Draadsectie Calculator — mm² voor Elektrische Kabels

Hoe de berekening werkt

Draadsecties voor elektrische installaties berekenen

Het correct bepalen van de draadsectie is een van de meest fundamentele taken in elektrotechnische installaties. Een onderdimensioneerde kabel oververhit, beschadigt de isolatie en vormt een brandgevaar; een overdimensioneerde kabel betekent onnodig materiaalkosten. Het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bbl) en de internationale norm NEN-EN 60364-5-52 schrijven twee cumulatieve criteria voor die bepalen welke sectie minimaal nodig is: de stroomvoercapaciteit en de maximale spanningsverlies. De geïnstalleerde kabel moet beide criteria tegelijk volgen.

Criterium 1: stroomvoercapaciteit

Het eerste criterium is rechtlijnig: de kabel moet de projectstroom kunnen voeren zonder dat de geleidertemperatuur de veiligheidsgrens van de isolatie overschrijdt. Voor koperkabels met PVC-isolatie in buis ingebed in beton of metselwerk (installatiemethode B2 volgens NEN-EN 60364-5-52), bedraagt de maximaal toelaatbare permanente temperatuur 70 °C.

De projectstroom (Ib) wordt berekend uit het werkelijk vermogen en het voedingstype:

Eenfasig (230 V): Ib = P / (V × cos φ) Driesfasig (400 V): Ib = P / (√3 × V × cos φ)

Een concreet voorbeeld: een motor van 3 kW op driesfasige voeding (400 V) met arbeidsfactor 0,9 vereist een projectstroom van Ib = 3000 / (1,732 × 400 × 0,9) = ongeveer 4,8 A per fase. Dit is een veel lagere stroom dan dezelfde motor op 230 V eenfasig, wat aantoont waarom driesfasige voeding voor industriële toepassingen voordelig is.

Met Ib bepaald, raadpleeg je de tabel met stroomvoercapaciteiten per genormaliseerde sectie voor methode B2, PVC-isolatie en kopergeleider. De referentiewaarden voor eenfasige circuits zijn: 1,5 mm² voert 15,5 A; 2,5 mm² voert 21 A; 4 mm² voert 27 A; 6 mm² voert 34 A; 10 mm² voert 46 A; 16 mm² voert 62 A; 25 mm² voert 80 A; 35 mm² voert 99 A. Voor driesfasige circuits zijn de waarden iets lager vanwege onderlinge opwarming van de drie actieve geleiders.

Je kiest de eerste genormaliseerde sectie waarvan de waarde Iz gelijk aan of hoger is dan Ib.

Criterium 2: maximaal spanningsverlies

Het tweede criterium beperkt het spanningsverlies langs de geleider. De elektrische weerstand van de kabel veroorzaakt een spanningsverlies dat evenredig is met de lengte en de stroomsterkte. In lange circuits leidt een te groot verlies tot een lagere spanning op de apparaten, wat hun werking, lichtopbrengst en de levensduur van motoren negatief beïnvloedt.

Het Bbl stelt deze grenzen: 3 procent voor verlichtingscircuits (gevoeliger voor spanningsvariaties) 5 procent voor stopcontacten en overige krachtcircuits

De minimale draadsectie voor het respecteren van het spanningsverlies bereken je met:

S_vd = (k × ρ × L × Ib) / ΔU_max

Hierin is k = 2 voor eenfasige circuits (de geleider legt de afstand heen en terug af) of √3 voor driesfasige, ρ = 1/56 Ω·mm²/m is de resistiviteit van koper op 20 °C, L is de kabellengte in meters en ΔU_max is het maximale spanningsverlies in volt (bijvoorbeeld 5 procent van 230 V = 11,5 V). Het resultaat S_vd is een continu waarde; je rondt af op de volgende genormaliseerde sectie.

Een praktijkvoorbeeld: een circuit van 40 meter eenfasig, 3 kW belasting, arbeidsfactor 1,0, maximaal spanningsverlies 5 procent. De projectstroom is Ib = 3000 / (230 × 1,0) = ongeveer 13 A. Het maximale spanningsverlies is 5 procent van 230 V = 11,5 V. De vereiste sectie voor spanningsverlies is S_vd = (2 × 1/56 × 40 × 13) / 11,5 = ongeveer 2,0 mm². Dit zou naar 2,5 mm² worden afgerond. Echter, het stroomcriterium vereist Iz ≥ 13 A, dus 2,5 mm² (Iz = 21 A) voldoet aan beide criteria.

