Kortsluiting en Overbelasting: Wat zijn de verschillen?
08 juni 2020 
9 min. leestijd

Kortsluiting en Overbelasting: Wat zijn de verschillen?

De termen kortsluiting en overbelasting zijn belangrijke uitgangspunten bij het ontwerp van een elektrische installatie. De installatie ontwerp je vanaf de verst gelegen wandcontactdoos tot aan de binnenkomende leiding van het energiebedrijf. Maar wat zijn nu de verschillen tussen kortsluiting en overbelasting, en welke beveiligingscomponenten kun je toepassen?

Wat is overbelasting?
Wat is kortsluiting?
Beveiligingscomponenten

Wat is overbelasting?

Overstroom in een elektrische stroomketen die niet is veroorzaakt door een kortsluiting of door een aardfout

Zoals in de NEN1010 (par. 2.11.15) gebruikt wordt als definitie voor de term overbelastingsstroom:

Met deze definitie kunnen we nog niet veel. We weten nu dat overbelasting verschilt van een kortsluiting of aardfout. Maar dat wisten we ook al. Daarom is het handiger om naar de praktijk te kijken.Warmteontwikkeling bij overbelasting kan brand ontstaan

In de praktijk spreken we van een overbelasting als de stroom die door de installatie vloeit groter is dan waarvoor de installatie oorspronkelijk ontworpen is. Deze overbelasting zorgt voor extra warmteontwikkeling en dat kan leiden tot het afschakelen van beveiligingscomponenten. In de groepenkast kan dit bijvoorbeeld leiden tot het aanspreken van een installatieautomaat of een aardlekautomaat. Blog: In 5 stappen de juiste installatieautomaat.

Deze beveiligingscomponenten hebben als taak om te voorkomen dat er langdurig een hoge stroom door de installatie loopt. Er ontstaat warmteontwikkeling bij een hoge stroom, deze neemt snel toe. De warmte ontwikkelt zich immers kwadratisch met de stroom: Warmte = I² x R, oftewel de stroom in het kwadraat maal de weerstand.

Warmteontwikkeling door overbelasting = I²  x R

Het gevolg van deze warmteontwikkeling kan er toe leiden dat materialen sneller verouderen en in het ergste geval kan er brand ontstaan. Op termijn kan dit zeer onveilige situaties veroorzaken. In sommige gevallen heb je te maken met een inschakelpiek (korte hoge stroom), indien je uitschakeling wilt voorkomen door een inschakelpiek, lees dan dezze blog: B of C karakteristiek? Welke karakteristiek moet ik toepassen?

Wat is kortsluiting?

In de NEN1010 (par. 2.14.10) gebruikt men de volgende definitie voor de term kortsluiting:

“Het onopzettelijk of opzettelijk geleidende pad tussen twee of meer geleidende delen dat het elektrisch potentiaalverschil tussen deze geleidende delen terugdringt tot nul of nagenoeg nul”

In de elektrische installatie van een woning gaat het vaak om een ongewenste situatie waarbij twee geleidende delen met elkaar in aanraking komen en een zeer hoge stroom van enkele kilo Ampères (kA) veroorzaken. Elektrische stroom neem altijd de weg van de minste weerstand. Bij kortsluiting ontstaat er een “nieuwe weg”. Deze weg heeft minder weerstand, wat weer meer stroom tot gevolg heeft.

Kortsluiting is één van de oorzaken van het ontstaan van vlambogen. Maar ook één van de oorzaken van het “uitbranden” van een zwak punt of verbinding in een kabel, indien het beveiligingscomponent niet op tijd uitschakelt. Een gevolg van kortsluiting is vaak brand in de kabel waarin deze is ontstaan, met alle gevolgen van dien.

Beveiligingscomponenten

Er zijn verschillende soorten beveiligingen om de ongewenste gevolgen van overbelasting en kortsluiting te voorkomen. De eenvoudigste is een “zekering”. De eerste zekeringen waren smeltveiligheden, ook wel Diazed genoemd. Vandaar dat een groepenkast ook wel stoppenkast werd genoemd. Tegenwoordig gebruikt men mechanische en/of elektronische zekeringen, zoals een installatieautomaat of een aardlekautomaat.

Een aardlekschakelaar alleen is niet voldoende

Een aardlekschakelaar alleen is niet voldoende. Deze biedt met name persoonsbeveiliging, wanneer je kortsluiting maakt tussen een toestel en de aarde.

 

GroepenKast met Installatieautomaten

Groepenkast met installatie automaten biedt beveiliging tegen kortsluiting en overbelasting.

