Steeds meer woningen krijgen elektrische apparatuur met een relatief hoog vermogen. Denk aan een laadpaal, warmtepomp, inductiekookplaat, airconditioning, zonnepanelen of thuisbatterij.

Daardoor wordt de groepenkast steeds belangrijker. Waar een woning vroeger voornamelijk bestond uit relatief licht en wisselend belaste eindgroepen, kunnen tegenwoordig meerdere groepen gedurende langere tijd een aanzienlijk vermogen verwerken.

Een groepenkast uitbreiden betekent daarom meer dan simpelweg een extra automaat op de DIN-rail plaatsen.

Je moet onder andere kijken naar de netaansluiting, beschikbare ruimte, aardlekbeveiliging, belasting van de bestaande componenten, kabeldoorsnede en – bij zware langdurige belastingen – ook naar de warmteontwikkeling in de groepenkast.

In dit artikel leggen we uit waar je rekening mee moet houden.

Wanneer moet je een groepenkast uitbreiden?

Een groepenkast wordt meestal uitgebreid wanneer een nieuwe elektrische toepassing een eigen eindgroep nodig heeft.

Veelvoorkomende voorbeelden zijn:

• een laadpaal voor een elektrische auto;
• een warmtepomp;
• een airconditioner;
• zonnepanelen;
• een thuisbatterij;
• een inductiekookplaat;
• een elektrische boiler;
• extra apparatuur in een schuur of garage.

Ook bij een verbouwing kan uitbreiding noodzakelijk zijn wanneer er onvoldoende groepen of onvoldoende vrije moduleplaatsen beschikbaar zijn.

De huidige E-TECH-website biedt hiervoor zowel complete 1- en 3-fase groepenkasten als afzonderlijke installatieautomaten, aardlekschakelaars, aardlekautomaten, krachtgroepen en andere componenten. 

Eerst controleren: 1-fase of 3-fase?

Voordat de groepenkast wordt uitgebreid, moet eerst duidelijk zijn welke netaansluiting aanwezig is.

1-fase aansluiting

Een 1-fase aansluiting levert 230V via één fase en nul. Veel bestaande woningen hebben bijvoorbeeld een aansluiting van 1×35A of 1×40A.

Voor normale huishoudelijke eindgroepen is dat vaak voldoende.

Wanneer steeds meer zware elektrische verbruikers worden toegevoegd, kan echter de beschikbare capaciteit van de netaansluiting een beperking worden.

3-fase aansluiting

Bij een 3-fase aansluiting zijn L1, L2 en L3 beschikbaar.

Een veelvoorkomende huisaansluiting is 3×25A. Hierdoor kan het vermogen over drie fasen worden verdeeld.

Dat is vooral interessant bij toepassingen zoals:

• 11kW laadpalen;
• 3-fase warmtepompen;
• krachtstroomapparatuur;
• grotere PV-installaties;
• bepaalde kookplaten;
• thuisbatterijsystemen.

Een 3-fase aansluiting betekent overigens niet dat alle apparaten op 400V werken. Normale eindgroepen blijven gewoon 230V tussen fase en nul gebruiken.

Van 1-fase naar 3-fase: hoe bereid je de groepenkast voor?

Is er voldoende ruimte in de bestaande groepenkast?

Een veel vergeten onderdeel is de beschikbare ruimte.

Een standaard 1P+N installatieautomaat neemt bijvoorbeeld minder ruimte in dan een 3P+N aardlekautomaat voor een 3-fase toepassing.

Bij uitbreiding moet daarom worden gecontroleerd of er voldoende vrije moduleplaatsen aanwezig zijn.

Maar alleen kijken of een component fysiek nog past, is niet voldoende.

Bij een moderne groepenkast is het verstandig ook reserveruimte voor toekomstige uitbreidingen te behouden.

Wanneer een bestaande kast volledig vol zit en er bijvoorbeeld nog een laadpaal, warmtepomp en thuisbatterij worden verwacht, kan vervanging door een grotere groepenkast uiteindelijk logischer zijn dan steeds nieuwe uitbreidingskasten toevoegen.

Installatieautomaat, aardlekschakelaar of aardlekautomaat?

Bij uitbreiding kom je meestal drie soorten beveiligingscomponenten tegen.

Installatieautomaat

Een installatieautomaat beschermt de eindgroep tegen overbelasting en kortsluiting.

