Elektriske installationer

Transkript

1 Tech College Aalborg Elektriske installationer Projekt Smart Zenior Home - Dimensionering af stikledning og gruppetavle til seniorbolig

2 Indhold Elektriske installationer... 2 Installationsbekendtgørelsen 56 og Største samtidige belastning:... 3 Samtidighedsfaktor... 3 Valg af hovedsikring In Beregn udvidelsesmuligheden... 4 Kabel til fast installation i.h.t DS/HD Find reference installationsmetode... 5 Vælg kabel type (isoleringstype)... 5 Brug referenceinstallationsmetoden til at finde tabeller... 5 Find Nominelt ledertværsnit... 6 Bestem Kft (Korrektionsfaktor for omgivelsestemperatur)... 7 Bestem Kfs (Korrektionsfaktor for samlet fremføring)... 7 Beregn minimum strømværdi for kabel)... 7 Valg af kabel til fast installation i.h.t Stærkstrømsbekendtgørelsen... 7 Spændingsfaldsberegning på stik- og hovedledning Beregning af U i fjerneste tilslutningssted Kortslutningskontrol af stikledning IKmin Beregning IKmin fjerneste tilslutning Beregning af IKmax ved tavle stregstegning over forsyning TT-system til boliger eller mindre systemer Gruppetavle Liste over danske afvigelser ift. DS/HD 6036-serien

3 Elektriske installationer Den nye installationsbekendtgørelse 1 trådte i kraft 1/ I en overgangsperiode frem mod 1. juli 2019 må man arbejde efter: Enten installationsbekendtgørelsen Eller stærkstrømsbekendtgørelsen. Det skal understreges at det ikke er tilladt at blande de 2 metoder: Man må ikke udføre den enkelte installation efter både regler i stærkstrømsbekendtgørelsen afsnit 6 og den nye installationsbekendtgørelse. Dimensionering af TT-systemer Dimensionering af jord og udligningsforbindelser samt stik-, hoved- og gruppeledninger Valg af egnet materiel på baggrund af bestemmelserne i Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse og drift af elektriske installationer, Standardsamling til installationsbekendtgørelsen - DS/HD serien, Bygningsreglementet og Fællesregulativet. Installationsbekendtgørelsen 56 og 57 På nogle punkter adskiller installationsbekendtgørelse sig fra DS/HD I forhold til største behov og samtidighed (DS/HD ) gælder installationsbekendtgørelsen: 1 BEK nr Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse og drift af elektriske installationer 2

4 Største samtidige belastning: Da husets samlede areal er på 71 m 2 skal der ifølge Installationsbekendtgørelsen 2 56 eller Stærkstrømsbekendtgørelsen 3 være mindst 2 lysgrupper (71/50 = 1,42). Derudover indsættes 2 kraftgrupper til Installations største strømforbrugere: Kogeplade, ovn, vaskemaskine og tørretumbler. Samt en disponibel lysgruppe og en disponibel kraftgruppe. Boligen forsynes via egen stikledning fra kabelskab Der monteres en elmåler til fjeraflæsning udenfor Gruppetavlen placeres i boligens bryggers. Den største samtidige belastning, beregnes som vist i tabellen ud fra den samlede belastning (på alle 3 faser). Belastningsstrømmen L1 L2 L3 Lysgruppe1 13,0 A Lysgruppe2 13,0 A Lysgruppe3 13,0 A Lysgruppe4 13,0 A 13,0 A 13,0 A Kraftgruppe 1 16,0 A 16,0 A 16,0 A Kraftgruppe 2 16,0 A 16,0 A 16,0 A Ib til 58,0 A 52,0 A 52,0 A Samtidighedsfaktor Hovedledningen dimensioneres derefter på baggrund af belastningsstrømmen kombineret med en samtidighedsfaktor på 0,6 Ib Stik = Ib Til Sf = 58 A 0,6 = 34,8 A 2 I forhold til antallet af lysgrupper gælder 56. i Installationsbekendtgørelsen. (Dansk afvigelse fra DS/HD Elektriske lavspændingsinstallationer Største behov og samtidighed) 3 Stærkstrømsbekendtgørelsen side Gruppeantal 3

