Automatisering Vg1Elektro Nettbaserte oppgaver Elforlaget 1 Innledning 1.1 Arbeidet med anleggene består av ulike oppgaver. Etter at den elektriske installasjonen er utført kan anlegget settes i drift ved å koble det til elektrisk strøm. Etter at anlegget er satt i drift, skal det funksjonsprøves og kontrolleres. Hva kalles denne kontrollen? 1.2 Hva er forskjellen på en forskrift og en norm? 1.3 Et anlegg skal alltid utføres fagmessig. Hva er en fagmessig utførelse av et anlegg? 1.4 Alt miljøfarlig avfall må behandles og oppbevares på en forsvarlig måte. Hva er EE-avfall forkortelse for? 1.5 Hvordan skal EE-avfall oppbevares og leveres (deponeres)? 1.6 De som arbeider med elektriske anlegg er elektrofagfolk. Hva er elektrofagfolk? 1.7 1
Etter gjennomgått opplæring kan du avlegge fagprøve. Hva er det du skal vise gjennom en fagprøve? 1.8 For opplæringen på Vg1 elektrofag er det utarbeidet en læreplan som angir kompetansemålene for opplæringen. Hva er det kompetansemålene forteller om opplæringen? 2 Automatiseringssystemer 2.1 Automatisering er en teknologi som tar sikte på å frigjøre menneskelig arbeidskraft. Det gjøres ved å automatisere ulike arbeidsprosesser med ulike typer teknologi. Det kan være pneumatisk-, hydraulisk-, elektrisk- og datateknologi. Ordet auto er gresk og betyr selvvirkende. Hva tror du er grunnen til at de første bilene fikk navnet automobil? 2.2 Når ordet automatisk brukes i daglig tale er det knyttet til noe som virker av seg selv. Hva mener vi med at et trafikklysanlegg virker automatisk? 2.3 Hva er grunnen til at automatiserte anlegg teknisk sett kalles automatiseringssystemer? 2.4 Det finnes ulike typer av automatiserte anlegg. Hva kalles et automatisert anlegg hvor det brukes elektrisitet til å utføre automatiserte handlinger? Svar 2.5 Figur 2.1 viser styring av gatelys med koblingsur. Når innstilt tid på koblingsuret er utgått gir det signal til en kontaktor (elektromagnetisk bryter) som enten kobler inn eller ut gatebelysningen. Hvorfor kalles lysanlegget et styrt anlegg? 2.6 Figur 2.3 viser regulering av romtemperaturen med termostat. Termostat er en elektrisk bryter som påvirkes av temperaturen. Hvorfor kalles varmeanlegget et regulert anlegg? 2
2.7 Figur 2.5 viser skisse av en bimetalltermostat som blir påvirket av varme. Forklar kort hvordan en bimetalltermostat virker. Forklaring: 2.8 Figur 2.7 viser eksempel på ulike størrelser av elektriske motorer. Hva gjør en elektrisk motor med den elektriske energien som tilføres motoren? 2.9 Figur 2.8 viser eksempel på elektriske motorer som drivkilde for mekanisk utstyr. Nevn to eksempler på hvor elektriske motorer brukes som drivkilde for mekanisk utstyr. 2.10 Hva er grunnen til at noen motorer kalles veselstrømsmotorer, mens andre motorer kalles likestrømsmotorer? 2.11 Hva er en universalmotor? Svar 3 Elsikkerhet 3.1 Ved samtidig berøring av to spenningssatte deler med forskjellig spenning (potensialforskjell) eller ved berøring av en spenningssatt del og jord (jordpotensial), vil det gå strøm gjennom kroppen mellom berøringspunktene. Forklar kort hva som skjer med menneskekroppen dersom den utsettes for farlig strømgjennomgang, og hva som bestemmer størrelsen på strømmen gjennom kroppen ved berøring av spenningssatte elektriske ledninger og utstyr. Se også boka: Elektroteknikk i praksis 3.2 Hvorfor er det farligere å berøre vekselspenning enn likespenning? 3.3 Siden alle mennesker ikke er like motstandsdyktige mot skaldevirkninger ved strømgjennomgang, er det fastsatt verdier for tillatte berøringsspenninger. Hva er høyeste tillatte berøringsspenning satt til? 3.4 3
