9789140663641

Elmiljö

i praktiken Övningsbok

Med detta läromedel och övningsutrustningen Modern Elmiljö från företaget Svensk Elmiljöutveckling AB kan du genom praktiska övningar på ett elsäkert och metodiskt sätt studera olika elmiljöproblem. Läromedlet är kompatibelt med elsäkerhetsreglerna SS 4364000 utgåva 2. Instuderingsfrågorna i häftet utgår från faktaboken Elmiljö i Praktiken.

Läromedlet är lämpligt för förekommande utbildning inom elbranschen och kan också användas för gymnasiekursen Elkvalitet.

Oms-Elmiljo .indd 2-3

09-09-16 13.00.01

Innehåll Inledning ..................................... 4

10 Jordfel .................................. 64

Praktiska övningar ............................ 5 Mätinstrument.................................... 5 Elsäkerhet ........................................... 5 Checklista ............................................ 6 Laborationsmodulen Elmiljö L01-1 .... 7 TN-C och TN-S i servisledaren ............ 8 Transformatorn ................................... 8

10:1 Jordfel i TN-S ............................. 65 10:2 Övervakning ............................ 67

1 Symmetri och osymmetri....... 9 1:1 Motriktade magnetfält .............. 10 1:2 Symmetri ..................................... 12 1:3 Osymmetri .................................. 16 1:4 PEN-ledaren ................................ 20

2 Vagabonderande ström ...... 24 2:1 Symmetri i TN-C-system ............. 25 2:2 Vagabonderande ström ............. 27 2:3 Vagabonderande ström kan ta flera vägar ....................... 32

3 Olinjära laster ...................... 36 3:1 Dimmer........................................ 37

4 Övertoner ............................ 41 4:1 Övertonsanalys........................... 43

11 Potentialutjämning .............. 69 11:1 Elfel i TN-C utan skyddsutjämning ..................... 71 11:2 Elfel i TN-C med skyddsutjämning ..................... 73 11:3 Elfel i TN-S utan skyddsutjämning ...................... 75

12 Reducering av elektriska och magnetiska fält ............. 78 12:1 Sugtransformator ..................... 81 12:2 Skärmning av magnetfält ........ 83 12:3 Skärmning av elektriskt fält .... 86

13 Högre frekvenser sk. HF ...... 90 13:1 Lågenergilampa och HF ........... 92 13:2 HF i elanläggning ..................... 93

14 Instuderingsfrågor till Kapitel 1 Elmiljö i Praktiken ............................. 94 15 Elsäkerhetsföreskrifterna .... 95

5 Övertoner i praktiken .......... 46 5:1 Dimensionering av PEN .............. 46 5:2 Blandade laster ........................... 51

6 Mätfel .................................. 52 6:1 Val av mätinstrument................. 52

7 Övertoner i spänning ........... 54 7:1 Övertoner påverkar spänningen ................................. 55 7:2 Transformatorn ........................... 57

8 TN-C-systemet och olinjära ..... laster.................................... 58 8:1 TN-C och övertoner .................... 58

9 TN-S-systemet...................... 60 9:1 Strömmar i PE och N................... 61 9:2 TN-S och vagabonderande ........... strömmar..................................... 62

Elmiljo i praktiken.indd 3

09-09-16 11.29.43

Laborationsmodulen Elmiljö L01-1

N1A1 A1 N2 A1

Funktionerna på Elmiljö L01-1motsvarar en installation med tre centraler. Bilden här visar vad L01-1 skulle kunna motsvara i en verklig installation.

A1 är huvudcentralen med huvudsäkringar. På bottenplan i huset finns en central N1A1 och till den är tre lamputlopp med strömställare kopplade. Även tre vägguttag är kopplade till N1A1.

I husets källare finns centralen N2A1 kopplad som en undercentral till N1A1. En cirkulationspump för husets vattenburna värmesystem finns i källaren, likaså en ventilationsfläkt samt ett vägguttag.

Matningen till huset kan ändras mellan TN-C och TN-S. Den här bilden visar samma installation som ovan, men mer detaljerat. Här kan man tydligt se komponenterna i installationen och följa inkopplingen av varje ledare.

