
De verwachte kortsluitstroom is de maximale stroom die door een elektrisch circuit kan vloeien tijdens een storing, ervan uitgaande dat de impedantie van beveiligingsinrichtingen en schakelcomponenten de kortsluitstroom niet significant beperkt. Het vertegenwoordigt de hoogst mogelijke kortsluitstroom die op een bepaald punt in de installatie kan optreden.
De prefrontale cortex (PFC) wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder:
Hogere kortsluitstromen treden doorgaans dichter bij de voedingstransformator op, waar de impedantie lager is.
De term PFC wordt vaak gebruikt als een algemene beschrijving van de beschikbare kortsluitstroom, terwijl PSCC en PEFC specifieke kortsluittypen beschrijven.
PSCC verwijst naar de foutstroom tussen stroomvoerende geleiders, zoals:
Een driefasige kortsluiting produceert over het algemeen een van de hoogste foutstroomniveaus, omdat de impedantie van het foutpad meestal erg laag is.
PEFC verwijst naar de stroom die vloeit tijdens een aardfout. De waarde is sterk afhankelijk van het aardingssysteem en de aardfoutlusimpedantie.
Bij veel elektrische inspecties worden zowel PSCC als PEFC gemeten, en de hoogste waarde wordt geregistreerd als de PFC van de installatie.
Beveiligingsapparaten zoals stroomonderbrekers , aardlekschakelaars , miniatuurstroomonderbrekers en zekeringen zijn ontworpen om foutstromen veilig te onderbreken voordat er schade ontstaat in een elektrische installatie.
Als de verwachte kortsluitstroom de uitschakelcapaciteit van de beveiligingsinrichting overschrijdt, kan de apparatuur tijdens een storing uitvallen, wat mogelijk ernstige schade aan de schakelinstallatie kan veroorzaken en de veiligheidsrisico's vergroot.
Nauwkeurige kortsluitstroomberekeningen helpen ingenieurs en elektriciens bij het selecteren van geschikte schakelapparatuur, het correct coördineren van beveiligingsvoorzieningen, het verminderen van vlamboogrisico's en het controleren of de uitschakeltijden voldoen aan de voorschriften voor elektrische bedrading.
Een 6kA miniatuurstroomonderbreker mag bijvoorbeeld niet worden geïnstalleerd in een circuit waar de gemeten kortsluitstroom hoger is dan 6kA, omdat de stroomonderbreker de kortsluiting mogelijk niet veilig kan onderbreken.
De meest gebruikte formule voor het berekenen van PSCC is:
Waar:
De totale impedantie omvat:
Naarmate de impedantie afneemt, neemt de foutstroom toe.
Neem bijvoorbeeld een driefasensysteem van 400 V, gevoed door een transformator van 500 kVA met een impedantie van 5%.
De vollaststroom bedraagt ongeveer 722A.
De berekende verwachte kortsluitstroom bedraagt ongeveer 14.4 kA.
Deze waarde zou vervolgens worden vergeleken met het onderbrekingsvermogen van de in het systeem geïnstalleerde beveiligingsapparaten.
Verschillende installatiekenmerken kunnen de kortsluitstroom verhogen of verlagen.
Grotere transformatoren produceren over het algemeen hogere kortsluitstromen omdat ze een lagere impedantie hebben. Naarmate de capaciteit van een transformator toeneemt, kan er meer stroom vloeien tijdens een storing.
Commerciële en industriële transformatoren hebben bijvoorbeeld doorgaans een hogere potentiële kortsluitstroom dan kleinere transformatoren voor huishoudelijk gebruik.
De impedantie van een transformator beïnvloedt ook de kortsluitstroom. Een lagere impedantie maakt een hogere kortsluitstroom mogelijk, terwijl een hogere impedantie deze juist beperkt.
Langere kabels verhogen de circuitimpedantie, waardoor de beschikbare foutstroom op het punt van de fout afneemt. Naarmate de kabellengte toeneemt, neemt ook de elektrische weerstand toe, waardoor de hoeveelheid stroom die kan vloeien tijdens een kortsluiting of aardfout wordt beperkt.
Om die reden hebben circuits die verder van de stroombron verwijderd zijn, doorgaans een lager potentieel kortsluitstroomniveau.
Grotere geleiders hebben een lagere elektrische weerstand, waardoor foutstroom gemakkelijker door het circuit kan vloeien. Naarmate de geleiderdikte toeneemt, neemt de impedantie van het circuit af, wat kan leiden tot een hogere potentiële foutstroom.
Dunnere geleiders creëren een hogere weerstand, wat kan helpen om de kortsluitstroom te beperken, maar ook de spanningsval en warmteontwikkeling onder belasting kan verhogen.
Verschillende soorten elektrische storingen produceren verschillende kortsluitstromen. Een driefasige storing genereert doorgaans de hoogste kortsluitstroom, omdat alle drie de fasen rechtstreeks met elkaar kortgesloten zijn met minimale impedantie in het storingspad.
Een fasefout produceert doorgaans een lagere stroomsterkte, omdat er slechts twee fasen bij betrokken zijn. De aardfoutstroom is sterk afhankelijk van de aardingsconfiguratie en de aardfoutlusimpedantie. In TN-systemen kunnen aardfoutstromen relatief hoog zijn, terwijl ze in TT-systemen aanzienlijk lager kunnen zijn.
Installaties die zich dicht bij onderstations bevinden, hebben vaak hogere PFC-waarden vanwege de lagere netimpedantie.
Stem de uitschakelcapaciteit van de stroomonderbreker af op de gemeten PFC met de beveiligingsapparaten van KRIPAL.
In de praktijk meten elektriciens de PFC meestal met een multifunctionele installatietester (MFT) of een speciale lusmeter.
