Kabels in thermische isolatie — stroombelastbaarheid volgens tabel B.52.21

De gids over de groepsfactor Cg — gebundelde kabels behandelt de reductie van de stroombelastbaarheid wanneer meerdere kabels naast elkaar liggen en elkaar onderling opwarmen. Dit artikel behandelt een ander, veel ingrijpender fenomeen: wat er gebeurt wanneer een enkele kabel in aanraking komt met, of volledig wordt omgeven door, thermisch isolatiemateriaal — zoals dak- of spouwmuurisolatie in een woning of utiliteitsgebouw.

Waarom isolatiemateriaal de warmteafgifte drastisch beperkt

Een kabel geïnstalleerd in vrije lucht (referentiemethode A/B, zie de gids over referentiemethoden) geeft zijn opwekkingswarmte af via convectie en straling aan de omringende lucht. Thermisch isolatiemateriaal is per definitie juist ontworpen om warmtetransport tegen te houden: dezelfde kabel, omgeven door isolatiemateriaal in plaats van vrije lucht, kan zijn warmte veel minder goed kwijt, ook al is de omgevingslucht aan de buitenkant van de isolatie niet warmer geworden. Dit heeft niets te maken met de groeperingseffecten van tabel B.52.18/B.52.19/Cg — het is een fundamenteel andere warmteafvoersituatie, geregeld via een eigen tabel: B.52.21.

Twee situaties, met een sterk verschillende reductie

IEC 60364-5-52 maakt onderscheid tussen twee manieren waarop een kabel met thermisch isolatiemateriaal in aanraking kan komen:

• Eenzijdige aanraking: de kabel ligt tegen het isolatiemateriaal aan (bijvoorbeeld tegen de achterzijde van een geïsoleerde spouwmuur), maar de andere zijde van de kabel blijft in vrije lucht. Voor een kort contacttraject geeft tabel B.52.21 hiervoor een relatief bescheiden correctiefactor.
• Volledige omsluiting: de kabel wordt aan alle zijden door isolatiemateriaal omgeven (bijvoorbeeld ingegraven in loodrecht aangebrachte dakisolatie). Voor een omsluitingslengte tot 0,5 m geeft de tabel een gegradueerde, van de lengte afhankelijke correctiefactor; voor een omsluitingslengte groter dan 0,5 m hanteert de standaard een vaste, conservatieve correctiefactor van ongeveer 0,5 — de kabel verliest dan ruwweg de helft van zijn stroombelastbaarheid in vrije lucht, ongeacht de precieze, daadwerkelijke lengte van de omsluiting daarboven.

De reden voor die vaste 0,5-grens boven 0,5 m is praktisch: de standaard biedt geen fijnmazige tabel voor elke mogelijke omsluitingslengte boven dat punt, en kiest in plaats daarvan voor een eenvoudig toe te passen, aan de veilige kant zittende waarde — een ontwerper hoeft dan niet de exacte omsluitingslengte van elke kabelsectie te bepalen om toch een verantwoorde dimensionering te maken.

Let op: deze correctiefactor staat volledig los van de referentie-installatiemethode (A t/m F) die anders bepaalt welke basistabel van toepassing is — een kabel die normaliter via referentiemethode B in een kabelgoot zou worden gedimensioneerd, valt zodra hij door isolatiemateriaal loopt onder de aanvullende correctie van tabel B.52.21, bovenop (niet in plaats van) de eigen basistabel.

Praktische relevantie

Bij een installatie in een dak- of spouwmuurconstructie met na-isolatie (bijvoorbeeld bij een energetische renovatie waarbij extra isolatie wordt aangebracht rond reeds bestaande bekabeling) is het van belang te controleren of een bestaande kabel, oorspronkelijk gedimensioneerd voor vrije-luchtinstallatie, na het aanbrengen van de nieuwe isolatie nog steeds voldoende stroombelastbaarheid heeft — een kabel die voorheen ruim voldeed, kan na volledige omsluiting door nieuwe isolatie met een factor van ongeveer 0,5 thermisch overbelast raken bij ongewijzigde belasting.

Veelgemaakte fouten

1. Een kabel die tegen isolatiemateriaal ligt beoordelen alsof hij nog in vrije lucht ligt, zonder de aanvullende correctiefactor van tabel B.52.21 toe te passen.
2. Geen onderscheid maken tussen eenzijdige aanraking en volledige omsluiting, terwijl de reductie in het laatste geval veel groter is.
3. Bij een renovatie extra isolatie aanbrengen rond bestaande bekabeling zonder de stroombelastbaarheid van die bekabeling opnieuw te beoordelen tegen de nieuwe installatieomstandigheden.
4. De correctiefactor van tabel B.52.21 verwarren met de groepsfactor Cg van tabel B.52.17 — beide reduceren de stroombelastbaarheid, maar door een fundamenteel ander warmteafvoermechanisme en met een heel andere orde van grootte.

Gerelateerd

• Groepsfactor Cg — gebundelde kabels en stroombelastbaarheid
• Referentiemethoden — bepalen van de installatiemethode
• Stroombelastbaarheid van ondergrondse kabels — bodemweerstand
• Kabeldoorsnede en stroombelastbaarheid