AVDELING FOR TEKNOLOGI. Emne: Elektriske lavspent installasjoner TELE2005-A ØVING 5

Transkript

1 AVDELING FOR TEKNOLOGI PROGRAM ELEKTRO- OG DATATEKNIKK Emne: Elektriske lavspent installasjoner TELE2005-A ØVING 5 Mål: Trening i dimensjonering av kabel og vern Trening i beregning av feilstrømmer Faglærer: Ola Furuhaug Utlevert: Innleveres: Side 1 av 5

2 1. Dimensjonering av kabel og vern Et rådgivende ingeniørfirma får følgende prosjekteringsoppgave fra et mekanisk verksted og du har oppgaven med å dimensjonere anlegget Motorinstallasjon En trefasemotor skal tilkobles et TN-S-nett 230/400V ved hjelp av en kabel, type PFSP (PVC), tverrsnitt ukjent. En anleggsbefaring gir følgende informasjon: - Kabelen skal forlegges på perforert kabelbro sammen med to andre kabler. - Kabelføringen går i et rom med romtemperatur 15 C, men en del av den (ca.1 m) går gjennom et rom med romtemperatur på 50 C. Motoren har følgende data: UN = 400 V Pavg = 7,5 kw η = 93 % cos φ = 0,80 a) Finn nødvendig strømføringsevne, velg ledertverrsnitt og fastlegg vern for kursen Varmevifte En del klager på arbeidsmiljøet fører til at arbeidsgiveren velger å installere en varmluftsvifte i rommet med 15 C. Viften vil nå sørge for at temperaturen holdes konstant 20 C. Ettersom han var fornøyd med det tidligere utførte arbeidet ønsker han at samme person skal prosjektere ekstra-arbeidet også. Tilførselskabelen til denne vifta ønskes lagt sammen med kablene i oppgave 1.1. Viften har følgende data: UN = 400 V Pavg = 5,0 kw η = 98 % a) Hvilken innvirkning får dette på det allerede prosjekterte anlegget? b) Dimensjonèr anlegget; Finn strømføringsevne, tverrsnitt og vern for kursen. Side 2 av 5

3 2. Kabeldimensjonering av lysanlegg Et industrianlegg er forsynt fra et 230V IT-nett. Kortslutningsytelsen i anleggets fordelingstavle er Trepolet kortslutningsstrøm Ik3p,max = 7 ka cosφ = 0,9 Topolet kortslutningsstrøm Ik2p,min = 2 ka cosφ = 0,8 Nettselskapet oppgir dimensjonerende jordslutningsstrøm til å være 900 ma på transformatorkretsen. Lysanlegget i en del av bygget består av 30 lysrørarmaturer 2x36W med konvensjonelt forkoblings-utstyr. Reaktortapene kan regnes lik 10W pr. lysrør. Armaturene er fasekompensert, og har cosφ = 0,9 Tilførselen forlegges som PVC-isolert ledning (PN) i rør i isolert vegg. Ledningslengden vil være 40m. Omgivelsestemperaturen regnes lik 35 C. Lysanlegget skal ha egen kurs eller kurser. Som overbelastningsvern på lysanlegget skal det benyttes automatsikring(er). a) Finn lysanleggets dimensjonerende effekt. Hvordan vil du dele inn lysanlegget i kurser? b) Bestem ledertverrsnitt for kursen(e) ut fra belastningsstrømmen. c) Bestem egnet overbelastningsvern for kursen(e), og kontroller at dette tilfredsstiller kravene i NEK400. d) Kontroller om ledertverrsnittet du har valgt også er tilstrekkelig ut fra termiske forhold ved kortslutning. Side 3 av 5

4 VEDLEGG Kabel- Tverrsnitt type [mm 2 ] PN 2 x 1,5 2 x 2,5 2 x 4 3 x 1,5 3 x 2,5 3 x 4 3 x 10 4 x 1,5 4 x 2,5 r [m /m] x [m /m] r o [m /m] x o [m /m] r PE [m /m] 1,83 0,110 0,103 0,098 0,182 0,175 0,172 0,094 0,106 0,103 48,40 29,64 18,44 48,40 29,64 18,44 7,32 48,40 (N) 48,40 (PE) 29,64 (N) 29,64 (PE) 0,627 0,596 0,572 0,844 0,815 0,805 0,493 0,453 (N) 0,540 (PE) 0,441 (N) 0,528 (PE) 1,83 Kabeldata Gjennomsluppet I 2 t for automatsikringer Side 3 av 3

5 3. Jording og berøringsspenning a) Forklar prinsipiell virkemåte for et strømstyrt jordfeilvern. Et bolighus forsynes fra et 230V IT-system. Huset er bygget på 1990-tallet, og er utstyrt med jordfeil-varsler, men ikke jordfeilbryter. Nettselskapet oppgir dimensjonerende jordfeilstrøm til å være 1,2 A. Husets jordelektrode er lagt som ringjord av en 25 mm2 rund kobberwire. Ringen rundt huset kan regnes å ha diameter 20 meter. Jordsmonnet i området har spesifikk resistivitet 80 Ωm. b) Bestem jordelektrodens overgangsmotstand. Husets vannledning ligger slik at overgangsmotstanden til jord varierer en del med værforhold og årstid. En kan regne at overgangsmotstanden varierer mellom 30 og 60Ω. Montøren som har utført elektroinstallasjonene i huset har slurvet, og glemt å legge utjevningsforbindelse til vannledningen. På kjøkkenet oppstår det feil slik at en av faselederne kommer delvis i kontakt med vannledningen. Overgangsmotstanden mellom faseleder og vannledning kan regnes lik 15Ω. c) Bestem den største berøringsspenningen en vil få om en samtidig er i kontakt med kranen på kjøkkenvasken og komfyren, som er tilkoblet husets jordelektrode via PE-leder. d) Bestem den største effektutviklingen i feilstedet. Kommenter resultatene. Etter et kraftig tordenvær i området, blir nullpunktsikringen i transformatoren gjennombrent. Overgangsmotstand mellom nullpunktet og jord blir 12 Ω e) Bestem igjen den største berøringsspenningen en vil få med samtidig kontakt med kranen på kjøkkenvasken og komfyren. f) Bestem den største effektutviklingen i feilstedet. Kommenter resultatene. Side 4 av 5

6 4. Feilstrømmer I en enebolig forsynt med 230 V IT-system oppstår det med kort mellomrom jordfeil på to ulike faser. Feil nr. 1 oppstår på et kjøleskap tilkoblet en kurs forsynt via 15m PVC-isolert kabel (PR) 2x1,5mm2 med PEleder 1,5mm2. Det er ingen overgangsmotstand ved feil mellom fase- og PE-leder. Feil nr. 2 oppstår på vaskemaskinen, som er tilkoblet via 10m PVC-isolert kabel (PR) 2x2,5mm2 med PE-leder 2,5mm2. I dette tilfellet er det en overgangsmotstand mellom fase- og PE-leder lik 15Ω. Anlegget har en jordelektrode med overgangsmotstand 10Ω. Kortslutningsytelser i fordelingstavlen som kursene er tilkoblet er: - Trepolet kortslutningsstrøm Ik3p = 6 ka, cos φ = 0,9 - Topolet kortslutningsstrøm Ik2p = 1,5 ka, cos φ = 0,9 a) Bestem feilstrømmen som oppstår. (Tallsvar: 14,6 A) b) Hva kan du si om berøringsspenningen på vaskemaskinen? c) Bestem effektutviklingen på de to feil stedene. Side 5 av 5