Electrical_system

9.4.1 Allmänt

Elektriska system som förser en anläggning med tillgänglig energi för uppvärmning, kylning, belysning och utrustning (telekommunikationsutrustning, persondatorer, nätverk, kopiatorer, skrivare, etc.) och apparatdrift (t.ex. kylskåp och diskmaskiner) har genomgått en dramatisk utveckling under de senaste decennierna, och utgör den snabbast växande energilasten i en byggnad. I dag behöver anläggningar i högre grad än någonsin tidigare elektriska system för att tillhandahålla den kraft som krävs för att driva de flesta av byggnadens vitala system. Dessa system kontrollerar den energi som behövs i byggnaden och distribuerar den till de platser som använder den. Oftast levereras distributionsspänningen vid elstolparna på 2400/4160 V. Transformatorer sänker denna spänning till fördefinierade nivåer för användning i byggnader. I ett eldistributionsnät är den vanligaste formen av elektrisk service genom användning av luftledningar, så kallade service drop, som är en elektrisk ledning som går från en elstolpe till en kunds byggnad eller annan lokal. Det är den punkt där elbolagen förser sina kunder med ström.

I bostadsinstallationer i Nordamerika och länder som använder sig av deras system består en servisdrop av två 120-V-ledningar och en neutral ledning. När dessa ledningar är isolerade och tvinnade tillsammans kallas de för en triplexkabel. För att dessa ledningar ska komma in i kundens lokaler måste de vanligtvis först passera genom en elmätare och sedan genom huvudservicetavlan, som vanligtvis innehåller en ”huvudsäkring” eller strömbrytare. Denna strömbrytare kontrollerar all elektrisk ström som kommer in i byggnaden på en gång, och ett antal mindre säkringar/brytare som skyddar enskilda grenkretsar. Det finns alltid en huvudavstängningsbrytare för att stänga av all ström, och när brytare används är det huvudavstängningsbrytaren som är denna. Neutralledningen från stolpen är ansluten till en jordjord nära elcentralen – ofta en ledande stång som drivs ner i jorden.

I bostäder förser elcentralen byggnaden med två separata 120 V-ledningar med motsatt fas, så 240 V kan erhållas genom att koppla en krets mellan de två 120 V-ledarna, medan 120 V-kretsar kopplas mellan någon av de två 120 V-ledarna och neutralledningen. Dessutom används 240-V-kretsar för apparater med hög effekt och stora apparater, t.ex. luftkonditioneringsapparater, torktumlare, ugnar och pannor, medan 120-V-kretsar används för belysning och vanliga små apparater. Det bör noteras att detta är ”nominella” siffror, vilket innebär att den faktiska spänningen kan variera.

I Europa och många andra länder används ett trefasigt 416Y/230-system. Servisfallet består av tre 240-V-ledningar, eller faser, och en neutral ledning, som är jordad. Varje fasledning ger 240 V till laster som är anslutna mellan den och neutralledaren. Var och en av fasledningarna leder 50 Hz växelström, som är 120° fasförskjuten i förhållande till de två andra ledningarna. De högre spänningarna, i kombination med det ekonomiska trefasöverföringssystemet, gör det möjligt för en servisledning att vara längre än i det nordamerikanska systemet, och gör det möjligt för en enda ledningsledning att betjäna flera kunder.

För kommersiella och industriella servisledningar, som vanligen är mycket större och mer komplexa, används ett trefasystem. I USA består vanliga tjänster av 120Y/208 (tre 120-V-kretsar som är 120° ur fas, med 208 V linje till linje), 240-V trefas och 480-V trefas. I Kanada är 575 V trefas vanligt, och 380-415 V eller 690 V trefas förekommer i många andra länder. I allmänhet används högre spänningar för tunga industriella belastningar och lägre spänningar för kommersiella tillämpningar.

Skillnaden mellan elektriska installationer i kommersiella och bostadsområden kan vara ganska stor, särskilt när det gäller stora installationer. Även om elbehovet i en kommersiell byggnad kan vara enkelt, bestående av några lampor för några små strukturer, är de ofta ganska komplexa, med transformatorer och tung industriell utrustning. När brister i el- eller belysningssystem blir uppenbara och behöver uppmärksammas är de vanligtvis mätbara och omfattar strömstötar, utlösta brytare, bullrande förkopplingsdon och andra mer uppenbara förhållanden, t.ex. icke fungerande eluttag eller belysningsarmaturer, som ofta upptäcks eller observeras vid en översyn av systemet. Som illustreras i figurerna 9.16 och 9.17 finns det ett antal typiska brister som upptäcks i både el- och belysningssystem.

Figur 9.16. Diagram som visar typiska brister i elsystemen.

Figur 9.17. Diagram som visar typiska brister i belysningssystem.

I många kommersiella byggnader kommer den största belastningen på ett visst elsystem från belysningskraven; därför måste fördelningen och hanteringen av el- och belysningslaster alltid övervakas regelbundet. Belysningshanteringen bör också kontrolleras med jämna mellanrum eftersom användningen av byggnadsutrymmena ändras och användarna flyttar inom byggnaden. Det är också mycket tillrådligt att belysningssystemet integreras med anläggningens elsystem. Belysningssystem är utformade för att säkerställa tillräcklig synlighet för både interiör och exteriör i en anläggning och består av en energikälla och distributionselement som normalt består av ledningar och ljusemitterande utrustning.

Det finns idag flera olika elektriska föreskrifter som tillämpas i olika jurisdiktioner i hela USA. Några av de större städerna, t.ex. New York och Los Angeles, har skapat och antagit sina egna elektriska föreskrifter. National Electrical Code (NEC) och National Fire Protection Code (NFPC), som publiceras av National Fire Protection Association (NFPA), omfattar nästan alla elektriska systemkomponenter. NEC antas ofta helt eller delvis av kommunerna. Inspektionen av el- och belysningssystemet bör innefatta ett fastställande av om anläggningen generellt uppfyller dessa regler.