Groepsbelastingstroom vervangt gelijktijdigheidsfactor (2024)

In mei van dit jaar is de derde editie van de NEN/EN/IEC 61439 ‘laagspanningsschakel- en verdeelinrichtingen’ uitgekomen. Het betreft vooralsnog de delen 1 en 2; de overige delen zullen de komende jaren hierop aangepast worden.

Er zijn veel wijzigingen doorgevoerd, maar er is één wijziging die echt in het oog springt: dat is de introductie van de term ‘groepsbelastingstroom’, in het Engels ‘group rated current’. Feitelijk gaat deze term de gelijktijdigheidsfactor vervangen. En de term is belangrijk voor de warmtehuishouding in verdeelsystemen. Reden te meer om hier aandacht aan te besteden

In de ‘oude’ NEN-EN-IEC 61439 werd de term ‘gelijktijdigheidsfactor’ gehanteerd. Indien de klant geen specifieke eisen ten aanzien van de gelijktijdigheidsfactor stelt, hetgeen bij veel utiliteitsinstallaties het geval is, wordt doorgaans de voorgeschreven ‘veronderstelde belasting’ (lees: ‘gelijktijdigheidsfactor’) uit de EN-IEC 61439 aangehouden. Op basis van deze in de norm genoemde waarden wordt in de praktijk in kantoorgebouwen vaak de factor 0,6 ofwel 60 procent aangehouden. In de industrie, waar sprake is van veel motorische belastingen, ligt de factor hoger en is 0,8 ofwel 80 procent een veel toegepaste.

De gelijktijdigheidsfactor is van groot belang voor de temperatuurstijgingen binnen het verdeelsysteem. Zoals in de inzet aangegeven, zijn de temperatuurstijgingen in eerste benadering evenredig met de stroom in het kwadraat. Een belasting van 60 procent van de eindgroepen levert een temperatuurstijging op die ‘slechts’ een derde is vergeleken bij een belasting van 100 procent.

De energietransitie brengt ook voor verdeelsystemen aandachtpunten met zich mee. Een belangrijk aspect is een verhoging van de belasting van eindgroepen. Was ‘vroeger’ een verdeelsysteem voor een gebouw veelal standaard voorzien van een gelijktijdigheidsfactor van 0,6 ofwel 60 procent, nu zijn er steeds meer situaties dat dit niet meer toereikend is. Dat geldt bijvoorbeeld voor laadpalen en PV (zonnepanelen). Zo staat in NEN 1010 in hoofdstuk 722 (laadinrichtingen voor elektrische voertuigen) dat er van een gelijktijdigheidsfactor van 1 ofwel 100 procent uitgegaan moet worden. En voor PV-installaties staat in de nieuwe NEN-/EN-IEC 61439-2 dat er standaard uitgegaan moet worden van een gelijktijdigheidsfactor van 100 procent.

En dit maakt het wel lastig: verdeelsystemen konden altijd al meerdere gelijktijdigheidsfactoren hebben, maar nu gaan we dat in toenemende mate zien. Bijvoorbeeld de eindgroepen 1 t/m 7 hebben een gelijktijdigheidsfactor van 0,6, groep 8 en 9 een gelijktijdigheidsfactor van 0,9 en groep 10 een gelijktijdigheidsfactor van 1. En dat maakt het er niet makkelijker en zeker niet overzichtelijker op: je hebt dan een goede specificatie nodig van zowel de nominale stromen van de eindgroepen alsook van de verschillende gelijktijdigheidsfactoren en de bouwer van het verdeelsysteem zal er rekening mee moeten houden bij het ontwerp.

In schakel- en verdeelsystemen voeren ingebouwde (schakel)componenten, alsmede interne bedrading en eventueel aanwezige railsystemen, stroom. Dit geeft een warmteontwikkeling I²R die leidt tot temperatuurstijgingen.

Zodra de temperatuur gaat stijgen, treedt er ook koeling op. Voor koeling zijn er drie mechanismen voor warmteafvoer: geleiding, convectie en straling. In de uiteindelijke eindtemperatuur die bereikt wordt, is er sprake van een balans: de hoeveelheid warmteontwikkeling die vrijkomt, is gelijk aan de hoeveelheid warmte die door koeling wordt afgevoerd.

De basisregel, indien straling verwaarloosd wordt, is: temperatuurstijging is recht evenredig met de stroom in het kwadraat.

En daar kan in de praktijk handig gebruik van gemaakt worden om snel inzicht te krijgen. In de afbeelding is in de grafiek het kwadratische verband weergegeven tussen belasting in procenten en temperatuurstijging in procenten. Uitgangspunt is dat 100 procent belasting 100 procent temperatuurstijging geeft.

Voor het thermisch gedrag van een schakel- en verdeelsysteem waren altijd drie specificaties van belang:

I_nA: de toegekende stroom voor het gehele verdeelsysteem

Praktisch is dit de maximale stroom waarmee de voeding(en) van het verdeelsysteem maximaal belast kan worden.

I_nc: de toegekende stromen voor de individuele eindgroepen

Dit is de maximale stroom die een eindgroep kan voeren, als deze ‘in zijn eentje belast wordt’. Heel belangrijk is dat deze stroom niet altijd gelijk is aan de nominale stroom van de component, bijvoorbeeld een automaat, van de eindgroep. In een aantal gevallen vereist het voorschrift zelfs dat deze maximaal 80 procent van de nominale stroom van de component mag zijn.

De gelijktijdigheidsfactor

De gelijktijdigheidsfactor is de mate waarmee de eindgroepen van het verdeelsysteem continu en gelijktijdig kunnen worden belast zonder dat de temperaturen te hoog worden. De definitie hiervan is:

In editie 3 (2021) is de term group rated current ingevoerd. Het is nog even zoeken hoe we dit in het Nederlands gaan vertalen, maar ‘groepsbelastingstroom’ lijkt dicht in de buurt te komen.

Vrij vertaald is de definitie van de ‘groepsbelastingstroom’: de toegekende groepsbelastingstroom van een circuit is de stroom waarmee dit circuit continu kan worden belast, samen en gelijktijdig met alle andere circuits in het verdeelsysteem, zoals gespecificeerd door de oorspronkelijke fabrikant. Deze stroom moet kunnen worden doorgevoerd zonder dat de temperaturen te hoog zullen worden. Het symbool voor de ‘groepsbelastingstroom’ is: I_ng.

Als je de definitie goed leest, blijkt dat de ‘groepsbelastingstroom’ feitelijk gelijk is aan de gelijktijdigheidsfactor maal de toegekende stroom I_nc. Nu kan het lijken dat het ‘lood om oud ijzer’ is, maar een fabrikant van een verdeelsysteem moet nu per eindgroep een stroomwaarde opgeven. En dat is wel zo duidelijk

In de tabel zijn bewust voorbeelden gegeven waarbij de nominale stroom van een groep, I_nc, niet gelijk is aan de nominale stroom van 16A van de ingebouwde automaat. En dat kan heel goed voorkomen in de praktijk. En als de gelijktijdigheidsfactor niet overal hetzelfde is, moet je weten welke factor hoort bij welke eindgroep. Er zijn dus wel wat variabelen en die moeten dan ook nog bekend zijn.

De ‘groepsbelastingstroom’ maakt dat eenvoudiger: de fabrikant (of paneelbouwer) van het verdeelsysteem moet de ‘groepsbelastingstroom’ met een stroomwaarde opgeven. En dat is veel eenduidiger, een berekening is niet meer nodig.

Meer informatie over Laagspanningsschakelmaterieel en – systemen (NEC 121)? Neem contact op met: