Hoe bereken je de dikte van een kabel?

27 juli 2020

Hoe bereken je de dikte van een kabel is een veel gestelde vraag. In de NEN1010 staan allerlei tabellen, grafieken en reductiefactoren die je kunt gebruiken. Sommige ervaren professionals gebruiken “eigengemaakte” vuistregels. Maar er is ook (betaalde) software beschikbaar die veel werk uit handen neemt. Wat is nu de beste methode om de dikte van de kabel te berekenen? Welke formule kun je gebruiken om de doorsnede van de kabel te berekenen?

Wat een goede kabelberekening formule is?
Hogere harmonische en blindstroom door een kabel
Kabeldikte berekening in de NEN1010
Installatiemethoden van kabel
Dikte van bedrading in verdelers en groepenkasten

Wat een goede kabelberekening formule is?

De basis om de goede kabeldikte te berekenen met een formule begint bij de NEN1010. Ook “vuistregels” en “software” hebben de NEN1010 als basis. Een goede berekening is essentieel in een goed ontwerp van de elektrische installatie. De stroom die door een kabel loopt, warmt deze namelijk op. En als deze teveel opwarmt kan dat veel schade geven, zowel aan de kabel als de omgeving. In feite is elke kabel een elektrische “kachel”. Voor de berekening van het vermogen gebruik je de formule: P = I ² x R, oftewel stroom (I) x stroom (I) x weerstand (R).

Warmteontwikkeling in een kabel: P = I ² x R

De stroom die door de kabel loopt zorgt voor een kwadratische verhoging van de warmteontwikkeling. De dikte van de kabel zorgt voor een evenredige verhoging van de warmteontwikkeling. In de praktijk kun je de nominale stroom door de kabel niet beïnvloeden omdat het aangesloten apparaat nu eenmaal de hoeveelheid stroom vraagt. Maar bij de aanschaf van een apparaat kun je natuurlijk wel voor een energiezuiniger variant kiezen die minder stroom verbruikt.

Hoe dunner de kabel, hoe meer weerstand deze heeft. Deze weerstand heeft als gevolg dat er een spanningsval ontstaat over de kabel op het moment dat er stroom door de kabel loopt. Immers U (Volt) = I (stroom) x R (weerstand). Omgekeerd geldt: hoe dikker de kabel, hoe minder weerstand en hoe minder spanningsverlies.

De spanningsval over de kabel is: U = I x R

Naast het opwarmen van de kabel is er dus ook een verschil tussen de ingaande spanning in de kabel en de spanning aan de andere kant van de kabel. Het apparaat moet het dus doen met minder spanning. In een normale installatie is een paar procent acceptabel. Maar je kunt je voorstellen dat als het percentage te groot wordt het tot problemen en rare storingen kan leiden.

Hogere harmonische en blindstroom door een kabel

Met het gebruik van nieuwe elektronische apparatuur treedt er een nieuw fenomeen op. Dit is het ontstaan van zogenaamde hogere harmonischen en blindstroom. Beide hebben een grote invloed op de warmteontwikkeling in de kabel. Het is dus belangrijk om de invloed van deze factoren zo laag mogelijk te houden. Bij de aanschaf van producten en apparatuur moet je hier dus rekening mee houden.

Omdat de nominale stroom moeilijk te beïnvloeden is, zul je dus naar de weerstand moeten kijken. De weerstand van een kabel hangt af van een aantal omstandigheden, waarvan de belangrijkste het gebruikte materiaal en de dikte van de aders in de kabel is. In de dagelijkse praktijk komen kabels met aders gemaakt van koper het meest voor. Zeker in de elektrische installatie in woningen en kantoren.

Kabelberekening in de NEN1010

Zoals eerder aangegeven kun je voor een berekening gebruik maken van veel grafieken, tabellen en reductiefactoren die je bijvoorbeeld kunt vinden in de NEN1010 en NPR5310. Het is logisch dat je de diameter bepaalt op basis van de hoeveelheid stroom die door de kabel gaat lopen. Maar het hangt ook af van het materiaal van de kern. Omstandigheden zoals temperatuur en de methode van leggen hebben er ook mee te maken.

Volgens de NEN1010:2015 zijn in Nederland 52 installatiemethoden toegelaten. Deze installatiemethoden verwijzen naar een van de negen basisinstallatiemethoden die staan in tabel A.52-1. In deze tabel is per basisinstallatiemethode verwezen naar de van toepassing zijnde stroombelastingtabellen en toe te passen kolommen. Het toegepaste isolatiemateriaal bepaald de kolom die je kunt gebruiken. Tevens zijn in deze tabellen verwijzingen opgenomen naar tabellen met correctiefactoren.

