Τμήμα Ηλεκτρολογίας
ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ
ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΗΑΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΧΑΜΗΑΗΣ ΤΑΣΗΣ
ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ:
ΜΑΑΑΚΟΠΟΥΑΟΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΑ Α.Ε.Μ. 2487 ΜΠΟΥΡΑΣ ΑΘΗΝΟΔΩΡΟΣ Α.Ε.Μ. 2347
ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ:
ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΒΑΑΑΒΑΝΗΣ
Καβάλα Απρίλιος 2006
y 3 ^ . -? ~ s r - 2^ co ^
ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Γενικά
1.1 Οι βασικές διατάξεις διανομής XT - 1.2 Ο γενικός πίνακας διανομής X T ---- 1.3 Μετάβαση από IT σε ΤΝ--- ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2
Πίνακες διανομής
2.1 Είδη πινάκων διανομής--- 2.2 Η τεχνολογία των πινάκων διανομής, ειδικών εφαρμογών - 2.3 Πρότυπα--- 2.4 Κεντρικός έλεγχος--- ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3
Διατάξεις γείωσης
3.1 Συνδέσεις γείωσης--- 3.2 Ορισμός τυποποιημένων διατάξεων γείωσης - 3.3 Χαρακτηριστικά διατάξεων γείωσης--- 3.4.1 Κριτήρια επιλογής -
---20
--- 31
3.4.2 Σύγκριση για κάθε κριτήριο---33
3.5 Επιλογή μεθόδου γείωσης - υλοποίηση---34
3.6 Εγκατάσταση και μετρήσεις ηλεκτροδίων γείωσης---36
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές 4.1 συνέχεια παροχής ηλεκτρικής ισχύος--- --- 45
4.2 ποιότητα παροχής ηλεκτρικής ισχύος--- --- 48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5
Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης κ(
παροχές ισχύος
5.1 Εγκαταστάσεις ασφαλείας--- 5.2 Εφεδρικές παροχές ισχύος--- 5.3 Επιλογή και χαρακτηριστικά των εφεδρικών παροχών ισχύος-
5.4 Επιλογή και χαρακτηριστικά διαφορετικών πηγών - 5.5 Τοπικές μονάδες γεννητριών---
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Τελική διανομή
6.1 Περιγραφή και επιλογή--- 6.2 Οδηγοί, αγωγοί και καλώδια - ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7
Προστασία από ηλεκτροπληξία 7.1 Γενικά--- 7.2 Αμεση και έμμεση επαφή---
Προστασία από άμεση επαφή
8.1 Μέτρα προστασίας από άμεση επαφή--- 8.2 Πρόσθετο μέτρο προστασίας από άμεση επαφή — ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9
Προστασία από έμμεση επαφή
9.1 Μέτρο προστασίας με αυτόματη διακοπή της ηλεκτρικής παροχής... ...— 82
9.2 Αυτόματη διακοπή για μια εγκατάσταση γειωμένη με ΤΤ--- 84
9.3 Αυτόματη διακοττή σε μια εγκατάσταση γειωμένη με Τ Ν --- 86
9.4 αυτόματη διακοπή σε δεύτερο σφάλμα γης σε ένα σύστημα με γείωση 1Τ...90
9.5 Μέσα προστασίας από άμεση ή έμμεση επαφή χωρίς διακοπή της ηλεκτρικής παροχής--- 95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10
Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ
10.1 Μέτρα προστασίας--- 10.2 τύποι (RCD) ρελέ διαρροής--- 10.3 Επιλεκτικότητα με κατάλληλη χρήση των ρελέ διαρροής—
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ
11.1 Προκαταρτικές συνθήκες--- 11.2 Προστασία από έμμεση επαφή--- 11.3 RCD υψηλής ευαισθησίας--- 11.4 προστασία σε τοποθεσίες με μεγάλο κίνδυνο πυρκαγιάς-
-111 -112
11.5 Όταν η αντίσταση του βρόγχου ρεύματος σφάλματος είναι ιδιαίτερα μεγάλη---
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12 Υλοποίηση του συστήματος IT 12.1 θεμελιώδεις συνθήκες--
12.2 Προστασία από έμμεση επαφή--- 12.3 (RCD) ρελέ διαρροής υψηλής ευαισθησίας--- 12.4 Προστασία σε τοποθεσίες με μεγάλο κίνδυνο πυρκαγιάς--- --- 12.5 Όταν η σύνθετη αντίσταση του βρόγχου ρεύματος σφάλματος είναι
ιδιαιτέρως μεγάλη--- -121 -123 -129 -129
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13
Ρελέ διαρροής ή διαφορικός ηλεκτρονόμος ρεύματος διαρροής (RCD) 13.1 Αρχή λειτουργίας--- 13.2 εφαρμογή των (RCD) ρελέ διαρροής--- 13.3 Επιλογή χαρακτηριστικών ενός ρελέ διαρροής/ διακόπτη (RCCB - IEC 1008)---
Βιβλιογραφία
1. Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις Φ. Δημοπουλου 2. Εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις Μ. Μοσχοβιτς 3. Ειδικά κεφαλαία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων Δ.Κ. Τσανάκα 4. Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις καταναλωτών
Χαμηλής τάσης Π. Ντοκοπουλος
5. Electrical installations handbook, νοί 1,2 SIEMENS
6. Cahier techniques SCHNEIDER
7. Electrical Installation Guide according to IEC international standards Schneider Training institute
Α φ ιερω μ ένο στους γο ν είς μ α ς. . .
Εισαγωγή
Οι βλάβες σττις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις μπορούν να προκαλέσουν πυρκαγιές με θανατηφόρα ατυχήματα και υλικές ζημίες. Ο αριθμός των θανατηφόρων ατυχημάτων από πυρκαγιές με ηλεκτρικό αίτιο είναι περίπου ίσος με τον αριθμό των θανατηφόρων ατυχημάτων από ηλεκτροπληξία. Η χρησιμοποίηση διατάξεων προστασίας, με τις οποίες περιορίζεται η δυνατότητα πυρκαγιάς με τον περιορισμό της έκλυσης ενέργειας στα σημεία βλαβών (ταχεία διακοπή ακόμα και μικρών ρευμάτων διαρροής) συνεπάγεται συνεπώς μια αποτελεσματική αύξηση της ασφάλειας των εγκαταστάσεων.
Στην παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζονται ιδιαίτερα σημαντικά θέματα όπως γειώσεις, προστασία, διακόπτες διαφυγής ρεύματος. Η συγκεκριμένη πτυχιακή παρουσιάζει ένα σαφές κείμενο με μεγάλο αριθμό σχημάτων και πινάκων με πολλά κατάλληλα παραδείγματα και με παραπομπές στους κατά περίπτωση ισχύοντες κανονισμούς με τα πρότυπα της διεθνούς ηλεκτροτεχνικής επιτροπής (IEC), της ευρωπαϊκής ηλεκτροτεχνικής επιτροπής (CENELEC) καθώς επίσης και του ΕΛΟΤ . Στα κεφαλαία 1 έως 6 εκτός της γενικής περιγραφής των εγκαταστάσεων και την παράθεση των παραγόντων που συνθέτουν την ποιότητα της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, παρουσιάζεται εκτεταμένα το θέμα της συνέχειας παροχής ενέργειας και των απαραίτητων γι’ αυτό διατάξεων και μέσων καθώς και γειώσεων.
