstrom-Berechnung).	IEC 60947-2, IEC 61850 (für erweiterte Unterstationsschemata).

Berechnungsmethodik und praktisches Design unter Vexten Suite (IEC 60909 / IEC 60287)

Das Detail-Ingenieurdesign für die Selektivität im TGBT erfordert die rigorose Durchführung von Computersimulationen unter Verwendung spezialisierter Softwareplattformen wie der Vexten Engineering Suite. Der analytische Arbeitsablauf umfasst die folgenden normativen und mathematischen Phasen:

Schritt 1: Berechnung der Kurzschlussströme nach IEC 60909

Zur Bestimmung der Machbarkeit der amperemetrischen und chronometrischen Selektivität ist es obligatorisch, den maximalen dreiphasigen ( $I''_{k3}$ ), zweiphasigen, einphasigen und minimalen Kurzschlussstrom am Anfang und Ende jedes Abzweigs zu berechnen. Der von der Norm IEC 60909 festgelegte Spannungsfaktor $c$ wird eingeführt, um Netzspannungsschwankungen zu berücksichtigen:

I''_{k3} = \frac{c \cdot U_n}{\sqrt{3} \cdot Ztot}

Dabei ist $U_n$ die Nenn-Leiterspannung des Systems und $Ztot$ die gesamte äquivalente Mitsystem-Impedanz, gesehen vom Fehlerort aus. Diese umfasst die äquivalente Kurzschlussimpedanz des vorgelagerten Versorgungsnetzes ( $Z_Q$ ), die Impedanz des Leistungstransformators (unter Berücksichtigung der Kurzschlussspannung ukr\% und der Kupferverluste) sowie die Impedanz der Verbindungskabel.

Schritt 2: Leiterdimensionierung und thermisches Derating durch Oberschwingungen (IEC 60287 / NEC 310)

Das Vorhandensein von Oberschwingungsströmen in anspruchsvollen Industrienetzen erhöht die Joule-Verluste in den Leitern und ändert die Betriebsbedingungen der Schutzeinrichtungen. Der Reduktionsfaktor für den Gesamtharmonischen Verzerrungsgehalt des Stroms ( $THD_i$ ) wird gemäß den Richtlinien der Norm IEC 60287 berechnet:

I_{z\_corregida} = I_{z\_base} \cdot Ftemp \cdot Fagrupamiento \cdot F_{armónicos}

Wobei der Oberschwingungs-Reduktionsfaktor $F_{armónicos}$ in Abhängigkeit vom Oberschwingungsspektrum der Last bewertet wird:

F_{armónicos} = \frac{1}{\sqrt{1 + \sum_{h=2}^{n} (\mu_h \cdot h)^2}}

Dabei ist \mu_h das Verhältnis des Oberschwingungsstroms der Ordnung $h$ zum Grundschwingungsstrom und $h$ die Oberschwingungsordnung. Dieses Ergebnis stellt sicher, dass das ausgewählte Kabel keine vorzeitige Alterung der Isolierung erleidet (z. B. Überschreitung der nominalen 90 °C für XLPE-Isolierung), was die thermischen Koordinationskurven des TGBT-Leistungsschalters ungültig machen würde.

Schritt 3: Grafische Verifizierung von Zeit-Strom-Kennlinien (TCC – Time-Current Curves)

Über das Schutzkoordinationsmodul der Vexten Suite werden die logarithmischen Kennlinien der in Reihe geschalteten Leistungsschalter übereinandergelegt dargestellt. Die visuelle Überlappungsanalyse erfordert die Verifizierung folgender Punkte:

Es darf keine Schnittstelle zwischen der Überlastauslösekurve (L-Funktion) des TGBT-Hauptschalters und der Kurve des Verteilerabzweigs im gesamten Betriebsbereich bis zum maximalen Laststrom geben.
Die Zeitspanne im Kurzschlussbereich mit kurzer Verzögerung (S-Funktion) muss größer sein als die kumulierten Öffnungszeiten der Leistungsschalter und die metrologischen Sicherheitstoleranzen.
Die Durchlassenergie $I^2t$ des stromabwärtigen Geräts muss im gesamten Bereich der Kurzschlussströme zwischen dem Auslöseschwellenwert und dem maximalen Ausschaltvermögen $Icu$ kleiner sein als die zulässige Energie $k^2S^2$ des geschützten Kabels.

