AVDELING FOR TEKNOLOGI PROGRAM ELEKTRO- OG DATATEKNIKK. Emne: Elektriske lavspent installasjoner TELE2005-A. ØVING 1 - Løsningsforslag

Transkript

1 AVDELING FOR TEKNOLOGI PROGRAM ELEKTRO- OG DATATEKNIKK Emne: Elektriske lavspent installasjoner TELE2005-A ØVING 1 - Løsningsforslag Mål : o o o Bli kjent med grunnleggende planlegging av elektroinstallasjoner Bli kjent med aktuelle forskrifter og normer Bli kjent med ulike lavspente fordelingssystemer Faglærer: Ola Furuhaug Utlevert: Innleveres: Planlegging a. Nevn noen typer systemer som begrepet elektroinstallasjoner omfatter. - Elkrafttekniske anlegg - Kommunikasjonssystemer, f.eks. o Datakommunkasjon o Telefon (ekstern + intern + telefax) o Intercom - Alarmsystemer - Antenneanlegg Side 1 av 9

2 b. I forbindelse med planlegging av elektroinstallasjoner er det noen hovedmål man må ta hensyn til, hvilke? - Installasjonen skal dekke brukerens behov. - Installasjonen skal fungere som tilsiktet. - Installasjonen skal ikke være til fare for personer, husdyr og eiendom. 2. Standardisering og lov, forskrift, norm I oppgaver hvor svar finnes i forskrift/norm er det viktig å referere til hvor svaret er funnet. Eksempel: FEL 16.Planlegging og vurdering av risiko Elektriske anlegg skal planlegges og utføres slik at mennesker, husdyr og eiendom er beskyttet mot fare og skader ved normal bruk og slik at anlegget blir egnet til den forutsatte bruk. a. Hva er hensikten med internasjonal standardisering av krav til elektroinstallasjoner? Hensikten med internasjonal standardisering av krav til elektroinstallasjoner er bl.a. å lette internasjonal utveksling som ville hindres av forskjeller mellom nasjonale regler. b. Hvilke norske forskrifter og normer for elektriske anlegg er det aktuelt og bruke når man skal prosjektere en lavspenningsinstallasjon på land i Norge, (eks en skole, boligblokk eller næringslokale)? Forskrifter: - Forskrift om elektriske lavspenningsanlegg (FEL 1998) - Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av elektriske anlegg (FSE 2006) Normer: - Elektriske lavspenningsinstallasjoner (NEK 400:2014) c. Hvordan er hierarkiet mellom norm, bransjestandard, forskrift, lov og veiledning? Hvilke av disse er juridisk bindende? Side 2 av 9 d. Hva er formålet til Forskrift om elektriske anlegg, FEL?

3 FEL 1.Formål Formålet med forskriften er å oppnå forsvarlig elsikkerhet ved prosjektering, utførelse, endringer og vedlikehold av elektriske lavspenningsanlegg og ved bruk av elektrisk utstyr tilkoblet slike anlegg. e. Hvilke typer lavspentinstallasjoner gjelder Forskrift om elektriske anlegg ikke for? FEL 2.Virkeområde Forskriftene gjelder ikke for: - Elektriske forsyningsanlegg omfattende elektriske anlegg for produksjon, overføring og fordeling av elektrisk energi samt visse elektriske anlegg i kraft og transformatorstasjoner samt høyspenningsanlegg i industribedrifter og lignende, - Elektriske anlegg ombord i skip og sjøredskaper, herunder flyttbare boreplattformer og lignende, - Elektriske anlegg på innretninger som brukes til undersøkelse og leteboring i petroleumsvirksomheten, - Elektriske anlegg i luftfartøyer, eller - Elektroniske telekommunikasjons- og informasjonssystemer. f. Vedlegg 1 i Forskrift om elektriske anlegg omhandler nasjonale tilpasninger. Hva sier dette vedlegget om bruk av fordelingssystemet TN-S i Norge? FEL Vedlegg I. Nasjonale tilpasninger 1. Elektriske lavspenningsinstallasjoner Tillatte spenningssystemer 1. Følgende vekselstrømsystemer kan benyttes på følgende vilkår: TN-S: For alle formål opp til og med 230/400 V unntatt i områder for medisinsk bruk eller for nødstrømforsyning. For anlegg i industri og for spesielle formål også med nominell spenning 690 og V, men ikke for lys, romoppvarming og anlegg for styrestrømmer og lignende. g. Via hist.no/standarder har dere tilgang til en del normer. Hvordan definerer normen NEK 400, Elektriske lavspenningsinstallasjoner begrepene under, og hva er det engelske ordet på samme begrep? - Nøytralleder - Kortslutning - Jordslutning - Lavspenningsanlegg - Utsatt ledende del Side 3 av 9

