Electrical_system

9.4.1 Generalități

Sistemele electrice care furnizează unei instalații energie accesibilă pentru încălzire, răcire, iluminat și echipamente (dispozitive de telecomunicații, calculatoare personale, rețele, copiatoare, imprimante etc.) și funcționarea aparatelor (de exemplu, frigidere și mașini de spălat vase) au cunoscut o evoluție spectaculoasă în ultimele decenii, constituind sarcina energetică cu cea mai rapidă creștere în cadrul unei clădiri. Mai mult ca oricând, instalațiile de astăzi au nevoie de sisteme electrice pentru a furniza energia cu care funcționează majoritatea sistemelor vitale ale clădirii. Aceste sisteme controlează energia necesară în clădire și o distribuie către locația care o utilizează. Cel mai frecvent, tensiunea liniei de distribuție transportată la stâlpii de utilități este livrată la 2400/4160 V. Transformatoarele reduc această tensiune la niveluri predefinite pentru a fi utilizate în interiorul clădirilor. Într-o rețea de distribuție a energiei electrice, cea mai frecventă formă de furnizare a energiei electrice este prin utilizarea firelor aeriene, cunoscute sub numele de cădere de serviciu, care reprezintă o linie electrică care merge de la un stâlp de electricitate până la clădirea unui client sau la alte spații. Este punctul în care utilitățile electrice furnizează energie electrică clienților lor.

În instalațiile rezidențiale din America de Nord și din țările care folosesc sistemul lor, o cădere de serviciu cuprinde două linii de 120 V și o linie neutră. Atunci când aceste linii sunt izolate și răsucite împreună, ele sunt denumite cablu triplex. Pentru ca aceste linii să intre în incinta unui client, ele trebuie de obicei să treacă mai întâi printr-un contor electric și apoi prin panoul principal de servicii, care va conține de obicei o siguranță „principală” sau un întrerupător de circuit. Acest întrerupător controlează tot curentul electric care intră în clădire în același timp, precum și o serie de siguranțe/întrerupătoare mai mici, care protejează circuitele secundare individuale. Există întotdeauna un întrerupător principal de închidere pentru a opri toată energia electrică; atunci când se utilizează întrerupătoare de circuit, acesta este asigurat de întrerupătorul principal. Linia neutră de la stâlp este conectată la o împământare în apropierea panoului de servicii – adesea o tijă conductoare înfiptă în pământ.

În aplicațiile rezidențiale, căderea de serviciu furnizează clădirii două linii separate de 120 V de fază opusă, astfel încât 240 V poate fi obținută prin conectarea unui circuit între cele două conductoare de 120 V, în timp ce circuitele de 120 V sunt conectate între oricare dintre cele două linii de 120 V și linia neutră. În plus, circuitele de 240 V sunt utilizate pentru dispozitivele de mare putere și pentru aparatele majore, cum ar fi aparatele de aer condiționat, uscătoarele de rufe, cuptoarele și boilerele, în timp ce circuitele de 120 V sunt utilizate pentru iluminat și aparatele mici obișnuite. Trebuie remarcat faptul că acestea sunt numere „nominale”, ceea ce înseamnă că tensiunea reală poate varia.

În Europa și în multe alte țări, se folosește un sistem trifazat 416Y/230. Picătura de serviciu este formată din trei fire de 240 V, sau faze, și un fir neutru, care este legat la pământ. Fiecare fir de fază furnizează 240 V la sarcinile conectate între el și neutru. Fiecare dintre firele de fază transportă curent alternativ de 50 Hz, care este defazat cu 120° față de celelalte două. Tensiunile mai mari, combinate cu schema economică de transmisie trifazată, permit ca o cădere de serviciu să fie mai lungă decât în sistemul nord-american și permit ca o singură cădere să deservească mai mulți clienți.

Pentru căderile de serviciu comerciale și industriale, care sunt de obicei mult mai mari și mai complexe, se folosește un sistem trifazat. În Statele Unite, serviciile obișnuite constau din 120Y/208 (trei circuite de 120 V cu defazaj de 120°, cu 208 V de la linie la linie), 240 V trifazat și 480 V trifazat. În Canada, 575 V trifazat este comun, iar 380-415 V sau 690 V trifazat se găsește în multe alte țări. În general, se folosesc tensiuni mai mari pentru sarcini industriale grele, iar tensiuni mai mici pentru aplicații comerciale.

Diferența dintre instalațiile electrice comerciale și cele rezidențiale poate fi destul de semnificativă, în special în cazul instalațiilor mari. Deși nevoile electrice ale unei clădiri comerciale pot fi simple, constând în câteva lumini pentru unele structuri mici, acestea sunt adesea destul de complexe, cu transformatoare și echipamente industriale grele. Atunci când deficiențele sistemului electric sau de iluminat devin evidente și necesită atenție, acestea sunt de obicei măsurabile și includ supratensiuni, întrerupătoare de circuit declanșate, balasturi zgomotoase și alte condiții mai evidente, cum ar fi prize electrice sau corpuri de iluminat nefuncționale, care sunt frecvent descoperite sau observate în timpul unei revizuiri a sistemului. După cum este ilustrat în figurile 9.16 și 9.17, există o serie de deficiențe tipice constatate atât în sistemul electric, cât și în cel de iluminat.

Figura 9.16. Diagramă care arată deficiențele tipice găsite în sistemele electrice.

Figura 9.17. Diagramă care arată deficiențele tipice găsite în sistemele de iluminat.

În multe clădiri comerciale, sarcina majoră plasată pe un anumit sistem electric provine din cerințele de iluminat; prin urmare, distribuția și gestionarea sarcinilor electrice și de iluminat trebuie să fie întotdeauna monitorizate în mod regulat. Gestionarea iluminatului trebuie, de asemenea, să fie verificată periodic, deoarece utilizările spațiului clădirii se schimbă și utilizatorii se mută în interiorul clădirii. De asemenea, este foarte recomandabil ca sistemul de iluminat să fie integrat cu sistemul electric din instalație. Sistemele de iluminat sunt concepute pentru a asigura o vizibilitate adecvată atât pentru interiorul, cât și pentru exteriorul unei instalații și sunt compuse dintr-o sursă de energie și elemente de distribuție care constau, în mod normal, din cabluri și echipamente care emit lumină.

Există în prezent mai multe coduri electrice diferite care sunt aplicate în diverse jurisdicții din Statele Unite. Unele dintre cele mai mari orașe, cum ar fi New York și Los Angeles, au creat și adoptat propriile coduri electrice. Codul electric național (National Electrical Code – NEC) și Codul național de protecție împotriva incendiilor (National Fire Protection Code – NFPC), publicate de National Fire Protection Association (NFPA), acoperă aproape toate componentele sistemului electric. NEC este de obicei adoptat în întregime sau parțial de municipalități. Inspecția sistemului electric și de iluminat ar trebui să includă o determinare a conformității generale cu aceste coduri la nivelul instalației.

.