Kabeldoorsnede en beveiligingen: hoe de berekeningsnota ze bepaalt

Welke kabeldoorsnede voor welke automaat? AREI-tabel

Voor huishoudelijke installaties stelt het AREI de maximale nominale intensiteit vast van de smeltzekering of de automaat die een leiding beveiligt, in functie van de doorsnede van de geleiders.

Bron: AREI — Boek 1 — tabel 4.11, kaliber van het beveiligingstoestel in functie van de doorsnede van de geleiders.

Tabel 4.11 betreft huishoudelijke installaties

Tabel 4.11 is expliciet voorzien door het AREI voor huishoudelijke installaties. Voor de dimensionering van andere installaties steunt de keuze van de leiding onder meer op de berekening van de toelaatbare stroom en de toepasselijke regels van de kunst.

Waarom verschilt het maximale kaliber tussen een smeltzekering en een automaat?

Tabel 4.11 onderscheidt expliciet beide toestellen en stelt verschillende maximale waarden vast. Voorbeelden: 2,5 mm² — smeltzekering 16 A / automaat 20 A ; 6 mm² — smeltzekering 32 A / automaat 40 A ; 10 mm² — smeltzekering 50 A / automaat 63 A.

Waarom volstaat tabel 4.11 niet om een kabeldoorsnede te kiezen?

Tabel 4.11 geeft een maximale beveiligingsgrens voor een gegeven doorsnede in een huishoudelijke installatie. Ze vormt op zichzelf geen volledige dimensioneringsmethode.

Onderafdeling 5.2.1.2 verplicht onder meer om de toelaatbare stroom IZ, de bedrijfsstroom IB, de spanningsval, de elektrodynamische belastingen bij kortsluiting, de mechanische belastingen, de impedantie van de stroombaan verenigbaar met de werking van de beveiligingen, de uitwendige invloeden en de kenmerken van de installatie te verifiëren. Plaatsingswijze, temperatuur, bundeling en lengte maken deel uit van die verificaties — precies wat eenelektrische berekeningsnota documenteert.

De keten IB ≤ In ≤ IZ, niet enkel IZ ≥ IB

IB ≤ In ≤ IZ

• IB = bedrijfsstroom van de stroombaan ;
• In = nominale stroom van het beveiligingstoestel ;
• IZ = toelaatbare stroom van de leiding.

Het basisprincipe (§5.2.1.2) is bekend: de toelaatbare stroom van de kabel (IZ) moet minstens gelijk blijven aan de bedrijfsstroom van de stroombaan (IB). Maar debeveiliging die hem bewaakt, schakelt zich in een keten van drie waarden. Een beveiliging die te hoog gekalibreerd is ten opzichte van de kabel, laat hem opwarmen zonder af te schakelen; te laag gekalibreerd, schakelt ze af bij normale stroomstoten.

Een automaat moet niet enkel lager liggen dan een waarde uit een tabel: zijn kaliber moet verenigbaar zijn met de stroom die de leiding werkelijk toelaat in haar plaatsingsvoorwaarden.

De toelaatbare stroom hangt af van de installatiecontext

De doorsnede van een kabel bepaalt zijn IZ niet alleen. Drie correctiefactoren zijn van toepassing op de referentiewaarde van de fabrikant:

• Plaatsingswijze — ingewerkt in buis, opbouw, in goot, ondergronds: elke methode voert de warmte anders af en stemt overeen met een afzonderlijke AREI-referentiemethode.
• Bundeling met andere kabels — meerdere stroombanen in eenzelfde buis of kabelgoot verwarmen elkaar wederzijds op; een correctiefactor vermindert de bruikbare IZ van elk van hen.
• Omgevingstemperatuur — een kabel geplaatst in een zolderruimte of dicht bij een warmtebron ziet zijn IZ verminderen ten opzichte van de referentietemperatuur van de tabel van de fabrikant.

Twee kabels met identieke doorsnede kunnen dus een sterk verschillende bruikbare IZ hebben naargelang de plaats waar ze werkelijk geplaatst worden.

Vereenvoudigd voorbeeld

Een kabel van 2,5 mm² betekent niet automatisch « 20 A ». Tabel 4.11 laat in huishoudelijke installaties maximaal een automaat van 20 A toe, maar de werkelijke toelaatbare stroom hangt nog af van de omstandigheden waarin de kabel is geïnstalleerd.

Pedagogisch voorbeeld, louter ter illustratie — de werkelijke coëfficiënten hangen af van de tabel van de fabrikant en van de weerhouden referentiemethode:

• Stroombaan IB = 20 A, gebundeld met twee andere stroombanen in dezelfde buis (factor ≈ 0,7).
• Nodige IZ bij referentievoorwaarden: 20 / 0,7 ≈ 28,6 A.
• Een doorsnede van 2,5 mm² (referentie-IZ ≈ 27 A) wordt ontoereikend eens de bundelingsfactor toegepast.
• Een doorsnede van 4 mm² (referentie-IZ ≈ 37 A) blijft toereikend onder dezelfde voorwaarden.

Zonder deze herberekening kan een kabel die op een generieke technische fiche conform lijkt, ondergedimensioneerd blijken eens geplaatst in de werkelijke omstandigheden van de werf.

De spanningsval, een onafhankelijke verificatie

Zelfs een kabel die correct gedimensioneerd is voor IZ kan de toegelaten spanningsval op een lange stroombaan overschrijden. Ze wordt berekend op basis van de gekozen doorsnede, de werkelijke kabellengte en de bedrijfsstroom — een verificatie die losstaat van IZ ≥ IB en die betrekking heeft op de kwaliteit van de voeding aan het einde van de stroombaan eerder dan op de opwarming van de kabel. Een stroombaan die IZ ≥ IB naleeft met een net toereikende doorsnede kan perfect de toegelaten spanningsval overschrijden als hij lang is — beide verificaties zijn noodzakelijk, geen enkele vervangt de andere.

De doorsnede moet ook bestand zijn tegen kortsluiting

De keuze van de doorsnede betreft niet enkel de werking in normaal regime. Het AREI verplicht eveneens dat de belastingen die bij kortsluiting kunnen optreden de veiligheid van de leiding niet in het gedrang brengen.

Het beveiligingstoestel moet ook aangepast zijn aan de kortsluitstromen die in de installatie kunnen optreden. Zie hetonderbrekingsvermogen van de automaat.

Waarom een tegenstrijdigheid hier vaak tot weigering leidt

De keurder vergelijkt systematisch de doorsnede vermeld in deelektrische berekeningsnota(en de prestatieberekeningsnota) met het kaliber van de geplaatste beveiliging en haaronderbrekingsvermogen. Een vergeten bundelingsfactor, een verkeerd geïdentificeerde plaatsingswijze of een onderschatte stroombaanlengte volstaat om een verder proper dossier op dit ene punt niet-conform te maken. Op bepaalde Belgische netten stelt ook het type automaat een vraag — zie het geval van deFranse 1P+N-automaat.