Elektroinstallasjon 4

215 Pages·2000·109.165 MB·Norwegian

by  Strømme, Helge

6V-o%oU
Helge Strømme
Elektroinstallasjon 4
VK 2 elektrikerfaget
ana
■ * i jf i h k)r(
GVLDENDAL
YRKESOPPLÆRING
© Gyldendal Norsk Forlag AS 2000
1. utgave, 1. opplag
Omslag: Tor Berglie
Tegning: Bjørn Norheim
Sats: ide konsulenten
Trykk: GCS A/S
ISBN 82-05-27484-3
Denne boka er utgitt med forfatterstøtte fra
Norsk faglitterær forfatter- og oversetterforening.
Henvendelser om denne boka kan rettes til:
Gyldendal Yrkesopplæring
Postboks 6860 St. Olavs plass
0130 Oslo
Tlf.: 22 99 05 10
Det må ikke kopieres fra denne bok i strid med åndsverkloven eller
i strid med avtaler om kopiering inngått med KOPINOR, interesse-
organ for rettighetshavere til åndsverk.
Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar
og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel.
Forord
Denne læreboka dekker målene 1-7, modul 1, elektriske installasjoner, i
fellesdelen av læreplanen for VK II elektriker.
Noen av emnene i disse målene er en del av de samme som på VK I, og
en del emner er derfor med vilje «tynt» omtalt i boka. Noen av emnene
i denne boka skal du også fortsette med i læreplanens fordypningsdel. I
lærlingetida på 272 år er 1 år beregnet til opplæringstid, og resten er de­
finert som verdiskapningstid.
Av dette ene året er målet elektriske installasjoner beregnet til omtrent
17 % av læretida, hvorav 73 som teoretisk opplæring. Læreplanen anbe­
faler å bruke omtrent 70 timer på denne delen. Med alle oppgavene vil
en nok bruke noe mer tid på denne boka, men mange emner i ulike deler
griper inn i hverandre, så vi bør ikke henge oss opp i antall timer.
Dersom du føler at du trenger mer teori, kan du studere boka som dek­
ker dette emnet i VK I elektro. Det er etter min mening unødvendig å
gjenta alt i denne boka, så det er i steden lagt vekt på at mest mulig skal
læres ved å arbeide med oppgaver. Oppgavene er dels laget av meg, men
også for en stor del hentet fra tidligere gitte eksamensoppgaver, ofte
skrevet litt om. Oppgavene er forsøkt laget slik at vi må bruke både be-
regninger, forskrifter, normer og mye katalogmateriell for å løse dem.
I boka er det brukt en del figurer fra blant annet Sønnico, Glamox,
Osram, Phoenix, Hager, Eltek.
Kommentarer til endringer for forbedringer og eventuelle senere utgi­
velser mottas med takk!
Skien, høsten 2000
Helge Strømme
Innhold
1 Nettsystemer og fordelingsanlegg ........... 7 Lynnedslag.................................................. 32
Fordelingsnettet............................................... 7 Forskrifter og overspenningsvem.............. 32
Sentralnettet................................................. 7 Typer av vern.............................................. 33
Regionalnettet.............................................. 8 Valg av vern................................................ 34
Lokalnettet................................................... 9 Plassering og tilkobling ............................. 35
Overføringsavgift........................................ 9 Tilkobling av overspenningsvem............... 36
Lavspente nett............................................. 9 Instrumenters påvirkning av overspenninger 37
Bruksområder.............................................. 9 Elektromagnetisk støy................................ 37
Jordfeil i de ulike nettsystemene.................... 10 Lynvemanlegg................................................. 37
Jordfeil i IT-anlegg...................................... 10 Forskrifter................................................... 38
Jordfeil i TT-anlegg..................................... 12 Oppfangeranlegg........................................ 38
Jordfeil i TN-anlegg.................................... 12 Nedlederanlegg........................................... 38
Kortslutningsstrømmer.................................... 13 Jording........................................................ 39
Reaktiv effekt og fasekompensering.............. 14 Oppgaver......................................................... 40
Kjøp og salg..................................................... 16
Strømtariffer ............................................... 16 4 Nødstrøm og reservestrøm........................ 41
Strømregningen .......................................... 16 Lover, forskrifter og normer........................... 41
Kjøp av energi ............................................ 16 Plan- og bygningsloven.............................. 43
Tariffapparater ............................................ 16 Forskrifter for elektriske forsyningsanlegg 43
Oppgaver ........................................................ 17 Valg og dimensjonering av anlegg.................. 43
Avbruddsfri strømforsyning....................... 44
2 Jording ........................................................ 21 Likeretter.................................................... 44
Sentrale begreper............................................. 21 Batteri anlegget............................................ 44