Στα κεφαλαία 7 έως 13 αναφέρονται συνοπτικά οι επιδράσεις του ρεύματος στον ανθρώπινο οργανισμό και αναλύονται διεξοδικά τα μέτρα προστασίας έναντι ηλεκτροπληξίας και πυρκαγιάς σε συνδυασμό με την χρήση διακοπτών διαφυγής ρεύματος.
I 1.γ ε ν ι κ ά
1.1 οι βασικές διατάξεις διανομής XT
Σε μια τυπική εγκατάσταση XT, τα κυκλώματα διανομής ξεκινούν από τον γενικό πίνακα διανομής (ΓΠΔ) από τον οποίο αναχωρούν καλώδια μέσω διάφορων τύπων οδηγών καλωδίων, υποδοχών κ.λ.π προκειμένου να τροφοδοτήσουν την τοπική διανομή και τους υποπινακες διανομής
Οι διατάξεις ομάδων μονωμένων αγωγών και τα μέσα τοποθέτησης τους και προστασίας τους από μηχανική βλάβη, (λαμβάνοντας υπ’ όψιν την καλή αισθητική του χώρου), αποτελούν το πρακτικό μέρος κατασκευής μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης.
Διατάξεις κυκλωμάτων
Η δημιουργία ανεξάρτητων κυκλωμάτων σε διαφορετικά μέρη μιας εγκατάστασης επιτρέπει:
■ την μείωση των συνεπειών, σε περίπτωση βλάβης του κυκλώματος
■ απλοποίηση του εντοπισμού της βλάβης
■ συντήρηση η επέκταση ενός κυκλώματος μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς να επηρεαστεί το μεγαλύτερο μέρος της εγκατάστασης.
Η διαίρεση των κυκλωμάτων αναλύεται σε πέντε κατηγόριες, κάθε μια από της οποίες απαιτεί ένα ατομικό κύκλωμα η ομάδα κυκλωμάτων και σε μερικές περιπτώσεις χαρακτηριστικά είδη καλωδίων (π.χ. για κυκλώματα συναγερμού πυρκαγιάς και προστασίας).
Γενικά απαιτούνται οι ακόλουθες ομάδες κυκλωμάτων:
■ κυκλώματα φωτισμού (τα κυκλώματα στα οποία συμβαίνει η πλειοψηφία των σφαλμάτων μόνωσης)
■ κυκλώματα πριζών-παροχών
■ κυκλώματα ισχύος για ηλεκτρική εγκατάσταση η οποία περιλαμβάνει ηλεκτρικούς κινητήρες
■ κυκλώματα παροχής ισχύος για βοηθητικές υπηρεσίες (ένδειξη και έλεγχος)
■ κυκλώματα για συστήματα ασφάλειας (εφεδρικός φωτισμός, συστήματα ττυροπροστασίας και κυκλώματα αδιάλειπτης παροχής για συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών κ.λ.π) η εγκατάσταση των οποίων συνήθως υπόκειται σε αυστηρούς εθνικούς κανονισμούς και κώδικες εφαρμογής.
Οι πιο συνηθισμένες διατάξεις διανομής ηλεκτρικών εγκαταστάσεων XT περιγράφονται στις ακόλουθες σελίδες.
Διατάξεις ακτινικά διακλαδωμένης διανομής, στις οποίες τα μεγέθη των αγωγών γίνονται σταδιακά μικρότερα σε κάθε σημείο υποδιαίρεσης του κυκλώματος, είναι οι πιο συνηθισμένες στις περισσότερες χώρες.
Για κυκλώματα πριζών - παροχών σε ορισμένες χώρες είναι διαδεδομένο ένα κύκλωμα κυκλικής παροχής, στο οποίο το μέγεθος του αγωγού είναι το ίδιο σε όλο το κύκλωμα.
Συναντούμε συχνά διάφορους τύπους οδηγών καλωδίων, καθώς και προκατασκευασμένα κανάλια. Τα καλώδια των κυκλωμάτων τραβιούνται σε οδηγούς η χρησιμοποιούνται προκατασκευασμένα κανάλια.
Ακτινικά διακλαδωμένη διανομή
Αυτή η διάταξη πρακτικά εφαρμόζεται σε μεγάλο εύρος και η υλοποίηση της ακολουθεί σχεδιάσεις παρόμοιες με αυτές τον παρακάτω απεικονίσεων:
Πλεονεκτήματα
Ένα επιμέρους κύκλωμα θα απομονώνεται (μέσω ασφαλειών η μέσω αυτόματων διακοπτών) στην περίπτωση σφάλματος. Ο εντοπισμός της βλάβης απλοποιείται. Η συντήρηση ή η επέκταση του κυκλώματος αφήνει την υπόλουτη εγκατάσταση σε λειτουργία. Διατομή των αγωγών μπορεί να μειωθεί ώστε να ακολουθούν τα μειωμένα επίπεδα ρεύματος προς τα τελικά υποκυκλωματα.
Μειονεκτήματα
Ένα σφάλμα που συμβαίνει σε ένα από τα καλώδια του γενικού πίνακα διανομής θα αποκόψει την παροχή σε όλα τα κυκλώματα και σε όλους τους πίνακες που ακολουθούν τον ΓΠΔ.
Εγκατάσταση συμβατικής καλωδίωσης (Σ χί. 1) Σε κτίρια συγκεκριμένου σκοπού;
κατοικίες, ξενοδοχεία, γεωργικές δραστηριότητες, σχολεία, κ.λ.π πλεονεκτήματα
θεωρητικά ελεύθερη διαμόρφωση τ καναλιών, των αυλακιών κ.λ.π
V οδηγών καλωδίων, δηλαδή των σωλήνων, n
Σχ 1.1 ακτινικά διακλαδωμένη διανομή με συμβατική καλωδίωση σε 3 επίπεδα.
Με προκατασκευασμένα κανάλια αγωγών στο δεύτερο επίπεδο διανομής (Σχ 1.2) για βιομηχανικές και τριτεύουσες εγκαταστάσεις.
Πλεονεκτήματα
Ευέλικτη εγκατάσταση σε μεγάλους μη χωρισμένους χώρους ερ>γασίας, εύκολη εκμετάλλευση
Σχ 1.2 ακτινικά διακλαδωμένη διανομή με προκατασκευασμένα κανάλια αγοιγών στο δεύτερο επίπεδο διανομής
Με προ κατασκευασμένα κανάλια στο επίπεδο των τελικών κυκλωμάτων (σχ 1.3) για γραφεία, εργαστήρια κ.λ.π.
Πλεονεκτήματα
Αισθητικά αποδεκτό, ευέλικτο σε περιοχές όπου ο διαχωρισμός μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις απαιτήσεις του καταναλωτή, εύκολη αξιοποίηση όλων των δυνατοτήτων.
& γΙγ
Σχ 1.3 ακτινική διανομή με προκατασκευασμένη ραγιά ζυγών και προκατασκευασμένα κανάλια σ επίπεδο των τελικών κυκλωμάτων.
Απλή μη διακλαδωμένη ακτινική διανομή
Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται για τον κεντρικό έλεγχο μιας εγκατάστασης η ηλεκτρομηχανολογικής διάταξης αποκλειστικά για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, τον έλεγχο της, συντήρηση και επιτήρηση της.(σχ. 1.4)
Πλεονεκτήματα
Ένα σφάλμα (εκτός του επιπέδου ζυγών) θα θέσει εκτός λειτουργίας μόνο ένα κύκλωμα.
