Kabelklemmen (cable cleats) — kortsluitvastheid volgens IEC 61914

De gids over elektrodynamische krachten bij kortsluiting van busbars volgens IEC 60865-1 behandelt hoe de kracht tussen geleiders tijdens een kortsluiting wordt berekend. Dit artikel behandelt het bevestigingsmiddel dat die kracht bij kabels daadwerkelijk moet opvangen: de kabelklem of cable cleat, waarvan de mechanische kortsluitvastheid wordt getest en gespecificeerd volgens IEC 61914 ("Cable cleats for electrical installations").

Waarom een kabelklem meer is dan een bevestigingspunt

Een kabel die los in een kabelgoot of aan een kabelladder ligt, wordt tijdens normaal bedrijf alleen door zijn eigen gewicht belast. Bij een kortsluiting ontstaat echter kortstondig een enorme, pulserende elektrodynamische kracht tussen de kabels van een groep — dezelfde fysica als bij busbars, maar dan tussen flexibele kabelgeleiders die bij die kracht uiteen willen bewegen. Een kabelklem moet die kracht gedurende de volledige uitschakeltijd van de beveiliging kunnen opvangen zonder te bezwijken, los te schieten of de kabelmantel te beschadigen — een geheel andere eis dan alleen het dragen van het statische kabelgewicht.

Wat IEC 61914 test en specificeert

• Kortsluitbeproeving van 0,1 s (vijf perioden bij 50 Hz): de norm schrijft een beproevingsduur van 0,1 seconde voor, waarbij de klem een gespecificeerde beproevingsstroom moet doorstaan zonder bezwijken van de bevestiging aan de drager of onaanvaardbare beschadiging van de kabel zelf. Binnen die 0,1 s ontstaat de piek van de elektrodynamische kracht al binnen de eerste halve periode.
• Mechanische retentie, axiaal en lateraal: naast de kortsluitvastheid test de norm ook hoeveel trekkracht (axiaal, langs de kabel) en zijdelingse kracht (lateraal, dwars op de kabel) een klem kan opnemen zonder dat de kabel eruit glijdt of de klem vervormt.
• Omgevingsinvloeden: UV-bestendigheid, temperatuurbereik en brandgedrag van het klemmateriaal (vaak kunststof of met een metalen beugel) worden eveneens beproefd, omdat een klem die in de praktijk buiten, in een kabelkelder of langs een brandwerend tracé wordt toegepast aan andere omgevingseisen moet voldoen dan een klem binnenshuis.
• Fabrikantdocumentatie van de draagondergrond: omdat de kortsluitvastheid van een klem mede afhangt van de manier waarop de klem zelf aan de drager (kabelgoot, ladder, muurbeugel) is bevestigd, specificeert de fabrikant de bevestigingsmethode waarvoor het geteste kortsluitniveau geldig is.

Let op: het kortsluitvastheidsniveau van een cable cleat geldt alleen in combinatie met de kabelconfiguratie, klemafstand en bevestigingsmethode waarmee de klem is beproefd. Dezelfde klem met een grotere tussenafstand, een ander kabeldiameterbereik of een andere bevestiging aan de drager kan een wezenlijk lagere daadwerkelijke kortsluitvastheid hebben dan de door de fabrikant opgegeven waarde.

Klemafstand en de relatie met de prospectieve kortsluitstroom

De maximale toelaatbare afstand tussen twee kabelklemmen hangt direct samen met de te verwachten kortsluitstroom op die plek in de installatie (zie de [gids over prospectieve kortsluitstroom en Icu-dimensionering](/guides/nen-1010/prospectieve-kortsluitstroom-icu-dimensionering)): hoe hoger de prospectieve kortsluitstroom, hoe korter de klemafstand moet zijn om de elektrodynamische uitwijking van de kabels tussen twee klemmen binnen de door de fabrikant beproefde grenzen te houden. Een klemafstand die is gebaseerd op alleen het kabelgewicht — zonder rekening te houden met de kortsluitstroom op die plek — kan bij een zware fout tot te grote uitwijking en mogelijk falen van de klem of beschadiging van de kabelmantel leiden.

Praktische relevantie

Bij het ontwerpen van een kabeltracé met een hoge prospectieve kortsluitstroom — bijvoorbeeld dicht bij een transformator of een hoofdverdeler — is het van belang niet alleen de kabeldoorsnede en het type kabelgoot of -ladder te kiezen, maar ook een cable cleat met een door de fabrikant aantoonbaar, volgens IEC 61914 beproefd kortsluitvastheidsniveau dat past bij de daadwerkelijke kortsluitstroom en de gekozen klemafstand op die plek.

Veelgemaakte fouten

1. Een willekeurige, algemene kabelklem toepassen zonder na te gaan welk kortsluitvastheidsniveau de fabrikant volgens IEC 61914 heeft aangetoond, in de veronderstelling dat elke klem die de kabel mechanisch vasthoudt ook een kortsluiting kan doorstaan.
2. De klemafstand baseren op alleen het kabelgewicht, zonder de prospectieve kortsluitstroom op die plek in de installatie mee te wegen.
3. De klemafstand vergroten ten opzichte van de door de fabrikant beproefde configuratie om materiaal te besparen, zonder te controleren of het opgegeven kortsluitvastheidsniveau dan nog wel geldig is.
4. Een klem die buiten of in een brandwerend tracé wordt toegepast uitsluitend op mechanische sterkte beoordelen, zonder de UV-bestendigheid, het temperatuurbereik of het brandgedrag van het klemmateriaal te controleren.

Gerelateerd

• Elektrodynamische krachten bij kortsluiting van busbars (IEC 60865-1)
• Prospectieve kortsluitstroom en Icu-dimensionering
• Kabels trekken — trekkracht en buigstraal
• Kabeldraagsystemen — kabelgoten en ladders