Afb. 1, 2, 3 (klik voor vergroting)

Smeltpatronen

Een smeltpatroon zal na een bepaalde tijd (t) aanspreken doordat de stroom in de smeltdraad of -strip met een weerstand R een zodanige energie (Q = warmte) ontwikkelt dat de temperatuur zodanig hoog wordt dat deze smelt: Q = Ι2 x R x t. Bij de selectiviteit moet een onderscheid worden gemaakt in selectiviteit bij een overbelasting en selectiviteit bij een kortsluiting.

Overbelasting

Het gedrag van een smeltpatroon in het overbelastingsgebied kan worden opgemaakt uit zogenaamde I-t diagrammen. Spelpatronen zijn selectief als de karakteristieken van de twee smeltpatronen elkaar niet overlappen, waarbij ook rekening moet worden gehouden met de tolerantie (figuur 2 en 3). Karakteristieken worden door fabrikanten beschikbaar gesteld.
Als de lijnen te dicht bij elkaar liggen (twee opeenvolgende nominale stroomwaarden) dan vallen de toleranties is elkaars gebied en is selectiviteit niet gegarandeerd.

Afb. 4, 5, 6 (klik voor vergroting)

Kortsluiting

Hoe smeltpatronen zich gedragen bij een kortsluiting kan niet worden opgemaakt uit de I-t-karakteristieken. Hiervoor stellen fabrikanten Ι2·t = f (Ιkort)-karakteristieken beschikbaar. De energie wordt in documentatie aangeduid als de Ι2·t-waarde en uitgedrukt in A2s.
Uitgaande van een bepaald smeltpatroon met een bepaalde smeltdraad of -strip is uitschakeling van een patroon stroom/ tijdafhankelijk. Ook hierbij geldt dat als de lijnen elkaar niet snijden of elkaar raken, er sprake is van selectiviteit.
Bij een kortsluiting ontstaat bij een toename van de stroom achtereenvolgens een snelle temperatuurstijging; de stip smelt door en er ontstaat een vlamboog. Ook de vlamboog voert nog stroom. Pas nadat de vlamboog is gedoofd is sprake van uitschakeling.

Door de volgende regels na te leven ontstaat selectiviteit bij het gebruik van twee smeltpatronen:
•    Ι2·t-waarden van de twee beveiligingen zijn selectief (controleren op basis van grafieken fabrikant);
•    selectiviteit blijkt uit de selectiviteitsdiagrammen (figuur 7);
•    Vuistregels zijn:

- F1 ≥ 1,6 · F2
- de nominale waarde van F1 is twee stappen hoger dan F2 (bijvoorbeeld F1 = 63 A, F2 ≤ 35 A).

Afb. 7, 8 (klik voor vergroting)

Installatieautomaten en combinaties

Voor installatieautomaten is het verhaal wat anders. In het overbelastingsgebied geldt om selectiviteit te krijgen, ook dat de karakteristiek van de hoofd- en subbeveiliging volledig dekkend moeten zijn. De lijnen in de grafiek mogen elkaar nergens kruisen. Dit geldt ook bij het gebruik van een smeltpatroon in combinatie met een installatieautomaat (figuur 8). Fabrikanten geven voor installatieautomaten de doorlaatenergie op. Deze wordt uitgedrukt in de Ι2·t-waarde. Bij een kortsluiting is het bij het gebruik van installatieautomaten of een combinatie van patroon-automaat noodzakelijk om de waarde van de potentiele kortsluitstroom te weten. Deze is minimaal als sluiting optreed aan het einde van de stroomkring en is het hoogste als deze zich direct achter de beveiliging voordoet (figuur 9). Bij een hoge kortsluitstroom is er een reële kans dat de doorlaatenergie van de hoofdbeveiliging F1 te laag is waardoor deze uitschakelt en er dus geen sprake is van selectiviteit.

Afb. 9, 10 (klik voor vergroting)

Conclusie

Als twee smeltpatronen in serie worden toegepast is selectiviteit goed in te regelen door te letten op de typen en de nominale stroomwaarden. Deze hoofdbeveiliging moet minimaal een factor 1,6 ofwel twee stappen hoger zijn.
Bij twee installatieautomaten of een combinatie is de selectiviteit slechts gegarandeerd tot een bepaalde waarde van de kortsluitstroom. Door de kortsluitstroom vooraf te bepalen en de juiste typen automaten te selecteren kan selectiviteit worden gegarandeerd. 

Tekst: Anton Kerkhofs