Leif Blomquist
META Elinstallation är framtagen för gymnasieskolans kurs Elinstallationer som ingår i ämnet Installationsteknik enligt GY11. Men boken är så omfattande att materialet i alla väsentliga delar även täcker det centrala innehållet i kursen Elkraftteknik.
Gy11
ELINSTALLATION
LEIF BLOMQUIST
ELINSTALLATION
ELINSTALLATION
”meta-, förled som betecknar förändring ...” (ur NE)
I boken har elsäkerhetsaspekterna fått stort utrymme, inte bara de traditionella åtgärderna för elsäkerhet och elsäkert arbete, utan även de nya kraven på skyddsutjämning behandlas relativt ingående.
OmslagElinstallationFAKTA.indd 1
2012-03-14 11.34
META Elinstallation är framtagen för gymnasieskolans kurs Elinstallationer som ingår i ämnet Installationsteknik enligt GY11. Men boken är så omfattande att materialet i alla väsentliga delar även täcker det centrala innehållet i kursen Elkraftteknik.
LEIF BLOMQUIST
ELINSTALLATION
ELINSTALLATION
”meta-, förled som betecknar förändring ...” (ur NE)
I boken har elsäkerhetsaspekterna fått stort utrymme, inte bara de traditionella åtgärderna för elsäkerhet och elsäkert arbete, utan även de nya kraven på skyddsutjämning behandlas relativt ingående.
OmslagElinstallationFAKTA.indd 1
2012-03-14 11.34
Innehåll Förord 4
1. Att arbeta som elektriker 6
9. Belysningskopplingar 131
Elektrikerns arbetsområden 7 Behörigheter 9 Ett hus av regler 10
Elinstallationer i villan 132 Inkoppling av vägguttag och strömställare 136
2. Eldistribution 11
Förläggning 146 Ledningsdimensionering 148
Produktion av elenergi 12 Utrustning i elnäten 14 Jordning 20 Distribution av lågspänning 24 Elcentralen 26 Elleströms anläggning 28
10. Kabelförläggning 143
11. ROT 158 12. Belysningsteknik 162
3. Elcentralen 30
Lampor 166 Hur bra belysning krävs? 169 Installation 173
4. ELCentralens komponenter 43
13. Felsökning och reparation 178
Olika typer av elcentraler 39 Elcentralens brytare 44 Säkringar 53 Skyddsutjämning 56
5. KABLAR 60
Felsökningsexempel 180
14. Kontroll och besiktning 189 Att använda rätt instrument 197
Brandspridningsklasser 64 Anslutningskablar 65 Kommunikationskablar 66 Kabelisolering 67 Märkning av kablar 68
15. STYRSYSTEM 198
6. ELARBETSMILJÖ 74
Störningar 209
En god arbetsmiljö 75 Elarbetsmiljö och säkerhet 76 Att arbeta elsäkert 79 Utrustning 81 Heta arbeten 84 Brand 86 ATEX – explosionsfarlig miljö 88
7. Installationsmiljöer 92 Dold förläggning 94 Öppen förläggning 99 Klassning av elmateriel 104 IP 44 104
8. Installationer 109 Värmeinstallationer 118 Särskilda elinstallationer 126
40668622.1.1-Inlaga.indb 3
Styrning och styrsystem 199 Styrdatorer 201 Inkoppling 206
16. Elmiljö 208 17. Motorinstallationer 219 Motorprincipen 220 Asynkronmotorn 221 Likströmsmotorn 228 Växelströmsmotorn 231 Motorskydd 232 Startmetoder 234 Varvtalsstyrning 238 Servostyrning 239
18. Ritningar och scheman 242 Hur man läser ett kretsschema 251
19. Kort om växelström 257 Symboler 273 Register 279
2012-03-21 14.56
2. ELDIsTRIBUTIOn N
750 kV Nät 400 kV Nät 300 kV Nät 220 kV Nät Samarbetsnät för spänning under 220 kV Planerad/under konstruktion
N N
N N N N N N
All elektricitet i sverige distribueras i ledningar som bildar ett nät som sträcker sig långt utanför våra gränser. el är en energiform som används i samma takt som den produceras, det är bara en ytterst liten del som kan sparas. detta ger ett komplicerat samspel mellan producenter och konsumenter och en omfattande utrustning i distributionsnätet.
40668622.1.1-Inlaga.indb 11
2012-03-21 14.56
Produktion av elenergi Elektriciteten som produceras i Sverige kommer idag till största delen från vatten- och kärnkraftverk. Alternativa energikällor som vindkraftverk byggs i hög takt, men vatten- och kärnkraftverk står för nästan 98 % av den producerade elenergin. Elenergin överförs till oss konsumenter i ett distributionsnät som börjar med luftledningar med en spänning på 400 kV. Denna högspänning transformeras sedan ned i etapper till ett distributionsnät på 400 V/230 V som vi har i våra hus eller fabriker. Men vi är inte ensamma om att producera elkraft. Vi köper och säljer elkraft över gränserna genom ett stort ”motorvägsmönster” av elledningar inom landet. Svenska Kraftnät, ett statligt affärsverk, har systemansvaret för den svenska elförsörjningen och att dess anläggningar samverkar driftsäkert. Det gäller kraftledningar med bl.a. stationer, förbindelser med utlandet och kontrollsystem samt optofiber för bredbandskommunikation.
En januaridag används ca 26 000 MWh per timme i Sverige. Sommartid är el användningen ca 16 000 MWh i timmen. Det går åt mest energi mellan kl 07.00–10.00 och 17.00–19.00.
I Sverige användes 2010 ca 147 TWh elenergi, varav 3,5 TWh kom från 1200 vindkraftverk. Regeringens mål är att vi år 2020 ska producera 30 TWh vindkraft. En sådan kraftig utbyggnad är förstås inte problemfri, främst beroende på att vinden varierar, vilket kan ge upphov till störningar.