Πλεόνασμα χαλκού λόγω της πολλαπλότητας των κυκλωμάτων. Τα χαρακτηριστικά των συσκευών προστασίας πρέπει να είναι υψηλοτάτων προδιαγραφών λόγο της κοντινής απόστασης από την πηγή
Σχ 1.4 απλή ακτινική διανομή
1.2 Ο γενικός πίνακας διανομής XT
Η αφετηρία της σχεδίασης μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης και η φυσική τοποθεσία των πινάκων διανομής και υποδιανομης είναι χωροταξική διαίρεση των φορτίων, που αναφέρονται στα σχέδια των κτιρίων που εξετάζονται
Ο υποσταθμός ΜΤ/ΧΤ, η εγκατάσταση εφεδρικής παροχής και ο γενικός πίνακας διανομής XT θα πρέπει, τόσο για τεχνικούς όσο και για οικονομικούς λ^ους, να τοποθετηθούν όσο πιο κοντά γίνεται στο κέντρο της περιοχής με την υψηλότερη ηλεκτρική κατανάλωση.
Πάντως, θα πρέπει να ληφθούν υπ’οψην και πολλοί άλλοι παράγοντες και συγκεκριμένα η συμφωνία με την εταιρία παροχής ηλεκτρισμού (ΔΕΗ) που σχετίζεται με τον υποσταθμό και τα σχέδια εγκατάστασης πολιτικού μηχανικού. Στην πραγματικότητα, πολύ συχνά μόνο ο γενικός πίνακας διανομής XT μπορεί να τοποθετηθεί στο κέντρο του
φορτίου, καθώς ο υποσταθμός ΜΤ/ΧΤ βρίσκεται στη βρίσκονται πάνω στο δημόσιο δρόμο
1.3 μετάβαση από IT σε ΤΝ
Σε μεγάλες εγκαταστάσεις XT συνήθως χρησιμοποιούνται δυο επίπεδα τάσης:
■ ένα επίπεδο που είναι γενικά 380V, 400V η 415V για κυκλώματα ισχύος.
■ Και ένα δεύτερο επίπεδο 220V, 230V η 240V για κυκλώματα φωτισμού και πριζών παροχών.
Η πρώτη ομάδα τάσεων είναι οι πολικές τάσεις τριφασικών συστημάτων και αντιστοιχούν στις φασικές τάσεις που δίνονται στην δεύτερη ομάδα. Πολύ συχνά, κυρίως σε εργοστάσια και σε μερικά νοσοκομεία, το σύστημα αποτελούν μόνο τα τρία καλώδια των φάσεων και λειτουργεί σαν διάταξη IT (συζητείται στο επόμενο κεφαλαίο). Για να παρέχονται μικρότερες τάσεις ενώ την ίδια ώρα διατηρούνται για τα κυκλώματα που τα χρειάζονται τα πλεονεκτήματα της διάταξης 1Τ, χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές ΧΤ/ΧΤ τρίγωνο αστέρας, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.5. Έτσι:
■ Μια τριφασική παροχή τριών καλωδίων είναι διαθέσιμη προς την μεριά του δευτερεύοντος των μετασχηματιστών με πολικές τάσεις 220V, 230V η 240V.
■ Όλα τα φορτία συνδέονται ανάμεσα σε φάσεις (Βλ. Σημείωση)
■ Τα σφάλματα γης που συμβαίνουν στο σύστημα ΤΝ θα εξαλείφονται στιγμιαία από τον διακόπτη του συστήματος ΤΝ και τα πλεονεκτήματα της διάταξης IT θα διατηρούνται.
1χ 1.5 χρήση ενός Μ/Τ ΧΤ/ΧΤ για την τροφοδότηση ενός δικτύου ΤΝ 3 φ ένα δίκτυο IT 3 φάσεων και 3 αγωγών.
σεων, 3 αγιογών από
2. Πίνακες διανομής
Ο γενικός πίνακας γενικής διανομής είναι το σημείο στο οποίο ολόκληρη η εισερχόμενη παροχή ηλεκτρικής ισχύος χωρίζεται σε ξεχωριστά κυκλώματα, καθένα απ' τα οποία ελέγχεται και προστατεύεται από τις ασφάλειες και τους διακόπτες του πίνακα. Η παροχή ισχύος συνδέεται σε μια ομάδα ζυγών μέσω ενός γενικού διακόπτη (διακόπτη ισχύος ή αοφαλειοαποζεύκτη). Τα ηλεκτρικά κυκλώματα που συνήθως ομαδοποιούνται ανάλογα με τη λειτουργία του κυκλώματος (φωτισμός, θέρμανση, ισχύς κ.λ.π.) τροφοδοτούνται από τους ζυγούς. Μερικά από τα κυκλώματα τροφοδοτούνται απ 'ευθείας από τους ζυγούς των πινάκων τοπικής διανομής, στους οποίους γίνεται η διαίρεση των κυκλωμάτων, ενώ σε εκτεταμένα κυκλώματα, μερικές φορές είναι απαραίτητοι πίνακες υποδιανομής, δημιουργώντας έτσι τρία επίπεδα διανομής. Η σύγχρονη τεχνική είναι να περιλαμβάνονται οι πίνακες διανομής XT σε μεταλλικά κουτιά, τα οποία παρέχουν διπλή προστασία:
■ προστασία των διακοπτών, οργάνων μετρήσεων, ηλεκτρονόμων, ασφαλειών, κ.λ.π.
από μηχανικούς κραδασμούς, ταλαντωθείς και άλλες εξωτερικές επιδράσεις που είναι πιθανόν να εττηρεάσουν την ακεραιότητα της λειτουργίας (ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή, σκόνη, υγρασία, παράσιτα κ.λ.π.)
■ προστασία του προσωπικού από ηλεκτροπληξία.
2.1 Είδη πινάκων διανομής
Οι πίνακες διανομής, ή μια συλλογή διακοπτών XT, μπορούν να διαφέρουν ανάλογα με το είδος της εφαρμογής και την αρχή σχεδιασμού που υιοθετείται (κυρίως στην διάταξη των ζυγών).
πίνακες διανομής σύμφωνα με συγκεκριμένες εφαρμογές Οι κύριοι τύποι τηνάκων διανομής είναι.
■ κύριος γενικός πίνακας διανομής (Σχ.2.1)
■ τοπικός γενικός πίνακας διανομής (Σχ.2.3)
■ πίνακας υποδιανομής (Σχ.2.4)
■ πίνακας διανομής ελέγχου βιομηχανικής διαδικασίας, δηλαδή λειτουργίας π.χ.
ταιναόδρομος μεταφοράς λιθάνθρακα. Για παράδειγμα πίνακας ελέγχου κυκλωμάτων θέρμανσης σε ένα MCC (κέντρο ελέγχου κινητήρα) κ.λ.π. Οι τοπικοί γενικοί πίνακες και ο υποπίνακας διανομής είναι διεσπαρμένοι
σε ολόκληρη την εγκατάσταση. Οι πίνακες ελέγχου διαδικασίας είναι είτε:
■ προσκολλημένοι στον κύριο γενικό πίνακα διανομής, είτε:
■ κοντά στην βιομηχανική διαδικασία που ελέγχεται.