Omdat de desbetreffende groep uitschakelt bij overbelasting of kortsluiting, is het belangrijk dat de installatie is opgedeeld in meerdere groepen. In de ontwerpfase is het zaak om rekening te houden met een goede verdeling van de groepen. Zo is het aan te bevelen om bijvoorbeeld op de verdieping van de woning de groepen van de slaapkamers en de overloop te scheiden. Op 123Groepenkast.nl staan verschillende soorten en maten installatieautomaten, bekijk hier de actuele prijzen per merk: 123Groepenkast.nl

Installatieautomaten

De functie van de installatieautomaat is om de installatie te beschermen tegen mogelijke overbelasting (thermische beveiliging) en kortsluiting (magnetische beveiliging).

Volgens de NEN1010 (par. 411.3.2.) moet de installatieautomaat voldoen aan de volgende definitie:

“Automatische uitschakeling van de voeding bij het optreden van een fout

In een installatieautomaat loop de stroom door een bimetaal. Indien deze stroom te groot is, vervormt het metaal. Men noemt dit thermische beveiliging en is bedoeld om overbelasting af te schakelen.

Tevens heeft de installatieautomaat een elektromagneet. Op het moment van een kortsluiting ontstaat er magnetisme. Dit activeert een pinnetje om de automaat uit te schakelen. De kortsluitstroom is dan heel hoog, en de tijd van uitschakelen heel kort.

Uitschakelkarakteristiek

Installatieautomaten en aardlekautomaten (een aardlekschakelaar en automaat in één behuizing) zijn verkrijgbaar in verschillende uitschakelkarakteristieken. Deze karakteristiek heeft invloed op de elektromagnetische uitschakeling. De B-, C- en D-karakteristiek komen het vaakst voor in installaties. Echter de meest voorkomende in woningen is de B-karakteristiek.

  • B-karakteristiek voor algemene groepen
  • C-karakteristiek voor groepen met stroompieken, zoals airco’s
  • D-karakteristiek voor groepen met hoge aanloopstromen, zoals motoren

De thermische uitschakeling is voor de bovengenoemde karakteristieken gelijk. De elektromagnetische uitschakeling is verschillend in het kortsluitgebied voor de nominale stroom (Inom).

  • B-karakteristiek tussen 3 x Inom en 5 x Inom
  • C-karakteristiek tussen 5 x Inom en 10 x Inom
  • D-karakteristiek tussen 10 x Inom en 20 x Inom

De elektromagnetische uitschakeling van een B-karakteristiek moet bij 5 x Inom binnen 0,1 seconde afschakelen. Maar bij de C-karakteristiek is dit bij 10 x Inom.

Een volledige blog de keuze tussen een B of C karakteristiek voor jouw situatie vind je hier: B of C karakteristiek? Welke karakteristiek moet ik toepassen?

De nominale stroom van automaten is afhankelijk van de omgevingstemperatuur. De waarde die op de automaat staat, is bepaald bij 30 graden. Bijvoorbeeld een B16 automaat heeft een Inom van 16A bij 30 graden. Bij 55 graden is de Inom 13,8A.

Opwarming ontstaat niet alleen door de omgevingstemperatuur. Maar ook door de naastgelegen automaten en natuurlijk door de continue stroom door de automaat zelf. Bij het toepassen van tegen elkaar geplaatste automaten moet je daarom een correctiefactor toepassen. Deze factor is bij bijvoorbeeld meer dan 6 automaten 0,85.

Specificaties installatieautomaat

ABB stotz automatische zekering

Eerste automatische zekering

Een installatieautomaat moet aan verschillende specificaties voldoen. Naast de uitschakelkarakteristiek zijn ook de kA-waarde en de stroombegrenzingsklasse belangrijke gegevens. Voor de installatieautomaat zijn er twee normen:

  • IEC 60898-1 | Elektrotechnisch installatiematerieel – installatieautomaten voor huishoudelijke en soortgelijke installaties
  • IEC 60947-2 | Laagspanningsschakelaars | Vermogenschakelaars

Voor huishoudelijke installaties pas je dus de IEC 60898-1 toe. Onder huishoudelijke installaties verstaat men bijvoorbeeld woningen, sportkantines, winkels en kantoren. De IEC 60947-2 is daarentegen bedoeld voor commerciële en industriële omgevingen.

De testprocedures en voorwaarden verschillen per norm. Deze verschillen zitten bijvoorbeeld in de kortsluitvermogens, vervuilingsgraden en stroomvastheid. Een opvallend verschil is de bediening van de installatie. In de eerste norm is de bediening door leken, en in de tweede norm door geïnstrueerd personeel.