Hva vil du gjøre dersom du oppdager en person som er utsatt for elektrisk sjokk, eller har vært utsatt for elektrisk sjokk? Skriv en kort punktvis forklaring. Se boka: Elektroteknikk i praksis, Kapittel 25 Punktvis forklaring: 3.5 Forskriften om sikkerhet ved arbeid i og drift elektriske anlegg FSE 1006 I forskriften 10 Planlegging av arbeidet er følgende nevnt: Før et arbeid igangsettes skal det innhentes opplysninger om anlegget og på bakgrunn av disse gjennomføres en risikovurdering for det aktuelle arbeidet. Et gjennomgående prinsipp i forskriften er at det ved alt arbeid på elektriske anlegg skal etableres to sikkerhetsbarrierer. Ved svikt i en barriere skal det fremdeles være en barriere som ivaretar arbeidstakerens sikkerhet fullt ut. Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av elektriske anlegg finnes på www.dsb.no Hva sier forskriften om hvilke sikkerhetstiltak som skal gjennomføres ved arbeid på et frakoblet elektrisk anlegg? 3.6 Forskriften om elektriske lavspenningsanlegg FEL Hva sier forskriften om beskyttelse mot elektrisk støt ved normalt bruk og beskyttelse mot elektrisk elektrisk støt ved feil? 3.7 Norsk elektroteknisk norm for elektriske lavspenningsinstallasjoner. NEK 400-2006 Hva sier normen om grunnleggende beskyttelse mot elektrisk sjokk? 3.6 Hvilke sikkerhetsrutiner vil du gjennomføre for å hindre at du selv eller andre blir utsatt for elektrisk sjokk under arbeid med praktiske øvinger? 4.1 4 Elektriske motoranlegg Figur 4.1viser blokkskjema for et enkelt motoranlegg som drives av trefase vekselstrøm. De tre fasene er merket L1, L2 og L3 og er koblet til en trefase stikkontakt. Fra stikkontakten blir elektrisiteten ført via en plugg (støpsel) og kabel til overstrømsvern for styrestrømkretsen og overstrømsvern for hovedstrømkretsen. Hvilken oppgave har overstrømsvernet? 4.2 4
Hvilke elektriske komponenter inngår i et enkelt motoranlegg som vist på figur 4.1? 4.3 Figur 4.2 viser prinsippet for elektrisk induksjon. Det er elektrisitet som dannes ved påvirkning av magnetisme. Den elektriske spenningen som dannes kalles indusert spenning. Når magneten blir skjøvet inn i spolen vil det magnetiske feltet rundt magneten skjære over ledningene i spolen og indusere en elektrisk spenning. Samtidig som det induseres elektrisk spenning dannes det et magnetisk felt som virker mot bevegelsen til magneten. Hva skjer når magneten trekkes ut av spolen? 4.4 Figur 4.3 viser prinsippet for en trefase vekselstrømsgenerator. Den består av en stator med tre statorviklinger plassert 120º i forhold til hverandre. Når den magnetiske rotoren roterer induseres det spenning i hver av viklingene. Kobles viklingene sammen som vist på figur 4.4 summeres spenningene og danner en trefase vekselspenning. For hver omdreining av rotoren dannes en periode av vekselspenningen. Hvilken frekvens har vekselspenningen når rotoren roterer med 50 omdreininger i sekundet? 4.5 Figur 4.5 viser skjema for et IT- fordelingssystem. Fra energiverkets transformator føres elektrisiteten ut på lavspenningsnettet. Spenningen er 2 x 230 V 50 Hz eller 3 x 230 V 50 Hz. Hva er det bokstavene IT står for? 4.6 En elektrisk installasjon er koblet til et IT-fordelingsnett. Hvordan skal elektrisk ledende deler som ved feil kan bli spenningssatt jordes? 4.7 Beskyttelsesjording av elektrisk utstyr gjøres ved å koble en beskyttelsesleder (PEleder) mellom utstyret og en jordforbindelse. Hvorfor vil en beskyttelsesleder beskytte mennesker og dyr mot elektrisk støt? 4.8 Figur 4.6 viser skjema for et TN-S fordelingssystem. Her er en beskyttelsesleder (PE-leder) ført gjennom hele ledningsnettet. Elektrisk utstyr som er koblet til installasjonen og som kan bli spenningssatt ved feil på utstyret må jordes. Det gjøres ved å koble en beskyttelsesleder mellom utstyret og PE- lederen som er ført gjennom hele ledningsnettet. Hvilken trefase spenning og hvilken enfase spenning kan det tas ut fra koblingen på figur 4.6? 4.9 På figur 4.6 er en leder merket med bokstaven N. Det er en nøytralleder 5