Uiteindelijke sectie: het grootste van beide criteria

De geïnstalleerde draadsectie is altijd het grootste van wat vereist is voor het stroomcriterium en wat vereist is voor het spanningsverliescriterium. In korte circuits (meestal minder dan ongeveer 15 meter) domineert het stroomcriterium. Naarmate de lengte toeneemt, wordt het spanningsverliescriterium de beperkende factor en vereist dit steeds dikkere kabels voor dezelfde projectstroom.

In lange circuits kan het spanningsverlies snel restrictief worden. Bijvoorbeeld, een 2,5 mm² kabel van 50 meter eenfasig met 16 A heeft een spanningsverlies van ongeveer (2 × 1/56 × 50 × 16) / 11,5 = ongeveer 2,5 V, wat neerkomt op 1,1 procent. Dit valt onder de 5 procent limiet. Echter, een zelfde 2,5 mm² kabel van 100 meter zou 2,2 procent spanningsverlies hebben, en bij 200 meter loopt dit op tot 4,4 procent, steeds stijgend. Bij nog langere afstanden zou een grotere sectie nodig zijn om binnen de 5 procent te blijven.

Deze calculator past automatisch beide criteria toe en geeft aan welke sectie in mm² wordt aanbevolen, het werkelijke spanningsverlies met die sectie en de geschikte genormaliseerde automaat.

Bescherming met automaat

De automaat (aardlekschakelaar of magnetische schakelaar) die stroomopwaarts van het circuit is geplaatst, moet een nominale stroom hebben die gelijk aan of groter is dan Ib, maar nooit groter dan de stroomvoercapaciteit Iz van de gekozen kabel. Deze calculator stelt de laagste genormaliseerde waarde voor die aan Ib voldoet, uit de serie NEN-EN 60898-1: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 en 100 A. Bij installaties met aardlekbeveiliging worden de automaat en de aardlekschakelaar coördineerd gekozen door de elektricien.

Installatiemethode B2 en andere situaties

Deze calculator gebruikt installatiemethode B2 volgens NEN-EN 60364-5-52, die overeenkomt met kabel in buis ingebed in muur of plafond van beton of metselwerk, omgevingstemperatuur 30 °C. Dit is de meest gebruikelijke methode in woningen in Nederland voor verlichting en stopcontacten. Voor andere installatiemethoden (ondiepe buizen, in open buizen, op kabelgoten), gelden andere stroomvoercapaciteitswaarden en moeten correctiefactoren uit de norm worden toegepast. De verantwoordelijke elektricien past deze factoren toe op basis van de werkelijke routering.

Correctie voor aggrautine van kabels

Wanneer meerdere kabels naast elkaar in dezelfde buis of trunking worden geïnstalleerd, warmen zij elkaar op, wat de stroomvoercapaciteit vermindert. De NEN-EN 60364-5-52 biedt correctiefactoren: bijvoorbeeld, voor drie kabels in dezelfde buis is de factor ongeveer 0,7. Dit betekent dat de werkelijke Iz van elke kabel met ongeveer 30 procent moet worden verminderd. Een 2,5 mm² kabel die in isolement 21 A kan voeren, zou in een buis met twee andere kabels slechts ongeveer 14,7 A kunnen voeren. De calculator geeft een eerste schatting uit, maar voor installaties met meerdere circuits moet de elektricien deze correctiefactoren toepassen.

Wanneer een vakperson raadplegen

Deze calculator biedt een oriëntatief eerste inzicht. Het definitieve ontwerp van een elektrische installatie moet worden gemaakt door een erkende elektricien. In Nederland moeten nieuwe installaties en ingrijpende wijzigingen aan bestaande installaties voldoen aan het Bbl, waarbij een erkende installateur deze werk moet uitvoeren en certificeren. De elektricien draagt de eindverantwoordelijkheid en handelt volgens lokale eisen en toezicht.

NEN-EN normen en nationale interpretaties

De Europese normen NEN-EN 60364 zijn in Nederland vertaald en geharmoniseerd als NEN-normen voor elektrische installaties in gebouwen. Deze calculator verwijst naar NEN-EN 60364-5-52 voor de stroomvoercapaciteitswaarden en werkingsmethoden. Voor nieuwe projecten en wijzigingen moet de elektricien altijd de geldende uitgave van de relevante NEN-normen raadplegen.