12
40668622.1.1-Inlaga.indb 12
2012-03-21 14.56
Kärnkraftverk, Vattenkraftverk mm Stamlinje 400 kV
Stamstation
Fördelningsstation
Regionnätet 130 kV
Stamnätet 130 kV
Regionstation
Fördelningsnätet 40 kV Nätstation Lokalnätet 12-24 kV
Mottagningsstation Servisledning 400/230 V
Villa
Stamnätet – 130 kV till 400 kV – ägs av Svenska Kraftnät Regionnäten – 40 kV till 130 kV ägs av olika elbolag, t.ex. E.ON och Vattenfall Lokalnäten – 400 V till 10 kV – ägs av olika nätbolag Grupper av vindkraftverk kan, beroende på effekten, anslutas var som helst i nätet.
40668622.1.1-Inlaga.indb 13
ELDISTRIBUTION 13
2012-03-21 14.56
Utrustning i elnäten Ställverk I vårt distributionsnät måste det finnas flera knutpunkter där man kan stänga av strömmen, mäta förbrukningen och fördela spänningen till flera grenar. I våra hem har vi en elcentral där detta sker, men i det större distributionsnätet är knutpunkterna ställverk. Beroende på vilka spänningar de arbetar med talar vi om högspännings-, mellanspännings- och lågspänningsställverk. Liksom elcentralen har ställverket strömställare och säkringar, dock betydligt större än vad vi är vana vid i hemmet. Strömställarna man övreras med motorer och kan alltså inte slås på och av för hand. Ställverket har också mättransformatorer som mäter hur mycket elenergi som passerar det. Ställverkets transformatorer omvandlar mycket höga spänningar, vilket ställer speciella säkerhetskrav. För det mesta betraktar vi luft som en isolator, men vid tillräckligt hög spänning blir luft ledande. Det är därför som det är farligt att vara för nära en högspänningsledning. 400 kV-nätet kräver meterhöga isolatorer för att det inte ska ske överslag.
Transformatorerna i högspänningsställverket är stora anläggningar.
Strömställare för högspänning. Det finns en för varje fas. Lägg märke till isolatorernas storlek.
Strömtransformatorer. Ledningen kommer in på ovansidan och går ut undertill på mitten. Nedre delen är bara en isolering mot ”godset” den står på.
14
40668622.1.1-Inlaga.indb 14
2012-03-21 14.56
Man måste kunna utföra arbeten på ställverket utan att behöva bryta strömmen i resten av distributionsnätet. Därför finns särskilda frånskiljare som gör att man kan arbeta utan risk på anläggningen. Stora ställverk är också försedda med ventilavledare, ett slags automatiska säkringar som skyddar mot exempelvis åsknedslag. Ställverken fjärrstyrs ofta från ett centralt placerat kontrollrum.
Gasvakt
Signaltermometer
Torkapparat
En transformator är försedd med flera instrument. Det finns en gasvakt och termometer. Gasvakten kontrollerar att det inte bildas gas i transformatorn – gasbildning indikerar fel på transformatorn.Termometern kontrollerar att transformatorn inte blir för varm.Transformatorn kyls med olja och är försedd med en torkapparat som torkar oljan från fukt.
40668622.1.1-Inlaga.indb 15
ELDISTRIBUTION 15
2012-03-21 14.56
Kablar Högspänningskablar för fram en mycket stor spänning och därför måste isoleringen vara kraftig. Ibland använder man tre enledare istället för att ha alla tre ledningarna i samma kabel. Anledningen är att kablarna blir enklare att tillverka och hantera genom att de inte blir så tunga. Det är ingen skillnad på att fördela eller att skarva ledningar för högspänning jämfört med lågspänning, man använder bara kraftigare material som är anpassat för den högre spänningen man arbetar med.
Kablarna är avsedda för hög,- mellan- och lågspänning.
Säkringar Högspänningssäkringarna kan sitta i stolpar i särskilda säkringshållare. Att byta säkring kräver specialverktyg. Man måste också stå en bit ifrån för att undvika överslag. Oavsett vilken säkring man byter är det mycket viktigt att man använder rätt verktyg. Och att man har brutit matningen bakom alla tre säkringarna när man byter på en trefasgrupp.
Högspänningssäkringar. 16
40668622.1.1-Inlaga.indb 16
2012-03-21 14.56
Säkringar och brytare Småsäkringar 1-fas brytning (stolpstationer).
Större säkringar Lastfrånskiljare löser ut 3-fasigt (nätstation eller mark).
Brytare Större strömmar med reläskydd.
Luftledningar Ledningar går på ledningsstolpar på olika höjd beroende på hur hög spänningen är. De flesta luftledningar är isolerade, men det finns även isolerade luftledningar för spänningar 12 kV–24 kV.
Höjd (m) 30
20
10
Portalstolpe 400 kV Portalstolpe 130 kV 0
Enkelstolpe 20 kV
40668622.1.1-Inlaga.indb 17
ELDISTRIBUTION 17
2012-03-21 14.56
Förläggning i mark Luftledningar är känsliga för väder och vind och numera förlägger man kablarna i mark i så stor utsträckning som möjligt. De plöjs då ner när marken tillåter det. När man korsar en väg, kan kabelförläggningen utföras på två sätt. Dels kan man gräva upp vägen, men enklare är att borra en ”tunnel” under vägen.
Styrd markborrning.
Kablar som ska gå längre sträckor måste skarvas. Mellanspänningskablar på 10 kV och mer sätts samman med specialutformade skarvar.
18
40668622.1.1-Inlaga.indb 18
2012-03-21 14.57
Högspänningskund Vissa industrier och andra större anläggningar förbrukar så mycket el att de behöver egen transformator som omvandlar från 10 kV till 400 V. Dessa kallas högspänningskunder.
Lågspänningskund Alla som inte äger sin egen transformator som transformerar ned spänningen från 10 kV till 400/230 V är lågspänningskunder. Omvandlingen till lågspänning sker i en s.k. transformatorkiosk.