Οι πίνακες διανομής αναφέρονται γενικά σε γραπτά κείμενα με την συντομογραφία ΠΔ.
Σχ.2.1
τυπικός υποπίνακας διανομής
I α i a
Γίνεται ένας διαχωρισμός ανάμεσα:
στους παραδοσιακούς Σχ.2.2
τοπικός γενικός πίνακας διανομής Σχ.2.3
παράδειγμα ενός μεγάλου βιομηχανικοί!
γενικού πίνακα διανομής
ΠΔ στους οποίους οι διακόπτες και οι ασφάλειες είναι στερεωμένα στο εσωτερικό πίσω μέρος του περιβλήματος, και
■ ατούς λειτουργικούς ΠΔ για ειδικές εφαρμογές.
Υλοποίηση των δύο τύπων ΠΔ Πίνακας διανομής γενικών εφαρμογών
Οι διακόπτες, ασφάλειες κ.λ,π. συνήθως είναι τοποθετημένοι στο πλαίσιο κοντώ στο πίσω μέρος του περιβλήματος. Οι συσκευές ενδείξεων και ελέγχου (μετρητές, λαμπτή
ρες, κομβία κ.λ.π.) είναι στερεωμένες στο πρόσθιο μέρος του πίνακα Η τοποθέτηση των υλικών μέσα στο περίβλημα απαιτεί πολύ προσεκτική μελέτη, λαμβάνοντας υπ' όψην τις διαστάσεις κάθε υλικού, τις συνδέσεις που γίνονται με αυτό και τους απαραίτητους ελεύθερους χώρους για την ασφαλή και απρόσκοπτη λειτουργία. Μια γρήγορη εκτίμηση του χώρου που απαιτείται, μπορεί να γίνει πολλαπλασιάζοντας το συνολικό όγκο των υλικών με 2.5.
Πίνακας διανομής ειδικών εφαρμογών
Για ειδικές εφαρμογές, χρησιμοποιούνται οι λειτουργικές μονάδες οι οποίες περιλαμβά
νουν διακόπτες και συσκευές, μαζί με βοηθήματα για την τοποθέτηση και τις συνδέσεις.
Για παράδειγμα συρταρωτές μονάδες ελέγχου κινητήρων, οι οποίες αποτελούνται από έναν επαφέα, ασφάλειες, διακόπτη απόζευξης, κομβία ελέγχου, λαμπτήρες ενδείξεων κ.λ.π. Ο σχεδιασμός του πίνακα είναι ταχύς, καθώς είναι αρκετό να προστεθεί ένας αριθμός μονάδων που είναι απαραίτητες, για την υφιστάμενη ηλεκτρική εγκατάσταση και η δέσμευση και ελέγχους με κενούς χώρους για πρόσθετες μονάδες στο μέλλον αν αυτό είναι απαραίτητο. Η χρήση αυτών των προκατασκευασμένων στοιχείων διευκολύνει κατά πολύ την συναρμολόγηση του πίνακα. Επιπλέον τα στοιχεία αυτών των
πινάκων έχουν περάσει δοκιμές τύπου, οι οποίες εξασφαλίζουν την ασφαλή λειτουργία.
Το Σχ.2.4 αποτελεί παράδειγμα ενός βιομηχανικού λειτουργικού ΠΔ.
2.2 Η τεχνολογία των πινάκων διανομής, ειδικών εφαρμογών Υπάρχουν τρεις βασικές σχεδιαστικές πρακτικές σε γενική χρήση για την υλοποίηση των πίνακας διανομής ειδικών εφαρμογών.
Πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών σταθερού τύπου, οι οποίοι δεν είναι διαμερισματοποιημένοι (Σχ.2.4)
Ο πίνακας αποτελείται από σταθερές μονάδες όπως διακόπτες και σχετικούς ηλεκτρονόμους, ανάλογα με την ειδική λειτουργία. Αυτές οι μονάδες δεν είναι κατάλληλες για απομόνωση κυκλώματος (από τους ζυγούς για παράδειγμα) έτσι, ώστε η παρέμβαση για συντήρηση, μετατροπές κ.λ.π. απαιτεί το κλείσιμο ολόκληρου του πίνακα, Η χρήση αφαιρετών μονάδων με βύσματα, πάντως, μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τους χρόνους μη λειτουργίας, οι οποίοι περιορίζονται στο διάστημα που απαιτείται για να αφαιρεθεί το κύκλωμα που εξετάζεται.
Διαμερισματοποιημένοι πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών σταθερού τύπου (Σχ.2.5)
Κάθε μονάδα προσαρμόζεται σε μια αφαιρετή υποδοχή και παρέχεται με τα μέσα απομόνωσης της πλευράς πριν την μονάδα (ζυγοί) και αποσύνδεσης στην πλευρά μετά την μονάδα (κύκλωμα). Ολόκληρη η μονάδα μπορεί επομένως να αφαιρεθεί για επιδιόρ
θωση, χωρίς να απαιτείται γενικό κλείσιμο.
Πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών συρταρωτού τύπου (Σχ. 2.6)
Οι διακόπτες και οι σχετικοί ηλεκτρονόμοι συνδέονται σε ένα οριζόντια αφαιρετό συρταρωτό πλαίσιο Η λειτουργία είναι γενικά περίπλοκη και συχνά σχετίζεται με τον έλεγχο κινητήρων. Η απομόνωση πραγματοποιείται και στις δυο πλευρές της μονάδας μέσω της πλήρως αφαιρετής μονάδας.
Σχ.2.4
πίνακας ειδικών εφαρμογών μη διαμερισματοποιημένος σταθερού τύπου
Σχ.2.5
πίνακας με αφαιρετές συρταρωτές μονάδες στερεωμένες σε πλαίσιο
Σχ.2.6
πίνακας με χαρακτηριστικά απομόνωσης κα αποσύνδεσης σε κάθε λειτουργική μονάδα
2.3 Πρότυπα
Η συμμόρφωση με τα σχετικά πρότυπα είναι απαραίτητη προκειμένου να εξασφαλίζεται ένας επαρκής βαθμός λειτουργικής ασφάλειας.
δύο στοιχεία του IEC 439-1 συμβάλλουν κατά πολύ στην λειτουργική ασφάλεια:
■ τύποι διαχωρισμού ανάμεσα σε γειτονικές λειτουργικές μονάδες σύμφωνα με τις απαιτήσεις του χρήστη
■ σαφώς καθορισμένες ατομικός δοκιμές και δοκιμές τύπου.
Ορισμένοι τύποι πινάκων διανομής (ιδιαιτέρως οι πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών) στους οποίους όλο το ηλεκτρολογικό υλικό πρέπει να συμφωνεί με το πρότυπο IEC 947, και τις συγκεκριμένες συστάσεις του πρότυπου IEC 439-1.
το πρότυπο IEC 439-1
Το πρότυπο IEC 439-1 καλύπτει διακόπτες XT και διατάξεις ελέγχου που κατασκευάζο
νται και ελέγχονται σαν ολοκληρωμένες μονάδες.
Το πρότυπο 1EC439-1 καθορίζει τέσσερις τύπους συναρμολόγησης, ανάλογα με το βαθμό εσωτερικού διαχωρισμού, με μπαριέρες και χωρίσματα, σε διαφορετικά τμήματα.