5 Valg af hovedsikring In1 Forsikringer skal være smeltesikringer. Sikringens størrelse og type vælges efter betingelsen: In1 Ib Stik Fra Siemens produktkatalog 4 vælges Siemens, 40A, D02, Neozed sikring, anvendelseskategori gg produkt nr. 5SE2340 Isabella Sihm Ziersen Beregn udvidelsesmuligheden Uf = In1 Ib Stik 100 = 40 34,8 100 = 13 % In1 40 Udvidelsesmuligheden anses for fuldt tilstrækkelig da jeg allerede har valgt at indsætte 2 disponible lysgrupper og en disponibel kraftgruppe

6 Kabel til fast installation i.h.t DS/HD 6036 Find reference installationsmetode Slå op i "Tabel A.52.3 Eksempler på installationsmetoder til anvendelse ved bestemmelse af strømværdier" Stikledningen er fremført med kappe direkte i jord Reference installationsmetode OPL = 72-D2 (eller 73-D2 hvis der er mekanisk beskyttelse) Hovedledningen er fremført direkte i murværk Reference installationsmetode OPL = 57-C Gruppeledninger er fremført i et loftshulrum Reference installationsmetode OPL = 47-B2 Vælg kabel type (isoleringstype) For et PVC-kabel er den maksimale ledertemperatur 70 C og for et XLPE- og EPR-kabel er det 90 C. Da alle kabler ligger alene vælges PVC-kabeler Brug referenceinstallationsmetoden til at finde tabeller slå op i Tabel B.52.1 side 280 Referenceinstallationsmetoder som grundlag for tabeller for strømværdier 5

7 Find Nominelt ledertværsnit Slå op i tabellerne for strømværdier og find det nominelle ledertværsnit for den aktuelle strømværdi for Installationstype A-D Stikledningen D2 3 belastede ledere tabel B.52.4 Kol. 8 ledertværsnit 6 mm 2 Hovedledningen C 3 belastede ledere tabel B.52.4 Kol. 6 ledertværsnit 6 mm 2 Gruppeledninger B2 3 belastede ledere tabel B.52.4 Kol. 5 ledertværsnit 2,5 mm 2 B2 2 belastede ledere tabel B.52.2 Kol. 5 ledertværsnit 1,5 mm 2 Strømværdier i tabel B.52.2: Strømværdier i tabel B.52.4: 6

8 Bestem Kft (Korrektionsfaktor for omgivelsestemperatur) Stikledningen Ifølge B er reduktion unødvendig for nedgravede kabler Hovedledningen og Gruppeledninger Find Kft ved opslag i Standard Håndbog 183 HD60364 Tabel B Da omgivelsestemperaturen ikke overstiger 30 C er Kft = 1 Bestem Kfs (Korrektionsfaktor for samlet fremføring) Find Kfs findes ved opslag i Standard Håndbog 183 HD60364 Tabel B Da alle kabler ligger alene er Kfs = 1 Beregn minimum strømværdi for kabel) ob(in1) 40 A Iz min.s1 = = = 40 A Kft Kfs 1 1 Valg af kabel til fast installation i.h.t Stærkstrømsbekendtgørelsen Jeg har valgt, også at beskrive, den metode man bruger til valg af fast materiel jvf. stærkstrømbekendtgørelsen. Men det skal understreges at det ikke er tilladt at blande de 2 metoder: Man må ikke udføre den enkelte installation efter både regler i stærkstrømsbekendtgørelsen afsnit 6 og den nye installationsbekendtgørelse. Kfs Korrektionsfaktor for sideløb 5 = 1 (Kablet ligger alene) Kft Korrektionsfaktor for temperatur 6 = 0,94 (Normale varmeafledningsforhold omgivelsestemp. 35 o ) In1 sikringen laver OB: I zmin.hoved el. stikledning = ob(in 1) kft kfs 40 A I zmin = = 42,55 A 0,94 1 Ledertværsnit vælges ud fra betingelsen I kabel I zmin Til forsyningskabler vælges: 4G x 10 mm 2 NOBH kobber forsyningskabel til både stik- og hovedledning. Der må bære en mærkestrøm på op til 50 A (oplægningsmetode 60 i SBi). Forsyningskablerne nedgraves i minimum 70 cm dybde og markeres med et markeringsbånd eller en dækplade. Til installationen vælges: 4G x 2,5 mm 2 NOIKLX Flex installationskabel (21 A) til kraftgrupper 4G x 1,5 mm 2 NOIKLX Flex installationskabel (15,5 A) til lysgrupper 5 Stærkstrømsbekendtgørelsen side 187 tabel A5 6 Stærkstrømsbekendtgørelsen side 186 tabel A4 7