Den här bildtypen används oftast för att beskriva varje uppkoppling i övningarna.

Hela installationen används inte i alla övningar. Ibland är exempelvis inte central N2A1 inkopplad.

N1A1

A1

N2A1

Pus

Samma installation som beskrivits ovan är möjlig att återskapa på labbmodulen Elmiljö L01-1.

N1A1 A1 Neutralskena N1A1

Bryter faserna

Omkopplare för servisledare mellan TN-C eller TN-S PUS-skena Transformatorns jordpunkt

Skyddsjordsskena N1A1 N2A1

7

Elmiljo i praktiken.indd 7

09-09-16 11.29.48

TN-C och TN-S i servisledaren Servisledningen till L01-1 kan fungera både som TN-C (fyrledarsystem) och TN-S (femledarsystem). Med en strömställare kan man välja funktionssätt för servisledaren.

N1A1

TN-C

A1

Jordfelsbrytare i L01-1

TN-S

N2A1 PEN

TN-C L1 L2 L3 Servisledning

I läge TN-C får i praktiken neutralledaren funktionen av PEN-ledare. Matningens PE-ledare är då ansluten till utrustningens metallhölje och har funktionen av skyddsjord.

N1A1

TN-S

A1

Jordfelsbrytare i L01-1

TN-S TN-C

N2A1 PE N L1 L2

L3 Servisledning

Transformatorn Man kan göra alla övningar i boken på Elmiljö L01-1 utan transformator. Men det finns flera skäl som talar för att använda transformator: • Öka säkerheten, transformatorn kopplas då som en isolertransformator • Förutom en förhöjd säkerhetsnivå kan hela distributionskedjan från transformator till last visualiseras. Fler övningar kan utföras • Det kan finnas skäl till att störningar behöver begränsas för att utföra vissa övningar Den transformator som kan användas är L04-1 Modern Elmiljö.

8

Elmiljo i praktiken.indd 8

09-09-16 11.29.58

2:1 Symmetri i TN-C-system

N1A1

A1

N2A1

Pus

Se till att brytaren på anslutningsenheten är i läge ”Från” Se till att strömställarna L1-L3 är frånslagna Koppla upp N1A1 som TN-C system.

Använd 3 glödlampor 60 W som last, alla tre lampor ska lysa (symmetrisk last) Koppla upp N2A1 som en undercentral till N1A1, även den ska kopplas in som TN-C För att vattenledningen på labbmodulen ska få kontakt med jord ansluts en kabel vid 1. Det är även här du mäter strömmen i vattenledningen Koppla upp N2A1 som en undercentral till N1A1, även den ska kopplas in som TN-C Sätt lastfrånskiljaren i läge ”Till” Spänningsätt faserna L1, L2 och L3 med strömställarna

1

25

Elmiljo i praktiken.indd 25

09-09-16 11.30.17

Du ska nu mäta ström och magnetfält på olika ställen i installationen. Skriv in dina mätresultat på svarsraderna i bilden. De olika mätningarna är numrerade M1-M2 osv.

M1 Strömmen i vattenledningen M2 Magnetfälten från vattenledningen.

Magnetfältsmätaren placeras på plattan med instrumentets framkant ovanpå vattenledningen.

M3 Strömmen i PEN-ledaren mellan N1A1 och N2A1 M4 Summaströmmen i huvudledningen till N1A1 M5 Magnetfälten från huvudledningen till N1A1. Håll samman ledningarna när du mäter M6 Summaström faser mellan A1 och N1A1

Magnetfältsmätaren placeras på plattan med instrumentets framkant under huvudledningen.

N1A1

M7

A

M6

A

M4

A

M5

µT A1 M3 N2A1

A

Pus M2

µT

M1

A

3 Försök med ledning av de mätvärden du har hitintills att räkna ut vilket värde du kommer att få om du mäter strömmen i PEN-ledaren i samma huvudledning (A1-N1A1). Efter att du skrivit ditt svar ska du kontrollmäta. Vilket värde kommer du då att få?

