Kabelberekening in drie stappen (NEN1010)
19/11/2019
Bij het berekenen van kabel worden nogal eens fouten gemaakt. Het gevolg hiervan is dat onjuiste kabels worden gekozen en daardoor overbelast raken. Het is van belang dat de juiste stappen worden gevolgd bij het berekenen van kabels. Het lijkt allemaal heel vanzelfsprekend, in de praktijk is het helaas wel eens anders.
Criteria bij kabelberekeningen: Het resultaat van een kabelberekening moet zijn dat de juiste diameter wordt gekozen voor de toepassing. De volgende criteria bepalen de diameter van de kabel:
• de belastingsstroom Ib, deze bepaalt de thermische belasting van de kabel
• het spanningsverlies (max. 5%)
• de maximale lengte in verband met beveiliging tegen indirecte aanraking.
Uitgaande van de hierboven genoemde criteria zal de berekening moeten worden uitgevoerd. Alvorens de kabel te kunnen berekenen zullen een aantal basisgegevens bekend moeten zijn, hieronder staan de benodigde stappen beschreven.
Stap 1: Bepalen van belastingsstroom (Ib) De belastingsstroom (Ib) is afhankelijk van de eigenschappen van de belasting. De belastingsstroom is te verdelen in de nominale stroom en inschakelstroom. Meestal wordt er gekeken naar de nominale stroom, maar het is erg belangrijk dat er rekening wordt gehouden met de inschakelverschijnselen van de belasting.
Piekstromen, aanloopstromen en magnetiseringsstromen hebben een grote invloed op de keuze van de beveiliging. In de praktijk komt het nogal eens voor dat een beveiliging aanspreekt op een hoge inschakelpiek.
Het is overigens een lastig onderwerp. Veel leveranciers van apparatuur weten soms zelf niet hoe hoog de inschakelstroom van hun apparatuur is.
Stap 2: Bepalen van beveiliging (In) Het meest belangrijke gegeven is de belastingsstroom (Ib), deze is immers de basis voor de keuze van de beveiliging. Van groot belang is om te weten wat de belastingstroom is bij nominaal bedrijf maar ook tijdens inschakelen of aanlopen.
Voorbeeld: Een smeltpatroon die een motor beveiligt, zal moeten worden overgedimensioneerd in verband met het aanlopen van de motor. In de praktijk zal een gG smeltpatroon ongeveer 2x groter gekozen moeten worden om deze niet te doen doorsmelten tijdens de aanloop. Een automaat zal vanwege de inschakelpiek een hoge magnetische instelling moeten hebben. Vandaar dat de meeste motorbeveiligingsschakelaars een magnetische instelling hebben ongeveer 12 tot 14x In.
De thermische en magnetische instelling van een automaat wordt bepaald door de nominaalstroom (Ib) van de belasting en de inschakelstroom (Ipiek).
Stap 3: De laatste gegevens en het berekenen van de kabel
Met de gekozen beveiliging kan nu de kabel worden berekend. Uiteraard zijn nog extra gegevens nodig zoals kabellengte, installatiemethode, omgevingstemperatuur en soort isolatie (XLPE, PVC, enz.).
Met de gekozen nominaalstroom van de beveiliging kan de Iz van de kabel bepaald worden. NEN1010 (bepaling 533.2) schrijft voor dat bij het toepassen van smeltpatronen tabel 53.H.1 in Bijlage 53.H wordt toegepast, waardoor de Iz ongeveer 10% hoger moet worden. Opmerking; bij het toepassen van een 16A Diazed patroon moet de Iz geen 10% maar 20% hoger worden gekozen. Met de installatiemethode, omgevingstemperatuur en isolatiesoort kan nu de kabel berekend worden op Iz.
Vervolgens moet controle worden gedaan op het spanningsverlies. Is deze te hoog ( >5%) dan moet een dikkere kabel worden gekozen. Denk ook aan het spanningsverlies tijdens het geeft ongeveer 20% minder koppel aan de as van de motor tijdens aanlopen. Sommige werktuigen kunnen hierdoor niet aanlopen met uitschakelen van de beveiliging tot gevolg.
De laatste controle is op beveiliging tegen indirecte aanraking, ofwel de maximale lengte van een kabel. Deze lengte is afhankelijk van de gekozen smeltpatroon of magnetische instelling van een automaat. Hierbij is het van belang welke regel toegepast moet worden; 5 seconden of 0,4 seconden. De NEN1010 biedt hiervoor handige tabellen (tabel 53.F.1 t/m 53.F.4 in Bijlage 53.F), maar ook onze laagspanningssystemen- en componentencatalogus biedt meer informatie, bijvoorbeeld over motorbeveiligingsschakelaars en grotere vermogensschakelaars.
Tot slot
Kabelberekeningen zijn niet moeilijk maar moeten wel op de juiste manier gehanteerd worden. De hierboven beschreven methode is uit de NEN1010. De NEN1010 heeft door de aanwijzing in het bouwbesluit een wettelijke status gekregen. Juist berekenen is hierdoor geen optie meer, maar noodzaak. Onze Ecodial ontwerpsoftware voor laagspanningsinstallaties biedt een handig hulpmiddel om kabelberekeningen op de juiste manier uit te voeren.
De praktijk leert dat automaten soms niet worden ingesteld door de installateur. Dit is vreemd want de instellingen van de automaat hadden bekend moeten zijn. Zonder de instellingen van de automaat kan immers de kabel niet worden berekend. Het is dan ook de verantwoording van de installateur dat de instellingen van automaten gecontroleerd worden voor ingebruikstelling. Het controleren van de instellingen is overigens verplicht volgens NEN1010 bepaling 61.2.3 punt (d).
Kabelberekeningen lijken vanzelfsprekend, echter zijn er voldoende aandachtspunten waarop gelet moet worden. Schneider Electric heeft de volgende producten in haar portfolio om dit proces te ondersteunen:
Netherlands