Οι διαχωρισμοί παρέχουν:
■ προστασία από επαφή με μέρη που φέρουν ρεύμα γειτονικών λειτουργικών μονάδων
■ τιεριορισμό της πιθανότητας έναρξης σφαλμάτων τόξου
■ προστασία από τη διέλευση ξένων σωμάτων από μια μονάδα στην διπλανή Οι ακόλουθοι είναι χαρακτηριστικοί τύποι διαχωρισμού με μπαριέρες και χωρίσματα:
□ Τύπος 1: κανένας διαχωρισμός
□ Τύπος 2: διαχωρισμός ζυγών από λειτουργικές μονάδες
□ Τύπος 3: διαχωρισμός ζυγών από λειτουργικές μονάδες και διαχωρισμός όλων των λειτουργικών μονάδων μεταξύ τους, εκτός από την θέση των ακροδεκτών εξόδου τους
□ Τύπος 4: όπως και στον τύπο 3, αλλά συμπεριλαμβανομένου του διαχωρισμού των ακροδεκτών εξόδου όλων των λειτουργικών μονάδων από τις υπόλοιπες.
Ο τύπος του διαχωρισμού (π.χ. μεταλλικός ή μη) είναι θέμα συμφωνίας ανάμεσα στον κατασκευαστή και τον χρήστη. Γενικά χρησιμοποιούνται οι τύποι 2, 3, 4, καθώς σε κάθε περίπτωση οι ζυγοί είναι κλεισμένοι σε περίβλημα, και έτσι επιτρέπεται ασφαλέστερη παρέμβαση στις μονάδες τα στοιχεία των κυκλωμάτων εξόδου τους από εκείνη του τύπου 1. Οι τύποι 3 και 4 υιοθετούνται όπου ο χώρος που είναι διαθέσιμος για κάθε μονάδα είναι ικανός έτσι, ώστε χωρίς πλήρη διαχωρισμό ανάμεσα σε γειτονικές μονάδες, η ασφαλή παρέμβαση για συντήρηση, κ.λ.π. να μην είναι δυνατή, εκτός και αν ολόκληρος ο πίνακας διανομής αποσυνδεθεί.
■ τέλος, δοκιμές και έλεγχοι επιμέρους τμημάτων, έλεγχοι και λειτουργικές δοκιμές γίνονται κατά την κατασκευή για να εξασφαλιστεί η συμμόρφωση με την προδιαγραφή ολόκληρης της κατασκευής.
Πίνακες διανομής
Σχ.2.7 αναπαράσταση των διαφορετικών τύπων πινάκων διανομής XT, ειδικών εφαρμογών
2.4 Κεντρικός έλεγχος
Η προσθήκη ειδικών πινάκων διανομής σε ένα σύστημα κεντρικής διαχείρισης της διανομής ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να λαμβάνεται υπ' όψιν από το πρώτο στάδιο σχεδίασης.
Η οργάνωση της συλλογής δεδομένων από τον εξοπλισμό και την αποστολής εντολών προς αυτόν, σε συστήματα ελέγχου από απόσταση, αποκτά μεγαλύτερη σημασία καθώς οι τεχνικές κεντρικής διαχείρισης της διανομής ηλεκτρικής ενέργειας εξαπλώνονται όλο και περισσότερο. Για οικονομικούς λόγους (λί^ω εξόδων καλωδίων επικοινωνιών) ο εν
λόγω εξοπλισμός (π.χ. ΠΔ ειδικών εφαρμογών) πρέπει να επεξεργάζεται όλα τα δεδομένα και σήματα ελέγχου για αποστολή και λήψη από την κεντρική διοίκηση.
Τέτοιες μετατροπές σημάτων (π.χ. αναλογικό σε ψηφιακό, ηλεκτρικό σε οπτικό, κ.λ.π. να ταιριάζουν στις συνδέσεις μεταδοθεί δεδομένων πρέπει να στεγάζονται και τροφοδοτούνται από παροχή ισχύος ,απαλλαγμένη παρεμβολών στους πίνακες διανομής ή πολύ κοντά σε αυτούς ή τον εξοπλισμό που εξετάζεται.
Πίνακες διανομής
3. Διατάξεις γείωσης
3.1 Συνδέσεις γείωσης
Σε ένα κτίριο, η σύνδεση με ένα ηλεκτρόδιο γης και η διασύνδεση όλων των μεταλλικών μερών του κτιρίου και όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών ηλεκτρικού εξοπλισμού αποτρέπει την εμφάνιση επικίνδυνα υψηλών τάσεων ανάμεσα σε δύο ταυτόχρονα προσβάσιμα μεταλλικά μέρη.
Ορισμοί
Οι ακόλουθοι όροι χρησιμοποιούνται συχνά στην βιομηχανία και την ειδική βιβλιογραφία. Οι αριθμοί σε παρένθεση αναφέρονται στο σχήμα 3.1.
■ ηλεκτρόδιο γης (1); ένας αγωγός ή ομάδα αγωγών σε στενή επαφή με και σε ηλεκτρι
κή σύνδεση με τη γη.
■ γη: η αγώγιμη μάζα της γης, της οποίας το δυναμικό σε οποιοδήποτε σημείο θεωρείται συμβατικά ίσο με μηδέν.
■ ηλεκτρικά ανεξάρτητα ηλεκτρόδια γης: ηλεκτρόδια γης που βρίσκονται σε τέτοια απόσταση μεταξύ τους που το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να διαρρεύσει το ένα δεν μπορεί να επηρεάσει το δυναμικό του άλλου.
■ αντίσταση ηλεκτροδίου γης: η αντίσταση επαφής του ηλεκτροδίου γης με τη γη.
■ αγωγός γείωσης (2): ένας αγωγός προστασίας που συνδέει τον κύριο ακροδέκτη γείωσης (6) μιας εγκατάστασης με ένα ηλεκτρόδιο γης (1) ή με άλλα μέσα γείωσης (π.χ.
συστήματα ΤΝ)
■ εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη (Βλ. πίνακα 3.2): ένα αγώγιμο μέρος ενός εξοπλισμού το οποίο μπορεί να αγγιχτεί και το οποίο δεν φέρει ρεύμα, αλλίά μπορεί να φέρει ρεύμα υπό συνθήκες σφάλματος.
■ αγωγός προστασίας (3): ένας αγωγός που χρησιμοποιείται για κάποια μέτρα προστασίας ενάντια σε ηλεκτροσόκ και αποσκοπεί στο να συνδέει οποιαδήποτε απ' τα ακόλουθα μέρη:
□ εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη
□ ξένα αγώγιμα μέρη
□ τον κύριο ακροδέκτη γείωσης
□ ηλεκτρόδια γείωσης
□ το γειωμένο σημείο μιας πηγής ή ένα τεχνητό ουδέτερο
■ ξένα αγώγιμα μέρη (Βλ. πίνακα 3.2): ένα αγώγιμο μέρος ικανό να εισάγει ένα δυναμικό, γενικά δυναμικό γης, και δεν αποτελεί μέρος της ηλεκτρικής εγκατάστασης (4). Για παράδειγμα
□ μη μονωμένα πατώματα ή τοίχοι, μεταλλικά πλέγματα σε κτίρια
□ μεταλλικοί οδηγοί και σωλήνες (όχι μέρη της ηλεκτρικής εγκατάστασης) για νερό, υγραέριο, θέρμανση, συμπιεσμένο αέρα κ.λ.π. και μεταλλικά υλικά που σχετίζονται μαζί τους.