Kortom installatieautomaten die alleen geschikt zijn voor de IEC60947-2 mogen niet bediend worden door leken. Het is dus niet gewenst om deze toe te passen in de woningbouw.

Let op: automaten voor de huishoudelijke en de commerciële en industriële omgeving zijn NIET uitwisselbaar

De normen zijn NIET uitwisselbaar. Een component voor de woningbouw kun je dus niet toepassen in een industriële omgeving. Het komt voor dat iemand een automaat meeneemt van zijn werk en deze thuis toepast. Maar hierbij vergeet diegene dat de waardes zijn gebaseerd op andere testprocedures en omstandigheden. De nominale stoot-houdspanning is bijvoorbeeld verschillend, en vergeet ook de kA waardes niet.

Smeltveiligheden

Ten slotte beveiligt de smeltveiligheid, net als de installatieautomaat, ook tegen overbelasting en kortsluitstroom. In de volksmond noemt men een smeltveiligheid ook wel een zekering. Bij een “overstroom” wordt de zekering dusdanig warm, dat het opgebrachte tin (tinlegering) met de smeltgeleider reageert. De reactie zorgt voor een vermenging.Warmteontwikkeling bij overbelasting kan brand ontstaan

Hierdoor krijgt de smeltgeleider plaatselijk een hogere weerstand wat uiteindelijk tot meer warmte leidt waardoor die zal smelten. Dit proces is onomkeerbaar, in tegenstelling tot dat van installatieautomaten. Bij de fabricage van de smeltgeleider is tegenwoordig rekening gehouden met periodieke overbelasting.

De tijd van vermengen tot doorsmelten is hierdoor zeer klein ten opzichte van de smeltkarakteristiek. Daardoor is de kans op veroudering door periodieke overbelasting klein.

De meeste uitvoeringen zijn voorzien van een melddraad die aanspreekt op het moment dat de smeltgeleider is doorgesmolten. Door deze verklikker is het eenvoudig om te herkennen of een zekering wel of niet is aangesproken.

Evenals bij de installatieautomaten zijn zekeringen in verschillende uitvoeringen verkrijgbaar. In woningen gebruikte men in het verleden vaak diazed smeltpatronen als hoofdbeveiliging van een woning. Tegenwoordig kom je deze installaties nog tegen en zijn diazed patronen nog steeds verkrijgbaar.

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

Ps. Lijkt het je leuk om ook een artikel te schrijven, of ken je iemand die dat wil? Laat het ons weten!

Over de schrijver
Luc startte in 1991 in de installatietechniek. In 2013 is hij gestart met zijn eerste webshop in technische installatiematerialen 123GroepenKast.nl. Datzelfde jaar schreef hij zijn eerste e-boek over het aansluiten van een groepenkast. Vanuit zijn passie voor de techniek publiceerde hij meerdere kennis artikelen met als doel om de technische vakkennis op een hoger niveau te krijgen. Te vaak ziet hij in de praktijk technische installaties die zijn aangelegd met een gebrek aan technische kennis. Door de kennis terug te brengen, samen met het vakmanschap van de RegioInstallateur wordt een betrouwbare, en bovenal veilige technische installatie opgeleverd. Tegenwoordig houdt Luc zich bezig met de ontwikkeling van de RegioInstallateur en Installo.
Theo
Door

Theo

op 16 Jun 2020

Bedankt voor jullie interessante artikelen, ga zo door. Leuk om een afbeelding van de ABB Stotz tegen te komen. Een tijdje terug heb ik deze nog vervangen.

Luc Lageweg
Door

Luc Lageweg

op 16 Jun 2020

Beste Theo, bedankt voor je reactie. De ABB Stotz is de eerste "automatische stroomonderbreker" met thermomagnetische uitschakeling, die opnieuw kon worden ingeschakeld in tegenstelling tot de zekering die elke keer vervangen moet worden. In 1924 werd het patent ontvangen voor deze voorloper van de installatieautomaat.

