(Microsoft PowerPoint

Elnätet
Färsk el från generator till vägguttag
Alessandro Volta.
På 1700-talet visade han att man kunde få
ström genom att kombinera olika metaller i
flera lager av t.ex. zink och koppar.
I stapeln behövdes dessutom pappskivor
indränkta med en saltlösning.
Denna anordning kallades Voltas stapel
och motsvarar det som numera kallas ett
galvaniskt element och kan användas som
ett batteri.
1
Elektromagnetism
1819 upptäckte en danske fysiker att en
kompassnål, dvs. en magnet, ändrar
riktning när den befinner sig nära en
elektrisk ledare.
Slutsatsen blev att ett magnetiskt fält
skapas kring ledaren, som alltså påverkar
magnetfältet kring kompassnålen.
Härmed var elektromagnetismen upptäckt,
vilket lade grunden till många uppfinningar,
t.ex. el-motorn, telefonen och telegrafen.
2
1831 kom en engelsman på att elektrisk
ström även kunde åstadkommas med hjälp
av ett magnetfält.
Han använde en ihålig spole som var
kopplad till en galvanometer och sköt in en
magnet i spolen.
Han såg då att galvanometern gjorde utslag
åt ett visst håll.
När magneten drogs ut igen gjorde
galvanometern utslag åt andra hållet.
Det gick alltså att skapa elektricitet i spolen
genom att förändra ett magnetfält i den.
3
Detta fenomen kallas induktion.
Större delen av alla elektricitet produceras
idag genom induktion.
Detta sker framför allt i så kallade
generatorer.
Generatorer innehåller strömspolar som fås
att snurra kring sin axel med hjälp av en till
generatorn kopplad turbin.
Turbinen innehåller skovlar som sätts i
rörelse av rinnande vatten exempelvis i ett
vattenfall.
Generatorn omvandlar alltså rörelseenergi
till elektrisk energi, vilket är tvärt emot vad
4
som sker i en elmotor.
Generatorn avger växelström.
Större delen av producerad el-energi i
Sverige kommer från vattenkraftverk och
från kärnkraftverk.
Generatorerna snurrar.
Ut kommer elektricitet med spänningen 20
kV. 20 000V.
Elektriciteten ska transporteras över hela
landet och för att få en ekonomiskt och
tekniskt vettig transport låter man strömmen
passera en transformator som höjer
spänningen till, normalt, 400 kV. 400 000V.
5
Varför transformeras spänningen upp
då strömmen transporteras ex Från
ett kärnkraftverk till ett villaområde?
När elektroner rör sig i en ledning
kommer elektronerna att möta på
hinder bl.a. beroende vilken metall
ledningen är gjord av.
Vanligen är elektriska ledningar gjorda
av koppartråd.
6
Motståndet beror på att elektronerna
skall flytta sig genom ledningen - det
är som om ett elektronmoln skall röra
sig åt ena eller andra hållet i
ledningen.
Givetvis så innebär flyttningen ett
hinder och friktionsvärme utvecklas
7
Om spänningen transformeras upp, så
att strömstyrkan blir mindre, kommer
antalet elektroner som skall flytta sig i
ledningen att bli färre och den
påtryckande kraften blir istället större.
Detta gör att friktionsvärmen blir
mindre, och energiförlusten till
omgivningen blir mindre.
8
Om man leder tillräckligt mycket
ström (strömstyrka - hög Ampere)
genom en ledning, så kommer denna
att börja glöda, och slutligen kan den
brinna av.
En annan effekt som syns är att
ledningen blir längre, eftersom ett
varmt material tar mer plats.
9
Med tanke på att man vill ha en
minimal energiförlust i kraftledningen
och ej heller hängande ledningar så
transformerar man alltså upp
spänningen.
Från 20 000 till 400 000 V.
Närmare hushållen finns ytterligare
transformatorstationer som
transformerar ner spänningen till den
spänningen som skall vara i hushållen.
Därefter kommer strömmen in till
huset.
10
11
Högspänning är, enligt svenska
elsäkerhetsbestämmelser, en elektrisk
spänning som är större än 1 000 V
växelspänning eller 1 500 V likspänning.