Transformatorkiosk
Från transformatorn går distributionskabeln till ett kabelskåp, som placeras på ett lämpligt ställe ur kabeldragningssynpunkt, ofta bredvid trottoar vid en tomtgräns. Från kabelskåpet går nedgrävda servisledningar till fastigheterna. Till en villa går servisledningen direkt till ett fasadskåp där bl.a. elmätaren sitter. Kablar som läggs under jord förläggs i gula rör eller markeras med gula band. Inkommande 10 kV Högspänning
Transformator
Utgående 400/230 V Elmätare
Kabelskåp
Jordkabel
Servisledning
40668622.1.1-Inlaga.indb 19
ELDISTRIBUTION 19
2012-03-21 14.57
Jordning I vårt land har vi ett trefassystem där strömmen skiftar riktning med frekvensen 50 Hz. Strömmen alstras i generatorer på olika sätt, beroende på kraftverkstyp. I vattenkraftverket är det fallande vatten som får generatorns rotor att snurra, och i vindkraftverket är det vinden som skapar rotationen. Varje fas i elnätet från kraftverket har samma belastning och är därför D-kopplat, d.v.s. det saknas återledare från de tre strömförande ledningarna. I våra hem är belastningen på de tre faserna sällan lika och därför sker en omkoppling i transformatorstationen så att det nät vi får in i huset är Y-kopplat. Det innebär att husets trefasnät också har en återledare för strömmen, en s.k. neutralledare (nolla) som återleder strömmen till transformatorn.
du kan läsa mer om y- och d-koppling i sista kapitlet.
L1
D
Y L1
L2
L2
Servisledning
L3 L3 N PE
D/Y-kopplad trefastransformator. 20
40668622.1.1-Inlaga.indb 20
2012-03-21 14.57
I många anläggningar är skyddsledaren (PE) och neutralledaren (N) sammankopplade till en PEN-ledare. Denna är ansluten till transformatorstationens jordtag. I främst nyare anläggningar är PE- och N-ledarna separerade fram till jordtaget. På så sätt blir husets anläggning skyddsjordad. Jordtaget är ett stålspett som borras eller slås ner i marken. Spettet kopplas samman med en kopparledning. Jordtaget kan också vara en jordplåt. Jordningssystemet ska ha så låg resistans som möjligt, d.v.s. låg avledningsresistans. För att ta reda på denna måste man veta markens resistivitet. Resistivitet mäts i enheten Ωm med ett specialinstrument. Mätningen går till så att man slår ner fyra vertikala metallspett till 0,3–0,5 m djup.
0.00
Granit Betong, torr Vulkaniskt berg Pinnmo Fin sand, fuktig Lera Humus, fuktig
Grafit Mineraler
ng Metaller
a
a
a
106 105 104 103 102 10 1 10–1 10–2 10–3 10–4 10–5 10–6 10–7 10–8
Grus torrt Sötvatten Humus, torr Havsvatten
Resistivitet vid olika markförhållanden. En resistivitet på 10–100 Ωm ger god jordningseffekt.
Mätning av markens resistivitet med en mätbrygga. Genom att mäta avståndet a mellan spetten och resistansen R får man resistiviteten som r = 2 · a · R. Avledningsresistansen mäts i regel med samma instrument som ovan, men här behövs bara en ström- och en spänningssond. Det finns två mätmetoder, en med mätning längs jordtagets huvudriktning och en vinkelrätt mot denna. Ur dessa får man fram hur lång kopparledning som krävs för att ge fullgod jordning.
40668622.1.1-Inlaga.indb 21
ELDISTRIBUTION 21
2012-03-21 14.57
0.00
Resistivitet
Korrosion
r < 1 Ωm
100 µm/år
r = 1 ∙ 10 Ωm
100–30 µm/år
r = 10–100 Ωm
30–4 µm/år
r > 100 Ωm
Försumbart
Jordtagets avledningsresistans mätt genom jordtagets huvudriktning. Topplina
Att förlägga ett ytjordtag, d.v.s. att bara lägga en kopparslinga i marken istället för att borra ned ett spett ger dubbelt så stor resistans som ett djupjordtag. Korrosion på jordtaget påverkar jordtagets förmåga att avleda ström som tabellen visar. Hela vårt elnät är jordat. Högspänningsnätet på 400 kV–130 kV är direktjordat. Även den så kallade topplinan som är överst i metallbärverket är jordad. Kraftnätet överför stora energimängder, vilket ger stora kortslutningsströmmar, något som kan få förödande konsekvenser.
Ledning
Högspänningsstolpe.
22
40668622.1.1-Inlaga.indb 22
2012-03-21 14.57
Kortslutningsströmmar Med en kortslutning menas att det uppstår en direkt förbindelse mellan spänningsförande ledare som är anslutna till exempelvis ett vägguttag (fas- och N-ledare). Det innebär att själva förbindelsen har mycket låg resistans. Det betyder i sin tur att det blir en mycket stor kortslutningsström i ledarna. Kortslutningsströmmen kan vara så stark vid höga spänningar att den närmast kan liknas vid en explosion, vilket kan leda till svåra personskador. För att minska verkningarna av en kortslutning har vi säkringar i elektriska anläggningar. Blir det en strömrusning utlöses säkringen, d.v.s. strömmen bryts.
När det gäller stora strömmar används reläskydd istället för säkringar.
Det är dock inte alltid som kortslutningströmmarna är så starka att säkringarna utlöses. Detta kan ske om en kabel är feldimensionerad, antingen för klen eller för lång. Det blir då ett spänningsfall över kabeln, vilket gör till att strömrusningen inte blir tillräckligt stor för att säkringen ska utlösas snabbt. Det kan ta många minuter innan säkringen löser ut, vilket innebär en stor brandfara.När man dimensionerar en elektrisk anläggning måste man därför alltid beräkna hur stora kortslutningsströmmarna kan bli, och dimensionera kablarna därefter. Skyddsjordningen i anläggningen ska leda bort eventuella kortslutningsströmmar till transformatorns jordpunkt via PE-ledaren. Skyddsjord ska därför göra så lite motstånd mot strömmen som möjligt, d.v.s. resistansen ska vara låg, helst mindre än 1 ohm. Därför ska jordledningar ha tillräckligt stor area och vara såpass dimensionerande att skadliga överströmmar effektivt leds bort. De ska också tåla den värmeutveckling som stora strömmar kan ge. Kopparledningar ska tåla 200 A per mm2 under 1 sekund och sluttemperatur 250 °C (SS 424 14 07). Det innebär att en1,5 mm2-kabel ska tåla 300 A under 1 sekund.
