§434 — Kortsluitbeveiliging & de adiabatische vergelijking

Een kabel die correct is gedimensioneerd op zijn normale bedrijfsstroom (§523) is daarmee niet automatisch ook bestand tegen een kortsluitstroom. §434 stelt een aparte, aanvullende eis: de kabel moet de thermische belasting van een kortsluiting kunnen doorstaan totdat de beveiliging uitschakelt — dit is een andere toets dan de stroombelastbaarheidsberekening van §523 en dan de selectiviteitsbeoordeling van §536.

De adiabatische vergelijking

$$S = \frac{\sqrt{I^2 t}}{k}$$

S — minimaal vereiste doorsnede (mm²)
I — kortsluitstroom (A)
t — uitschakeltijd (s) — de vergelijking geldt voor uitschakeltijden tot 5 seconden; bij kortere, snellere fouten wordt de warmte- ontwikkeling verondersteld adiabatisch (zonder warmteafvoer naar de omgeving) te verlopen, vandaar de naam.
k — materiaal-/isolatieafhankelijke constante

k-factoren

Geleider/isolatie	k-factor	Begintemperatuur → maximale eindtemperatuur
Koper / PVC	115	70°C → 160°C
Koper / XLPE	143	90°C → 250°C

Deze waarden komen uit tabel 43A (IEC 60364-5-54) en zijn internationaal geharmoniseerd — dezelfde k-factoren worden ook in bijvoorbeeld BS 7671 gehanteerd.

Twee gescheiden controles

§434 vereist in de praktijk twee onafhankelijke verificaties, die beide moeten slagen:

Thermische kabeltoets (de adiabatische vergelijking hierboven): kan de kabel de I²t-energie van de kortsluiting doorstaan zonder de isolatie te beschadigen?
Schakelvermogen van de beveiliging: is het nominale uitschakelvermogen (Icu/Icn) van de beveiligingsautomaat of -zekering groter dan of gelijk aan de prospectieve kortsluitstroom op het installatiepunt?

De ene controle zegt niets over de andere: een beveiliging met voldoende schakelvermogen beschermt zichzelf, maar garandeert niet dat de kabel erachter de doorlaatenergie thermisch overleeft — en andersom.

Waarom dit relevant is naast §523

Een kabel kan volledig correct gedimensioneerd zijn volgens de stroombelastbaarheidstabellen van §523 (Iz ≥ Ib, zie de correctiefactoren- gids) en tóch ondergedimensioneerd zijn voor kortsluiting, als de bovenliggende beveiliging te traag uitschakelt: de doorlaatenergie (I²t) neemt toe naarmate de uitschakeltijd langer is. §434 is daarom een aanvullende, niet-vervangende toets bovenop de ampacity-berekening.

Veelgemaakte fouten

Alleen §523 (bedrijfsstroom) toetsen en aannemen dat dit ook kortsluitvastheid garandeert — dit zijn twee gescheiden dimensioneringseisen.
De verkeerde k-factor gebruiken — PVC- en XLPE-geïsoleerde kabels hebben een andere maximale eindtemperatuur en dus een andere k-waarde; verwisseling leidt tot een onder- of overgedimensioneerde doorsnede.
Alleen het schakelvermogen (Icu/Icn) controleren en de thermische kabeltoets overslaan — beide controles zijn vereist, niet een van de twee.
De 5-seconden-grens negeren — bij langere uitschakeltijden is de adiabatische aanname (geen warmteafvoer) niet meer geldig en moet een andere berekeningsmethode worden gebruikt.

Kortsluitbeveiliging & de adiabatische vergelijking — §434