(N-leder). Den er koblet til nøytralpunktet for nettransformatorens sekundærviklinger. Det er punktet hvor transformatorens sekundærviklinger er koblet sammen. Hvor stor spenning kan tas ut mellom faseleder L1 og N-lederen? 4.10 Figur 4.7 viser hvordan en varmeovn med tre varmeelementer er koblet til trefase vekselsspenning i en trekantkobling. Figuren viser at hovedstrømmen (nettstrømmen) deles i to fasestrømmer. Hovedstrømmen i en trekantkobling er lik den vektorielle summen av fasestrømmen i to av elementene. Det er fordi fasestrømmene er 120º innbyrdes faseforskjøvet. a Hvor stor er fasespenningen når nettspenningen er 230 V? b Hvor stor er hovedstrømmen I når fasestrømmen If er 20 A? 4.11 Figur 4.8 viser hvordan en varmeovn med tre varmeelementer er koblet i stjernekobling. Figuren viser at hovedspenningen (nettspenningen) er fordelt på to fasespenninger over to seriekoblede elementer. Hovedspenningen er lik den vektorielle summen av fasespenningen over to seriekoblede elementer. Det er fordi spenningene er 120 º innbyrdes faseforskjøvet. a Hvor stor er fasespenningen når nettspenningen er 230 V? b Hvor stor er hovedstrømmen I når fasestrømmen If er 20 A? 4.12 Tre like varmeelementer med resistans 20 Ω er trekantkoblet til 3x 230V. Hvor stor er den samlede effekten på elementene? 4.13 Tre like varmeelementer med resistans 20 Ω er stjernekoblet til 3x 230V. Hvor stor er den samlede effekten på elementene? 4.14 Figur 4.10 viser skisse av rotorviklingen til en asynkronmotor. Hvorfor kalles trefase asynkronmotorer vanligvis kortslutningsmotorer? Svar 4.15 Figur 4.11 viser oppbygningen av en trefase asynkronmotor. Den elektriske delen av motoren består av en stator med tre faseviklinger og en rotor. Fra hver av faseviklingene er ledningsendene ført fram motorens klemmebrett. I spor rundt rotoren er det plassert en vikling av aluminium. Hvilke mekaniske deler består motoren av? 4.16 6
Figur 4.13 viser hvordan faseviklingene er koblet til motorens klemmeberet. Hvordan er begynnelsen og slutten på faseviklingene merket? 4.17 Figur 4.14 viser hvordan motoren kan kobles til elnettet i trekantkobling eller stjernekobling ved å flytte lasker (koblingsplater) på klemmebrettet. Trekantkobling er symbolisert med bokstaven D eller (delta), mens stjernekobling er symbolisert med bokstaven Y. En motor er merket med 230V /400V Y. Hvordan skal viklingene, som er ført fram til motorens klemmebrett, sammenkobles med lasker når motoren skal kobles til 230V? 4.18 En motor har dette merkeskiltet: Motor 3~ 50Hz IEC 34-1 4 kw 2910 r/min 400V Y 9,2 A 230V 16A IP 54 cosφ = 0,8 Hva forteller merkeskiltet om motoren? 4.19 På klemmebrettet til en motor er det seks tilkoblinger. Tilkoblingene er merket U1, V1, W1, W2, U2, V2. Hvilke av de seks tilkoblingene skal kobles sammen med lasker når statorviklingene skal stjerne kobles? 4.20 Figur 4.16 viser rotasjonsretningen på rotorakselen på en asynkronmotor. Rotasjonsretningen (dreieretningen) på rotorakselen kan enten være moturs eller medurs. Hvordan kan rotasjonsretningen på rotorakselen på en trefase asynkronmotor endres? 4.21 Når statorviklingene kobles til trefasenettet dannes et roterende magnetisk felt i statoren. Det får rotoren til å rotere. Rotasjonsfrekvensen til magnetfeltet i statoren er bestemt av nettfrekvensen og av antall poler på statorviklingene. Figur 4.19 viser hvordan rotasjonsfeltet danner poler for en periode av nettspenningen. Ved tidspunkt 1 er strømretningen gjennom L1 slik at den danner en nordpol mot rotoren. Hvordan dannes det nordpol mot rotoren ved tidspunkt 3? 4.22 I startøyeblikket passerer det roterende magnetfeltet i statoren de stillestående rotorviklingene. Det magnetiske rotasjonsfeltet skjærer over rotorviklingene og det induseres spenning i rotorviklingene. Den induserte spenningen fører til at det går 7