Hovedjording ved boliginstallasjoner............. 23 Vekselretter................................................. 45
Inntak og jordingsanlegg............................. 23 Online......................................................... 45
Atskilte jordingssystemer............................ 24 Line Interactive........................................... 45
Krav til størrelsen på jordlederen............... 24 Offline......................................................... 46
Krav til merking.......................................... 24 Kommunikasjon.......................................... 46
Kontroll av jording (konduktivitetskontroll) 25 Dimensjonering av UPS............................. 46
Krav til isolasjonstilstand............................ 25 Vedlikehold av UPS-er............................... 47
Jordfeilvarsler.............................................. 25 Store belastninger....................................... 48
Jordfeilbryter............................................... 25 Generatoranlegg.............................................. 48
Arbeidsjording............................................. 26 Start av generatorer..................................... 48
Feilsøking og feilretting av jordfeil............ 26 Måling på generator.................................... 49
Skjerming, støy og jording............................... 27 Dimensjonering av generatoranlegg.......... 49
Electromagnetic Compatibility.................. 28 Kontroll og vedlikehold av generatoranlegg 49
Forskrifter for elektrisk utstyr (FEU)......... 28 Transportable generatorer........................... 49
Reduksjon av støy....................................... 28 Oppgaver......................................................... 50
Oppgaver......................................................... 29
5 Belysning..................................................... 51
3 Overspenningsvern og lynvem................. 31 Lyskilder......................................................... 51
Overspenningsvem.......................................... 31 Belysning og målenheter................................ 52
Tåler utstyret overspenninger?................... 31 Belysning i boliger.......................................... 53
Planlegging av lys i boliger......................... 53 Ventilasjonsanlegg i boliger........................ 92
Belysning i større bygg................................... 54 Store ventilasjonsanlegg............................. 92
Planlegging av belysning i store bygg........ 54 Ventilasjonsanleggets enkelte deler................ 95
Lysstoffarmaturer........................................ 55 Filter............................................................ 95
Fasekompensering av lysstoffrør................ 55 Filtervakt..................................................... 96
Valg av lysstoffrør....................................... 57 Spjeld.......................................................... 96
Tekniske opplysninger................................ 57 Spjeldmotor................................................. 96
Lavvolts lysanlegg....................................... 58 Vifter............................................................ 97
Lysregulering................................................... 59 Viftemotor................................................... 98
Styring med toledersystem........................... 61 Temperaturmåling....................................... 98
Utendørs belysning.......................................... 61 Mengdemåling............................................ 98
Belysning og ENØK................................... 61 Fuktighetsmåling........................................ 98
Miljø, forurensning og belysning............... 61 Elektrisk varmebatteri................................. 99
Belysning og sikkerhet................................ 62 Varmegjenvinnere............................................ 99
Nødlysanlegg................................................... 63 Roterende varmegjenvinner........................ 100
Krav til lysstyrke......................................... 63 Kammervarmegjenvinner........................... 100
Lover og forskrifter..................................... 64 Plate- og rørvarmegjenvinner..................... 100
Planlegging og dimensjonering....................... 65 Væskevarmeveksler.................................... 100
Kontroll og vedlikehold av nødlysanlegg .... 66 Ventilasjon og brann................................... 102
Selvovervåking............................................ 67 Aggregat..................................................... 102
Oppgaver......................................................... 68 Drift og vedlikehold av ventilasjonsanlegge 103
Ventilasjon og enøk...................................... 103
6 Varmeanlegg................................................ 70 Sentral varmeanlegg.......................................... 103
Innendørs varme.............................................. 70 Kuldeanlegg.................................................... 104