Het instrument past kortstondig een testbelasting toe en berekent de beschikbare kortsluitstroom aan de hand van de gemeten impedantie.
PSCC wordt doorgaans gemeten tussen:
PEFC wordt gemeten tussen:
De hoogste meetwaarde wordt normaal gesproken geregistreerd als de PFC-waarde voor de installatie.
Een typische PFC-test begint met het isoleren van de stroomcircuits stroomafwaarts, indien nodig, om veilige testomstandigheden te garanderen. De tester wordt vervolgens aangesloten bij het begin van de installatie of rechtstreeks op de verdeelkast.
Na het selecteren van de PFC- of lusimpedantietestmodus op het instrument worden metingen verricht tussen fase en nul om de verwachte kortsluitstroom (PSCC) te bepalen, en tussen fase en aarde om de verwachte aardfoutstroom (PEFC) te bepalen.
Zodra beide metingen zijn verkregen, wordt de hoogste waarde doorgaans geregistreerd als de verwachte kortsluitstroom van de installatie.
PFC-testen worden vaak uitgevoerd bij hoofdschakelborden, verdeelborden, eindcircuits en commerciële schakelinstallaties om te controleren of beveiligingsapparaten in staat zijn om potentiële foutstromen veilig te onderbreken.
Om veilig circuitonderhoud en foutisolatie op deze testpunten (zoals hoofdschakelborden en verdeelborden) te garanderen, is het essentieel om stroomverdeel- en schakelapparatuur te selecteren met een hoge mechanische belastingstolerantie en betrouwbare afdichting.
De waterdichte scheidingsschakelaars en omhulde schakelinstallaties van de UKF-serie van KRIPAL worden bijvoorbeeld veelvuldig gebruikt in diverse industriële en buitengebruiksinstallaties voor stroomdistributie. Ze bieden systemen met duidelijke scheidingspunten en een robuuste behuizing voor een veilige en betrouwbare werking, zelfs in complexe kortsluitstroomomgevingen.
Zeer hoge kortsluitstromen kunnen ernstige veiligheids- en apparatuurrisico's in een elektrische installatie met zich meebrengen. Als de kortsluitstroom de uitschakelcapaciteit van een stroomonderbreker overschrijdt, kan het apparaat de kortsluiting mogelijk niet veilig uitschakelen. Hoge kortsluitstromen kunnen ook de vlamboogenergie verhogen en overmatige thermische en mechanische belasting op schakel- en verdeelapparatuur veroorzaken. In dergelijke gevallen zijn beveiligingsapparaten met een hogere kA-waarde nodig om de kortsluiting veilig af te handelen.
Een lage kortsluitstroom kan ook problemen veroorzaken, omdat sommige beveiligingsinrichtingen mogelijk niet snel genoeg reageren om de kortsluiting veilig te verhelpen.
Wanneer de kortsluitstroom te hoog is, kunnen technici verschillende maatregelen nemen om het risico te verkleinen en ervoor te zorgen dat het elektrische systeem veilig en conform de voorschriften blijft.
Een veelgebruikte oplossing is het installeren van stroomonderbrekers met een hogere nominale waarde die grotere kortsluitstromen veilig kunnen onderbreken zonder schade te veroorzaken. Stroombegrenzende zekeringen kunnen ook worden gebruikt om de piekenergie van de kortsluiting te verminderen en apparatuur stroomafwaarts te beschermen.
In sommige gevallen verhogen technici de kabelimpedantie door langere kabels of dunnere geleiders te kiezen, wat helpt om de hoeveelheid foutstroom die door het systeem vloeit te beperken. Aanpassingen aan de transformatorimpedantie kunnen ook de potentiële foutstroomniveaus verlagen door de beschikbare stroom tijdens een storing te beperken.
Bij grotere installaties kan de algehele lay-out van de stroomverdeling worden herzien om het beheer van kortsluitstromen te verbeteren, de coördinatie van de beveiliging te optimaliseren en de belasting van elektrische apparatuur te verminderen.
Elk beveiligingsapparaat heeft een nominale breeksterkte, bijvoorbeeld:
Het vermogen van het apparaat moet hoger zijn dan de maximaal verwachte kortsluitstroom op het installatiepunt.
Bijvoorbeeld:
| Gemeten PFC | Minimale stroomonderbrekerclassificatie |
|---|---|
| 4kA | 6kA stroomonderbreker |
| 8kA | 10kA stroomonderbreker |
| 18kA | 25kA stroomonderbreker |
Daarom wordt er normaal gesproken een kortsluitstroomtest uitgevoerd voordat schakelapparatuur wordt geselecteerd of vervangen.
Het testen van de potentiële kortsluitstroom (PSCC) maakt deel uit van de elektrische verificatie, inbedrijfstelling en het systeemontwerp. Nauwkeurige PSCC- en PEFC-waarden helpen ervoor te zorgen dat beveiligingsapparaten storingen veilig kunnen uitschakelen en dat installaties blijven voldoen aan de elektrische normen.
Ontdek ons assortiment elektrische beveiligingsoplossingen, ontworpen voor veilige en betrouwbare installaties.
Neem vandaag nog contact met ons op voor productinformatie, technische ondersteuning of advies over toepassingen.
PFC staat voor de totale beschikbare kortsluitstroom op een bepaald punt in een installatie, terwijl PSCC specifiek verwijst naar de kortsluitstroom tussen actieve geleiders.
PFC bepaalt of beveiligingsapparaten voldoende uitschakelvermogen hebben om kortsluitstromen veilig te onderbreken.
PFC wordt gemeten met behulp van installatietesters die de foutstroom berekenen op basis van de gemeten lusimpedantie.