Inleiding
Wanneer er een kortsluiting tussen fase en aarde optreedt aan het einde van een kabel moet een automaat of smeltpatroon snel aanspreken. Dit is van groot belang omdat een aangesloten apparaat of toestel, ondanks dat deze geaard is, onder spanning komt te staan. Wanneer iemand het betreffende apparaat of toestel aanraakt bij de optredende fout kan dit dodelijke gevolgen hebben. Er moet dus zeer snel worden afgeschakeld om letsel of dodelijke afloop te voorkomen.
NEN1010
Vandaar dat in NEN1010 eisen worden gesteld aan de maximale uitschakeltijden voor eindgroepen. Deze maximale uitschakeltijden voor eindgroepen zijn terug te vinden in tabel 41.1.
De meest belangrijke waarden uit de tabel:
TN stelsel Uo = 230V maximale uitschakeltijd: 0,4s
TT stelsel Uo = 230V maximale uitschakeltijd: 0,2s
Opmerking
TN stelsel: komt meestal voor bij kantoren en industrie
TT stelsel: komt meestal voor in woningen
Relatie tussen uitschakeltijd beveiliging en lengte van kabel (leiding)
De snelheid van uitschakelen van een smeltpatroon of automaat hangt af van de stroom die er doorheen gaat lopen. Bij de nominale stroom spreekt een beveiliging niet aan, bij een overbelasting in minuten of seconden, en bij kortsluiting binnen een paar tienden van seconden.
Is er een kabel aanwezig dan zal de weerstand van de kabel tot gevolg hebben dat de stroom gaat afnemen volgens de wet van Ohm. Dus, hoe langer een kabel, hoe hoger de weerstand, en vervolgens hoe lager de stroom.
Een lagere stroom heeft een langere uitschakeltijd tot gevolg. Zie figuur 1.
Figuur 1: Uitschakelkarakteristiek smeltpatroon
Nu is de eis uit NEN1010 hard, we moeten aan de maximale uitschakeltijd voldoen. We zullen dus moeten berekenen welke stroom gaat lopen, en vervolgens kijken naar de uitschakeltijd van de beveiliging.
Het maken van een berekening is eenvoudiger door gebruik te maken van automaten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de “magnetische” uitschakelgrens, ofwel B-, C- of D-curve. Bij grotere automaten werken we met de magnetische uitschakeling Im of Isd.
Figuur 2: Uitschakelkarakteristiek automaat
Maximale lengte van leidingen
Om het bepalen van de maximale lengte van leidingen makkelijk te maken zijn de berekeningen al gemaakt en verwerkt in NEN1010. Zie hiervoor tabellen 53.F.2 t/m 53.F.4. Ook zijn deze tabellen terug te vinden in onze Laagspanningsystemen en -componenten catalogus.
Voorbeeld 1
Stel we kiezen een automaat van 16A met B-curve en daarop aangesloten een 2,5mm2 kabel. De vraag is nu wat de maximale lengte van deze kabel mag zijn. We kijken hiervoor naar tabel 1, deze is voor B-curve automaten. Hier zien we dat bij een 2,5mm2 en 16A een maximale leidinglengte geldt van 122m. Dit houdt in dat met 122m kabel van 2,5mm2 nog steeds aan de uitschakeltijd van 0,4s wordt voldaan.
Voorbeeld 2
Stel we kiezen een smeltpatroon van 16A en daar achter een kabel van 2,5mm2. Zie hiervoor tabel 8. Uit de tabel is af te lezen voor een 16A smeltpatroon en 2,5mm2 een maximale lengte van 88m.
Voorbeeld 3
Een andere benadering, nu nemen we de lengte van de kabel als uitgangspunt en kijken we welke kerndoorsnede daarbij hoort.
Stel een automaat van 25A met C-curve, zie hiervoor tabel 2. Gegeven is dat de kabel een lengte heeft van 80m, welke kerndoorsnede moet worden gekozen?
Een 4mm2 kabel samen met de C-curve 25A geeft een maximale lengte van 62m en is dus onvoldoende. Een 6mm2 kabel heeft een maximale lengte van 94m en voldoet dus wel.
Belangrijke opmerkingen bij de tabellen:
Tot slot
Een goede controle op maximale lengte van leidingen is een belangrijk onderdeel van het ontwerp proces, NEN1010 stelt hier duidelijke eisen. Berekeningen zijn eenvoudig gemaakt door gebruik te maken van de beschikbare tabellen. Een andere optie is uiteraard het gebruik van goede kabel berekeningssoftware. Het softwarepakket Ecostruxure Power Design – Ecodial heeft de berekeningen in zich en kan ook worden gebruikt voor het ontwerp van de gehele installatie.
Ecostruxure Power Design (Ecodial) >>
Voor bepaling van het afschakelvermogen van de automaten, zie bijlage
Wanneer er een kortsluiting tussen fase en aarde optreedt aan het einde van een kabel moet een automaat of smeltpatroon snel aanspreken. Dit is van groot belang omdat een aangesloten apparaat of toestel, ondanks dat deze geaard is, onder spanning komt te staan. Wanneer iemand het betreffende apparaat of toestel aanraakt bij de optredende fout kan dit dodelijke gevolgen hebben. Er moet dus zeer snel worden afgeschakeld om letsel of dodelijke afloop te voorkomen.