Högspänning i elektriska anläggningar är
alltid livsfarlig.
Ett exempel på högspänningsledningar är
kontaktledningar för järnvägsdrift på
banverkets spåranläggningar.
Dessa är spänningssatta med 15 kV
(15 000 V) växelspänning.
12
Starkström är, enligt svenska
elsäkerhetsbestämmelser, sådan ström,
spänning eller frekvens som kan vara farlig
för person eller egendom.
Begreppet starkström syftar inte på något
särskilt antal ampere;
en orsak till detta är att redan en mycket
liten ström kan orsaka skada.
En ström på 10 mA (tio milliampere, en
hundradels ampere) som går genom
hjärtat kan döda en människa.
13
Starkström forts.
För att detta skall inträffa krävs, enkelt
uttryckt, att kroppen utsätts för en viss
elektrisk spänning som är beroende av
frekvens, luftfuktigheten, avståndet mellan
beröringspunkterna, vad man ätit och så
vidare.
Det går alltså inte att säga exakt hur stor
denna ström är.
14
El levereras från elleverantören till kunden i
en kabel vilket utgörs av 5 ledare. 3st s.k.
faser och benämns L1, L2, L3.
Tillsammans med en neutral ledare (Nledare) och en jord ledare (PE-ledare).
Den här kabeln kallas för ”inkommande
elservis” och ansluts till ett mätarskåp som
kan vara placerat på utsida hus eller
inomhus.
I dag består den ”inkommande elservis
kabeln” av 5 ledare men det förekommer i
äldre installationer att det bara är 4:a ledare
i kabeln. N och PE-ledarna är gemensam
15
och betecknas då PEN-ledare.
I mätarskåp finns en huvudbrytare och 3st
huvudsäkringar. + mätaren förstås.
Med huvudbrytaren kan man bryta
strömmen för att göra strömlöst i hela
anläggningen.
Huvudsäkringar (3st, en för varje fas)
bestämmer vilken max belastning vi kan ta
ut.
16A= Årsavgift ca 2000:20A= Årsavgift ca 3200:25A= Årsavgift ca 4200:35A= Årsavgift ca 6600:50A= Årsavgift ca 10400:63A= Årsavgift ca 14000:-
16
Inkommande
El servise
17
Från mätarskåp går strömmen vidare in till
en central. Elcentralen är bostadens
elektriska hjärta.
Här sitter ytligare en huvudbrytare följt av en
massa säkringar.
Strömmen fördelas här till olika ”grupper” .
En grupp kan gå till kylskåp, en annan till
vardagsrum o.s.v.
1-fas grupp menas att gruppen består av 1
fas, noll ledare och PE-ledare (jord) och
spänning 230V, 3-fas grupp består av 3st
faser , (noll ledare) och PE-ledare (jord) och
spänning 400V.
18
19
Nollskena
PE, Jordskena
Huvudbrytare
Säkringar
Jordfelsbrytare
20
Hur mycket en propp tål mäts i Ampere(A).
Propparna skiljer man åt med hjälp av
fysiskt mått och färgmärkning.
Enligt listan ser vi att proppskallen är större
ju mer ström den tål.
En propp som tål mer går därför inte att
sätta i en sockel där det ska sitta en mindre
storlek.
Färg
• Grön
• Röd
• Grå
• Blå
• Gul
Stöm
6A
10 A
16 A
20 A
25 A
Skalle
6 mm
8 mm
10 mm
12 mm
14 mm
Man kan därför alltid vara säker på att man
inte översäkrar.
21
Brytkaraktäristik
Beskriver hur snabbt säkringen skall brinna av.
Tiden innan säkringen löser ut kan vara från
någon ms upp till sekunder.
De vanligaste märkningarna är:
FF = mycket snabb
F= snabb
M = medeltrög
T = Trög
TT = mycket trög
22
Överspänning
Utrustning som är inkopplad på el-, teleoch antennät är konstant utsatta för risken
att förstöras av tillfällig överspänning.
En orsak till förstörd utrustning är förstås
blixtnedslag i antennanläggning, el- och
telenät.