9 Spændingsfaldsberegning på stik- og hovedledning. Længden af stik og hovedledning er i alt 30 m Belastningsstrømmen er 34,8 A Vekselstrømsmodstanden ved 50 Hz for 10 mm 2 kobberleder v 20 C er 1,83 Ω/km. Vekselstrømsmodstanden v 35 C (korrigeret for temperatur) er Rt = R20 (1 + α (t - 20)) = 1,83 (1 + 0,00393 (35 20)) = 1, Ω/km Det samlede spændingsfald bliver for stik- og hovedledning U stik og hovedledning = I b cosφ Rl k a 3 U stik og hovedledning = 34,8 A 1 1,837 Ω 30 m 3 = 3,32 V U % = ΔU 100 = 3, ,8 % U n 400 Spændingsfaldet er godkendt, da der max må være et fald på 4 %, svarende til 16 V. Beregning af U i fjerneste tilslutningssted. Det fjerneste tilslutningssted for 1 faset installation i boligen, er stikkontakten i stuen, så her vælger jeg at udregne spændingsfaldsberegning, ved at finde spændingsfaldet helt ude fra forsyningspunktet. Det gøres for at sikre at der er den spænding der minimum skal være i stikkontakten, ved en belastning. Først finder man den strøm som går i kablet (Ib) i de enkelte kabler dvs. stikledning, hovedledning og gruppeledning. Derefter findes strøm i og spænding fald over tilledningen til forbrugsgenstanden. Maks spændingsfald i en installation tilrådes at være på 4 %, af den nominelle spænding, derfor er grænsen for en 1 faset installation (F/N) på (4x230/100) = 9,2 V. Jeg sætter en 2 kw mikrobølgeovn i stikkontakten med en tilledning på 1 m, for at se om spændingen er i orden. Spændingsfaldet over stikledning: U stikledning = I b cosφ Rl k a 3 U stikledning = 34,8 A 1 1,837 Ω eller 3,21 V 400 V 100% = 0,8025% Spændingsfaldet over hovedledning: U hovedledning = I b cosφ Rl k a 3 U hovedledning = 34,8 A 1 1,837 Ω eller 0,11 V 400 V 100% = 0,0275% 29 m 3 = 3,21 V 1 m 3 = 0,11 V Belastningsstrøm for tilsluttet forbrugsgenstand (mikrobølgeovn) P I b = U f cosφ = W 230 V 1 8,696 A 8

10 Spændingsfaldet over gruppeledning: U gruppeledning = I b cosφ Rl k a 3 U gruppeledning = 8,696 A 1 12,1 Ω eller 3,08 V 400 V 100% = 0,77% Spændingsfaldet over tilledning: Rl k U Ledning = I b cosφ a 2 = Isabella Sihm Ziersen 16,9 m 3 = 3,08 V U Ledning = 8,696 A 1 26,0 Ω 1 m 2 = 0,432 V eller 0,432 V 100% = 0,197% 230 V Det totale spændingsfald: U Total = U Stik + U Hoved + U Gruppe + U Ledning U Total = 3,21 V + 0,11 V + 3,08 V + 0,432 V 6,8 V Det totale %-vise spændingsfald : U% Total = U% Stik + U% Hoved + U% Gruppe + U% Ledning U% Total = 0, , ,77 + 0,196 1,8 % Spændingsfaldet er overholdt her, da det er mindre end 4 % Kortslutningskontrol af stikledning IKmin. Ik stik = 5 In stik Ik stik = 5 40 A = 200 A R fors = R fors = Uf Ik min 230 V = 1,15 Ω 200 A R stikledning R stikledning = R kabel a 2 1,5 1,830 Ω = 29 m 2 1,5 = 0,15921 Ω R hovedledning = R kabel a 2 1,5 R hovedledning = 1,830 Ω 1 m 2 1, 5 = 0,00549 Ω R total = R fors + R stik + R hoved R total = 1,15 Ω + 0,15921 Ω + 0,00549 Ω = 1,3147 Ω Ik min = Uf R tot 230 V Ik min = = 179,94 A 1,3147 Ω 9