Dimensjonering............................................ 70 Arbeid på kuldeanlegg................................ 104
Åpent eller skjult varmeanlegg?.................. 73 Kjøle- og fryseanlegg................................. 105
Skjult varmeanlegg.......................................... 73 Kjøle- eller fryseprinsipper......................... 106
Krav til utførelse.......................................... 73 Lover og forskrifter..................................... 107
Styring og regulering....................................... 74 Flytskjema for kuldeanlegg........................ 108
Store varmeanlegg....................................... 74 Styring og regulering.................................. 109
Dimensjonering av kabel............................. 76 Kjøling og ventilasjon................................. 110
Dimensjonering av kontaktor...................... 77 Kuldemedium............................................. 110
Trinnkobler.................................................. 77 Kuldeanlegg og enøk.................................. 110
Trinnløs regulering av varme...................... 78 Dimensjonering av anlegg.......................... 111
Utendørs varme............................................... 78 Oppgaver......................................................... 115
Varmekabel på tak og takrenner................. 78
Snøsmelteanlegg.......................................... 79 8 Blandingsoppgaver.................................... 117
Frostsikring av rør....................................... 79
ENØK og varme.............................................. 79 9 Eksamensoppgaver.................................... 136
Elektrisk oppvarming og helse........................ 80
Sikkerhet...................................................... 80 Stikkord ...........................................................215
Planlegging av varmeanlegg............................ 81
Alternative oppvarmingsmetoder.................... 82
Oppgaver......................................................... 83
7 Ventilasjonsanlegg...................................... 89
Ventilasjonsanleggets oppgaver...................... 89
Helse og luft................................................ 89
Tilfredsstillende luftkvalitet ....................... 89
Lover og forskrifter........................................... 89
Installasjon og montering av ventilasjonsanlegg 92

Nettsystemer
1
og fordelingsanlegg
Det elektriske nettet kan deles opp på mange måter:
• høyspentnett og lavspentnett
• sentralnett, regionalnett og lokalt fordelingsnett
• IT-, TT- og TN-nett
Fordelingsnettet
Det meste av den elektriske energien vår blir produseret i kraftstasjoner
med generatorer med spenning fra 10 til 15 kV.
Fra kraftstasjonene blir strømmen ført gjennom distribusjonsnettet som
går på kryss og tvers av Norge. Overføring og distribusjon over så store
avstander medfører store tap når vi bruker så lav spenning som genera­
torene gir. Overføringen foregår derfor med høyere spenninger. Vi bru­
ker spenninger opp til 420 kV. I utlandet er det gjort forsøk med spen­
ninger over 1000 kV.
For å få best mulig utnyttelse og effektiv drift av distribusjonsnettet er
det blitt delt inn i tre nivåer:
• sentralnettet
• regionalnettet
• lokalnettet
Sentralnettet
Sentralnettet fører de største effektene og dekker det meste av landet.
Nettet er også knyttet opp mot våre naboland Danmark, Sverige og
Finland, og når dette skrives, er det satt igang prosjektering av kabler til
Tyskland og Nederland slik at vi blir sammenkoblet med resten av
Europa.
Det meste av dette nettet har spenningene 300 og 420 kV, men spen­
ninger ned til 132 kV er i bruk. Statnett eier omtrent 80 % av nettet og er
ansvarlig for driften av det. Alle som overfører effekt på sentralnettet,
betaler en leieavgift til Statnett. Sentralnettet blir styrt av en sentral i
Oslo og tre landsdelssentraler som har ansvaret for hver sine landsdeler.
7
Figur 1.0 Høyspentnettet i Norden
Regionalnettet
Regionalnettet er det nettet som fører effekten fra sentralnettet til det lo­
kale nettet. Det kan dekke et fylke eller gå på tvers av fylkesgrensene.
Spenningen på dette nettet kan variere fra 22 til 132 kV.
8
For å få best mulig effektiv distribusjon av den elektriske energien ser
det ut til at det blir under 10 regionale nett i Norge. De eies av en rekker
ulike energiverk som i mange tilfeller går sammen om å drive et nettsel-
skap.
Lokalnettet
Lokalnettet eies av det lokale energiverket som har konsesjon for sitt
område. Høyspent distribusjon har hittil foregått på spenningsnivåene 3,
6, 12 og 22 kV. De fleste nyanlegg bygges nå med 22 kV spenning.
Det lokale høyspentnettet ender i en nettstasjon der spenningen blir
transformert til det lavspente fordelingsnettet som det lokale energiver­
ket fører fram til forbrukerens inntakspunkt. Til husinstallasjoner bruker
vi 230 og 400 V. Til industriinstallasjoner brukes det også andre spen­
ninger, for eksempel 690 V. I en del tilfeller, for eksempel til store in-
dustrikunder, kan regionalnettet gå direkte til forbruker.