strøm gjennom rotorviklingene og at det dannes et magnetisk felt rundt hver av rotorviklingene. Magnetfeltet rundt rotorviklingene tiltrekkes av det roterende magnetfeltet i statoren og rotoren begynner å rotere. Hvorfor kan ikke rotasjonsfrekvensen til rotoren bli like rotasjonsfrekvensen til det magnetiske dreiefeltet? 4.23 En asynkronmotor driver en vannpumpe. Driften av vannpumpa belaster motoren. Det fører til at rotasjonsfrekvensen til rotoren minker noe ved økende belastning. Hvorfor vil økende belastning føre til at strømmen til motoren øker? 4.24 I en trefase asynkronmotor er rotasjonsfrekvensen til rotoren mindre enn rotasjonsfrekvensen til det magnetiske feltet i statoren. Forskjellen mellom de to rotasjonsfrekvensene kalles sakking. En topolet asynkronmotor har følgende data: 3 kw, 230V, 50Hz, 2910 r/min Beregn sakkingen ved merkeeffekt (3 kw). Beregning: 4.25 Figur 4.20 viser prinsippskisse av en kontaktor. Det er en elektromagnetisk styrt bryter. Den består av en fast og en bevegelig jernkjerne. Til den bevegelige jernkjernen er det festet to sett med kontakter. Et sett med hovedkontakter som brukes for å slutte å bryte hovedstrømmen, og et sett med hjelpekontakter for å slutte å bryte styrestrømmen. Hva er forskjellen på en brytekontakt og en sluttekontakt? 4.26 Figur 4.21 viser det grafiske symbolet for en kontaktor. Hvordan er tilkoblingene på kontaktorspolen merket? 4.27 Figur 4.23 viser eksempel på klemmemerking på en kontaktor. Hovedkontaktene er merket med tallene 1-2-5 på inngangssiden og tallene 2-4-6 på utgangssiden. Hjelpekontaktene er merket med plassiffer og funksjonssiffer. En hjelpekontakt er merket 23-24 hva forteller det om kontakten? 4.28 Det som bestemmer den elektriske størrelsen på en kontaktor er hvor stor strøm hovedkontaktene kan slutte å bryte ved ulike typer belastninger. Belastningen på hovedkontaktene er delt inn i ulike driftskategorier. Hva er det driftskategoribetegnelsen AC3 står for? 4.29 8
En trefase asynkronmotor skal kobles til og fra elenettet med en kontaktor. På merkeskiltet til motoren står det: 3-fase, 230 V, 2,2 A, cosφ 0,7. Bestem størrelsen på kontaktoren som kan brukes når driftskategorien er AC3. 4.30 En elektrisk asynkronmotor skal kobles til et 3 x 230V 50Hz elnett. Motoren skal kobles til og fra elnettet med en kontaktor. Motoren har dette merkeskiltet: Motor 3~ 50Hz IEC 34-1 4 kw 2910 r/min 400V Y 9,2 A 230V 16A IP 54 cosφ 0,8 Hvor stor merkestrøm må kontaktoren være godkjent for når motoren skal brukes i et anlegg med driftskategori AC3? 4.31 Figur 4.25 viser skisse av et termisk motorvern. Det brukes for å beskytte motoren mot overbelastning, skjevbelastning eller fasebrudd. Hvordan virker motorvernet når strømmen til motoren blir større enn det motoren er beregnet for? 4.32 Et motorvern har vanligvis en sluttekontakt og en brytekontakt for tilkobling av styrestrøm. Slutte kontakten er merket med tallene 97-98. Hvilke tall er brytekontakten merket med? 4.33 På termiske motorvern er det innstillingsskrue for innstilling av strømmen det skal løse ut ved. Hvilken strømverdi skal motorvernet stilles inn på? 4.34 Hvorfor må termiske motorvern alltid ha et forankoblet overstrømsvern? 4.35 Figur 4.26 viser symbolet for et termisk trefase motorvern. På inngangssiden er tilkoblingene for hovedstrømmen merket med tallene 1, 2 og 3. Hvilke tall er tilkoblingene på utgangen merket med? 4.36 9
For å hindre skadelig oppvarming av ledninger og utstyr i elektriske anlegg utstyres anleggene med elektriske overstrømsvern. Det skal bryte strømmen gjennom anlegget dersom strømmen er større enn det anlegget er beregnet for. Figur 4.27 viser prinsippskisse av en automatsikring med to utløsemekanismer. En termisk overstrømsutløser basert på termisk effekt og en elektromagnetisk kortslutningsutløser basert på elektromagnetisk effekt. Hvordan virker den elektromagnetiske kortslutningsutløseren? 4.37 I elektriske anlegg brukes overstrømsvern (automatsikringer) med ulike utløserkarakteristikker. Hvilken type automatsikringer er det vanlig å bruke i styrestrømskretser for elektriske motoranlegg? 