Ed Deijkers
Door

Ed Deijkers

op 16 Jun 2020

Inderdaad, het is zeker de moeite waard goed geïnformeerd te zijn over deze zaken. Ik zie vaak beveiligingen tegen overstroom, met de bedoeling het apparaat aan het eind te beveiligen. Echter, een apparaat beveiligen die aan het eind van de keten is aangesloten tegen kortsluiting in het circuit ervóór is een nutteloze zaak. Immers de kortsluitstroom zal plaatsvinden vóór de motor, daar heeft deze geen last van. Een kortsluitin, in dit geval de motor, in het apparaat zelf, heeft het effect en noodzaak dat alleen het circuit ervóór beveiligd moet worden. Op zich allemaal logisch ervanuitgaand dat alles netjes en correct is aangesloten. Dit hele verhaal heeft eigenlijk een ander doel. Daarmee doel ik op de NUL. In mijn 47 jarige loopbaan, ik werk nog steeds, heb ik zo vaak geconstateerd dat de NUL aansluiting een oorzaak is van brand in woningen en bedrijven. Een onderschatte oorzaak in de elektrotechnische techniek. Door resonantie in de nulleider gaan schroefbevestigingen los zitten! Ondanks alle technische ontwikkelingen in de moderne 2020 tijd is dit nog steeds een ding wat zeker, in de oudere installaties, voor brandgevaarlijke situaties zorgt. Dit is een oud dingetje wat ook de moderne installatieautomaten nite oplossen. I2xR is beslist een serieus ding!

Luc Lageweg
Door

Luc Lageweg

op 17 Jun 2020

Beste Ed, bedankt voor je reactie. Het lostrillen van de verbindingen is vaak niet bekend. Wij adviseren altijd om (regelmatig) de schroefverbindingen aan te draaien met een momentschroevendraaier. Deze verbindingen veroorzaken op voorhand ook warmte, dus met een warmtemeter kun je verbindingen die losgaan al vroegtijdig opmerken en daarmee vlambogen voorkomen. Over vlambogen hebben wij een paar weken geleden een artikel geschreven: https://installo.nl/vlambogen-voorkomen/

Richard
Door

Richard

op 16 Jun 2020

Leuk en erg leerzaam deze artikelen ! Bedankt !

LuPo
Door

LuPo

op 16 Jun 2020

Heel leerzaam dit ga er vooral mee door. En de reactie er op zijn vaak ook interessant en opbouwend. En daar worden we allemaal wijzer van.

Harold
Door

Harold

op 16 Jun 2020

Altijd interessant om deze stukjes te lezen. Het meeste wist ik al maar van die correctiefactor bij naast elkaar gemonteerde automaten wist ik nog niet.... nu dus wel! Bedankt en vooral doorgaan!

Louis
Door

Louis

op 16 Jun 2020

Ik vond het Prima Chief en stel het echt op prijs al die info's

Ir. R.A.J. Sjerp
Door

Ir. R.A.J. Sjerp

op 16 Jun 2020

Ik heb het artikel door een paar van onze monteurs laten lezen (KabelTV en glasvezel). Het is op een paar technische termen na goed leesbaar en begrijpelijk. compliment. Let wel even op de spelling. laat de tekst nalezen door een derde.

Menno van Heek
Door

Menno van Heek

op 16 Jun 2020

Ik lees ze , als bijna gepensioneerd technicus , altijd graag en blijf lekker op de hoogte . De eerste stotz ken ik ook nog🙈

Jules
Door

Jules

op 16 Jun 2020

Altijd weer interessante artikelen. Zelf ooit in de 70er jaren van de vorige eeuw elektrotechniek geleerd, daarna in mijn vrije tijd veel met elektra bezig geweest, beroepsmatig ben ik in de elektrotechniek eigenlijk nooit bezig geweest op enkele stageplekken na.

Goos
Door

Goos

op 16 Jun 2020

Echt interessante stukjes lees het met plezier,factor 0,85 had ik ook nog nooit van gehoord.

Siene de Vries
Door

Siene de Vries

op 17 Jun 2020

Goed stuk, Bedankt.

Jos
Door

Jos

op 18 Jun 2020

Altijd goed dit soort informatie en maakt je weer bewuster om goede keuzes te maken en na te denken voordat je iets gaat installeren, bedankt