Je kunt je bijvoorbeeld voorstellen dat in een kabelgoot met 1 kabel die 16A voert een andere warmteontwikkeling is dan dat er 20 kabels tegen elkaar liggen die elk ook 16A voeren. De maximale stroom die door de kabel mag lopen, zal in het tweede geval lager zijn. Hetzelfde geldt voor een kabel in de “open lucht” of in de grond. De NEN1010 noemt dit de verleggingsmethodiek, oftewel de manier van leggen van de kabel. Heb je kabel (xmvk of ymvk) nodig? klik hier.

De doorsnede van een stroomvoerende geleider moet voldoende groot zijn om:

de temperatuur niet te hoog te laten worden waardoor de kabel(isolatie) kan beschadigen
het spanningsverlies te beperken om aangesloten apparaten storingsvrij te laten werken (zie ook NEN 1010, bijlage 52.G)
in relatie tot de kabellengte de impedantie te beperken zodat er bij een kort- of aardsluiting, een voldoende grote stroom loopt om een beveiligingstoestel tijdig te laten aanspreken waardoor de installatie uitschakelt
bestand te zijn tegen mechanische belasting: in NEN 1010, deel 5, zijn daarom minimale doorsneden beschreven voor bepaalde geleiders.

Installatiemethoden van kabel

De meest toegepaste installatiemethoden in Nederland zijn:

draad in buis
kabel gemonteerd tegen de wand of op een kabelbaan
aanleg van leidingen in een wand
kabels gelegd in de grond

Voorbeeld van bepaling van de basisinstallatiemethode aan de hand van de installatiemethode volgens tabel 52 NEN1010

In bijlage 52 van de NEN1010 staan alle benodigde tabellen voor de berekening van de dikte van de kabel. De stappen die je moet nemen voor een goede berekening zijn de volgende uitgangspunten die je achtereenvolgens moet bepalen:

Hoogst toelaatbare stroom (Iz)
Categorie van de installatiemethode en het type leiding
Omgevingstemperatuur correctiefactor (fT)
Warmteweerstand van de grond correctiefactor (fw)
Correctiefactor voor bij elkaar gelegde leidingen (fn)
Kerndoorsnede van de geleiders
Maximale lengte (LK) van de leiding ivm kortsluitstroom
Maximale lengte (LS) van de leiding ivm spanningsverlies

Bij het bepalen van de juiste kabeldiameter komt meer kijken dan een eenvoudige vuistregel. Voor de tabellen verwijzen wij naar de actuele norm NEN1010 en de praktijkrichtlijn NPR5310. Heb je kabel (xmvk of ymvk) nodig? klik hier.

Dikte van bedrading in verdelers en groepenkasten

Ook in de NEN-EN-IEC 61439 voor groepenkasten en verdelers komt het bepalen van de juiste diameter terug. Je moet de interne bedrading in een groepenkast zorgvuldig kiezen. In deel 1 van de NEN-EN-IEC 61439 staat tabel H die je kunt gebruiken voor bedradingsdoorsnedes bij het gebruik van 70 graden draad.

In de groepenkast of verdeler moet je de bedrading uitleggen op 125% van de toegelaten stroom van de betreffende keten. Bij 90 graden draad mag de isolatie een hoger temperatuur hebben. Daarom kun je bij een 90 draad vaak een kleinere diameter toepassen dan bij een 70 graden draad. Weest je dan wel bewust dat dan de draad meer zal opwarmen, immers de warmteontwikkeling is: W= I ² x R zoals al eerder genoemd. De isolatie mag dan wel warmer worden, maar de groepenkast of verdeler zal meer opwarmen.

Samenvattend. Bij het berekenen van de dikte van de kabel komt meer kijken dan alleen een vuistregel. Wees je bewust van alle factoren die komen kijken bij het bepalen van de dikte. Een kabel met de juiste dikte kan in de praktijk veel problemen voorkomen. Bepaal de dikte van je kabel met behulp van bijlage 52 van de NEN1010 of met goede kabelberekeningsoftware.

Wij vinden het superleuk als je je reactie wilt achterlaten. Klik op de reactieknop onderaan deze pagina. Alvast bedankt.