Een kortsluitstroom wordt door de contacten van de aardlekautomaat onderbroken. Hierbij is van belang hoeveel contacten meedoen in het afschakelen van de kortsluitstroom. Zo wordt een fase-nul kortsluiting onderbroken door het fase contact én nul contact. Hierbij krijgt elk contact ongeveer de helft van de fasespanning te verwerken. Een fase-aarde kortsluiting wordt alleen door het fase contact onderbroken. Het contact zal hierbij de volle fasespanning moeten onderbreken en wordt hierdoor zwaarder belast. In de praktijk geldt voor veel aardlekautomaten dat de onderbrekingscapaciteit fase-nul hoger is dan de fase-aarde.
De onderbrekingscapaciteit wordt beschreven met twee kortsluitvastheden:
Icn “rated short-circuit capacity”, dit is de fase-nul onderbrekingscapaciteit
IΔm “rated residual making and breaking capacity”, dit is de fase-aarde onderbrekingscapaciteit
Ter informatie: de afkorting RCBO staat voor “Residual Current circuitBreakers with integral Overcurrent protection”.
NEN1010: 2015
De installatienorm NEN1010 eist in hoofdstuk 432 dat een automaat in staat moet zijn om de kortsluitstroom, op de plaats waar deze is geïnstalleerd, af te kunnen schakelen. De kortsluitstroom kan optreden tussen de fasen (bij een 3p+n uitvoering), fasen en nul maar ook fase en aarde. Hierbij is toegelaten in bepaling 434.5.1 dat back-up beveiliging wordt toegepast met een stroomopwaarts geplaatst beveiligingstoestel.
Eigenschappen van een aardlekautomaat
Aardlekautomaten voor bediening door “leken” moeten voldoen aan de NEN-EN-IEC 61009 normserie. In deze norm worden twee belangrijke kortsluitvastheden beschreven:
Icn “rated short-circuit capacity”
IΔm “rated residual making and breaking capacity”
Hierbij is de Icn van toepassing bij fase-nul kortsluitstromen en de IΔm van toepassing bij fase-aarde kortsluitstromen. Zie figuur 1.
Figuur 1: Kortsluitstromen Icn en IΔm
Om duidelijk te maken dat de juiste keuze van IΔm van belang is moeten we kijken naar de verschillende kortsluitstromen in de installatie. De fase-aarde kortsluitstromen in een installatie zijn nogal afhankelijk van het nulleiderstelsel. In bijlage 1 vindt u een korte uitleg over de verschillen in de fase-aarde kortsluitstroom in het TT- en TN-stelsel.
In de praktijk zijn de fase-aarde kortsluitstromen in een TT-stelsel lager dan in een TN-stelsel. Veel woningen zijn voorzien van een TT-stelsel, hierdoor zullen veel aardlekautomaten in een woning goed toepasbaar zijn. Maar bij toepassing in een TN-stelsel, zoals in een kantoor of industriële omgeving zijn hoge specificaties van de aardlekautomaat noodzakelijk. Ook moet goed opgelet worden bij woningen in de hoogbouw, hier wordt vaak een TN-stelsel toegepast met hogere fase-aarde kortsluitstromen. Een kortsluitstroomberekening is noodzaak om voor alle componenten voldoende kortsluitvast te bepalen.
Verschillen in de IEC en EN norm
Welke productnorm is van toepassing volgens NEN1010? Nederland is lid van de EU, hierdoor zijn de Cenelec (EN) normen van toepassing. Er zijn namelijk wat verschillen in de IEC en EN norm 61009 als het gaat om de eigenschappen van aardlekautomaten. Met name op de eigenschap IΔm, hier stelt de EN norm hogere minimale eisen dan de IEC norm.
IEC 61009 IΔm groter of gelijk aan 500A
EN 61009 IΔm groter of gelijk aan 3000A
In Nederland is de NEN-EN-IEC 61009 van toepassing en kan niet worden volstaan met een automaat conform IEC. Pas op bij de keuze van aardlekautomaten, er zijn producten in de handel die alleen voldoen aan de IEC 61009-1 norm, dit is dus niet voldoende.
Kies het juiste product
Een kortsluitstroom berekening is noodzakelijk om daarmee het juiste product te kunnen kiezen. Hierbij moet rekening worden gehouden met de fase-nul en fase-aarde kortsluitstroom. Hieronder vindt u een voorbeeld van een aardlekautomaat uit de reeks voor woninginstallaties. Door deze hoge specificaties is deze aardlekautomaat toepasbaar in woningen die zijn voorzien van zowel TT- als TN-stelsels.
Resi9 Aardlekautomaat - 1P+N - 16A - B-Karakteristiek - 6000A - 30mA - Type A (R9D01616)
Icn = 6000A fase-nul kortsluitvastheid
IΔm = 4500A conform IEC 61009-2-1 fase-aarde kortsluitvastheid
IΔm = 4500A conform EN 61009-2-1 fase-aarde kortsluitvastheid
Aardlekautomaten en cascadetechniek
In kantoorpanden en de industrie zijn de optredende kortsluitstromen veel hoger in vergelijking met woningen. De voedende transformatoren staan dichtbij of zelfs inpandig. Om toch standaard aardlekautomaten te kunnen toepassen uit de Acti9 iC40 serie, en daarmee voordelige installaties te kunnen maken, kunnen we gebruik maken van cascadetechniek.
Schneider Electric biedt met de Compact NSX vermogensschakelaars bescherming aan stroomafwaarts geplaatste automaten en aardlekautomaten. Dit wordt ook wel back-up beveiliging genoemd. Het grote voordeel is dat ondanks hoge kortsluitstromen toch voordelige automaten en aardlekautomaten kunnen worden toegepast. Dit scheelt in de prijs en afmetingen van verdelers.
Overigens bieden de Compact NSX vermogensschakelaars naast de cascadetechniek tegelijkertijd ook totale selectiviteit en hiermee een optimale bedrijfscontinuïteit.
In de tabellen voor cascadetechniek is rekening gehouden met zowel de fase-nul kortsluitstroom als ook de fase-aarde kortsluitstroom. Hierbij zijn beide eigenschappen Icn en IΔm dus meegenomen in de tabellen.
Ecostruxure Power Design (Ecodial)
Met deze software kan een installatie worden opgezet en doorgerekend. De software berekent kabels, railkoker, maar ook de kortsluitstromen. Met de berekende kortsluitstromen worden de juiste producten gekozen en wordt rekening gehouden met cascadetechniek. Zie bijlage 1 voor een rekenvoorbeeld.
Ecostruxure Power Design (Ecodial) is downloadbaar vanaf onze website.
Tot slot
Voor het bepalen van de juiste aardlekautomaat is het maken van een kortsluitstroomberekening noodzakelijk. Hierbij moeten twee belangrijke eigenschappen van een aardlekautomaat Icn en IΔm worden meegenomen. Kijk goed naar deze specificaties, er zijn producten op de markt die lage waarden van IΔm hebben in verhouding tot Icn.
Kies een aardlekautomaat volgens de NEN-EN-IEC 61009 norm om zeker te zijn dat deze mag worden toegepast in Nederland. Het kiezen van een aardlekautomaat conform alleen de IEC 61009-1 norm is niet voldoende.
In combinatie met Compact NSX vermogensschakelaars zijn prijstechnisch voordelige installaties te maken, die door cascadetechniek voldoende kortsluitvast zijn, maar ook totaal selectief.
Bijlage 1: Berekenen van kortsluitstromen