■ αγωγός σύνδεσης (5): ένας αγωγός προστασίας που παρέχει ισοδυναμική σύνδεση.
■ κύριος ακροδέκτης γείωσης (6): ο ακροδέκτης ή η ράβδος που παρέχεται για σύνδεση των αγωγών προστασίας και περιλαμβάνουν αγωγούς ισοδυναμικής σύνδεσης και αγωγούς για συμπληρωματική γείωση, αν υπάρχει, η οποία να λειτουργεί ως γείωση (π.χ. αγωγοί νερού).
Συνδέσεις
Το κύριο σύστημα ισοδυναμικής σύνδεσης
Η σύνδεση πραγματοποιείται μέσω αγωγών προστασίας και ο σκοπός είναι να εξαλειφθεί η περίπτωση κατά την οποία ένας εισερχόμενος στο κτίριο μεταλλικός αγωγός (όπως ένας σωλήνας αερίου κ.λ.π.) αναπτύσσει μια επικίνδυνη άνοδο της διαφοράς δυναμικού ως προς γη λόγω ενός σφάλματος που συνέβη εκτός κτιρίου. Η σύνδεση πρέπει να γίνεται όσο πιο κοντά γίνεται στο σημείο εισόδου μέσα στο κτίριο και να συνδέεται με τον κύριο ακροδέκτη γείωσης (6). Πάντως, οι συνδέσεις με γη μεταλλικών μερών καλω
δίων τηλεπικοινωνιών απαιτεί την έγκριση των ιδιοκτητών των καλωδίων.
Συμπληρωματικές ισοδυναμικές συνδέσεις
Αυτές οι συνδέσεις αποσκοπούν στη σύνδεση όλων των εκτεθειμένων και προεξεχόντων αγώγιμων μερών που είναι ταυτόχρονα προσβάσιμα, όταν οι σωστές συνθήκες για προστασία δεν πληρούνται, δηλαδή οι αρχικοί αγωγοί σύνδεσης παρουσιάζουν απαράδεκτα μεγάλη αντίσταση.
Σύνδεση εκτεθειμένων αγώγιμων μερών στα ηλεκτρόδια γης
Η σύνδεση γίνεται με αγωγούς προστασίας με σκοπό την παροχή μιας διαδρομής χαμηλής αντίστασης για ρεύματα σφάλματος που ρέουν προς γη.
Διατάξεις γείωσης
Σχ.3.1 ένα παράδειγμα μιας πολυκατοικίας στην οποία ένας κύριος ακροδέκτης γείωσης (6) παρέχει την κύρια ισοδυναμική σύνδεση. Η αφαιρούμενη σύνδεση (7) επιτρέπει τον έλεγχο της αντίστασης
του ηλεκτροδίου γης.
Η ορθή σύνδεση με τη γη όλων των προσβάσιμων μεταλλικών προσδέσεων και όλων των εκτεθειμένων μεταλλικών μερών των ηλεκτρικών συσκευών είναι απαραίτητη για την αποτελεσματική προστασία ενάντια σε ηλεκτροπληξία.
Διατάξεις γείωσης
Συστατικά στοιχεία
εξαρτήματα που μπορούν να θεωρηθούν ως εξωτερικά αγώγιμα μέρη___________
εξαρτήματα που μπορούν να θεωρηθούν ως εξωτερικά αγώγιμα μέρη
1. οδηγοί καλωδίων
■σωλήνες
■εμποτισμένο χαρτί μόνωσης, καλώδιο καλυμμένο με μολύβι με θωράκιση π χωρίς θωράκιση
■ μονωμένα καλώδια σε μεταλλική θήκη 2. πεδίο διακοπτών
■ κινητό τμήμα 3. οικιακές συσκευές
■ εκτεθειμένα μεταλλικά μέρη οικιακών συσκευών με μόνωση τύπου 1 4. όχι ηλεκτρικά τμήματα
■ μεταλλικοί προσαρμογείς των οδηγών καλωδίων (σχάρες καλωδίων κ.λπ.)
■ μεταλλικά αντικείμενα:
□ κοντά σε εναέριους αγωγούς ή ζυγούς
□ σε επαφή με ηλεκτρικό εξοπλισμό
υλικά που χρησιμοποιούνται σε οικοδομικές κατασκευές
■ μέταλλο ή ενισχυμένο τσιμέντο (RC)
■ κατασκευή με μεταλλικά πλαίσιο.
■ ενισχυμένες ράβδοι.
■ προκατασκευασμένα RC πλαίσια
■ τελείωμα επιφανειών
□ δάττεδα και τοίχοι με ενισχυμένο τσιμέντο χωρίς περαιτέρω επιφανειακή επεξεργασία,
□ κεραμική εττιφάνεια,
□ μεταλλική επικάλυψη,
□ μεταλλική επικάλυψη τοίχου.
2. άλλα κτιριακά υλικά εκτός από μεταλλικά
■ μεταλλικοί σωλήνες. Οδηγοί, προσαρμογές για αέριο νερό και συστήματα θέρμανσης
■ σχετιζόμενα μεταλλικά εξαρτήματα (φούρνο, δεξαμενές ντεπόζιτα, εναλλάκτες)
■ μεταλλικές προσαρμογές με μπάνια, τουαλέτες, λουτρό κ.λ.π.
■ μεταλλοποιημένα χαρτιά.
εξαρτήματα τα οποία δεν θεωρούνται εξωτερικά αγώγιμα μέρη
(είναι μονωτικά)μονωτικά;_____________________
διαφορά εξαρτήματα καναλιών, σωληνών κ.λπ.
■ σωλήνες από μονωτικό υλικό
■ καλώδια ξύλου ή άλλου μονωτικού υλικού
■ αγωγοί και καλώδια χωρίς μεταλλικές θήκες
2. πεδίο διακοπτών
■ κιβώτια φτιαγμένα από μονωτικό υλικό 3. οικιακές συσκευές____________________
εξαρτήματα τα οποία δεν θεωρούνται εξωτερικά αγώγιμα μέρη
(είναι μονωτικά) ξύλινα πατώματα.
■ πατώματα με λαστιχένια επικάλυψη η μουσαμά επικάλυψης πατωμάτων.
■ τοίχοι τούβλων,
■ μοκέτες πατωμάτων η τοίχων
■ σοβάς και λάσπη συγκόλλησης τούβλων
όλες οι συσκευές που έχουν μόνωση κλάσης II, άσχετα με τον τύπο εξωτερικού περιβλήματος
Διατάξεις γείωσης
Πίνακας 3.2 λίστα εκτεθειμένων και προεξέχοντων αγώγιμων μερών 3.2 Ορισμός τυποποιημένων διατάξεων γείωσης
Οι διαφορετικές διατάξεις γείωσης που περιγράφονται χαρακτηρίζουν τη μέθοδο γείωσης του ουδετέρου κόμβου XT ενός μετασχηματιστή ΜΤ/ΧΤ και τη μέθοδο γείωσης όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών της εγκατάστασης XT που τροφοδοτείται από αυτόν.
Η επιλογή αυτών των μεθόδων καθορίζει τα μέτρα που είναι απαραίτητα για την προ
στασία από κίνδυνο έμμεσης επαφής.