Minderung von Oberschwingungsresonanzen und Leistungsfaktor in Systemen mit hoher Selektivität

In modernen TGBTs komplexer Anlagen bringt die Implementierung von Kondensatorbänken zur Leistungsfaktorkorrektur ein kritisches technisches Risiko mit sich: das Auftreten von parallelen oder seriellen Oberschwingungsresonanzphasen. Die zur Erhöhung der Phasenverschiebung angeschlossenen Kondensatoren interagieren mit der Streuinduktivität des Verteilungstransformators und bilden einen LC-Schwingkreis, der auf eine charakteristische Resonanzfrequenz $f_r$ abgestimmt ist:

f_r = f_1 \cdot \sqrt{\frac{Scc}{Q_c}}

Dabei ist $f_1$ die Netzgrundfrequenz (50 Hz oder 60 Hz), $Scc$ die dreiphasige Kurzschlussleistung im TGBT und $Q_c$ die nominelle Blindleistung der Kondensatorbank. Stimmt die Resonanzfrequenz mit einer der von den nichtlinearen Lasten der Anlage erzeugten dominanten Oberschwingungsfrequenzen überein (typischerweise der 5. oder 7. Oberschwingung), kommt es zu einer katastrophalen Verstärkung der Oberschwingungsströme. Dies führt zu einer schweren Überhitzung der Kondensatoren, Fehlauslösungen der Schutzschalter der Bank und transienten Überspannungen, welche die Logik der elektronischen Auslöser der TGBT-Hauptschalter destabilisieren können.

Um dieses Phänomen zu mildern und die harmonische Koexistenz mit den Selektivitätsschemata sicherzustellen, besteht die empfohlene ingenieurtechnische Praxis in der Installation von Drosselspulen (auch bekannt als Verdrosselungsdrosseln oder Sperrfilter) in Reihe mit den Kondensatoren der Bank. Diese Drosseln verschieben die natürliche Resonanzfrequenz der Baugruppe auf einen Wert unterhalb der kleinsten im Netz vorhandenen Oberschwingung (typischerweise durch Einstellung eines Abstimmfaktors $p = X_L / X_C$ von 7 % oder 14 %, was einer Resonanzfrequenz von 189 Hz für 50-Hz-Netze entspricht, wodurch sie unterhalb der 5. Oberschwingung bei 250 Hz liegt).

Zusätzlich ermöglicht die Modellierung in der Vexten Suite die Simulation des transienten Verhaltens beim Zuschalten der Kondensatorbank. Die beim Zuschalten der Kondensatoren erzeugten Einschaltströme (Inrush Current) können Werte von dem 20- bis 30-fachen des Nennstroms der Bank erreichen, mit Oszillationsfrequenzen in der Größenordnung von mehreren Kilohertz. Wenn diese transienten Ströme aufgrund einer falschen Selektivitätskonfiguration die unverzögerten oder Kurzzeitschwellen (I- oder S-Funktionen) der TGBT-Leistungsschalter überschreiten, kommt es während der normalen Leistungsfaktorschaltvorgänge zu Fehlauslösungen. Folglich müssen die Auslöseeinheiten mit ausreichender Verzögerung oder mit einer transienten Immunität konfiguriert werden, die gemäß den Anforderungen der Normen IEC 60947-2 validiert ist. Dies gewährleistet Betriebsstabilität, strenge Selektivität und die vollständige Kontinuität des hochverfügbaren industriellen Stromversorgungsdienstes.