Jordfel Om det uppstår kontakt mellan strömförande ledare och PE-/PENledaren betraktas detta inte som en kortslutning, utan definieras som ett jordfel. Ett jordfel uppstår exempelvis om fasledaren kommer i kontakt med det skyddsjordade höljet (utsatt del) på en brödrost. Normalt ska detta ge en kortslutningsström som är så stor att säkringen utlöses omedelbart, men om återledaren i servisledningen PE eller PEN är bristfällig kan jordfelet innebära personskador som vi ska se i nästa kapitel.
40668622.1.1-Inlaga.indb 23
ELDISTRIBUTION 23
2012-03-21 14.57
distribution av lågspänning Till transformatorstationens jordtag ansluts konsumentens skyddsledarkabel för att oönskade strömmar ska kunna ledas ner till jord. Anslutningen av konsumentens återledare, neutralledaren (N-ledaren) kan ske på två sätt. Har man valt 4-ledarsystemet TN-C är neutralledaren sammankopplad med skyddsledaren till en PENledare. 10 kV
TN-C
A
a
B
b
C
c PEN
PE
I TN-C är N- och PE-ledare sammankopplade till PEN. Huvudcentral
L1 L1
L2 L2
L3
L3 PEN
24
40668622.1.1-Inlaga.indb 24
2012-03-21 14.57
Enligt Svensk Standard, SS 436 40 00, ska elinstallationerna idag utföras med 5-ledarsystemet TN-S, d.v.s. det går separata N- och skyddsledare (PE) fram till transformatorstationen.
TN-S
10 kV A
a
B
b
PE = Protection Earth N = Neutral TN-C = Terra Neutral Combined
c
C
TN-S = Terra Neutral Separated
N PE
PE
IT = Insulated Terra
I TN-S är N- och PE-ledare separerade.
L1 L1
L2 L2
L3
L3 N
40668622.1.1-Inlaga.indb 25
ELDISTRIBUTION 25
2012-03-21 14.57
Inom större industrier används ofta ett annat 4-ledarsystem (IT). IT-system med en nollpunktstransformator ger en förvarning vid mindre jordfel, säkringarna löser bara ut vid allvarliga jordfel. Smärre jordfel kan därför åtgärdas utan att det blir driftstopp. Huvudcentral
L1 L1
L2 L2
L3
L3 Signalsystem
NP
Elcentralen Elcentralen är placerad efter fasadskåpet och innehåller bl.a. säkringarna. Fasadskåp och elcentral är förbundna med en huvudledning. I 4-ledarsystemet TN-C finns tre fasledare och en PEN-ledare mellan transformatorstationen och fas tigheten. PEN-ledaren är alltså en gemensam skydds-
och neutralledare, och skyddsledarskenan i elcentralen är därför i förbindelse med N-skenan i elcentralen. En skruv mellan skenorna skapar förbindelsen. De tre fasledarna L1, L2 och L3 står – via en huvudströmställare – i förbindelse med tre strömförande skenor i elcentralen.
26
40668622.1.1-Inlaga.indb 26
2012-03-21 14.57
4-ledarsystem TN-C PEN-ledare Skruv
Skyddsledarskena Neutralledarskena Fasskena
L1 Fasskena
Huvudbrytare L2
Fasskena
Principskiss av 4-ledarsystem. I regel kopplas inkommande fasledare in på ovansidan av huvudbrytaren. Av tydlighetsskäl har vi dock valt att koppla in dem underifrån.
L3
I 5-ledarsystemet TN-S sammanbinds PE- och N-ledaren i transformatorstationen och därför är förbindelsen mellan skyddsledaroch N-skenan i elcentralen borttagen. TN-S-systemet är numera det vanligaste och ingår i alla installationer. 5-ledarsystem TN-S PE-ledare
Skyddsledarskena Neutralledarskena
N-ledare
L1
L2
I 5-ledarsystemet tas skruven mellan PE- och N-skenan bort.
L3
40668622.1.1-Inlaga.indb 27
ELDISTRIBUTION 27
2012-03-21 14.57
Elleströms anläggning Bilden visar familjen Elleströms hus med garage och industri lokalen i en planritning på anläggningen. Man kan säga att vi tittar på det från luften. På den har vi ritat ut hur kablarna går ifrån transformatorkiosken till ett servissäkringsskåp vid transformatorkiosken och vidare till fasadmätarskåpet som sitter på garaget. (Här sitter elmätaren.) Kablarna går vidare till elcentralen inne i villan som innehåller säkringar. Från centralen går också en kabel vidare till undercentralen i garaget. Från transformatorkiosken går också inkommande matning till industrilokalen via en elmätare.
Elvägen
Fasadskåp
Central
Ink central
Servissäkringsskåp Transformatorkiosk
28
40668622.1.1-Inlaga.indb 28
2012-03-21 14.57
8. Installationer
När vi går in i ett mörkt rum vill vi att det ska sitta en strömställare intill karmen på handtagssidan och på lagom höjd. Över arbetsbänken i köket vill vi ha ett uttag för matberedare eller mixer. Uttaget får inte sitta så lågt att det är i vägen när vi rengör arbetsbänken, ej heller så högt att det inte går att ha ett skåp över bänken. Köksskåp och en mängd andra föremål i en lägenhet eller villa har standardiserade mått. Det innebär att elektrikern måste placera vägguttag, strömställare och annat med hänsyn taget både till vad som är riktigt ur elsäkerhetssynpunkt och vad som är praktiskt för användaren. Detta finns beskrivet i elstandarden SS 437 01 46.
