Rekenvragen — kortsluitstroom & spanningsval

Twee rekenvraag-types komen terug op vrijwel elk NEN 1010/3140-gerelateerd theorie- of praktijkexamen: kortsluitstroom (nodig om te controleren of een verdeler/automaat het aankan) en spanningsval (nodig om te controleren of apparatuur nog binnen de toegestane marge functioneert). Dit artikel behandelt beide met een uitgewerkt rekenvoorbeeld.

Kortsluitstroom aan de oorsprong (Icc)

De kortsluitstroom die een transformator maximaal kan leveren bij een directe kortsluiting op de secundaire klemmen:

Icc = In / %Ucc

• In — nominale secundaire stroom van de transformator.
• %Ucc — kortsluitspanning van de transformator, als percentage van de nominale spanning (typisch 4–6 % voor distributietransformatoren, staat op het typeplaatje).

Uitgewerkt voorbeeld

Transformator 1000 kVA, 400 V, Ucc = 6 %:

In = 1 000 000 / (1,732 × 400) ≈ 1 443 A
Icc = 1 443 / 0,06 ≈ 24 057 A ≈ 24 kA

Dit getal bepaalt de minimale uitschakelcapaciteit (kA) die de hoofdautomaat of het hoofdverdeeltoestel moet hebben — een automaat met een te lage uitschakelcapaciteit kan bij deze kortsluitstroom zelf defect raken in plaats van veilig uit te schakelen.

Ikmax versus Ikmin

Twee verschillende kortsluitstromen zijn relevant voor twee verschillende doeleinden:

Een installatie die alleen op Ikmax is gecontroleerd, kan alsnog een fout hebben: aan het eind van een lange, dunne kabel kan de kortsluitstroom te laag zijn om de automaat binnen de vereiste tijd te laten uitschakelen (zie §411, automatische uitschakeling van de voeding).

Spanningsval — de limieten

NEN 1010 §525 (tabel 52.G.1) geeft de maximale toegestane spanningsval tussen de oorsprong van de installatie en elk aansluitpunt:

• 3 % voor verlichtingsinstallaties.
• 5 % voor overig gebruik (wandcontactdozen, motoren, algemene belasting).

Let op: oudere bronnen en vuistregels noemen soms hogere percentages — houd voor examens de officiële tabelwaarden 3 % / 5 % aan.

Rekenformule

ΔU = (2 × ρ × L × I) / A

• ρ — soortelijke weerstand van koper (≈ 0,0175 Ω·mm²/m bij 20 °C).
• L — lengte van de kabel in meter (enkele richting).
• I — belastingsstroom in ampère.
• A — doorsnede van de geleider in mm².
• De factor 2 verrekent de heen- én retourgeleider (fase + nul) — een veelgemaakte examenfout is deze factor vergeten.

Uitgewerkt voorbeeld

Een wandcontactdoosgroep, 25 m enkele lengte, 2,5 mm², belasting 10 A, 230 V:

ΔU = (2 × 0,0175 × 25 × 10) / 2,5 = 3,5 V
% = 3,5 / 230 × 100 ≈ 1,5 %

Dit blijft ruim binnen de 5 %-limiet voor overig gebruik.

Veelgemaakte fouten

1. De factor 2 vergeten in de spanningsval-formule — geeft een uitkomst die de helft is van de werkelijke spanningsval.
2. Icc en Ikmin door elkaar halen — Icc (aan de oorsprong) is bijna altijd de hóógste stroom in de installatie, Ikmin aan het einde van een lange groep de láágste; beide zijn nodig, voor verschillende controles.
3. Verouderde spanningsval-percentages aanhouden (bv. 6 %/8 % uit niet-officiële vuistregel-bronnen) in plaats van de tabelwaarden 3 %/5 % uit §525.
4. %Ucc van het typeplaatje verwarren met de belastingsfactor — %Ucc is een vaste transformator-eigenschap, geen percentage van de actuele belasting.

Gerelateerd

• §531 — Aardlekschakelaars (RCD)
• §523 — Kabeldoorsnede & stroombelastbaarheid
• §536 — Verdeelinrichtingen & selectiviteit
• Theorie-examenvragen