4.38 Figur 4.28 viserer norm for utløsegrenser automatsikringer. Normen angir hvilke krav som stilles til termisk og elektromagnetisk utløsning for automatsikringer. Hvor stor strøm kan en 16A automatsikring med B karakteristikk belastes med før den gir garantert utkobling i løpet av en time? 4.39 Hvor stor strøm kan en 16A automatsikring med B karakteristikk belastes med før garantert elektromagnetisk utkobling? 4.40 Hva er den elektriske forskjellen på en automatsikring med B- og C karakteristikk? 4.41 Hvor lang tid tar det før en 10A automatsikring med C-karakteristikk løser ut når strømmen gjennom sikringen er 20A? 4.42 I følge normen (Nek 400) kreves det tilleggsbeskyttelse med strømstyrt jordfeilbryter for stikkontakter med merkestrøm til og med 20 A, som er montert på forbrukerkurser for allmenn bruk. Jordfeilvernets utløsestrøm skal ikke overstige 30 ma, kravet gjelder for alle fordelingssystemer. Hvorfor er det ikke nødvendig å utstyre de elektriske anleggene på øvingene med tilleggsbeskyttelse i form av strømstyrt jordfeilvern? 4.43 Betjeningsbrytere er manuelle signalgivere som brukes for å styre elektriske anlegg. Figur 4.31 viser symbolet for monostabil trykknapp bryter og bistabil bryter. Hvilke kontakter er vanligvis montert på en trykknappbryter? 4.44 10
Betjeningsmateriell merkers med ulike farger som angir ulike forhold. Fargen rød angir at det er en nødsituasjon. Fargen rød kan også brukes for en stoppfunksjon. Fargen grønn angir at det er en sikker situasjon. Kan også brukes for en startfunksjon Hva angir betjeningsutstyr med blå farge? 5 Dokumentasjon for automatiserte motoranlegg 5.1 Elektroteknisk dokumentasjon er et viktig verktøy for montering, kobling, reparasjon og vedlikehold av elektriske anlegg. For at alle som arbeider med elektriske anlegg skal forstå hverandres dokumentasjon, må den lages etter en felles norm. Hva heter organisasjonen som utarbeider dokumentasjon for elektriske anlegg i Norge? 5.2 Det er to hovedtyper av elektrotekniske kretsskjemaer. Hovedstrømsskjema som viser veien til den elektriske strømmen fra elnettet og fram til motoren, og styrestrømsskjema som viser veien til styresignalene. Figur 5.1 viser enlinje og flerlinje hovedstrømsskjema. På flerlinjeskjema er det trefase elnettet tegnet med faseledningene L1, L2,L3. Fra elnettet er det ledningsforbindelse fram til hovedstrømssikringen F1. Beskriv ledningsforbindelsen fra F1 og fram til motoren. Beskrivelse: 5.3 Figur 5.2 viser hovedstrømsskjema og styrestrømsskjema. Fra styrestrømsvernet (styrestrømssikringen) F3:1-2 er det ledningsforbindelse fram til motorvernets brytekontakt F2:95-96. Beskriv ledningsforbindelsen fra F2 og fram til L2. Beskrivelse: 5.4 Gi en kort beskrivelse av virkemåten til hovedstrømsskjema og styrestrømsskjema på figur 5.2. Begynn med hva som skjer når det trykkes på startbryteren S2. Beskrivelse: 5.5 For å binde sammen dokumentasjonen av anlegget med selve anlegget slik det er utført og plassert, er det utarbeidet et referanse- og adressesystemsystem. For å skille forskjellige typer av informasjon er det plasseres et kjennetegn foran bokstaver og tall som utgjør selve koden. Kjennetegn: Likhetstegn =, angir at det er informasjon om anleggets funksjonsmessig eller plasseringsmessige oppbygning Plusstegn +, angir at det er informasjon om produktenes plassering i anlegget. Hva angir et minustegn -, og et kolontegn :? 5.6 11
