Kortsluitstroomcapaciteit (SCCR)

De Short Circuit Current Rating (SCCR) geeft de kortsluitstroombestendigheid van elektrische installaties en schakelkasten aan volgens Noord-Amerikaanse veiligheidsnormen. De SCCR-waarde geeft aan welke maximale kortsluitstroom elektrische apparatuur onder vastgestelde omstandigheden veilig kan weerstaan.

Verband met de UL-eisen

De NFPA 79 schrijft onder bepaalde voorwaarden het gebruik van een overspanningsbeveiliging (Surge Protection Device, SPD) voor, met name wanneer veiligheidsrelevante besturingscomponenten door overspanningen kunnen worden aangetast.

De eisen waaraan dergelijke overspanningsbeveiligingsapparaten moeten voldoen, zijn vastgelegd in UL 1449. Het overspanningsbeveiligingsapparaat (SPD) kan hetzij direct in de schakelkast, hetzij in de stroomopwaartse elektrische installatie worden ingebouwd, mits aan de geldende normatieve eisen wordt voldaan.

SCCR – Kortsluitstroombestendigheid voor de Noord-Amerikaanse markt

Voor industriële schakelkasten in de VS is het bepalen en aangeven van de kortsluitstroombestendigheid (Short Circuit Current Rating, SCCR) een belangrijke veiligheidseis. Met de uitgave van de National Electrical Code (NEC) van 2005 werden in artikel 409 desbetreffende voorschriften voor industriële schakelkasten ingevoerd. Ook in Canada gelden eisen ten aanzien van de kortsluitstroombestendigheid, die voortvloeien uit de daar geldende normen en voorschriften.

Het doel van deze voorschriften is om de elektrische veiligheid van machines en installaties te verbeteren en gevaren als gevolg van kortsluitingen, met name door het ontstaan van storingsboogvlammen, te verminderen.

De SCCR-waarde geeft aan welke maximale verwachte kortsluitstroom een schakelkast onder vastgestelde omstandigheden veilig kan weerstaan. De opgegeven kortsluitstroombestendigheid moet ten minste overeenkomen met de kortsluitstroom die op de installatielocatie beschikbaar is, zodat de elektrische apparatuur geschikt is voor de daar te verwachten foutstromen.

Verband tussen SCCR en UL 508A

De eisen met betrekking tot de kortsluitstroombestendigheid van industriële schakelkasten zijn vastgelegd in de National Electrical Code (NEC), artikel 409. Om bij het ontwerp en de beoordeling van industriële schakelkasten rekening te houden met deze voorschriften, is de norm UL 508A aangevuld met bijlage SB (Supplement SB).

In deze bijlage wordt een gestandaardiseerde procedure beschreven voor het bepalen van de kortsluitstroomcapaciteit (SCCR). Daarbij wordt met name rekening gehouden met de kortsluitstroombestendigheid van de gebruikte componenten en met de eigenschappen van de aanwezige beveiligingsinrichtingen.

Bij een volgens UL 508A gecertificeerde schakelkast wordt de SCCR-waarde vastgesteld en aangegeven in overeenstemming met de geldende eisen. Hierdoor kan worden gecontroleerd of de UL-gecertificeerde schakelkast geschikt is voor de kortsluitstroom die op de plaats van gebruik beschikbaar is. Dit is een belangrijke voorwaarde voor de elektrische veiligheid en de officiële goedkeuring in de VS.

Hoe wordt de kortsluitstroomcapaciteit (SCCR) bepaald?

De exploitant van een machine of installatie is verantwoordelijk voor de naleving van de geldende voorschriften inzake arbeidsveiligheid. Hiertoe behoort ook dat de gebruikte elektrische apparatuur over een voldoende kortsluitstroomweerstand beschikt.

Voor elke relevante industriële schakelkast moet daarom een eigen SCCR-waarde (Short Circuit Current Rating) worden bepaald en overeenkomstig de geldende voorschriften worden aangegeven. De kortsluitstroombestendigheid van de afzonderlijke schakelkasten speelt bovendien een belangrijke rol bij de beoordeling van de gehele machine of installatie. Hierbij geldt in principe het volgende: het onderdeel met de laagste kortsluitstroombestendigheid kan de SCCR-waarde van het totale systeem beperken.

Naast een grondige individuele controle en beoordeling van de betreffende schakelkastconstructie zijn er nog twee andere methoden beschikbaar voor het bepalen van de SCCR-waarde:

Coordinated Selection – Afgestemde componentkeuze

Bij de ‘Coordinated Selection’ worden voor de opbouw van een industriële schakelkast op elkaar afgestemde componenten van één fabrikant gebruikt. Deze componenten zijn speciaal bedoeld voor gezamenlijk gebruik en zijn qua elektrische eigenschappen en kortsluitgedrag op elkaar afgestemd.

De fabrikanten bieden hiervoor geteste en gedocumenteerde combinaties van componenten aan, waarvan de kortsluitstroomweerstand (SCCR) onder vastgestelde omstandigheden is aangetoond. Productlijsten, selectietabellen en speciale ontwerpsoftware vergemakkelijken het ontwerp en maken het eenvoudiger om de SCCR-waarde te bepalen.