NEN1010
Vandaar dat in NEN1010 eisen worden gesteld aan de maximale uitschakeltijden voor eindgroepen. Deze maximale uitschakeltijden voor eindgroepen zijn terug te vinden in tabel 41.1.
De meest belangrijke waarden uit de tabel:
TN stelsel Uo = 230V maximale uitschakeltijd: 0,4s
TT stelsel Uo = 230V maximale uitschakeltijd: 0,2s
Opmerking
TN stelsel: komt meestal voor bij kantoren en industrie
TT stelsel: komt meestal voor in woningen
Relatie tussen uitschakeltijd beveiliging en lengte van kabel (leiding)
De snelheid van uitschakelen van een smeltpatroon of automaat hangt af van de stroom die er doorheen gaat lopen. Bij de nominale stroom spreekt een beveiliging niet aan, bij een overbelasting in minuten of seconden, en bij kortsluiting binnen een paar tienden van seconden.
Is er een kabel aanwezig dan zal de weerstand van de kabel tot gevolg hebben dat de stroom gaat afnemen volgens de wet van Ohm. Dus, hoe langer een kabel, hoe hoger de weerstand, en vervolgens hoe lager de stroom.
Een lagere stroom heeft een langere uitschakeltijd tot gevolg. Zie figuur 1.
Figuur 1: Uitschakelkarakteristiek smeltpatroon
Nu is de eis uit NEN1010 hard, we moeten aan de maximale uitschakeltijd voldoen. We zullen dus moeten berekenen welke stroom gaat lopen, en vervolgens kijken naar de uitschakeltijd van de beveiliging.
Het maken van een berekening is eenvoudiger door gebruik te maken van automaten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de “magnetische” uitschakelgrens, ofwel B-, C- of D-curve. Bij grotere automaten werken we met de magnetische uitschakeling Im of Isd.
Figuur 2: Uitschakelkarakteristiek automaat
Maximale lengte van leidingen
Om het bepalen van de maximale lengte van leidingen makkelijk te maken zijn de berekeningen al gemaakt en verwerkt in NEN1010. Zie hiervoor tabellen 53.F.2 t/m 53.F.4. Ook zijn deze tabellen terug te vinden in onze Laagspanningsystemen en -componenten catalogus.
Voorbeeld 1
Stel we kiezen een automaat van 16A met B-curve en daarop aangesloten een 2,5mm2 kabel. De vraag is nu wat de maximale lengte van deze kabel mag zijn. We kijken hiervoor naar tabel 1, deze is voor B-curve automaten. Hier zien we dat bij een 2,5mm2 en 16A een maximale leidinglengte geldt van 122m. Dit houdt in dat met 122m kabel van 2,5mm2 nog steeds aan de uitschakeltijd van 0,4s wordt voldaan.
Voorbeeld 2
Stel we kiezen een smeltpatroon van 16A en daar achter een kabel van 2,5mm2. Zie hiervoor tabel 8. Uit de tabel is af te lezen voor een 16A smeltpatroon en 2,5mm2 een maximale lengte van 88m.
Voorbeeld 3
Een andere benadering, nu nemen we de lengte van de kabel als uitgangspunt en kijken we welke kerndoorsnede daarbij hoort.
Stel een automaat van 25A met C-curve, zie hiervoor tabel 2. Gegeven is dat de kabel een lengte heeft van 80m, welke kerndoorsnede moet worden gekozen?
Een 4mm2 kabel samen met de C-curve 25A geeft een maximale lengte van 62m en is dus onvoldoende. Een 6mm2 kabel heeft een maximale lengte van 94m en voldoet dus wel.
Belangrijke opmerkingen bij de tabellen:
- indien de lengte van de kabel groter is dan 1000 meter wordt dit aangegeven met een *
- leidingen met aluminium kern, waarden van de tabel x factor 0,4
- indien de kerndoorsnede van de PE geleider 0,5 x de fasegeleider is, moeten de tabelwaarden met 0,67 vermenigvuldigd worden.
- de tabellen houden geen rekening met spanningsverlies, dit zal separaat moeten worden berekend.
Tot slot
Een goede controle op maximale lengte van leidingen is een belangrijk onderdeel van het ontwerp proces, NEN1010 stelt hier duidelijke eisen. Berekeningen zijn eenvoudig gemaakt door gebruik te maken van de beschikbare tabellen. Een andere optie is uiteraard het gebruik van goede kabel berekeningssoftware. Het softwarepakket Ecostruxure Power Design – Ecodial heeft de berekeningen in zich en kan ook worden gebruikt voor het ontwerp van de gehele installatie.
Ecostruxure Power Design (Ecodial) >>
Voor bepaling van het afschakelvermogen van de automaten, zie bijlage