Elektromos_rendszer

9.4.1 Általános

A fűtéshez, hűtéshez, világításhoz, berendezések (távközlési eszközök, személyi számítógépek, hálózatok, fénymásolók, nyomtatók stb.) és készülékek (pl. hűtőszekrények és mosogatógépek) működtetéséhez szükséges energiát biztosító elektromos rendszerek az elmúlt évtizedekben drámai fejlődésnek indultak, és az épületek leggyorsabban növekvő energiaterhelését jelentik. Napjainkban a létesítményeknek minden eddiginél nagyobb szükségük van az elektromos rendszerekre, amelyek biztosítják az energiát, amellyel a legtöbb létfontosságú épületrendszer működik. Ezek a rendszerek szabályozzák az épületben szükséges energiát, és elosztják azt az azt felhasználó helyre. Leggyakrabban a közműoszlopokon szállított elosztóvezeték feszültségét 2400/4160 V-on szállítják. A transzformátorok ezt a feszültséget az épületeken belüli használatra előre meghatározott szintre csökkentik. A villamosenergia-elosztó hálózatban az elektromos szolgáltatás leggyakoribb formája a szervizcseppként ismert légvezetékek használata, amely egy közműoszlopról az ügyfél épületéhez vagy más helyiségéhez futó elektromos vezeték. Ez az a pont, ahol az elektromos közművek áramot szolgáltatnak ügyfeleiknek.

Az Észak-Amerikában és a rendszerüket használó országok lakossági létesítményeiben a szervizcsepp két 120 V-os vezetékből és egy nullavezetékből áll. Ha ezek a vezetékek szigeteltek és össze vannak csavarva, akkor triplex kábelnek nevezik őket. Ahhoz, hogy ezek a vezetékek bejussanak az ügyfél helyiségeibe, általában először át kell haladniuk egy villanyórán, majd a főszolgáltatási panelen, amely általában tartalmaz egy “fő” biztosítékot vagy megszakítót. Ez a megszakító szabályozza az épületbe egyszerre belépő összes elektromos áramot, valamint számos kisebb biztosítékot/megszakítót, amelyek az egyes elágazó áramköröket védik. Mindig van egy főkapcsoló az összes áram kikapcsolására; megszakítók használata esetén ezt a főkapcsoló biztosítja. A nullavezeték a pólusról a szerelőtábla közelében lévő földelőhöz – gyakran a földbe hajtott vezető rúdhoz – csatlakozik.

Lakossági alkalmazásokban a szervizcsepp két különálló, ellentétes fázisú 120 V-os vezetéket biztosít az épület számára, így 240 V-ot a két 120 V-os vezeték közötti áramkör összekapcsolásával lehet elérni, míg a 120 V-os áramköröket a két 120 V-os vezeték bármelyike és a nullavezeték közé kapcsolják. Ezenkívül a 240 V-os áramköröket nagy teljesítményű készülékekhez és nagyobb készülékekhez, például légkondicionálókhoz, ruhaszárítókhoz, sütőkhöz és kazánokhoz használják, míg a 120 V-os áramköröket világításhoz és közönséges kisgépekhez. Meg kell jegyezni, hogy ezek “névleges” számok, ami azt jelenti, hogy a tényleges feszültség változhat.

Európában és sok más országban a háromfázisú 416Y/230-as rendszert használják. A szolgáltatási csepp három 240 V-os vezetékből, vagyis fázisból, és egy semleges vezetékből áll, amely földelve van. Minden egyes fázisvezeték 240 V-ot szolgáltat a közte és a nullavezető közé csatlakoztatott fogyasztóknak. A fázisvezetékek mindegyike 50 Hz-es váltakozó áramot vezet, amely a másik kettőhöz képest 120°-kal fázison kívül van. A magasabb feszültségek a gazdaságos háromfázisú átviteli rendszerrel kombinálva lehetővé teszik, hogy a szolgáltatási csepp hosszabb legyen, mint az észak-amerikai rendszerben, és hogy egyetlen csepp több fogyasztót is kiszolgáljon.

A kereskedelmi és ipari szolgáltatási cseppeknél, amelyek általában sokkal nagyobbak és összetettebbek, háromfázisú rendszert használnak. Az Egyesült Államokban a szokásos szolgáltatások 120Y/208 (három 120 V-os áramkör 120°-kal fázison kívül, 208 V-os vezetékkel a vezetékhez), 240 V-os háromfázisú és 480 V-os háromfázisú áramkörökből állnak. Kanadában az 575 V-os háromfázisú, sok más országban pedig a 380-415 V-os vagy 690 V-os háromfázisú rendszer a jellemző. Általában nagyobb feszültséget használnak a nehéz ipari terheléseknél, és alacsonyabb feszültséget a kereskedelmi alkalmazásoknál.

A kereskedelmi és a lakossági elektromos berendezések közötti különbség igen jelentős lehet, különösen a nagyméretű berendezéseknél. Bár egy kereskedelmi épület elektromos igényei egyszerűek lehetnek, néhány lámpából állhatnak néhány kisebb szerkezet esetében, gyakran meglehetősen összetettek, transzformátorokkal és nehéz ipari berendezésekkel. Amikor az elektromos vagy világítási rendszer hiányosságai nyilvánvalóvá válnak és figyelmet igényelnek, ezek általában mérhetőek, és magukban foglalják a túlfeszültségeket, a kioldott megszakítókat, a zajos előtéteket és más nyilvánvaló körülményeket, mint például a nem működő elektromos csatlakozóaljzatokat vagy világítótesteket, amelyeket gyakran fedeznek fel vagy figyelnek meg a rendszer felülvizsgálata során. Amint azt a 9.16. és 9.17. ábra szemlélteti, számos tipikus hiányosságot találhatunk mind az elektromos, mind a világítási rendszerekben.

9.16. ábra. Az elektromos rendszerekben talált tipikus hiányosságokat bemutató ábra.

9.17. ábra. Világítási rendszerekben talált tipikus hiányosságokat bemutató ábra.

Egy adott elektromos rendszerre nehezedő legnagyobb terhelést sok kereskedelmi épületben a világítási követelmények jelentik, ezért az elektromos és világítási terhelések elosztását és kezelését mindig rendszeresen ellenőrizni kell. A világításkezelést azért is rendszeresen ellenőrizni kell, mert az épületen belül változik a térhasználat és a felhasználók átköltöznek. Az is nagyon ajánlatos, hogy a világítási rendszer integrálva legyen a létesítmény elektromos rendszerével. A világítási rendszereket úgy tervezték, hogy biztosítsák a megfelelő láthatóságot a létesítmény belsejében és külsején egyaránt, és egy energiaforrásból, valamint általában vezetékekből és fénykibocsátó berendezésekből álló elosztó elemekből állnak.

Az Egyesült Államok különböző joghatóságaiban manapság számos különböző elektromos szabályzatot alkalmaznak. Néhány nagyobb város, mint például New York és Los Angeles, saját elektromos szabályzatot hozott létre és fogadott el. A National Fire Protection Association (NFPA) által kiadott National Electrical Code (NEC) és National Fire Protection Code (NFPC) szinte minden elektromos rendszerelemre kiterjed. Az NEC-t általában részben vagy egészben elfogadják az önkormányzatok. Az elektromos és világítási rendszer ellenőrzésének magában kell foglalnia annak megállapítását, hogy a létesítmény általában megfelel-e ezeknek a szabályzatoknak.