4 Svarene nedenfor er klippet ut fra NEK400-2 Side 4 av 9

5 Lavspente fordelingssystemer a. Hva er oppgaven til lavspente elektriske fordelingssystemer? Transportere elektrisk energi fra fordelingstransformator til forbruksapparat b. Hva kjennetegner et elektrisk fordelingssystem? (4 parametere)? - Nominell spenning - Systemjord - Beskyttelsesjord - Lederantall c. Figur 3.1 i læreboken viser en prinsippskisse for et IT-nett (230 V). i. Hva kjennetegner et IT-nett? I et IT-nett er alle strømførende ledere isolert fra jord. Utsatte deler har beskyttelsesjording direkte til jord, dvs. at installasjonen har en egen jordelektrode, uavhengig av jording andre steder i systemet. I vårt tradisjonelle 230V nett blir nøytralpunktet isolert fra jord ved hjelp av et gjennomslagsvern. Dermed er det impedansene mellom faselederene og jord som styrer spenningene mot jord. I et friskt og symmetrisk system vil fasespenningen være faktoren 3 mindre enn linjespenningen. Trefasebelastning tas ut mellom alle tre lederne (fasene), mens enfasebelastning tas ut mellom to ledere. Utstyret eller belastningsobjektene må da ha merkespenning på 230 V. ii. Nevn noen fordeler og ulemper ved IT-systemet. Fordeler ved IT-systemet: - Høy driftsikkerhet. Driften kan opprettholdes ved en jordfeil. - Jordingsresistansen kan tillates å være høyere enn for anlegg med jordet nøytralpunkt. - Systemet skal utføres med jordfeilvarsling som varsler første jordfeil som dermed kan repareres før neste jordfeil oppstår. Ulemper ved IT-systemet: - Systemet kan drives videre med en jordfeil. I installasjoner hvor der ikke er installert jordfeilvarsling kan en ny jordfeil i et styresystem forårsake utilsiktet oppstart, forbi koble og sette viktige stoppbrytere ut av funksjon. - Enpolet jordslutning gir ikke utkobling over overstrømsvern. Man kan derfor risikere at en jordfeil blir stående over lang tid med tilhørende brann- og berøringsfare. iii. Tegn en skisse som viser hvordan tilkobling av en trefase og en enfase last utføres i et IT-nett. Påfør linjespenning og spenning mot jord på skissen. Side 5 av 9

6 Skisse av IT-nett med enfase og trefase last iv. Hvordan oppfører et IT-system seg ved første jordfeil? Ved direkte jordfeil på en fase vil spenningene mot jord på de to friske fasene bli lik linjespenningen. Nettets avledningsimpedans mot jord er i stor grad kapasitiv, og disse balanserer nettspenningen mot jord og danner et flytende nøytralpunkt. Ved første jordfeil går feilstrømmen/jordstrømmen gjennom disse avledningsimpedansene tilbake til de feilfrie fasene. Feilstrømmen ved første jordfeil vil derfor begrenses betydelig. IT-systemet kan derfor drives videre med en jordfeil. Ved jordfeil nummer to (topolet jordslutning) eller ved første jordfeil og brent gjennomslagsvern, har avledningsimpedansen ingen praktisk betydning. v. Til hvilke bruks- og spenningsområder kan IT-systemet benyttes? IT-systemet kan brukes til alle formål med nominell spenning opp til og med 230 V. For industriinstallasjoner og for spesielle formål kan IT-systemet også brukes med nominell spenning på 400, 690 og 1000 V, unntatt for lys, romoppvarming og installasjoner for styrestrømmer. d. Figur 3.3 i læreboken viser prinsippskisse for TN-systemer (230/400 V). i. Hva er det som kjennetegner et TN-system? Et TN-system har direktejordet nøytralpunkt, slik at last kan knyttes til jordpotensialet. Enfase last kobles mellom en fase og jord. Utsatte anleggs-deler er knyttet til systemets jording (i tillegg til evt. egen jordelektrode). Et TN-system skal være dimensjonert slik at strømmen som oppstår ved jordslutning/kortslutning mellom faseleder (ytterleder) og en N-, PEN-, PE-leder eller jordet del skal være så stor at strømtilførselen automatisk frakobles innen fastsatt tid. I TN-systemer er enpolet jordslutning den vanligste feilarten. Strømmen har i slike tilfeller så høy verdi at man kaller denne type feil for enpolet kortslutning. Kortslutningsstrømmen er begrenset av serieimpedansen i transformator, faseleder (ytterleder og PE-, PEN- eller N-leder.) ii. Nevn noen fordeler og ulemper ved TN-systemet. Side 6 av 9