M7 – Ström i PEN-ledaren mellan A1 och N1A1, notera värdet i bilden.

Ställ brytaren på anslutningsenheten i läge ”Från”.

Ställ strömställarna L1-L3 i läge ”Från”

26

Elmiljo i praktiken.indd 26

09-09-16 11.30.19

2:2 Vagabonderande ström Utgå från uppkoppling 2:1.

N1A1

A1

N2A1

Pus

Se till att brytaren på anslutningsenheten är i läge ”Från” Se till att strömställarna L1-L3 är frånslagna Sätt lastfrånskiljaren i läge ”Till” Spänningsätt faserna L1, L2 och L3 med strömställarna Gör lasten osymmetrisk genom att skruva ur en lampa så att den slocknar.

Detta är detsamma som att släcka lampan med en strömställare

27

Elmiljo i praktiken.indd 27

09-09-16 11.30.21

Du ska nu mäta ström och magnetfält på olika ställen i installationen. Skriv in dina mätresultat på svarsraderna i bilden. De olika mätningarna är numrerade M1-M2 osv.

M1 Strömmen i PEN-ledaren mellan A1 och N1A1

4 Lägger du märke till någon skillnad jämfört med tidigare mätning i uppkoppling 2:1 och i så fall: Hur mycket skiljer det från din tidigare mätning i PENledaren.

5 Kan man säga att det ”fattas” ström i PEN-ledaren?

Nu ska du undersöka var den ström som ”fattas” går nu!

M2 Strömmen i PEN-ledaren mellan N1A1 och N2A1 M3 Strömmen i vattenledningen

6 Vad kallas den del av strömmen som tidigare gick i PEN-ledaren till central N1A1 men som nu går i vattenledningen?

7 Rita in på bilden vilken väg den vagabonderande strömmen tar.

N1A1 M1

A

A1

M2

A N2A1

Pus

M3

A

28

Elmiljo i praktiken.indd 28

09-09-16 11.30.23

Nu ska du undersöka vad som styr storleken på den vagabonderande strömmen.

Varför strömmen går två vägar.

M4 Ersätt den tidigare PEN-ledaren i huvudledningen mellan A1 och N1A1med en ny kabel som är ca 50 cm lång. Mät strömmen i den nya PENledaren och för in mätresultatet i bilden.

M5 Ersätt PEN-ledaren med en kabel som är 1 meter lång. Mät strömmen i PEN-ledaren och notera mätvärdet i bilden M6 Återställ till PEN-ledare med ordinarie längd och parallellkoppla två kablar så att arean blir dubbelt så stor. Mät strömmen i PEN-ledaren (båda kablarna) och notera mätvärdet i bilden.

M7 Parallellkoppla ytterligare en kabel så att så att kabelarean blir tre gånger så stor jämfört med första mätningen. Mät strömmen i PEN-ledaren och notera mätvärdet i bilden

50 cm. M4

A

1 m. M5

A

2 X ledararea. M6

A

3 X ledararea. M7

A

N1A1

A1

N2A1

Pus

8 Hur förändras strömmen i huvudledningens PEN-ledare när du ökade ledarens längd och varför?

29

Elmiljo i praktiken.indd 29

09-09-16 11.30.24

9 Hur förändras strömmen i huvudledningens PEN-ledare när du ökade ledarens area och varför?

Återställ PEN-ledaren till den ursprungliga längden. Glöm inte att bryta spänningen vid omkoppling.

10 Titta tillbaka på de mätvärden du har i den här uppkopplingen och försök fundera ut vilken summaström du nu har mätt över huvudledningen (alla kablar) mellan A1 och N1A1. Om du mäter summaströmmen, vilket värde kommer du då att få?

M8 Mät summaströmmen för huvudledningen och notera mätvärdet i bilden.