Een belangrijk nadeel van deze methode is de beperkte flexibiliteit bij de keuze van componenten. Om gebruik te kunnen maken van de gedocumenteerde kortsluitwaarden, moeten de door de fabrikant goedgekeurde combinaties en gebruiksvoorwaarden in acht worden genomen. Indien alternatieve componenten worden gebruikt, kan een nieuwe beoordeling van de kortsluitstroombestendigheid noodzakelijk zijn.

SCCR-bepaling bij de bouw van schakelkasten volgens UL 508A

De UL 508A biedt met bijlage SB (Supplement SB) een gestandaardiseerde methode voor het bepalen van de kortsluitstroomweerstand (SCCR) van industriële schakelkasten. Hierdoor kunnen fabrikanten de SCCR-waarde al tijdens de ontwerpfase bepalen, zonder voor elke schakelkast een omslachtige en kostbare individuele kortsluitingstest te hoeven uitvoeren.

Een doorslaggevend voordeel van deze methode is de grote flexibiliteit bij het ontwerpen van schakelkasten. Fabrikanten kunnen verschillende componenten combineren op basis van de technische eisen van hun klanten, mits aan de geldende voorschriften van UL 508A wordt voldaan.

Belangrijk: In tegenstelling tot de gecoördineerde selectie mogen bij deze methode ook componenten met verschillende kortsluitstroombestendigheden worden gebruikt. Bij het bepalen van de SCCR-waarde voor de gehele schakelkast is in principe de component met de laagste kortsluitstroombestendigheid bepalend. Onder bepaalde voorwaarden kunnen geschikte beveiligingsinrichtingen en geteste combinaties van componenten echter bijdragen aan een hogere beoordeling.

Wat gebeurt er als de kortsluitstroomweerstand lager is dan de mogelijke foutstroom?

Mocht uit de kortsluitstroomclassificatie blijken dat het geteste onderdeel niet over de vereiste kortsluitbestendigheid beschikt, dan kan het onder bepaalde omstandigheden toch worden geïnstalleerd. Hiervoor is het noodzakelijk dat er een geschikte overstroombeveiliging in de betreffende installatie wordt aangebracht. Een dergelijke inrichting onderbreekt de stroomkring wanneer een vooraf vastgestelde stroomsterkte gedurende een bepaalde tijd wordt overschreden. Ook hierbij dient u zich strikt te houden aan de voorschriften van bijlage SB van UL 508A.

Aanduiding van de kortsluitstroomweerstand (SCCR)

De National Electrical Code (NEC) schrijft voor dat de kortsluitstroomweerstand (SCCR) van industriële schakelkasten permanent en duidelijk leesbaar moet worden aangegeven. De betreffende waarde wordt doorgaans vermeld op het typeplaatje van de schakelkast.

De markering moet zodanig zijn aangebracht dat de SCCR-waarde tijdens de installatie, inspectie en het onderhoud ondubbelzinnig kan worden vastgesteld. Bij schakelkasten volgens UL 508A dient bovendien rekening te worden gehouden met de normatieve eisen inzake de aanbrenging en uitvoering van het typeplaatje.

Belangrijk: De verplichting om de kortsluitstroomweerstand te vermelden geldt ongeacht of de schakelkast voorzien is van een UL-label. Een UL-certificering vervangt derhalve niet de vereiste SCCR-markering.

Belangrijk om in gedachten te houden: regionale verschillen in de SCCR-eisen

In dit artikel wordt uitleg gegeven over de Short Circuit Current Rating (SCCR) en de daarmee samenhangende eisen voor industriële schakelkasten volgens de National Electrical Code (NEC) in de VS.

De NEC is geen op zichzelf staande federale wet, maar een in het hele land erkend regelwerk voor de veilige aanleg van elektrische installaties. De wettelijke bindende kracht ervan vloeit voort uit de overname ervan in de voorschriften van de afzonderlijke deelstaten en de bevoegde lokale autoriteiten.

Hierbij kunnen regionale verschillen optreden: deelstaten, counties en steden kunnen verschillende edities van de NEC toepassen of aanvullende eisen vaststellen. Voor de beoordeling en goedkeuring van elektrische installaties is in de regel de bevoegde autoriteit, de zogenaamde Authority Having Jurisdiction (AHJ), bepalend.

Duitse machine- en installatiebouwers die hun producten naar de VS willen exporteren, dienen zich daarom tijdig te informeren over de voorschriften die gelden op de beoogde gebruiksplaats. Dit betreft met name het vaststellen, documenteren en markeren van de kortsluitstroomweerstand (SCCR), evenals eventuele aanvullende eisen aan de elektrische uitrusting.

De samenwerking met een ervaren partner zoals Breimer-Roth kan daarbij helpen om tijdig rekening te houden met regionale bijzonderheden en schakelkasten conform de normen voor de Noord-Amerikaanse markt te ontwerpen.