Voor normale huishoudelijke eindgroepen wordt bijvoorbeeld vaak een B16-installatieautomaat gebruikt.

Aardlekschakelaar

Een aardlekschakelaar bewaakt verschillende aangesloten eindgroepen op lekstroom.

Voor persoonsbeveiliging wordt in Nederlandse woninginstallaties veelal een gevoeligheid van 30mA toegepast.

Een aardlekschakelaar biedt zelf echter geen overstroombeveiliging voor de afzonderlijke eindgroep.

Aardlekautomaat

Een aardlekautomaat, ook wel RCBO genoemd, combineert:

overbelastingsbeveiliging + kortsluitbeveiliging + aardlekbeveiliging

in één component.

Een groot voordeel is dat iedere eindgroep zijn eigen aardlekbeveiliging kan krijgen. Bij een aardlekfout hoeft daardoor niet automatisch een aantal andere groepen achter dezelfde aardlekschakelaar mee uit te schakelen.

E-TECH heeft hiervoor zowel 1-fase als 3-fase aardlekautomaten. De huidige 3P+N-serie is verkrijgbaar van 16A tot en met 40A en met verschillende aardlekgevoeligheden.

Welke automaat gebruik je bij een uitbreiding?

Dat wordt bepaald door de aangesloten belasting én de installatie.

Een standaard wandcontactdoosgroep wordt bijvoorbeeld meestal anders ontworpen dan een laadpaal, warmtepomp of zware airconditioner.

Daarbij moet onder andere rekening worden gehouden met:

• maximaal opgenomen vermogen;
• nominale stroom;
• kabeldoorsnede;
• kabellengte;
• aanlegmethode;
• omgevingstemperatuur;
• spanningsval;
• B- of C-karakteristiek;
• fabrikant voorschriften;
• benodigde aardlekbeveiliging.

Daarom kun je niet algemeen zeggen dat een zware verbruiker altijd achter een B16 of B20 moet worden geplaatst.

De beveiliging moet bij de complete eindgroep passen.

Groepenkast uitbreiden voor een laadpaal

Een laadpaal is een goed voorbeeld van een uitbreiding waarbij meer komt kijken dan alleen een extra automaat.

Een 11kW laadpaal gebruikt bij volledige belasting ongeveer:

3 × 16A = circa 11 kW

Een daarvoor correct ontworpen laadgroep kan met een B16 aardlekautomaat worden beveiligd.

Het is niet zo dat een B16 volgens een algemene IEC-80%-regel maar tot 12,8A mag worden belast.

Tegelijkertijd is EV-laden wel een bijzondere belasting.

Een elektrische auto kan namelijk gedurende meerdere uren vrijwel continu 16A per fase vragen. Dat maakt de thermische omstandigheden belangrijker dan bij veel traditionele huishoudelijke eindgroepen.

Daarom kan bij een daarvoor geschikte eindgroep ook worden gekozen voor bijvoorbeeld een 20A aardlekautomaat terwijl de laadpaal zelf op maximaal 16A staat ingesteld.

De hogere nominale waarde van de beveiliging betekent niet dat de laadpaal automatisch meer stroom gaat gebruiken. De ingestelde maximale laadstroom blijft bepalend.

De bekabeling en volledige eindgroep moeten uiteraard wel geschikt zijn voor de toegepaste beveiliging.

Welke aardlekautomaat kies je voor een laadpaal van 11 kW?

B16 automaat laadpaal: kan 11 kW op 16A?

B-karakteristiek of C-karakteristiek?

Ook de letter vóór de nominale stroom is belangrijk.

Een B16 en C16 zijn allebei 16A-automaten, maar verschillen in hun magnetische aanspreekgedrag bij hoge kortdurende stromen.

De keuze voor B of C wordt onder andere bepaald door:

• eigenschappen van de aangesloten apparatuur;
• mogelijke inschakelstromen;
• kortsluitvoorwaarden;
• foutlusimpedantie;
• voorschriften van de fabrikant.

Bij een laadpaal moet daarom ook de documentatie van de fabrikant worden gecontroleerd.

Wanneer een fabrikant expliciet een C-karakteristiek voorschrijft, moet daarmee rekening worden gehouden bij het ontwerpen van de laadgroep.

Groepenkast uitbreiden voor een warmtepomp

Ook een warmtepomp kan gedurende langere perioden een aanzienlijke elektrische belasting vormen.

Welke groep nodig is, hangt sterk af van het type warmtepomp.