40668622.1.1-Inlaga.indb 109
2012-03-21 15.01
I elstandarden SS 4370146 finns angivet hur olika apparater ska placeras. Strömställaren ska sitta på höjden 1000 mm och ett eluttag 200 mm över färdigt golv. Det finns fler mått att hålla reda på: A• Anslutningspunkter för belysning placeras i tak
eller vägg lägst 150 mm under tak eller vid taklist. • I rum upp till 15 m2 ska det finnas en anslutningspunkt och däröver en för varje påbörjad 10 m2. På loft eller vind räcker det med ledbelysning. B• Anslutningspunkten för elradiatorer placeras i
vägg 150 mm över färdigt golv och helst i fönstrets mittlinje. C• Uttag på vägg placeras 500 mm från innerhörn
(om det är möjligt). Finns det plats för en flyttbar garderob ska uttaget placeras 700 mm från innerhörn. • Det krävs minst en gruppledning för varje påbörjad golvarea om 30 m2. • I lägenhet/hus ska det alltid finnas minst två gruppledningar till belysning.
• I regel ansluts högst 10 eluttag och lamputlopp till en enfasgrupp. • Eluttag placeras så att antalet förlängningskablar blir så litet som möjligt. • I lägenheter som är anpassade för rörelsehindrade placeras elutrustningen efter andra mått som passar den boende. • Strömställare kopplas så att i tillslaget läge gäller: vippströmställare – vippan uppställd tryckvippströmställare – vippans övre del intryckt vridströmställare – vredet lodrätt • El-central ska placeras med övre kant på centraD len på högst 2,2 m över golv. Central med utbytbar säkring placeras minst 1,7 m över golv medan el-central med dvärgbrytare kan placeras med underkant 0,9 m över golv. • I centralen ska varje gruppledning anslutas så att fasledare, neutralledare och skyddsledare framgår tydligt i centralen. 150 mm
2200 mm 1700 mm 900 mm 150 mm
500 mm 200
mm
1000
mm
110
40668622.1.1-Inlaga.indb 110
2012-03-21 15.01
datanätverk I familjen Elleströms villa finns ett datanätverk där varje uttag är anslutet till ett fördelningsskåp. Detta sitter intill elcentralen. Installationen av datanätverk följer standarden SS 437 01 45. Från fasadskåpet som sitter på garaget går fibern till nätverket i huset. Vid planering av detta ska man tänka på följande: • Dubbelt jordat uttag med egen säkring placeras vid utrustningen. • Gemensamt intag för inkommande kablar, t.ex. el, tele ska samordnas så att skyddsutjämning kan anordnas. • Inom villan används minst rörstorlek 16 mm till data/teleuttagen. • Bostadsnätet ska utformas som ett stjärnnät för möjliggöra ett LAN-nät. • I fasadskåpet bör det fi nnas överspänningsskydd.
Vardagsrum
TV
Radio
Tele
Data
Sovrum 1
Kök
Sovrum 2 Hall Lägenhetsfördelare
Grovkök
20 mm rör
Badrum
Kontor
Data Telefon Kabel-TV
Exempel på stjärnformigt nät i en bostad. InsTALLATIOnER
40668622.1.1-Inlaga.indb 111
111
2012-03-21 15.01
installation i kök I ett kök är elutrustningen omfattande och det som finns i köket har från början bestämda platser. Därför är det extra noga att det finns detaljerade ritningar, både på var skåp och annat ska stå, och hur de ser ut. Ska t.ex. fläkten byggas in i skåp eller är huven friliggande? Det är avgörande för var man placerar uttaget.
Enligt standarden SS 437 01 46 finns det givna höjder på var uttagspunkterna ska sitta för dismaskin, spis, fläkt och kyl/frys i ett standardkök: • Uttag över bänk i kök mellan spis, diskho eller vask ska placeras 1150 mm över golv. Ska man installera ytterligare uttag placeras de med högst 2000 mm mellanrum. Diskbänken ska då vara över 600 mm och uttaget mellan spisen och disklåda räknas inte in. • Vill man ha ett uttag vid matplats ska det placeras på höjden 800 mm över golv. Dessa avstånd kan variera med hänsyn till skåpens placering med en avvikelse på +/-50 mm från de angivna måtten. Idag finns det många varianter på kök, och även om man följer ritningen noggrant måste man i regel kontrollera med beställaren hur denne vill ha det. SS 437 01 46 ger oss bara de riktlinjer vi kan behöva och vad som är en instruktion på en säker elinstallation som passar till standardprodukter.
112
40668622.1.1-Inlaga.indb 112
2012-03-21 15.01
Uttagen ska dock alltid sitta lätt tillgängliga för anslutning av olika typer av köksmaskiner som elvisp, kaffebryggare, mixer, matberedare mm. Uttaget till diskmaskinen ska sitta lätt tillgängligt under skåpet för diskhon. Bara för att man ska kunna ta bort kontakten om man behöver serva maskinen. Belysningen är också viktig. Vi behöver bra belysning för arbetet i köket och vi vill kanske ha en mer ”mysig” belysning om vi sitter och äter vid köksbordet.
Anslutningspunkt för spisfläkt
Eluttag för flyttbara elapparater
Anslutningspunkt för kyl/frys
Anslutningspunkt för inbyggnadsapparat
100
2000
150
1150 300 Anslutningspunkt för spis
Anslutningspunkt för diskmaskin
Mått från SS 437 01 46.
Typ av elapparat
Placering i sidled på vägg
Höjd över golv, mm
Spis
Inom utrymme för spis
300
Bänkspis, spishäll och dylikt
I underliggande utrymme, 150 mm från dess sida.
300
Spisfläkt eller spiskåpa
Inom område för spisfläkt, 100 mm från dess sida.
2000
Diskmaskin
I intilliggande diskbänkskåp, 150 mm från dess sida.
300 över underkant diskmaskin.
Kylförvaringsenhet (kyl, frys)
Inom utrymme för enhet.
2000
Inbyggnadsapparat (kyl, frys, ugn)
Inom utrymme för apparaten.
Inom utrymme för apparaten.
Anslutningspunkter för platsbundna elapparater i bostadskök.
