Prospectieve kortsluitstroom — van Ik'' bij het aansluitpunt naar de vereiste Icu van schakelmateriaal

De vermogensschakelaar-mccb-vs-automaat-gids legt uit hoe de kortsluitvastheid van schakelmateriaal wordt aangeduid (Icn bij MCB's, Icu/Ics bij MCCB's). Dit artikel behandelt de vraag die daaraan voorafgaat: welke kortsluitstroom moet die Icu/Icn eigenlijk kunnen beheersen, en waar komt dat getal vandaan?

Wat Ik'' precies is

De prospectieve kortsluitstroom (Ik''), zoals gedefinieerd in IEC 60909-0, is de stroom die zou vloeien bij een kortsluiting met verwaarloosbare impedantie op een bepaald punt in het net — dus niet de werkelijk gemeten stroom bij een echte fout (die altijd door een resterende impedantie wordt beperkt), maar een theoretische, berekende grenswaarde die als ontwerpuitgangspunt dient. Ik'' is een rekengrootheid, geen apparaatspecificatie: het schakelmateriaal zelf heeft geen "Ik''", het heeft een Icu/Icn die moet worden vergeleken met de berekende Ik'' op de plaats waar het apparaat wordt toegepast.

Waarom dit getal van de netbeheerder komt

Voor een nieuwe of gewijzigde aansluiting levert de netbeheerder op aanvraag de prospectieve kortsluitstroom op het aansluitpunt (het punt waar de installatie van de klant aansluit op het openbare net, vaak de secundaire zijde van de transformator of de meterkast). Deze waarde is het startpunt van de ontwerpberekening, maar is niet de waarde die overal in de installatie geldt:

• Hoe verder een schakelaar of automaat van het aansluitpunt verwijderd is, hoe meer kabel- en transformatorimpedantie ertussen zit, en hoe lager de werkelijke prospectieve kortsluitstroom op die positie wordt.
• De Icu (of Icn) van elk schakelapparaat moet groter of gelijk zijn aan de werkelijke kortsluitstroom op zijn eigen positie in de installatie — niet aan de Ik'' bij het aansluitpunt zelf, die voor een schakelaar diep in de installatie vaak een onnodig zware (en dus onnodig dure) eis zou zijn.

Let op: dit is een ander soort berekening dan de adiabatische vergelijking uit de kortsluitbeveiliging-434-gids — die bepaalt of de kabel de kortsluiting thermisch kan doorstaan tot uitschakeling; dit artikel bepaalt of het schakelapparaat de kortsluiting mag én kan onderbreken zonder zelf te bezwijken. Beide berekeningen zijn nodig en vullen elkaar aan, maar beantwoorden een andere vraag.

Praktische stappen

1. Prospectieve kortsluitstroom (Ik'') bij het aansluitpunt opvragen bij de netbeheerder (of, bij een eigen transformator, berekenen uit het vermogen en de kortsluitspanning uk% van de transformator).
2. Voor elke positie in de installatie waar schakelmateriaal wordt toegepast, de werkelijke kortsluitstroom op díe positie berekenen (rekening houdend met de impedantie van kabels en eventuele transformatoren tussen het aansluitpunt en die positie).
3. Voor elke positie schakelmateriaal selecteren met een Icu/Icn die groter of gelijk is aan de berekende waarde op die specifieke positie — niet universeel gebaseerd op de Ik'' bij het aansluitpunt.

Praktische relevantie

Bij het ontwerpen of uitbreiden van een installatie moet expliciet worden vastgelegd welke prospectieve kortsluitstroom als basis heeft gediend voor elke schakelaarkeuze, en op welke positie in de installatie die waarde is berekend — een vermogensschakelaar die is gedimensioneerd op de Ik'' bij het aansluitpunt terwijl hij feitelijk diep in de installatie zit, is functioneel veilig maar mogelijk fors overgedimensioneerd (en dus onnodig kostbaar); een schakelaar die is gedimensioneerd op een te lage, verouderde Ik''-waarde (bijvoorbeeld na een verzwaring van de aansluiting door de netbeheerder) is juist ondergedimensioneerd en daarmee een veiligheidsrisico.

Veelgemaakte fouten

1. Overal in de installatie dezelfde Icu/Icn-eis aanhouden, gebaseerd op de Ik'' bij het aansluitpunt — dit is veilig maar leidt tot onnodig zwaar (en duur) schakelmateriaal verderop in de installatie, waar de werkelijke kortsluitstroom door kabelimpedantie al aanzienlijk lager is.
2. Een verouderde Ik''-waarde blijven gebruiken na een verzwaring van de aansluiting — een grotere aansluitcapaciteit gaat vaak gepaard met een hogere prospectieve kortsluitstroom bij de netbeheerder, wat bestaand schakelmateriaal verderop alsnog ondergedimensioneerd kan maken.
3. Ik'' verwarren met de adiabatische kabelberekening uit §434 — beide gebruiken een kortsluitstroom als invoer, maar toetsen een andere eigenschap (kabel-thermische belasting versus schakelvermogen/onderbrekingscapaciteit van het apparaat).

Gerelateerd

• Vermogensschakelaar (MCCB) versus installatieautomaat (MCB)
• Kortsluitbeveiliging & de adiabatische vergelijking — §434
• Verdeelinrichtingen & selectiviteit — §536
• Vermogensschakelaar-instellingen — LSI(G)