Overføringsavgift
Alle kunder som overfører energi på et nett, må betale en nettleie. Det er
monopol på overføringsnettet, men prisen på overføring av energi kan
likevel ikke settes så høyt en vil. Prisen fastsettes etter retningslinjer gitt
av departementet.
Alle som bruker sentralnettet, må betale en pris for overført energi til
statnett som driver dette nettet.
Lavspente nett
Fra energiverkenes nettstasjoner går strømmen fram til forbrukerne.
Dette utgjør det meste av det lavspente fordelingsnettet. Nettet er ener­
giverkenes eiendom og ansvar fram til forbrukernes inntakspunkt.
Derfra overtar eierne ansvaret. Fram til inntakspunktet gjelder forskrif­
ter for elektriske anlegg - forsyningsanlegg (FEA - F), og etter inntaks­
punktet gjelder forskrifter for elektriske lavspenningsanlegg (FEL).
Lavspente nett kan bygges opp som IT-, TT- eller TN-nett (TN-C eller
TN-S)
Det meste av nettet i Norge er fra tidligere år bygd opp som IT-nett, men
TT-nett er også i bruk en del steder, blant annet på deler av Sørlandet og
Vestlandet. I resten av Europa brukes det stort sett TN-nett, og i Norge
er vi er også i gang å bygge om deler av nettet til TN-nett. De fleste nye
anlegg blir bygd som TN-nett.
Bruksområder
I et vedlegg til forskriften angir Produkt- og Elektrisitetstilsynet følgen­
de bruksområder for de ulike spenningssystemene:
9
TT-systemet
TT-systemet kan brukes for alle formål med spenning inntil 230 V, med
unntak av områder for medisinsk bruk og for nødstrømsforsyning.
IT-systemet
IT-systemet kan brukes til alle formål med spenning inntil 230 V. For
anlegg i industri og for spesielle formål kan det også brukes med spen­
ningene 400, 690 og 1000 V. Ved anlegg over 230 V kan en ikke bruke
IT-systemet til lys, romoppvarming og styrestrøm.
TN-S-systemet
TN-S-systemet kan brukes til alle formål med spenning til og med
230/400 V med unntak av områder for medisinsk bruk og for nød­
strømsforsyning. Det kan også brukes for industrianlegg og spesielle
formål med nominell spenning på 690 og 1000 V, men ikke for lys, rom­
oppvarming og styrestrøm.
TN-C-S
Et TN-C-S-system kan brukes til alle formål med spenning til og med
230/400 V (som TN-C-system fram til første fordeling, og som TN-S-
anlegg etter første fordeling). For industrianlegg og for spesielle formål
også med nominell spenning på 690 og 1000 V, men ikke for lys, rom­
oppvarming og styrestrøm.
TN-C-anlegg er ikke tillatt i eksplosjonsfarlig område.
Jordfeil i de ulike nettsystemene
Jordfeil i IT-anlegg
Det er ikke krav om utkobling ved første jordfeil i et IT-anlegg hvis for­
ventet berøringsspenning er lavere enn 50 V, men jordfeilen skal varsles.
Andre jordfeil skal føre til utkobling. Krav til utkoblingstid er gitt i
NEK-tabell 41 B.
Ved første jordfeil i et IT-nett oppstår det en strøm som blir begrenset av
kapasitansen mellom ledere og jord. Se figur 1.1. Det er vanskelig å be­
regne denne strømmen, men en rekke målinger og forsøk har vist at den
er avhengig av nettransformatorens ytelse i kVA. Den maksimale jord-
feilstrømmen er beregnet til 2 mA per kVA for transformatoren. En
krets med en transformator på 300 kVA gir en maksimal jordfeilstrøm
på 300 • 2 = 600 mA. Dersom transformatoren er på 500 kVA, blir den
maksimale jordefeilstrømmen 500 • 2 = 1000 mA = 1 A
Grunnen til at vi må kjenne den strømmen som kan oppstå ved jordfeil,
er at den er avgjørende for den berøringsspenningen som vi kan bli ut­
satt for ved jordfeil. I et 230 V anlegg er kravet at berøringsspenningen
10