11 t = t = K S2 Ik min S mm2 179,94 A = 6,39 sek. kablet vil kunne tåle en strøm på 179,94 A i 6,57 sekunder, før det tager skade. Sikringen foran (In1 40A) kan klare strømmen i 1 sekund, så kablet tager ikke skade. Beregning IKmin fjerneste tilslutning Ikmin = Anvendes til at afgøre om den beskyttelse der sidder foran kablet, beskytter kablet med den energi det udsættes for ved en kortslutning Fjerneste tilslutningssted er stikkontakt i køkkenet. Stikkontakten er forsikret med en 10 A D0 smeltesikring (In), og kablet er et 3G1,5 mm 2 kobber installationskabel fra tavlen i boligen. Afstanden fra tavlen til stikkontakten er ca. 16,9 m. IK min fors = 5 In IK min fors = 5 40 A = 200 A R fors = R fors = Uf Ik min 230 V = 1,15 Ω 200 A R Stik = R kabel a 2 1,5 1,830 Ω R Stik = 29 m 2 1,5 = 0,15921 Ω R Gruppe = R kabel a 2 1,5 12,100 Ω R Gruppe = 16,9 m 2 1,5 = 0,61347 Ω R tot = R fors + R Stik + R Gruppe R tot = 1,15 Ω + 0,15921 Ω + 0,61347 Ω = 1,92268 Ω Ik min,stikkontakt = Uf Ik min,stikkontakt = R tot 230 V = 119,62 A 1,92268 Ω Jeg har nu udregnet kortslutningsstrømmen i stikkontakten, som vil vise om den 10 A sikring, der sidder foran installationen (stikkontakten) når at koble ud før at installationskablet (kablet) tager skade af strømmen. Det gøres ved at regne ud hvor lang tid kablet kan klare kortslutningsstrømmen, og derefter gå ind i smeltesikringskurven og se, hvordan en 10 A D0 sikring, forholder sig til en sådan strøm. K = En faktor der tager hensyn til en specifik modstand, temperaturkoefficient, varmekapacitet og ledermateriel. 10

12 S = Lederens tværsnit. Ik min = Kortslutningsstrømmen i A. t = varigheden af kortslutningsstrømmen i sekunder. 2 K S2 t = ( ) Ik min S ,5 mm2 t = ( 119,62 A ) 2 = 2,08 sek Kablet vil tage skade af strømmen, efter 2,27 sekunder, men eftersom at sikringen kobler ud, øjeblikkeligt tager installationen ikke skade ved en eventuel kortslutning. (Selektivitet) Det vil sige at vores D0 10 A smeltesikring smelter over, og strømmen går, sikringen nærmest kortslutningsstedet skal gå først! Beregning af IKmax ved tavle I Fællesregulativet oplyses det at man til brug for udregning af I K, max kan regne med en I K,max på A ved ens gravsten med en faseforskydning på cos ⱷ 0,3. Un Z fors = Ik max V Z fors = = 0,01443 Ω A 3 R fors = Z fors φ R fors = 0,01443 Ω 0,3 = 0,00433 Ω X fors = Z 2 R 2 = X fors = 0,01443 Ω 2 + 0,00433 Ω 2 = 0, Ω R stik = R kabel a 2 1,5 1,830 Ω R stik = 29 m 2 1,5 = 0,15921 Ω X stik = R kabel a 2 1,5 0,082 Ω X stik = 29 m 2 1,5 = 0, Ω Z tavle = (R fors + R stik ) 2 + (X fors + X stik ) 2 Z tavle = (0,00433 Ω + 0,15921 Ω) 2 + (0, Ω + 0,007134) 2 = 0,22292Ω U n 400 V Ik max tavle = = = 1794 A Z tavle Ik Max 0,22292Ω Ω Ik max her er i orden, da fællesregulativet foreskriver, at der ved tavler i parcelhuse, og lejligheder kan regnes med en maksimal kortslutningsstrøm på 6 ka. 11

13 1-stregstegning over forsyning Tegningen illustrerer, hvordan forsyningen til boligen er tilsluttet fra forsyningsnettet. TT-system til boliger eller mindre systemer Nedenstående er vist et eksempel på et TT-system. 12