Figur 5.3 viser bokstavkoder for elektriske komponenter og apparater. Hva angir følgende kodebokstaver? a F b K c S d M e H f Q g X 5.7 En elektrisk komponent er på et skjema merket med koden Q3. Hvilken informasjon gir koden? 5.8 Figur 5.4 viser en arrangementstegning for et elektrisk apparatskap. Hva er det en arrangementstegning skal vise? 5.9 Figur 5.5 viser hovedstrømskjema med tilkoblinger til rekkeklemme. Skjema viser at elnettet og motoren er koblet til rekkeklemme X1. En rekkeklemmen har to tilkoblingssider, den ene er for interne tilkoblinger, den kalles apparatside. Den andre koblingssiden er for eksterne tilkoblinger, den kalles kabelside. Det er vanlig at tilkoblingene på rekkeklemme vises i en rekkeklemmetabell. Skriv inn tilkoblinger som mangler i rekkeklemmetabellen for hovedstrømsskjema på figur 5.2. Rekkeklemmetabell: Kabel side Klemme nummer Ekstern tilkobling L1 1 L2 2 L3 3 M1:U1 4 5 M1:W1 6 Apparatside Intern tilkobling 5.10 Figur 5.7 viser en intern koblingstabell for skjemaet på figur 5.5. Koblingstabellen angir interne koblinger som ikke er koblet til rekkeklemmen. Skriv inn koblingene som mangler i den interne koblingstabellen. Intern koblingstabell: Kobling fra F1: 2 Kobling til 12
F1: 4 Q1:2 Q1:4 Q1:6 5.11 Tabellen på figur 5.8 viser noen av de mest brukte grafiske symbolene for elektroteknisk dokumentasjon. I tabellen nedenfor er det ført opp symbolnummer uten beskrivelses av symbolet. Skriv inn, under beskrivelse, hva symbolet betyr. Symbol nummer S00229 S00255 S00254 S00227 S00258 S00566 S00284 S00287 S00120 S00121 NO0003A Beskrivelse Hva symbolet betyr 6 Trefase asynkronmotor fjernstyrt fra ett sted 6.1 Figur 6.1 viser arrangementstegning for anlegget. Hvilke elektriske komponenter (materiell) skal plasseres i apparatskapet? 6.2 Styrestrømsskjemaet på figur 6.2 viser strømveier for styrestrømmen. Fra styrestrømvernet F3:1 2 er det vei for styrestrømmen til motorvernet F2, derfra til stoppbryteren S1 og videre til startbryteren S2. Når startbryteren blir aktivert, går det strøm gjennom kontaktorspolen. Kontaktoren blir koblet inn og slutter hovedkontaktene, og motoren starter. Samtidig med at hovedkontaktene slutter, blir hjelpekontakten Q1:13 14 sluttet. Hvilken oppgave har Q1:13 14? 6.3 Ved fasebrudd i hovedstrømskretsen, feil på motoren eller ved overbelastning av motoren vil motorvernet løse ut og kontakten F2:95 96 på motorvernet brytes, og motoren stopper. Hvordan kan motorvernet tilbakestilles (resettes)? 13
6.4 Når flere koblingsklemmer er satt sammen i en rekke, kalles enheten rekkeklemme. Hva betyr merkingen -X2:5? 6.5 En rekkeklemmen har to koblingssider, den ene siden er hvor de ytre kablene skal tilkobles, den kalles kabelsiden eller ekstern koblingsside. Hva kalles den andre koblingssiden? 6.4 Figur 6.3 viser rekkeklemmetabell for apparatskapet. Det er lasket forbindelse mellom klemme nr 10 og 11. I rekkeklemmetabellen er det skrevet inn tre feil. Kabelside Ekstern tilkobling Klemme nr. Lasker Apparatside Intern tilkobling L1 1 F1:1 L2 2 F1:3 L3 3 F1:5 M1:U 4 F2:2 M1:V 5 F2:3 M1:W 6 F2:6 S1:11 7 F2:96 S1:12 8 Q1:14 S2: 14 9 Q1:13 PE (elnett) 10 PE (M1) 11 Hvilke tre feil er skrevet inn i tabellen? 6.5 Fra rekkeklemmen i apparatskapet er det kabel for tilkobling til elnettet, motor og styrepanel med start og stoppbryter. Hvilen type kabel er det vanlig å bruke for fast installasjon og hvilken type ledning og kabel er det vanlig å bruke for flyttbare apparater? 6.6 Hva er anbefalt koblingsrekkefølge for faseledere? 6.7 Mennesker og husdyr skal være beskyttet mot fare som kan oppstå ved berøring av utsatte deler som er blitt spenningssatt som følge av feil. En måte å hindre at 14
mennesker og husdyr blir utsatt for strømgjennomgang er å bruke beskyttelsesjording. Hvordan virker en beskyttelsesjording? 6.8 Den elektriske motoren som brukes er en utsatt anleggsdel. Det er fordi den er laget av et elektrisk ledende materiale, og kan bli spenningssatt dersom det oppstår elektrisk feil på motoren. Hva kan gjøres for å hindre at berøring av utsatt anleggsdel som er blitt spenningssatt kan føre til elektrisk sjokk. 