Verticale kabelophanging in schachten — steunafstand en kabelklemmen volgens IEC 61914

De gids over kabels trekken — trekkracht en buigstraal behandelt de krachten die tijdens het installeren van een kabel optreden: de trekkracht die op de geleider mag worden uitgeoefend en de minimale buigstraal die tijdens het intrekken mag worden onderschreden. Dit artikel behandelt een andere, blijvende belasting: wat een verticaal geïnstalleerde kabel in een schacht of stijgleiding na de installatie permanent draagt, en hoe kabelklemmen volgens IEC 61914 die last opvangen.

Twee verschillende belastingen, twee verschillende momenten

Bij het intrekken van een kabel is de trekkracht op de geleider tijdelijk en eindigt zodra de kabel op zijn plek ligt. In een verticale schacht ontstaat daarna een andere, blijvende belasting: het eigen gewicht van de kabel zelf, dat continu op de onderste bevestiging en op elke tussenliggende klem drukt of trekt, zolang de kabel in bedrijf is. Zonder voldoende tussensteunen wordt het volledige gewicht van een lang verticaal traject gedragen door de bovenste bevestiging of door de aansluitklemmen aan het uiteinde — een belasting waarvoor die aansluitpunten niet zijn ontworpen.

Functie van de kabelklem volgens IEC 61914

IEC 61914 specificeert eisen en beproevingsmethoden voor kabelklemmen ("cable cleats") die kabels langs hun trajectlengte mechanisch ondersteunen en op hun plaats houden. Een kabelklem heeft twee afzonderlijke functies:

• Statische ondersteuning: het dragen van het eigen gewicht van de kabel tussen twee bevestigingspunten, zodat geen enkel punt in het traject blijvend overbelast raakt.
• Dynamische fixatie bij kortsluiting: het tegenhouden van de elektrodynamische krachten die tussen de fasegeleiders optreden tijdens een kortsluiting, zodat de kabels niet uiteen worden geslagen of losraken (zie de gids over elektrodynamische krachten bij kortsluiting voor de onderliggende fysica van die krachten, daar toegelicht voor rails maar in beginsel gelijk voor kabels in trefoil- of vlakformatie).

IEC 61914 beproeft klemmen daarom zowel op statische klemkracht als op het weerstaan van een gedefinieerde kortsluitstroom gedurende de beproevingstijd, en kent klemmen een classificatie toe op basis van welke kortsluitstroom en welke kabelconfiguratie (trefoil of vlak) ze aankunnen.

Steunafstand: geen universeel getal

De maximaal toelaatbare afstand tussen kabelklemmen in een verticale schacht is geen vast getal uit de norm zelf, maar wordt bepaald door de fabrikant van de klem in combinatie met het kabelgewicht per meter, de kabeldiameter en — bij middenspanningskabels — de te verwachten kortsluitstroom. Praktische aandachtspunten:

• Fabrikanttabellen geven doorgaans een maximale steunafstand per kabeldiameter en -gewicht; deze afstand is voor een verticaal traject vaak kleiner dan voor een horizontaal traject, omdat de klem in een schacht het volledige gewicht van het onderliggende trajectdeel draagt in plaats van slechts een deel ervan te ondersteunen.
• Bij ladderbanen wordt de steunafstand vaak gekoppeld aan een veelvoud van de sporafstand van de ladder (bijvoorbeeld elke 300 mm), zodat elke klem op een vaste dwarsspoor kan worden bevestigd in plaats van op een willekeurig punt.
• Extra klemmen dicht bij het bovenste bevestigingspunt van een lange verticale sectie worden vaak toegepast, omdat daar de cumulatieve trekbelasting van het eronder hangende kabelgewicht het grootst is.
• Bij middenspanningskabels in trefoilformatie moet de klemafstand ook worden getoetst aan de elektrodynamische kortsluitkracht: bij een hoger prospectief kortsluitvermogen is een kleinere klemafstand nodig om uiteenslaan van de kabels tijdens een fout te voorkomen.

Praktische inspectierelevantie

Bij de periodieke inspectie van een kabelschacht of stijgleiding is het zinvol te letten op:

• Doorzakkende kabel tussen twee klemmen, wat wijst op een te grote steunafstand voor het feitelijke kabelgewicht.
• Vervormde of ingesneden mantel ter plaatse van een klem, wat wijst op een te strak aangedraaide of verkeerd gedimensioneerde klem.
• Losse of verschoven klemmen, vooral na een doorgemaakte kortsluiting elders in de installatie — dit kan duiden op een eerdere elektrodynamische belasting die de klem net niet, of maar net wel, heeft weerstaan.
• Ontbrekende klemmen in het onderste deel van een lang verticaal traject, waar de cumulatieve last het grootst is.

Veelgemaakte fouten

1. De steunafstand voor een horizontaal traject toepassen op een verticaal traject, terwijl het eigen gewicht in een schacht een andere, vaak kleinere maximale afstand vereist.
2. Kabelklemmen kiezen zonder rekening te houden met het prospectieve kortsluitvermogen bij middenspanningskabels in trefoilformatie, waardoor de klem een kortsluiting niet kan weerstaan.
3. De trekkracht- en buigstraaleisen van het intrekken verwarren met de blijvende steuneisen na installatie — dit zijn twee verschillende beoordelingen met verschillende normen.
4. Geen extra klemmen toepassen nabij het bovenste bevestigingspunt van een lange verticale sectie, waardoor de cumulatieve last geconcentreerd blijft op één aansluitpunt.

Gerelateerd

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