Οι διατάξεις γείωσης που περιγράφονται χαρακτηρίζουν τη μέθοδο γείωσης του ουδετέρου κόμβου ενός μετασχηματιστή ΜΤ/ XT (ή οποιασδήποτε άλλης πηγής) και τα μέσα γείωσης των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών της σχετικής εγκατάστασης XT. Η επιλογή αυτών των μεθόδων καθορίζει τα μέτρα που είναι απαραίτητα για την προστασία από κίνδυνο έμμεσης επαφής. Αν αυτό είναι απαραίτητο, μπορούν να υπάρξουν διαφορετικές διατάξεις γείωσης στην ίδια εγκατάσταση.
διάταξη ΤΤ (γειωμένος ουδέτερος) Ένα σημείο της πηγής τροφοδοσίας
συνδέεται απ’ ευθείας με τη γη. Όλα τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη συνδέονται σε ξεχωριστό ηλεκτρόδιο γης στην εγκατάσταση. Αυτό το ηλεκτρόδιο μπορεί να είναι ηλεκτρικά ανεξάρτητο από το ηλεκτρόδιο της πηγής ή όχι, οι δύο ζώνες επιρροής μπορούν να αλληλοκαλύπτονται, χωρίς να επηρεάζουν τη λειτουργία συσκευών προστασίας.
ουδέτερος εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη
Σχ. 3.3 διάταξη ΤΤ
διάταξη ΤΝ
Η πηγή γειώνεται όπως στην διάταξη ΤΤ (παραπάνω). Στην εγκατάσταση, όλα τα εκτεθειμένα και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται με τον ουδέτερο αγωγό. Οι διάφορες εκδόσεις της διάταξης ΤΝ φαίνονται παρακάτω:
Διατάξεις γείακτης Διάταξη TN-C
Ο ουδέτερος αγωγός χρησιμοποιείται επίσης σαν αγωγός προστασίας και αναφέρεται σαν αγωγός PEN (αγωγός προστασίας γης και ουδέτερος). Αυτή η διάταξη δεν επιτρέπεται για αγωγούς μικρότερης διατομής από 1 Omm^ Cu ή 1 Omm^ ΑΙ και για φορητό εξοπλισμό. Η διάταξη TN-C απαιτεί την δημιουργία ενός αποδοτικού ισοδυναμικού περιβάλλοντος μέσα στην εγκατάσταση με διασκορπισμένα ηλεκτρόδια γης όσο γίνεται ισαπέχοντα μεταξύ τους.
Διάταξη TN-S
Ο αγωγός προστασίας και ο ουδέτερος αγωγός είναι χωριστοί. Σε συστήματα υπογείων καλωδίων όπου υπάρχουν καλώδια σε προ
στατευτικό μολυβένιο κάλυμμα, ο προστατευ
τικός αγωγός είναι γενικά το μολυβένιο κάλυμμα.
Η χρήση διαφορετικού αγιογού ΡΕ και Ν (5 αγωγοί) είναι υποχρεωτική για κυκλώματα με διατομή μικρότερη από ΙΟπυη^για χαλκό και 16mm' για αλουμίνιο σε φορητό εξοπλισμό.
C53
Σχ. 3.4 διάταξη TN-C
Q S
2 Σχ. 3.5. διάταξη TN-S
Διάταξη TN-C-S
Οι διατάξεις TN-C και TN-S μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ίδια εγκατάσταση. Στη διάταξη TN-C-S η διάταξη TN-C (4 καλώδια) δεν πρέπει να χρησιμοποιείται μετά τη διάτα^ TN-S (5 καλώδια). Η θέση που ο αγωγός ΡΕ χωρίζεται από τον αγιογό PEN (δηλαδή τον ουδέτερο) αγωγό, είναι γενικά στην αρχή της εγκατάστασης.
διάταξη TN-S (5 καλώδια).
Διατάξεις γείωσης
Σημαντικό: στην διάταξη TN-C η λειτουργία αγωγού προστασίας, του αγωγού PEN έχει την μεγάλη βαρύτητα. Συγκεκριμένα, ο αγιογός PEN πρέπει να συνδέεται απ'ευθείας με τον ακροδέκτη γης της συσκευής και η σύνδεση γέφυρας γίνεται μετά με τον ακροδέκτη ουδετέρου.
4 X 95 mrr?
α . ί _ ι _ Ί
εσφαλμένο S < 10 mm2 TNC απαγορεύεται
Σχ.3.7 σύνδεση του αγωγού PEN στη διάταξη TN-C
διάταξη IT (απομονωμένος ουδέτερος)
Δεν γίνεται σκόπιμη σύνδεση ανάμεσα στο ουδέτερο σημείο της πηγής τροφοδοσίας και την γη (Σχ.3.8). Τα εκτεθειμένα και αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης συνδέονται με το ηλεκτρόδιο γης.
GSSg
Σχ.3.8. διάταξη IT (απομονωμένος ουδέτερος)
Στην πράξη όλα τα κυκλώματα έχουν σύνθετη αντίσταση ωμικής διαρροής προς γη, καθώς καμιά μόνωση δεν είναι τέλεια. Παράλληλα με αυτή την (κατανεμημένη) διαδρομή διαρροής υπάρχει η διαδρομή χωρητικής διαρροής, με τις δύο διαδρομές να αποτελούν την φυσιολογική σύνθετη αντίσταση διαρροής προς γη (Σχ.3.9).
Διατάξεις γείωσης
d O S E
f φ4“ ό"ύ"ιΤ
i i i + + 1 Σχ.3.9. αντίσταση διαρροής στη διάταξη IT
Παράδειγμα:
Σε ένα 3φασικό σύστημα χαμηλής τάσης 3 αγωγών, καλώδιο μήκους ΙΚμ θα έχει αντίσταση διαρροής λόγω των C1, C2. C3 και R1, R2, R3 ισοδύναμη με την σύνθετη αντίσταση διαρροής Zct της τάξης των 3000 ως 4000 Ω.
3 3 ^
Σχ.3.10. ισοδύναμη σύνθετη αντίσταση στις αντιστάσεις διαρροής της διάταξης IT
διάταξη IT (γειωμένη μέσω αντίστασης)
Μια σύνθετη αντίσταση Ζ5 (της τάξης των 1000 με 2000 Ω) συνδέεται μόνιμα ανάμεσα στο ουδέτερο σημείο του τυλίγματος χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή και τη γη (Σχ.3.11).
Όλα τα εκτεθειμένα και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται με το ηλεκτρόδιο γης. Οι λόγοι για αυτή τη μορφή γείωσης της πηγής είναι να σταθεροποιηθεί το δυναμικό ενός μικρού δικτύου σε σχέση με τη γη (η Zs είναι μικρή σε σχέση με την αντίσταση διαρροής) και να μειωθεί το επίπεδο υπερτάσεων, όπως οι μεταδιδόμενες υπερτάσεις από τα τυλίγματα ΜΤ, στατικές φορτίσεις κ.λ.π. σε σχέση με τη γη. Πάντως, έχει σαν αποτέλεσμα την ελαφριά αύξηση του επίπεδου ρεύματος του πρώτου σφάλματος .