14 Gruppetavle Komponent liste 3 Stk. 1 pol + N 13 A -2,5 W pr. pol Max egen effekt pr. stk. 2,5 W 1 Stk. 3 pol + N 13 A -2,5 W pr. pol Max egen effekt pr. stk. 7,5 W 2 stk. 3 pol + N 16 A -2,5 W pr. pol Max egen effekt pr. stk. 7,5 W 1 stk. 4 pol HPFI 40 A - 3,6 W pr. pol Max egen effekt pr. stk. 14,4 W Antal Afgående strømkredse Effekt Moduler 3 1 P+N 13A 3 x 1/3 1 3x2,5W 7,5 W 3X2 1 3 P+N 13A 1 x 1 1 1x7,5W 7,5 W 3X4 2 3 P+N 16A 2 x 1 2 2x7,5W 15,0 W 3X4 1 HPFI 40 A 1x14,4W 14,4 W 1x4 I alt 4 44,4 W Tillæg* 2 6,15 W Total 4 afg. Strømkredse Effekt = 47,15 W 22 moduler *1 Samlet effekt i tavlen er 41W, men så skal der et tillæg på 15 % pga. ledninger i tavle. (41W x15/100) =6,15 W Total effekt i tavlen: 6,15W + 44,4 W = 50,55W Den samtidige installerede effekt (samtidighedsfaktor på 0,7 7 ): 50,55 W 0,7 2 W = 24,8 W Ud fra ovenstående vælges en UG som må have en max effekttab på 30 W og har plads til 24 moduler HPFI Fejlstrømsafbryderen og alle de valgte automatsikringer vælges fra Resi9 serien. Samtlige komponenter i Resi9 serien er godkendt i henhold til EN/IEC , har C-karakteristik og fås i både 2- og 4 polet udgaver med brydeevne på 6 ka. Fejlstrømsafbryderen er godkendt iht. EN/IEC 61008, (og kombiafbryderen er godkendt til EN/IEC 61009). Styk liste: 1 x HPFI Fejlstrømsafbryder (Resi 9)- RCD 6kA 4P 40A 30mA Vare nr.: Ean: Producent:Schneider Electric R9R02440, Schneider Electric 2 x Automatsikring (Resi 9)- MCB, type C 6kA (Resi 9) 4P 16 A Vare nr.: Ean: Producent:Schneider Electric R9F24416, Schneider Electric 1xAutomatsikring (Resi 9) MCB, type C 6kA 4P 13 A Vare nr.: Ean: Hvis ikke de virkelige belastningsforhold kendes, kan de konventionelle værdier for samtidighedsfaktorer i tabel 5 (SB afsnit 13-3,tabel 1) anvendes. Samtidighedsfaktoren bestemmes ud fra det antal strømkredse der er i tavlen. 4-5 strømkredse har ifølge tabel 5 samtidighedsfaktor på 0,7 13

15 Producent: Schneider Electric R9F24413, Schneider Electric Isabella Sihm Ziersen 3xAutomatsikring (Resi 9) MCB, type C 6kA 2P 13 A Vare nr.: Ean: Producent: Schneider Electric R9F24213, Schneider Electric 1xGruppe- og målertavle udvendig UG Vare nr.: Ean: Mærke LK 14

16 Liste over danske afvigelser ift. DS/HD 6036-serien DS/HD60364 Paragraf fra installationsbekendtgørelsen DS/HD Grundlæggende principper, egenskaber, definitioner Elektriske lavspændingsinstallationer Største behov og samtidighed Lederarrangement og system DS/HD Beskyttelse mod elektrisk stød Elektriske lavspændingsinstallationer Beskyttelse af sikkerhedsgrunde Automatiske afbrydere i boliger Automatiske afbrydere DS/HD Adskillelse og afbrydelse Elektriske installationer i bygninger Beskyttelse af sikkerhedsgrunde Adskillelse Nødafbrydelse DS/HD Valg og installation af elektrisk materiel - Fællesregler Elektriske installationer i bygninger Valg og installation af elektrisk materiel: overensstemmelse med standarder Tilgængelighed Identifikation Z2 39 Beskyttelsesleder farve Kobling og betjeningsudstyr DS/HD Ledningssystemer Elektriske lavspændingsinstallationer Valg og installation af elektrisk materiel Typer af ledningssystemer: Tilslutning af elektrisk matrikel Ydre påvirkninger: Kabler nedgravning Elektriske forbindelser Nærføring af ledningssystemer: Skadelig påvirkning DS/HD Koblingsudstyr Elektriske lavspændingsinstallationer Valg og installation af elektrisk materiel Boliger Fejlstrømsafbrydere Materiel til afbrydelse Nødafbryder DS/HD Jordingsanlæg og beskyttelsesledere Elektriske lavspændingsinstallationer Valg og installation af elektrisk materiel Jordingsanlæg - potentialudligning DS/HD Belysningsarmaturer og belysningsinstallationer Elektriske lavspændingsinstallationer Valg og installation af elektrisk materiel Kun Boliger DS/HD Verifikation Elektriske lavspændingsinstallationer Første verifikation Periodisk verifikation - midlertidig installation 15