6.9 Hva skal hindres med bruk av utjevningsforbindelser 6.10 Figur 6.5 viser en avisolert ledning koblet til koblingsklemme. Hvor lang skal lengden på avisoleringen være? 6.11 Ved kobling av flertrådet ledning til koblingsklemmer med skrueforbindelse skal avisolerte ledningstråder vris sammen. Ledningstrådene er litt vridd i ledningen og må vris samme veien. Hvordan vil du gå fram for å vri ledningstrådene? 6.12 For å få best mulig tilkobling kan det monteres endehylse på ledningen. Endehylse kalles også koblingshylse eller kontakthylse. Hva er en endehylse? 6.13 Ved kobling til rekkelemme skal bare en ledning kobles til hver klemme. Noen ganger kan det være behov for å koble sammen to eller flere ledninger på rekkeklemmen. Hvordan kobles flere ledninger sammen på en rekkeklemme? 6.14 Figur 6.8 viser koblingsklemme med og uten spennvirkning. Kobber er et bløtt ledningsmateriale. Det kan føre til at en ledning under press fra koblingsklemmen etter en tid kan gi etter og gi dårlig forbindelse. Hvordan kan en koblingsklemme utformes for å unngå dette? 6.15 Hvordan skal ledningsføringen inne i apparatene være? 6.16 15
Hvilken type kabel brukes for tilkobling av anlegget til elnettet? 6.17 Skriv utstyrsliste for anlegget ved å fylle ut utstyrslisten. Utstyrsliste: Pos Utstyrsbenevnelse Merknader F1 F2 F3 Q1 M1 S1 S2 X1 Kabel Koblingsledning 6.18 Før anlegget settes i drift skal motorvernet stilles inn. På hvilken verdi skal motorvernet stilles? 6.19 Etter at anlegget er satt i drift skal du kontrollere at motorvernet fungerer. Beskriv hvordan du går fram for å kontrollere motorvernet? Beskrivelse: 6.20 Ved feilsøking på motoranlegg skilles det mellom feil på hovedstrømskretsen og feil på styrestrømskretsen. Ved en feil på et motoranlegg starter ikke motoren når startbryteren aktiveres. Hvordan vil du gå fram for lokalisere om det er feil på hovedstrømskretsen eller styrestrømskretsen? 7 Trefase asynkronmotor fjernstyrt fra to steder 7.1 Installasjonen av anlegget i kapittel 6 skal utvides til å omfatte start og stopp av motoren fra to forskjellige steder. De nye start og stoppbryterne skal monteres i et nytt styrepanel i nærheten av apparatskapet. Figur 7.1 viser koblingen av de nye bryterne. Hvordan skal de nye start- og stoppbryterne kobles inn i styrekretsen? 7.2 Utarbeide ny dokumentasjon for start og stopp av motoren fra to steder. 16
Ta utgangspunkt i figur 6.1 og figur 6.2 og tegn ny arrangementstegning og nytt styrestrømsskjema. Ny startbryter har betegnelsen S3 og ny stoppbryter har betegnelsen S4. a Tegn ny arrangementstegning Prøv å tegn arrangementstegningen med PC b Tegn nytt styrestrømsskjema. Prøv å tegn styrestrømsskjema med PC 7.3 Utarbeid ny rekkeklemmetabell ved å fylle ut rekkeklemmetabellen på figur 7.2. Her kan det være nødvendig å bruke tverrforbindelser(lasker). Rekkeklemmetabell: Kabelside Ekstern tilkobling Klemme nr. Lasker Apparatside Intern tilkobling L1 1 F1:1 L2 2 F1:3 L3 3 F1:5 M1:U 4 F2:2 M1:V 5 F2:4 M1:W 6 F2:6 S3:11 7 F2:96 S3:12 8 S1:11 9 S1:12 10 S4:13 11 S2:14 12 S4:14 13 PE (elnett) 14 PE (M1) 15 Figur 7.2 Rekkeklemmetabell 7.4 Utarbeid ny intern koblingstabell for apparatskapet og styrepanelene ved å ved å fylle ut tabellene på figur 7.3 Intern koblingstabell for apparatskap Kobling fra: Kobling til: Kobling videre til: 17
Intern koblingstabell for styrespanel A Intern koblingstabell for styrespanel B Figur 7.3 7.5 Skriv en kort forklaring til kunden om anleggets virkemåte. Forklaring: 7.6 Forklar kort framgangsmåten for å finne følgende feil ut fra gitte feilsymptomer: Feilsymptom1: Når en av startbryterne aktiveres kobles kontaktoren inn, men motoren starter ikke. Etter en kort tid kobler kontaktoren ut. Feilsymptom 2: Motoren kan startes fra det ene styrepanelet, men ikke fra det andre styrepanet. Feilsymptom 3: Motoren kan ikke startes fra noen av styrepanelene. Kontaktoren kobler ikke inn. 8 Rotasjonsvending av motorakselen på trefase asynkronmotor 8.1 Figur 8.1 viser arrangementstegning for anlegg. Beskriv hvilke elektriske komponenter (materiell) som skal monteres i apparatskapet. 8.2 18