Een kleine 1-fase warmtepomp stelt andere eisen dan een grotere 3-fase installatie. Daarnaast kunnen sommige systemen tijdens het inschakelen tijdelijk een hogere stroom vragen.

Daarom moet worden gekeken naar de technische documentatie van de fabrikant en niet alleen naar het normale opgenomen vermogen.

Heeft een warmtepomp volgens de fabrikant bijvoorbeeld een specifieke maximale beveiliging of een C-karakteristiek nodig, dan moet de eindgroep daarop worden ontworpen.

Groepenkast uitbreiden voor inductiekoken

Bij elektrisch koken moet eerst worden vastgesteld hoe de kookplaat volgens de fabrikant moet worden aangesloten.

Een 1-fase kookgroep bestaat doorgaans uit 2×16A op dezelfde fase en levert twee 230V-voedingen.

Een kookplaat die daadwerkelijk geschikt is voor een meerfasige aansluiting kan anders worden aangesloten, bijvoorbeeld via een daarvoor geschikte krachtgroep.

Een 3-fase netaansluiting betekent dus niet automatisch dat iedere kookplaat met 400V moet worden aangesloten.

Hoe werkt een 1-fase kookgroep? Uitleg 2×16A en 3-fase

Denk bij uitbreiding ook aan zonnepanelen en thuisbatterijen

Bij zonnepanelen en thuisbatterijen krijgt de groepenkast met een extra aandachtspunt te maken: stroom kan niet alleen worden afgenomen, maar ook worden teruggeleverd.

Daardoor moet worden gekeken naar de maximale stroom die bepaalde delen van de verdeelinrichting kunnen verwerken.

Bij E-TECH worden complete groepenkasten daarom standaard uitgevoerd met een 63A hoofdschakelaar en 6mm² interne bedrading. Dat uitgangspunt wordt momenteel ook op de website vermeld.

Dat betekent echter niet dat iedere bestaande installatie automatisch geschikt is voor iedere hoeveelheid teruglevering. De complete situatie moet worden beoordeeld.

Wat betekent een PV-ready groepenkast?

Steeds meer zware verbruikers in dezelfde groepenkast

Dit is een belangrijk verschil tussen een traditionele en een moderne woning.

Vroeger bestond een groepenkast voornamelijk uit eindgroepen waarvan maar een beperkt aantal langdurig zwaar werd belast.

Tegenwoordig kunnen tegelijkertijd actief zijn:

laadpaal + warmtepomp + inductiekookplaat + elektrische boiler + PV + thuisbatterij.

Daarmee verandert niet alleen het totale vermogen van de woning.

Ook de thermische belasting binnen de groepenkast verandert.

Warmteontwikkeling in een volle groepenkast

Elektrische componenten produceren tijdens belasting warmte.

Dat geldt onder andere voor:

• installatieautomaten;
• aardlekautomaten;
• aardlekschakelaars;
• aansluitklemmen;
• interne bedrading;
• kamrails en verbindingen.

Wanneer verschillende zwaar belaste automaten direct naast elkaar zijn gemonteerd, kunnen deze elkaar thermisch beïnvloeden.

Daarom moet bij een uitbreiding niet alleen worden gekeken of er nog vier vrije modules beschikbaar zijn.

De vraag moet ook zijn:

Wat gebeurt er met de belasting en temperatuur van de complete verdeelinrichting nadat deze uitbreiding is geplaatst?

Dit wordt steeds belangrijker naarmate meer langdurige elektrische belastingen aan woningen worden toegevoegd.

Omgeving en warmteafvoer zijn eveneens belangrijk

Ook de plaats waar de groepenkast hangt heeft invloed.

Een groepenkast in een koele technische ruimte bevindt zich onder andere omstandigheden dan een kast die in een kleine, warme en slecht geventileerde ruimte is ingebouwd.

Daarom zijn onder andere relevant:

• omgevingstemperatuur;
• mogelijkheid om warmte aan de omgeving af te geven;
• bezettingsgraad van de groepenkast;
• gelijktijdige belasting;
• positie van zwaar belaste componenten;
• voorschriften van de fabrikant.

Dat betekent overigens niet dat er zomaar ventilatiegaten in een groepenkast moeten worden gemaakt. Daarmee kunnen de eigenschappen van de behuizing worden veranderd.

Het gaat erom dat de groepenkast overeenkomstig zijn ontwerp zijn warmte voldoende aan de omgeving kan afgeven en dat ook de ruimte rondom de kast geschikt is.