40668622.1.1-Inlaga.indb 113
INSTALLATIONER 113
2012-03-21 15.02
installation i badrum Badrummet är speciellt ur elsäkerhetssynpunkt eftersom att vatten kan rinna på väggar och golv, speciellt i närheten av duschen/badkaret. Det kräver hög kapslingsklass på elutrustningen. I SS 436 40 00 del 7 finns information om avstånd och regler och i SS 437 01 46 finns riktlinjer på bl.a. vilken höjd vi ska placera våra produkter. Ur elsäkerhetssynpunkt delas badrummet in i fyra delar: • Område 0 är den invändiga delen av ett badkar. • Område 1 är den del av utrymmet som är innanför badkar eller duschkars begränsningslinje eller innanför dusch utan kar, delen innanför ett vertikalplan på ett avstånd av 60 cm från duschhuvudet. Området 1 begränsas i övrigt av golvet och till 225 cm höjd. • Område 2 är den del som är beläget utanför område 1, men innanför ett vertikalplan på ett avstånd av 60 cm från område 1. Område 2 begränsas i övrigt av golvet och taket.
Område 2
Område 1
225
Område
cm
0
60 c
m
Badrum med badkar utan skiljevägg.
114
40668622.1.1-Inlaga.indb 114
2012-03-21 15.02
I område 0 får det endast finnas elmateriel som det inte går att placera utanför området, t.ex. utrustning till bubbelbad. Elmaterielen ska vara av SELV och här får spänningen inte överstiga 12 V växelspänning eller 30 V likspänning. Utrustningen ska ha kapslingsklass på IP67 och vara speciellt avsedd för användning i badkar eller duschkar. Den tillhörande strömkällan ska vara fast monterad på en plats utanför område 0. Ledningarna som ska användas ska bestå av mantlad kabel eller enledare FK, FQ, i dolt rör i vägg. Kopplingsdosor ska i område 1 ha en kapslingsklass IP 44, och i område 2 gäller kapslingsklass IP 24.
selv = separated extra-low voltage (max 50 v samt skyddstransformator)
ljusarmaturer i område 1 och 2 ska vara fast ansluten. i område 1 ska ljusarmatur ha kapslingsklass ip44. i område 2 ska ljusarmatur ha kapslingsklass ip24.
Placeringshöjder för anslutningar: • Tvättmaskin/torktumlare 1200 mm • Torkskåp 2000 mm • Övriga elapparater, t.ex. handdukstork 1700 mm • Eluttag 1200 mm • Ljusarmatur 2100 mm (rakt över handfat) eller 1700 mm (vid sidan om handfat)
i område 2 får ljusarmatur, som i sin helhet är placerad lägst 1,5 m över golvet, ha kapslingsklass ip21, glödlampsarmatur, som är utförd av isolermaterial och försedd med skyddsglas (kupa) som omsluter glödlampan och i sin helhet är placerad lägst 1,7 m över golvet, ha kapslingsklass ip2x eller ipxxb.
m
120 c
Område 1 120 cm
225 cm
Område 0 10
cm 120 cm
Exempel på områdesindelning. Om det finns skiljevägg mellan badkar/dusch och övriga delar blir områdesindelningen något annorlunda. InsTALLATIOnER
40668622.1.1-Inlaga.indb 115
115
2012-03-21 15.02
installation i bastu En bastuinstallation ska både tåla värme och vatten. Det gäller att elmaterielen ska ha minst kapslingsklass IP 24. Liksom badrummet delas bastun in i områden: Område 1 här får endast materiel för bastuugnen installeras. Område 2 här ställs inga särskilda krav på materielens värmetålighet. Område 3 i detta område ska elmaterielens tåla en omgivningstemperatur på 125 °C.
Område 3
100 cm
Område 1
Område 2 50 cm
50 c
m
Strömställaren till bastuaggregatet ska placeras utanför bastun.
116
40668622.1.1-Inlaga.indb 116
2012-03-21 15.02
Installation i garage När det gäller familjen Elleströms garage så ska det finnas två envägsuttag per bilplats. Det ena vägguttaget ska vara tidstyrt och placeras 1300 mm över färdigt golv. Har man en arbetsbänk i garaget så ska ett uttag placeras vid bänken. Belysningspunkterna placeras så att den kan belysa bilsidorna, motorrummet och om man har en arbetsbänk i garaget.
Motorvärmare och kupévärmare Uttag för bilvärmare ska placeras utomhus och ha kapslingsklass IP44 eller högre. Om inte uttaget matas via jordfelsbrytare bör en portabel jordfelsbrytare användas. Mellan uttaget och den fastmonterade anslutningen till motorvärmaren eller kupévärmaren ska godkänd anslutningskabel användas. Att exempelvis klämma fast en kabel för kupévärmare i bildörren eller fönstret kan vara livsfarligt eftersom det kan göra karossen strömförande.
40668622.1.1-Inlaga.indb 117
INSTALLATIONER 117
2012-03-21 15.02
9. Belysningskopplingar
Bilden ovan visar familjen Elleströms ena sovrum. Du ser att det sitter en strömställare vid dörren och under strömställaren finns ett eluttag. Med strömställaren tänds och släcks rummets taklampa. Så här ser det ut i många hem, men har du tänkt på hur det hela fungerar? Varför finns det alltid spänning på uttagen även om jag slagit av strömställaren? Hur kan jag tända och släcka lampa från två olika ställen och ibland även från tre olika ställen? Elinstallationen i ett rum kan ge upphov till många frågor. En del av dessa ska vi besvara i detta kapitel.
40668622.1.1-Inlaga.indb 131
2012-03-21 15.02
Elinstallationer i villan Den här bilden visar ett schema över elinstallationen i Elleströms villa. I elschemat används en del symboler som du måste lära dig. En komplett lista på alla symboler finns i slutet av boken. Schemat visar bl.a. hur villan är uppdelad i olika grupper.Vi har markerat de olika grupperna med röda siffror. Lägg speciellt märke till de sammankopplingspunkter som finns. Oftast sker sammankopplingen i kopplingsdosor, men det kan också göras i exempelvis takdosorna.