N1A1

M8

A

M9

µT A1

N2A1

Pus

M10

µT

11 Varför fick du det här svaret?

12 Hur mycket ström fattades det i PEN-ledaren, dvs. hur mycket vagabonderar?

30

Elmiljo i praktiken.indd 30

09-09-16 11.30.26

13 Kan du se något samband med mätvärdet runt hela kabeln och den ström som vagabonderar?

M9 Mät magnetfälten under huvudledningen och skriv in mätvärdet i bilden ovan M10 Mät magnetfälten från vattenledningen och skriv in mätvärdet i bilden ovan.

Gör anläggningen symmetrisk genom att skruva in lampan som är kopplad till L1.

Nu ska du kontrollmäta om det finns någon vagabonderande ström.

M11 Mät magnetfälten under huvudledningen och skriv in mätvärdet i bilden.

M12 Mät magnetfälten från vattenledningen och skriv in mätvärdet i bilden.

N1A1

M11

µT

A1 N2A1

Pus

M12

µT

14 Beskriv hur magnetfält uppstår i en elanläggning?

Ställ brytaren på anslutningsenheten i läge ”Från”.

Ställ strömställarna L1-L3 i läge ”Från”

31

Elmiljo i praktiken.indd 31

09-09-16 11.30.27

2:3 Vagabonderande ström kan ta flera vägar Se till att brytaren på anslutningsenheten är i läge ”Från” Se till att strömställarna L1-L3 är frånslagna Koppla upp N1A1 som TN-C system Använd 3 glödlampor 60 W som last N2A1 är kopplad som en undercentral till N1A1, även den ska kopplas in som TN-C Vattenledningen på labbmodulen ska ha kontakt med jord.

Sätt lastfrånskiljaren i läge ”Till” Spänningsätt faserna med strömställarna Gör lasten osymmetrisk genom att skruva ur en lampa så att den slocknar.

Detta är detsamma som att släcka lampan med en strömställare M1 Mät hur mycket ström som vagabonderar från centralen N1A1. Du gör det genom att mäta summaströmmen för huvudledningen A1-N1A1. Notera ditt mätvärde i bilden.

M2 Mät även separat strömmen i huvudledningens PEN-ledare. Notera ditt mätvärde i bilden.

N1A1 M2

A

M1 Vattenl. jordad

A

M3 Vattenl. + ventilation jordad

A

M4 Vattenl. + ventilation + N2A1 – chassie jordad A A1 N2A1

Pus

32

Elmiljo i praktiken.indd 32

09-09-16 11.30.28

Anslut nu ventilationsanläggningens jordpunkt.

M3 Mät hur mycket ström som vagabonderar från centralen N1A1 och notera mätvärdet i bilden ovan.

15 Har den vagabonderande strömmen ökat eller minskat?

Ta reda på vart den vagabonderande strömmen tar vägen.

16 Beskriv hur stor den totala vagabonderande strömmen är och hur den fördelar sig.

Vi ansluter ännu en jordpunkt i anläggningen för att undersöka vad som händer.

Anslut N1A1:s skyddsledarskena till jord. Detta simulerar att elcentralens metallchassi får kontakt med jord, exempelvis via en skruv får kontakt med armeringen i husets vägg.

M4 Mät hur mycket ström som vagabonderar från centralen N1A1 och PEN och notera ditt mätvärde i bilden ovan.

17 Vad hände när du utökade antalet jordpunkter?

Ta reda på vart den vagabonderande strömmen tar vägen.

18 Beskriv hur stor den totala vagabonderande strömmen är och hur den fördelar sig.

33

Elmiljo i praktiken.indd 33

09-09-16 11.30.29

Elmiljö

i praktiken Övningsbok

Med detta läromedel och övningsutrustningen Modern Elmiljö från företaget Svensk Elmiljöutveckling AB kan du genom praktiska övningar på ett elsäkert och metodiskt sätt studera olika elmiljöproblem. Läromedlet är kompatibelt med elsäkerhetsreglerna SS 4364000 utgåva 2. Instuderingsfrågorna i häftet utgår från faktaboken Elmiljö i Praktiken.

Läromedlet är lämpligt för förekommande utbildning inom elbranschen och kan också användas för gymnasiekursen Elkvalitet.

Oms-Elmiljo .indd 2-3

09-09-16 13.00.01