NEN-EN-IEC 61439 en gelijktijdige belasting

Bij de beoordeling van een groepenkast als verdeelinrichting is het belangrijk om niet alleen naar individuele componenten te kijken.

NEN-EN-IEC 61439 behandelt de verdeelinrichting als geheel.

Daarbij speelt onder andere de gelijktijdige belasting van verschillende circuits een rol.

Dit is relevant omdat een moderne woning met EV-laden, een warmtepomp en andere elektrische apparatuur een ander belastingsprofiel kan hebben dan een traditionele woning.

Daarom moet de bekende 80%-waarde die soms in discussies over verdeelinrichtingen voorkomt niet worden uitgelegd als een algemene regel dat iedere 16A automaat maximaal 12,8A mag voeren.

Bij uitbreiding moet juist worden gekeken naar de thermische belasting en prestaties van de complete verdeelinrichting.

Vergeet selectiviteit niet

Bij het toevoegen van een nieuwe beveiliging is het daarnaast belangrijk om te kijken naar de beveiligingen die vóór de nieuwe groep zitten.

Bij een fout wil je bij voorkeur dat de beveiliging die zich het dichtst bij de fout bevindt aanspreekt, zonder onnodig een groter gedeelte van de installatie uit te schakelen.

Dat principe noemen we selectiviteit.

Een grotere nominale waarde stroomopwaarts betekent overigens niet automatisch dat volledige selectiviteit gegarandeerd is. Hiervoor moeten de eigenschappen en uitschakelcurves van de betreffende beveiligingen worden beoordeeld.

Selectiviteit: hoe voorkom je dat je hele huis in het donker komt te zitten?

Uitbreiden of de complete groepenkast vervangen?

Niet iedere bestaande groepenkast is nog verstandig uit te breiden.

Vervanging kan interessanter zijn wanneer:

• vrijwel geen vrije ruimte meer beschikbaar is;
• meerdere uitbreidingskasten nodig zouden zijn;
• bestaande componenten sterk verouderd zijn;
• de installatie van 1-fase naar 3-fase gaat;
• veel nieuwe zware verbruikers worden toegevoegd;
• de bestaande indeling onoverzichtelijk is;
• de kast niet praktisch kan worden aangepast aan toekomstige wensen.

Een grotere nieuwe groepenkast kan dan een overzichtelijkere oplossing bieden en direct reserveruimte creëren.

E-TECH biedt momenteel complete 1- en 3-fase groepenkasten in verschillende formaten en configuraties.

Een groepenkast toekomstgericht uitbreiden

Wie vandaag een groepenkast uitbreidt, doet er verstandig aan alvast naar morgen te kijken.

Misschien wordt nu alleen een warmtepomp geplaatst, maar volgen over enkele jaren zonnepanelen, een thuisbatterij of elektrische auto.

Een goede uitbreiding houdt daarom rekening met:

voldoende moduleplaatsen, een logische verdeling, de netaansluiting, thermische belasting én toekomstige elektrische toepassingen.

Dat voorkomt dat bij iedere nieuwe toepassing opnieuw de complete groepenkast moet worden aangepast.

Conclusie: een groepenkast uitbreiden is meer dan een extra automaat plaatsen

Een groepenkast uitbreiden begint met de vraag welke nieuwe toepassing moet worden aangesloten, maar daar mag het niet bij blijven.

Controleer ook de netaansluiting, beschikbare ruimte, kabeldoorsnede, aardlekbeveiliging, karakteristiek van de automaat, fabrikantvoorschriften en belasting van de bestaande installatie.

Bij moderne toepassingen zoals een laadpaal, warmtepomp, zonnepanelen en thuisbatterij wordt daarnaast de thermische belasting van de complete groepenkast steeds belangrijker.

Een B16 kan bijvoorbeeld prima geschikt zijn voor een correct ontworpen 11kW laadgroep van 3×16A. Een B20 met een laadpaal die op maximaal 16A is ingesteld kan in een daarvoor ontworpen eindgroep extra marge bieden. De keuze moet echter altijd worden gemaakt op basis van de complete installatie, niet uitsluitend op basis van de waarde die op de automaat staat.

Daarmee sluit de uitbreiding niet alleen aan op wat vandaag nodig is, maar blijft de groepenkast ook voorbereid op toekomstige elektrische toepassingen.