En grupp är allt som tillhör en säkring (enfasgrupp) eller tre olika faser (trefasgrupp)
Vi ska nu beskriva närmare hur elektrikern tänkt vid planering av installationen, och börjar då med kontorsrummet, ett rum som ur elsynpunkt betraktas som ”ett torrt, icke brandfarligt rum”.
G
L
10
L
11 KONTORSRUM SOVRUM 1 L
12
L VVB
G
13
G
14
G
BAD
TM TT
4–6 9–11 7–9 15 HALL 16 17
TVÄTT
VP
18
G F
ST
K
KÖK SOVRUM 2
19
23 1–3
20
L
L
21
25
22
L
VARDAGSRUM
L
L
132
40668622.1.1-Inlaga.indb 132
2012-03-21 15.02
Kontorsrummet Kontorsrummet ser du högst upp på ritningen. Innanför dörren sitter en kronomkopplare som styr lampan i taket och de bägge lamputtagen ovan fönstren.
Ett av vägguttagen tillhör grupp 12. Anledningen till att man utnyttjar två grupper är att rummet inte ska vara helt strömlöst om en säkring går. På husets utsida finns ett vägguttag som är ansluten till egen grupp (10).
Under strömställaren finns ett skyddsjordat vägguttag och över strömställaren och vägguttaget sitter en kopplingsdosa, och allt är anslutet till grupp 11. Från kopplingsdosan går matningen vidare till kopplingsdosan i det angränsande sovrummet.
Sovrum 1 och 2 Sovrum 1 får också ström via grupp 11 och 12, medan sovrum 2 använder grupperna 12 och 19.
Vid fönstret sitter också ett skyddsjordat uttag som står i förbindelse med ett vägguttag sovrum 1.
Hallen Hallen matas av grupp 11 dit också utebelysningen är ansluten. En trappomkopplare vid ytterdörren och en utanför sovrum 2 styr belysningen i hallen.
Enpolig strömställare Kronomkopplare Trappomkopplare
Vardagsrummet
Trappomkopplare (äldre variant)
Två vägguttag i vardagsrummet är anslutna till grupp 11, medan övriga uttag får sin matning från grupp 20.
Skyddsjordat uttag Lysrörsarmatur
Badrum
Lamputlopp L
I badrummet har man placerat spotlight i taket som styrs av en dimmer. Här finns också ett uttag vid tvättstället och allt matas från grupp 16.
Lamputtag Central Uppåtgående ledning/kabel
Tvättstugan
Nedåtgående ledning/kabel
Belysningen i tvättstugan tillhör också grupp 16, men på utsidan finns ett vägguttag som matas med egen grupp (15). Anledningen är att man vill kunna ansluta effektkrävande maskiner till utomhusuttaget.
PEN-ledare (PEN) Skyddsledare (PE)
I tvättstugan finns också varmvattenberedaren som är ansluten till tre faser, d.v.s. den behöver tre grupper (4–6). Huset har även en frånluftsvärmepump och den matas från grupperna 7–9.
Neutralledare (N) Tre ledare: Fas, Neutral, Skyddsjord
40668622.1.1-Inlaga.indb 133
BELYSNINGSKOPPLINGAR 133
2012-03-21 15.02
G
L
10
L
11
12
L
13 14
G
4–6 9–11 7–9 Köket 15 HALL För attSOVRUM inte få all 1 mat förstörd om en säkring16skulle gå har man valt att mata kyl och frys med vardera 17 L en grupp (17 och 18). Diskmaskinen får också egen 18 grupp (25) liksom fläkten över spisen (23). Spisen kräver trefas och därmed tre grupper (1–3).
BAD
TM TT
KONTORSRUM
G
L
F
ST
K
KÖK 23 1–3
20
L
TVÄTT
VP
19
SOVRUM 2
VVB
G G
21
25
22
L
GRUPPFÖRTECKNING Grupp
VARDAGSRUM Säkring
Ledningsarea (mm2) 2,5
1–3
Spis
16
4–6
Varmvattenberedare
16
7–9
Värmepump
16
2,5
10
Utomhusuttag
10
1,5
11
Hall, kontorsrum 1, sovrum 1
10
1,5
12
Kontorsrum, sovrum 1 och 2
10
1,5
13
Tvättmaskin
10
1,5
14
Torktumlare
10
1,5
15
Utomhusuttag
10
1,5
16
Badrum
10
1,5
17
Kyl
10
1,5
18
Frys
10
1,5
19
Hall
10
1,5
20
Vardagsrum
10
1,5
21
Belysning kök
10
1,5
22
Uttag kök
10
1,5
L
2,5
23
Köksfläkt
10
1,5
24
Uttag kök
10
1,5
25
Diskmaskin
10
1,5
L
134
40668622.1.1-Inlaga.indb 134
2012-03-21 15.02
Vägguttag och strömställare installeras på bestämda höjder i ett rum. Elstandarden SS 437 01 46 säger att strömställare ska sitta på höjden 1000 mm och vägguttag på höjden 200 mm över golvet.
ss 437 01 46 ”strömställare ska sitta på höjden 1000 mm och vägguttag på höjden 200 mm över golv.”
Det finns även regler för hur många uttag som det ska finnas i ett rum. Antalet får man fram genom att addera längden av alla väggarna i rummet och dela det med 4. Ett rum som har vägglängderna 2 + 2 + 4 + 4 m = 12 m ska alltså ha 12/4 = 3 vägguttag. (Blir svaret inte ett heltal (t.ex. 3,3) väljer man närmast högre heltal, d.v.s. 4.)
Antal vägguttag = summan av väggarnas längder dividerat med 4
Av ritningen ser du att det finns tre ledare till vägguttagen. De tre ledarna är fas-, neutral- och skyddsledare. Fasledaren är en ledning som har brun färg, neutralledaren är ljusblå och skyddsledaren är gröngul. Alla ledningarna är av typen FK med arean 1,5 mm2, och ligger i VP-rör som är infällda i väggen. Mellan strömställaren och lamputtagen går (via kopplingsdosan) en tändtråd. Det är ledningen som går mellan strömställaren och lamputtaget som strömställarna ska styra. Som du har sett så matas det ena vägguttaget från en annan grupp i centralen detta är viktigt att tänka på om man exempelvis ska byta ett uttag. Det räcker inte med att bryta strömmen till en grupp! Mät alltid på uttaget för att konstatera att kontakten är bruten!