7 Fordeler ved TN-systemet: - Kortslutning mellom en faseleder og PE-, N- eller PEN- leder skal umiddelbart forårsake utkobling av feilkretsen. - Det er liten eller ingen risiko for utilsiktede innkoblinger eller oppstart av motorer som tilfelle kan være i IT-anlegg. - Det er liten risiko for at stoppbrytere og annet sikkerhetsutstyr settes ut av funksjon ved jordfeil som i IT-anlegg. - Nettets impedans mot jord blir så lav at systemjordingen virker reduserende på overspenningen. Ulemper ved TN-systemet: - Ved enpolet kortslutning legges belastningsobjekter ut og kan ikke settes igang igjen før feilen er rettet (dårligere driftssikkerhet). - Jordslutningsstrømmen er vesentlig større enn i IT-anlegg, hvilket kan medføre større fare. - Ved jordfeil som ikke fører til ren kortslutning (for eksempel ved jordslutning i en varmekabel hvor en del av nyttelasten ligger i feilkretsen), er strømmen normalt ikke stor nok til å forårsake utkobling. - I anlegg med PEN-ledere må en regne med at det går strøm i ledende rørledninger og bygningskonstruksjoner. Dette kan medføre fare for brann og forstyrrelser i elektronikk- og dataanlegg. - Ved brudd i PEN-leder kan det oppstå brann- og berøringsfare. iii. Tegn en skisse som viser hvordan tilkobling av en trefase og en enfase last utføres i et TN-C-S-nett. Påfør linje- og fasespenning på skissen. Skisse av TN-C-S-nett med enfase og trefase last Side 7 av 9

8 iv. Hva menes med et TN-C-S-system? Et TN-C-S-nett har en N-leder og PE-leder som er kombinert i èn leder i en del av nettet. Systemet blir brukt som TN-C-system (PEN-leder) frem til den første fordelingen i en bygning, derfra fortsetter det som TN-S-system (PE og N-leder) videre til fordeling i installasjonen. 3. Topologi a. Vis med enkle skisser oppbygningen av, og forklar fordeler/ulemper ved disse ulike nettene: - Ringnett Ringnett: En nettforming som gir muligheter til å danne en sluttet ring. Ringnett innebærer mulighet for stor forsyningssikkerhet. Drives et nett med lukkede ringer (masker), vil en automatisk få en driftssituasjon, en strømfordeling i de ulike grenene, som er optimale både hva angår spenningsfall og tap i nettet. Ringnett har hittil ikke vært tillatt brukt for lavspente nett i Norge. Årsaken er risiko for å berøre spenningsutsatt anlegg etter at et punkt i nettet er frakoblet kun fra den ene siden. - Radialnett Radialnett: Det som kjennetegner et radialnett er at det ikke finnes reserveforbindelser som kan nyttes for å opprettholde driften ved feil på luftledning eller kabel. Abonnentene som ligger utenfor feilstedet vil være uten strøm til reparasjon er foretatt. I større bygg utføres hovedledningsnettet ofte som radialnett. En "stigekabel" ut fra hovedfordelingen har f.eks. forsynt alle de gruppesentralene som er lokalisert over hverandre (samme stigesjakt"). Avgreiningene fra hovedkablene på de enkelte etasjeplanene kan være med eller uten brytere og sikringer. - Strålenett Strålenett forutsetter direkte ledningsforbindelse mellom hovedfordeling og det enkelte lastuttak. - Skinnefordeling Skinnefordeling (bus-system): Ved bruk av skinnefordelinger kan avgreiningene fra skinnene plasseres omtrent hvor som helst. Slike systemer er derfor velegnet for anlegg der belastningene stadig skifter posisjon. Skinnefordelinger kan brukes som stigeledninger i høye hus, der skinnene forsyner uttaksfordelingene i etasjene. Side 8 av 9

9 Side 9 av 9