För att skydda sig bättre mot blixten är ett
överspänningsskydd en bra investering.
23
Överspänning
Även då det inte åskar är apparaterna
utsatta för tillfälliga överspänningsattacker i
form av strömspikar orsakade av snabba
strömuttag.
Spikarna mattar med tiden ut komponenter i
elektroniska apparater, men kan precis som
ett blixtnedslag också direkt slå ut
utrustningen.
24
Jordfelsbrytare
Ett elektriskt fel i en borrmaskin, häcksax
eller annan elektrisk utrustning kan leda till
allvarliga skador och dödsfall.
Om du är osäker på hur pass säker
apparaten du använder är bör du alltid
koppla in den via en s.k. jordfelsbrytare.
Att alltid göra det är förstås en god vana.
25
Hur fungerar den?
Principen för en jordfelsbrytare är enkel.
Jordfelsbrytaren känner av strömskillnader
mellan fasledare och nolla.
Så länge strömmen är samma in som ut, tar
magnetfälten över ledarna ut varandra.
Skulle strömmarna vara olika på grund av
att en läck- ström uppstår t.ex. genom
kroppen och till jord, blir magnetfältet runt
ledarna olika.
26
Jordfelsbrytare
Strömskillnaden som uppstår alstrar en
ström i jordfelsbrytarens
summaströmstransformator som i sin tur styr
en mekanisk brytare.
Jordfelsbrytaren löser omedelbart ut innan
någon skada skett.
27
Jordfelsbrytaren ska provas med jämna
mellanrum.
Följ tillverkarens anvisningar .
Testknapp på jordfelsbrytaren.
Prova / Motionera jordfelsbrytaren
regelbundet genom att trycka på
testknappen under max 2 sek.
Personskydd: 30mA
Brandskydd: 300mA
28
Jordfelsbrytaren:
Kompletterar skyddet mot elektriska
personskador och bränder.
Om jordfelsbrytaren slagit ifrån:
Beror detta på fel i anläggningen eller
tillfällig nätstörning.
OBS
Samtliga grupper skyddas av jordfelsbrytare.
29
Felsökning gör så här om
jordfelsbrytaren slagit ifrån:
• Slå på jordfelsbrytaren genom att trycka
upp den grå armen, om den nu slår av igen
är det något fel i anläggningen.
• Slå av samtliga säkringar som hör till den
jordfelsbrytare som löser.
• Slå på jordfelsbrytaren.
• Slå till varje säkring, en åt gången tills
jordfelsbrytaren bryter.
• Koppla ifrån samtlig utrustning som är
ansluten på den säkring som bröt
jordfelsbrytaren.
• Slå till jordfelsbrytaren och åter anslut
utrustningar/ apparater tills felaktig apparat
30
är lokaliserad.
Varför går säkringen hemma?
Kaffebryggare och tekokare går sällan att
köra samtidigt, varför?
På kvällen har man precis kör igång
diskmaskinen.
Samtidigt går tvättmaskinen och
torktumlaren i källare.
Helt plösligt börjar lyset gå på halvfart,
varför?
och vad är det som kan ha hänt?
31
El installationerna har i hus sett lika dana ut
sen 60-talet.
I industrin på 60-talet började man använda
programmerbara system som vi kallar PLC.
(Programmable Logic Controller).
En liten låda man ger information till genom
elektriska signaler, PLCn svarar med att
skicka ut signaler beroende på vad vi vill ska
hända.
32
I dag använder man även en PLC i vanliga
bostadshus, ”smart hus” som en del säger.
Vad är det som är smart då?
För så bestämde man vad en strömbrytare
t.ex. skulle tända för lampa eller lampor, ville
man sen ändra så är man tvungen att
koppla om i dosorna som sitter i väggarna
och tak.
För detta så behövs en elektriker.
33
Så här kan man rita upp en så kallad ”trapp” koppling.
Innebär att det finns två strömbrytare som kan tända/ släcka
lampan.
”Kors” koppling, tre
strömbrytare.
”Trapp” koppling. Här
sparar man in 1 tråd.
34
Med en installerad PLC så blir man mer flexibel.