150 mm
150 mm
500 mm 200
mm
1000
mm
BELysnIngsKOppLIngAR
40668622.1.1-Inlaga.indb 135
135
2012-03-21 15.02
Inkoppling av vägguttag och strömställare Ledningar till strömställare eller vägguttag skalas så att ca 10 mm koppartråd friläggs. Trådarna (kardelerna) tvinnas sedan samman om säkringen är flertrådig. Det är viktigt att ingen kardel sticker ut när ledningen ansluts.
Tillverkaren ger rekommendationer för hur mycket som ska skalas. Vanligtvis är det 10 mm.
Det finns olika typer av anslutningar, både sådana som skruvas fast och sådana som klämmer fast ledningen. I båda fallen gäller att ledningen sticks så djupt i anslutningen att kardelerna döljs. När strömställaren ska kopplas in måste man noga studera beteckningarna vid kontakterna. Fasledaren ska alltid anslutas till kontakten som är markerad med ”L”. Den andra ledningen, tändtråden kopplas till uttaget som är rakt över L-uttaget och som är markerat med en uppåtriktad pil. Då tänds lampan när vippan fälls upp (SS4370145). Det finns flera olika typer av strömställare som vi nu ska studera närmare.
L
Vägguttaget anslut genom att fas- och neutralledaren kopplas till endera av två kontakter. Skyddsledaren kopplas till den kontakt som är försedd med tecknet för ”jord”.
Strömställaren ansluts genom att fasledaren ansluts till kontakten ”L” och tändtråden till anslutningen som har en uppåtriktad pil.
136
40668622.1.1-Inlaga.indb 136
2012-03-21 15.02
enpolig strömställare För att tända och släcka en enda lampa använder vi en enpolig strömställare. En sådan är märkt med siffran ”1” på baksidan. Ofta är de märkta ”1/6” där ”6” står för trappomkopplaren. Lägg speciellt märke till hur tändtråden kopplas in. lampkontakt
kopplingsdosa skyddsledare
PE L
N
fasledare
säkring
tändtråd
neutralledare
enpolig strömställare L
trapp/1-pol koppling 6/1
Fasledaren ansluts till ”L” på strömställaren.
BELysnIngsKOppLIngAR
40668622.1.1-Inlaga.indb 137
137
2012-03-21 15.02
kronomkopplaren Om man vill tända två lampor var för sig använder man en kronomkopplare. En sådan har siffran ”5” på baksidan.
5 L
kronkoppling 5
138
40668622.1.1-Inlaga.indb 138
2012-03-21 15.03
trappomkopplaren I en trappa, hall eller rum och kök med flera dörrar behöver man en strömställare som gör att man kan tända och släcka belysningen från två ställen. Då använder man en trappomkopplare. 6
Trappomkopplaren har beteckningen ”1/6” på baksidan. Siffran 1 anger att den även kan användas som enpolig strömställare.
6
trappkoppling 6/1 PE L
N
Mellantrådar
L
L
Mellan trappomkopplarna går ledningar som kallas mellantrådar.
BELysnIngsKOppLIngAR
40668622.1.1-Inlaga.indb 139
139
2012-03-21 15.03
korsomkopplaren Ibland behöver man tända och släcka från fler ställen än två. Då använder vi korsomkopplaren. Den har siffran ”7” på baksidan. 6
Som du ser kopplar vi korsomkopplaren mellan två trappomkopplare. trappkoppling 6/1
6
7
korskoppling 7
trappkoppling 6/1
PE L
L
N
L
BILD?
140
40668622.1.1-Inlaga.indb 140
2012-03-21 15.03
sparkoppling Numera måste man installera ett vägguttag direkt under huvudströmställaren i ett rum. Om denna är en trappomkopplare (som kräver tre ledare) kan de ytterligare tre ledare som krävs för uttaget inte ligga i samma rör, eftersom maximalt antal ledare i ett 16 mm-rör är 5. Är installationen utanpåliggande krävs också 6 ledare, men sådan kablar finns inte, utan det behövs två separata kablar, vilket ger en klumpig installation. I sådan sammanhang kan man använda sig av en s.k. sparkoppling. Hur en sådan koppling ska göras vid trappkoppling visas i bilden. Med denna koppling räcker det med 5 ledare mellan kopplingsdosa och trappomkopplaren.
PE L
L
L
BELysnIngsKOppLIngAR
40668622.1.1-Inlaga.indb 141
N
141
2012-03-21 15.03
strömställare Timer Timern fungerar som den enpoliga strömställaren, förutom att den har en tidsfunktion som gör att efter en inställd tid bryter den strömkretsen.
1
4 23
56
1-15min 2-30min 3-1h 4-2h 5-4h 6-8h
230 V 50 Hz MAX 10A
Rörelsevakt Rörelsevakten fungerar också som en enpolig strömställare, men slår till om den känner av en rörelse i rummet. Lampan tänds alltså om någon går in i rummet och lyser under en viss förinställd tid.
Tidväljare R
Lysdiod S
L
Dimmer Dimmern reglerar ljusstyrkan i glödlampor, lysrör eller spotlights. Det är viktigt att man väljer ljusreglerare efter vilken slags lampa man ska styra. Alla ser i princip lika ut, men fungerar bara till en viss typ av lampa.
FI S N
230 V 30 Hz 400 W MIN
Maxlast 2300 W
L
230 V 50 Hz 25-300 W
25-300W
N
N
Timer med inkopplingsbeskrivning.
FI S N
Dimmer med inkopplingsbeskrivning.
Rörelsevakt med inkopplingsbeskrivning.
142
40668622.1.1-Inlaga.indb 142
2012-03-21 15.03