ουδέτερος εκτεθειμένο αγώγιμα μέρη
i 1
απομονωμένο ή γειωμένο γη μέσω αντίστασης
Διατάξεις γείιοσης
3.3 Χαρακτηριστικά διατάξεων γείωσης
Κάθε διάταξη γείωσης (συχνά αναφέρεται σαν τύπος συστήματος ισχύος ή διάταξη γείωσης συστήματος) αντικατοπτρίζει τρεις τεχνικές επιλογές:
■ μέθοδος γείωσης
■ διάταξη των αγωγών προστασίας ΡΕ
■ διάταξη προστασίας ενάντια σε έμμεση επαφή.
Αυτές οι επιλογές και οι συνέπειες τους θα περιγραφούν για κάθε διάταξη.
Οι συνέπειες σχετίζονται με τα ακόλουθα σημεία:
■ ηλεκτροπληξία
■ φωτιά
■ συνέχεια παροχής ισχύος
■ υπερτάσεις
■ ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές
■ σχεδιασμός και λειτουργία.
(Μ
f
Rm
Σχ.3.12 με μια διάταξη TN-S. τα ρεύματα σφάλματος μπορούν να είναι πολύ μεγάλα, ενώ περιορίζονται μόνο από την σύνθετη αντίσταση των αγωγών που φέρουν ρεύμα (φάσεις και PEN).
διάταξη TN-C Χαρακτηριστικά
■ μέθοδος γείωσης:
ο ουδέτερος του μετασχηματιστή συνδέεται απ'ευθείας στη γη και ο ουδέτερος αγωγός PEN γειώνεται οε όσο το δυνατόν περισσότερα σημεία,
□ τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και τα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στον ουδέτερο αγωγό
□ διάταξη των αγωγών προστασίας ΡΕ. Οι αγωγοί ΡΕ και ο ουδέτερος αγωγός συνδυάζονται σε έναν αγωγό PEN
■ διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή. Δεδομένων των υψηλών ρευμάτων σφάλμα
τος και τάσεων επαφής:
□ η αυτόματη αποσύνδεση είναι υποχρεωτική σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης.
□ αυτή η αποσύνδεση πρέπει να γίνεται μέσω διακοπτών ή ασφαλειών. Σε εγκαταστάσεις με συνδυασμένο ουδέτερο και προστατευτικό αγωγό, διαφορικά ρελέ διαρροής δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτό το σκοπό καθώς το σφάλμα μόνωσης προς γη αποτελεί επίσης βραχυκύκλωμα ράσης-ουδέτερου.
Διατάξεις γείωσης
α
11
Σχ.3.13. οποιοδήποτε σφάλμα μόνωσης συμβαίνει εκτός ενός κτιρίου δημιουργεί ραγδαία αύξηση στη διαφορά δυναμικού μεταξύ της ηλεκτρικής γραμμής κα της γης. Το αποτέλεσμα ενός σφάλματος μόνωσης απεικονίζεται εδώ για ένα σύστημα ΤΝ, όλα τα διασκορπισμένα ηλεκτρόδια γης, απεικονίζονται σαν ένα μόνο ηλεκτρόδιο.
I μέθοδος γείωσης:
□ ο ουδέτερος του μετασχηματιστή συνδέεται απ'ευθείας στη γη και ο ουδέτερος αγωγός γειώνεται σε όσο το δυνατόν περισσότερα σημεία,
□ τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και τα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στον ουδέτερο αγωγό
□ υπερτάσεις
□ υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο ουδέτερος, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και η γη βρίσκονται εικονικά στο ίδιο δυναμικό
□ δεδομένης της τοπικής επίδρασης των ηλεκτροδίων γης, το δυναμικό μπορεί να μεταβάλλεται ανάλογα με την απόσταση από το ηλεκτρόδιο γης. Γι' αυτό, κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος μόνωσης ΜΤ, ένα ρεύμα 9α ρεύσει διαμέσου του ηλεκτροδίου γης του ουδετέρου XT και μια τάση μεταβατικής συχνότητας ενός
ισχυρού βραχυιαικλώματος θα εμφανιστεί ανάμεσα στα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού XT και τη γη.
■ συνέχεια παροχής ισχύος, ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και φωτιά: το ρεύμα σφαλμάτων μόνωσης δεν περιορίζεται από την αντίσταση ηλεκτροδίου γης και είναι επομένως μεγάλο (αρκετά ΚΑ). Κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος μόνωσης XT, η πτώση τάσεως της τροφοδοσίας, οι ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές και ο κίνδυνος βλάβης (φωτιά, τυλίγματα κινητήρων και μαγνητικά πλαίσια) είναι μεγάλες.
■ υπερτάσεις: κατά τη διάρκεια σφάλματος μόνωσης XT, το ουδέτερο σημείο του τριγώνου που αντιπροσωπεύει το 3φασικο σύστημα τάσεως μετατοπίζεται και η τάση ανάμεσα σε φάσεις και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης υπερβαίνουν την τάση μόνιμης κατάστασης φάσης προς ουδέτερο. Στην πράξη μια τιμή της τάξης του 1.45 Un παρέχει μια γενική προσέγγιση
■ αγωγοί προστασίας: οι αγωγοί ΡΕ και ο ουδέτερος συνδυάζονται σε έναν αγωγό PEN.
■ Ο αγωγός PEN πρέπει να ικανοποιεί τις απαιτήσεις και των δύο λειτουργιών του.
Όταν λόγω κάποιου προβλήματος θα πρέπει να επιλέξουμε ανάμεσα στις δύο λειτουργίες, η λειτουργία ΡΕ έχει προτεραιότητα. Η διάταξη ΤΝ-0 απαγορεύεται για όλα τα κυκλώματα με διατομή μικρότερη από lOmm^ για αγωγούς χαλκού και 16mm^ για αγωγούς αλουμινίου. Απαγορεύεται επίσης για ευλύγιστους αγιογούς.
■ Πυροπροστασία. Η διάταξη TN-C απαγορεύεται σε χώρους όπου υπάρχει μεγάλος κίνδυνος φωτιάς ή έκρηξης, για παράδειγμα σε χώρους κλάσης ΒΕ2 και ΒΕ3 αντίστοιχα για προδιαγραφή NEC 15*1(Χ). Ο λόγος είναι ότι η σύνδεση των προεξεχόντων αγώγιμων μερών του κτιρίου στον αγωγό PEN δημιουργεί ροή ρεύματος στις κατα
σκευές, δημιουργώντας κίνδυνο φωτιάς και ηλεκτρομαγνητικών ταραχών. Κατά τη διάρκεια σφαλμάτων μόνωσης, αυτά τα κυκλοφορούντα ρεύματα είναι πιθανόν να αυξηθούν. Αυτά τα φαινόμενα είναι ο λόγος που απαγορεύεται η χρήση της διάταξης TN-C σε χώρους όπου ο κίνδυνος φωτιάς είναι μεγάλος.
Διατάξεις γείοοσης
Σχ.3.14 η παρουσία αγοιγού FEIN οποιουδήποτε μήκους σε ένα κτίριο οδηγεί σε ροή ρευμάτων στα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και την θωράκιση των συσκευών που εμπερικλείεται σε μια διάταξη ΤΝ-
■ ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα
■ όταν ο αγωγός PEN εγκαθίσταται σε ένα κτίριο, χωρίς να περιορίσουμε το μεγάλο μήκος του, τότε παρουσιάζεται πτώση τάσεως ακόμα και υπό φυσιολογικές συνθήκες λειτουργίας. Δημιουργώντας διαφορές δυναμικού και επομένως τη ροή ρευμάτων σε
