Electrical_system

9.4.1 General

Elektryczne systemy, które zapewniają obiektowi dostępną energię do ogrzewania, chłodzenia, oświetlenia i wyposażenia (urządzenia telekomunikacyjne, komputery osobiste, sieci, kopiarki, drukarki, itp.) oraz działania urządzeń (np. lodówki i zmywarki) były świadkami dramatycznego rozwoju w ciągu ostatnich kilku dekad, obejmując najszybciej rosnące obciążenie energetyczne w budynku. Bardziej niż kiedykolwiek, obiekty potrzebują dziś systemów elektrycznych, aby zapewnić zasilanie, z którym działa większość istotnych systemów budynku. Systemy te kontrolują ilość energii wymaganej w budynku i rozprowadzają ją do miejsc, w których jest ona wykorzystywana. Najczęściej napięcie linii dystrybucyjnej na słupach zasilających wynosi 2400/4160 V. Transformatory obniżają to napięcie do zdefiniowanych poziomów, które mogą być wykorzystane w budynkach. W sieci dystrybucji energii elektrycznej, najczęstszą formą usługi elektrycznej jest wykorzystanie przewodów napowietrznych znanych jako spadek serwisowy, który jest linią elektryczną biegnącą od słupa energetycznego do budynku klienta lub innego lokalu. Jest to punkt, w którym przedsiębiorstwa energetyczne dostarczają energię do swoich klientów.

W instalacjach mieszkaniowych w Ameryce Północnej i krajach, które korzystają z ich systemu, spadek usługi składa się z dwóch linii 120-V i linii neutralnej. Kiedy te linie są izolowane i skręcone razem, są one określane jako kabel triplex. Aby te linie mogły wejść do lokalu klienta, muszą zwykle najpierw przejść przez licznik elektryczny, a następnie przez główny panel serwisowy, który zwykle zawiera „główny” bezpiecznik lub wyłącznik automatyczny. Wyłącznik ten kontroluje cały prąd elektryczny wchodzący do budynku na raz, oraz szereg mniejszych bezpieczników/wyłączników, które chronią poszczególne obwody. Zawsze istnieje główny wyłącznik, który wyłącza całe zasilanie; gdy używane są wyłączniki automatyczne, jest to zapewnione przez główny wyłącznik. Linia neutralna jest podłączona do uziemienia w pobliżu panelu serwisowego – często jest to przewodzący pręt wbity w ziemię.

W zastosowaniach mieszkaniowych, spadek serwisowy zapewnia budynkowi dwie oddzielne linie 120-V o przeciwnych fazach, więc 240 V może być uzyskane poprzez podłączenie obwodu pomiędzy dwoma przewodami 120-V, podczas gdy obwody 120-V są podłączone pomiędzy jedną z dwóch linii 120-V i linią neutralną. Ponadto, obwody 240-V są używane dla urządzeń o dużej mocy i dużych urządzeń, takich jak klimatyzatory, suszarki do ubrań, piece i kotły, podczas gdy obwody 120-V są używane do oświetlenia i zwykłych małych urządzeń. Należy zauważyć, że są to liczby „nominalne”, co oznacza, że rzeczywiste napięcie może się różnić.

W Europie i wielu innych krajach, używany jest trójfazowy system 416Y/230. Spadek napięcia składa się z trzech przewodów 240 V, czyli faz, oraz przewodu neutralnego, który jest uziemiony. Każdy przewód fazowy dostarcza napięcie 240 V do odbiorników podłączonych pomiędzy nim a przewodem neutralnym. Każdy z przewodów fazowych przenosi prąd zmienny o częstotliwości 50 Hz, który jest 120° poza fazą z pozostałymi dwoma. Wyższe napięcia, w połączeniu z ekonomicznym schematem transmisji trójfazowej, pozwalają na spadek usługi być dłuższe niż w systemie północnoamerykańskim, i pozwalają pojedynczy spadek do obsługi kilku klientów.

Dla komercyjnych i przemysłowych spadków usług, które są zwykle znacznie większe i bardziej złożone, system trójfazowy jest używany. W Stanach Zjednoczonych, wspólne usługi składają się z 120Y/208 (trzy obwody 120-V 120° poza fazą, z 208 V linia do linii), 240-V trójfazowy, i 480-V trójfazowy. W Kanadzie, 575-V trójfazowy jest powszechne, a 380-415 V lub 690-V trójfazowy znajduje się w wielu innych krajach. Ogólnie rzecz biorąc, wyższe napięcia są wykorzystywane do ciężkich obciążeń przemysłowych, a niższe napięcia do zastosowań komercyjnych.

Różnica między komercyjnych i mieszkaniowych instalacji elektrycznych może być dość znacząca, szczególnie w przypadku dużych instalacji. Chociaż potrzeby elektryczne budynku komercyjnego mogą być proste, składające się z kilku świateł dla niektórych małych struktur, są one często dość skomplikowane, z transformatorami i ciężkim sprzętem przemysłowym. Gdy niedociągnięcia systemu elektrycznego lub oświetleniowego stają się widoczne i wymagają uwagi, są one zazwyczaj mierzalne i obejmują skoki napięcia, zadziałanie wyłączników, hałasujące stateczniki i inne bardziej oczywiste warunki, takie jak niedziałające gniazdka elektryczne lub oprawy oświetleniowe, które są często odkrywane lub obserwowane podczas przeglądu systemu. Jak pokazano na Rysunkach 9.16 i 9.17, istnieje szereg typowych braków występujących zarówno w systemach elektrycznych, jak i oświetleniowych.

Rysunek 9.16. Schemat przedstawiający typowe niedociągnięcia w systemach elektrycznych.

Rysunek 9.17. Diagram przedstawiający typowe braki w systemach oświetleniowych.

W wielu budynkach komercyjnych, główne obciążenie danego systemu elektrycznego wynika z wymagań oświetleniowych; dlatego dystrybucja i zarządzanie obciążeniami elektrycznymi i oświetleniowymi muszą być zawsze regularnie monitorowane. Zarządzanie oświetleniem powinno być również okresowo sprawdzane, ponieważ zmienia się wykorzystanie przestrzeni w budynku, a użytkownicy przemieszczają się w obrębie budynku. Jest również wysoce wskazane, aby system oświetlenia był zintegrowany z systemem elektrycznym w obiekcie. Systemy oświetleniowe są zaprojektowane tak, aby zapewnić odpowiednią widoczność zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz obiektu i składają się ze źródła energii oraz elementów dystrybucyjnych składających się zazwyczaj z przewodów i urządzeń emitujących światło.

Istnieje kilka różnych kodeksów elektrycznych obecnie egzekwowanych w różnych jurysdykcjach w całych Stanach Zjednoczonych. Niektóre z większych miast, takich jak Nowy Jork i Los Angeles, stworzyły i przyjęły swoje własne kody elektryczne. The National Electrical Code (NEC) i National Fire Protection Code (NFPC), opublikowane przez National Fire Protection Association (NFPA), obejmują prawie wszystkie elementy systemu elektrycznego. NEC jest powszechnie przyjęty w całości lub w części przez gminy. Inspekcja systemu elektrycznego i oświetleniowego powinna obejmować określenie ogólnej zgodności z tymi kodeksami w obiekcie.

.