Figur 8.1 viser hovedstrømsskjema og styrestrømsskjema for rotasjonsvending av motorakselen på en trefase asynkronmotor. Når Q1 er innkoblet og ikke Q2 er innkoblet roterer motorakselen medurs. Hvorfor vil motorakselen rotere moturs når Q2 er innkoblet og Q1 ikke er innkoblet. 8.3 Hva skjer dersom Q1 og Q2 ved en feil blir koblet inn samtidig? 8.4 Hva er der forrigling av elektrisk utstyr dreier seg om? 8.5 Kontaktorene Q1 og Q2 er innbyrdes forriglet med hjelpekontaktene Q1:21-22 og Q2: 21:22. Hvordan virker forriglingen? 8.6 Betjeningsbryterne S2 og S3 er innbyrdes forriglet for at det ikke skal være mulig å koble inn begge kontaktorene samtidig. Hvordan virker forriglingen? 8.7 Hvilken oppgave har Q2: 13-14? 8.8 Figur 8.3 viser rekkeklemmetabell for anlegget. Det er lasket (tverrforbindelse) mellom klemme nr 11 og 12. På rekkeklemmetabellen er det skrevet inn noen feil. Rekkeklemmetabell for apparatskap Kabelside Klemme Ekstern nr. tilkobling Figur 8.3 Lasker Apparatside Intern tilkobling Q3:2 1 F1:1 Q3:4 2 F1:5 Q3:6 3 F1:3 M1:U 4 F4:2 M1:V 5 F4:4 M1:W 6 F4:6 S1:11 7 F4:95 S1:12 8 Q1:13 S3:14 9 Q2:21 S3: 12 10 Q1:22 PE (elnett) 11 PE (M1) 12 19
Hvilke feil er skrevet inn på tabellen? 8.9 Figur 8.4 viser en intern koblingstabell for apparatskapet. Her er det vist en delvis utfylt koblingstabell. Fyll ut det som mangler i tabellen. Intern koblingstabell for apparatskap Kobling fra Kobling til Kobling videre til F1:2 Q1:1 Q2:1 F1:4 Q1:3 Q2:3 F1:6 Q1:5 Q2:5 Q2:2 Q2:4 Q2:6 F1:1 F3:1 F1:3 F3:3 F3:2 F4:95 F3:4 Figur 8.4 8.10 Figur 8.5 viser intern koblingstabell for styrepanelet Her er det vist en delvis utfylt koblingstabell Fyll ut det som mangler i tabellen Intern koblingstabell for styrepanel Kobling fra Kobling til Kobling videre til S1:12 S2:13 S2:14 S2:12 Figur 8.5 8.11 En elektrisk installasjon skal ha nødvendig utstyr for utkobling når mekanisk vedlikehold kan medføre en risiko for personskade. Det kan være vedlikehold på elektrisk drevet, mekanisk utstyr som roterende maskiner, varmeelementer og elektromagnetisk utstyr. Installasjoner med risiko for personskade ved vedlikehold skal ha nødvendig utstyr for utkobling av det elektriske anlegget for å hindre personskade. Utstyr for utkobling for mekanisk vedlikehold kan for eksempel oppnås med flerpolt bryter, effektbryter, sikkerhetsbryter eller ved å bruke plugg og stikkontakt. Hva er betegnelsen på bryter for utkobling av anlegget? 20
8.12 Utstyr for utkobling av anlegget for mekanisk vedlikehold skal være plassert og merket på en slik måte at den er lett å identifisere og betjene. Bryteren skal kunne låses i utkoblet (åpen) stilling. Hvor kan det være hensiktsmessig å plassere bryteren på øvingsmodellene? 8.13 Hvilken oppgave har sikkerhetsbryteren på et automatisert anlegg? 9 Drift av to seriekoblede transportbånd Oppgaver 9.1 Figur 9.1 viser prinsippskisse av to transportbånd for transporterer sand til en sandsilo. Hvert av båndene drives av en trefase asynkronmotor. Først skal bånd 2 starte og deretter skal bånd 1 starte automatisk etter 10 s. Hvorfor skal bånd 2 settes i drift før bånd 1 settes i drift? 9.2 Hva skjer med driften av motor M2 dersom motorvernet for motor M1 løser ut og stopper motor M1.? 9.3 Hva skjer med driften av motor M1 dersom motorvernet for motor M2 løser ut og stopper motor M2? 9.4 Hva skjer med driften av motor M1 og motor M2 ved aktivering av stoppknappen. 9.5 Figur 9.2 vise skjema for et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved innkobling, tregt ved innslag. Hvordan virker et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved innkobling? Virkemåte: 9.6 Figur 9.3 viser skjema for et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved utkobling, tregt ved tilbakegang. Hvordan virker et tidsrelé med forsinket kontaktfunksjon ved ut kobling? Virkemåte: 21