Henri Derksen
Door

Henri Derksen

op 18 Jun 2020

Dit soort informatie moet je vooral blijven verstrekken, want dan kunnen er veiligere installaties worden aangelegd met kwalitatief betere spullen en dus langere levensduur. Alleen van die 0,85 correctiefactor had ik nog nooit gehoord. Moet je dan zekeringautomaten van 19 i.p.v. 16 A. plaatsen? Het lijkt mij slimmer om dan tussen elke automaat 4 mm ruimte te houden met een soort afstandsblokjes o.i.d. zodat de warmte rondom een automaat beter kan worden afgevoerd, desnoods zelfs in een wat grotere zekeringen kast een ventilator voor geforceerde luchtkoeling. In de beroepsbinnenvaart wordt dat laatste veel gedaan. Daarnaast zag ik een advertentie van Eaton voor een AFDD+ wat een Arc Fault Detection Device is met VlamBoogBeveiliging, OverStroomBeveiliging, KortSluitBeveiliging, AardLekBeveiliging en ze noemden ook nog een Aanvullende Beveiliging, maar wat daarmee bedoeld werd is me een raadsel. De foto toonde een dubbelpolige C40 versie. Een flink naadele van AarLekSchakelaar en Zekekering Automaat in een, vind ik dat het lastiger foutzoeken is, want je weet niet wat de reden van afschakelen was. Zelf voel ik dan veel meer voor aparte AardLekSchakelaars en aparte Zekeringautomaten. Daarnaast weten slechts weinigen dat je geen AC automaten mag gebruiken in DC installaties, b.v. op schepen speelt dat vaak. Met veel moeite heb ik ooit een offerte gehad voor DC automaten, maar meestal worden ook daarvoor AC automaten gebruikt. Bij DC heb je namenlijk veel sneller last van vastlassen van contacten, dan bij AC. Het mooitste is om AC in te schakelen op een nuldoorgang. vooral bij audio speelt dat. Een collega schipper had een AardLekSchakelaar in zijn 24 Vdc= in stallatie gemonteerd, en toen moest ik wel de marifoon antenne kabel aanpassen omdat de Aardlek steeds afschakelde. De retourstoom liep dus ook via een anderer weg (via het casco) terug naar de scheepsaccu's. Voor meer informatie, zie mijn 139 ScheepsElectroSchema's op: met ook veel 3 Fasen techniek. In de loop der vele jaren heb ik geleerd dat voor hoge Amperages de contact oppervlakte belangrijk is, en voor hogere spanning de isolatie afstand, ter voorkoming van paralelle vlambogen en warmteophoping. Bekabeling wordt nog al eens licht gekozen bij grotere stromen, met name bij lage spanning een knelpunt. Nautische electro groet van Henri Derksen te Arnhem.

Luc Lageweg
Door

Luc Lageweg

op 19 Jun 2020

Beste Henri, Als antwoord op je vraag voor de factor 0,85. Bij het ontwerp en storingszoeken moet je dus rekening houden met deze factor. Het kan zijn dat een stroom van 15A de automaat al uitschakelt als deze te warm is. Het liefst heb je natuurlijk helemaal geen hete/warme groepenkast i.v.m. brandgevaar.

Fons Alfonsi
Door

Fons Alfonsi

op 21 Jun 2020

Duidelijk uitleg wat prettig weg leest, zeker voor (vak)mensen met beperkte E - achter grond. Krijg vaak vragen van kennissen / vrienden over elektra, en dan is het moeilijk om het te verwoorden zonder in vaktaal te vervallen.. Met deze uitleg snapt 90% wel het verschil denk ik.

Karl
Door

Karl

op 28 Oct 2020

Weer een goed artikel, compliment. Ik lees: ‘ Bij een overspanning wordt de zekering dusdanig warm, dat het opgebrachte tin (tinlegering) met de smeltgeleider reageert.’ Moet daar niet overstroom staan?

Noud Goossens
Door

Noud Goossens

op 02 Dec 2020

Heb je ook iets over spanningsvereffening? Hoe te meten? Interessant(e) artikel(en)

Ricardo Lageweg
Door

Ricardo Lageweg

op 14 Dec 2020

Beste Noud, Wij nemen dit mee in het maken van de artikelen! Binnenkort meer :).

A.J. Welmers
Door

A.J. Welmers

op 04 Jan 2021

Mooi artikel. Kan je een artikel schrijven over het installeren van extra installatie automaat en/of aardlekschakelaar in een schuur in een situatie waar de inde verdeelkast van een huis een automaat van 16Amp een leiding naar die schuur zekert. In de schuur wordt gelast en allerhande kleine en middelgrote machines gebruikt, die de automaat in de verdeelkast overbelast.

C.W. Vooijs
Door

C.W. Vooijs

op 17 Jan 2021

Ik heb genoten tijdens het lezen van dit artikel. Het is een mooi navolgbaar verhaal in begrijpelijke taal geschreven.

Bennie de Jong
Door

Bennie de Jong

op 04 Oct 2021

Goed artikel. Ik heb alleen een vraag over besturingskast wil beveiligen tegen kortsluiting in de industrie. Wanneer ben je voldoende beveiligd, welke componenten moet je gebruiken in je installatie en is er ook een norm die hier iet over zegt. Alvast bedankt.

Luc Lageweg
Door

Luc Lageweg

op 05 Oct 2021

Beste Bennie. Je gebruikt hiervoor een installatieautomaat. Een installatieautomaat beveiligd de achterliggende groep tegen zowel overbelasting als kortsluiting.

Reactie plaatsen
arrow_drop_up arrow_drop_down