Om man valt en funktion från en knapp intill en dörr och helt
plösligt vill ha en annan funktion för just den knappen, så kan
man enkelt gå in på sin dator och ändra funktioner i huset.
När man ska tända lampor med ”smart hus” så brukar man tala
om ”senarium”.
Man tänder inte en lampa utan man tänder hela rummet på ett
sätt man valt, kan vara vissa utvalda lampor i taket + en
fönsterlampa.
Man kan välja att tända hela huset på ett bestämt sätt på bara
ett tryck av en knapp, även ljusstyrkan vi valt.
35
Man kan ta t.ex. om man ska åka hemifrån, så innan du går ut
trycker du en gång på en knapp som man brukar kalla ”hej då
funktion”.
När du tryckt på den går hela huset ner i vilo läge, det vill säga
belysningen släcks, inbrottslarm slås på.
Efter att inbrottslarmet aktiveras startar simulerat boende.
Belysning, uttag och radio styrs på oregelbundna tider så huset
ser bebott ut.
Kan kompletteras med ljudanläggningen för ex hundskall etc.
36
Finns nästa bara fantasin som sätter stopp för hur man vill styra
sitt hus.
Elcentralen i sådana här hus blir så klart mycket större, man kan
behöva ett utrymme som en garderob H2000xB600xD600 i vissa
fall.
Eftersom all el, TV, tele, brand- & inbrottslarm, ljud och webb
kamera ska integreras med varann.
37
Belysningsstyrning
Scenariebelysning. Välj med ett tryck hur du vill ha belysningen i hela huset. Välj ex
morgonbelysning, dagbelysning, natt, städbelysning mm.
Autobelysning
PIR-sensorer i varje rum styr belysningen automatiskt var du än befinner dig i huset.
Skymningsrelä
Låt utomhusbelysningen sköta sig själv dag som natt.
Ljussensor
Reglera belysningen inomhus steglöst via en ljussensor. Beroende ljusintensiteten utomhus sköts
belysningen inne så en konstant ljusstyrka(Lux) erhålls.
Ljusgivare
Ljussensorer inomhus reglerar markiser eller persienner beroende på väderleksförhållandena.
Nattljus
Belysning dimmrar svagt upp så det inte bländar på natten. Den slocknar efter några minuter.
Barnljus
Samma som nattljus du aktiverar funktionen i barnens rum, då får dom ledljus när de går på
toaletten nattetid.
38
Vakande ljus
Ljuset dämpas så barnen kan sova tryggt och släcka automatiskt när dom somnat
Sektionsstyrd utebelysning
Uteplats eller någon speciell plats intill huset där du vistas ofta på kvällen? Utomhusbelysningen
kan styras så att endast en del av armaturerna tänds.
Gäster
En rörelse vakt utomhus känner av om det kommer gäster och tänder upp belysningen.
Styrning av vägguttag
Valfri styrning av vägguttag inomhus och utomhus beroende på önskemål. Används tillexempel
för ekonomi- och säkerhetsfunktioner, dekorationslampor, motorvärmare m.m.
Motorvärmare
Ett eller flera uttag för motorvärmare styrs under förvalda tider. Uttagen kan vara placerade på
huset, på en uttagsstolpe eller i garaget.
Boendesimulering
Efter att inbrottslarmet aktiveras startar simulerat boende. Belysning, uttag och radio styrs på
oregelbundna tider så huset ser bebott ut. Kan kompletteras med ljudanläggningen för ex
hundskall etc.
39
Strömavbrott
Om jordfelsbrytaren löser ut eller om strömmen försvinner kan du underrättas via SMS.
Inbrottslarm
Bryter sig någon in så underrättas du vi SMS. Larmet kan även gå vidare till vaktbolaget.
Brandlarm
Vid brandlarm så får du SMS. Larmet kan gå vidare till brandkår.
Vattenlarm
En sensor under golvet, under tvättmaskin eller diskmaskin stänger av inkommande vatten.
Fjärrkontroll
Styrning av valfri utrustning i scenarier med ett tryck.
Hemmabio
Ställ in rätt ljus med ett tryck.
Touchscreen
Pekskärmar för enkel styrning av husets utrustning och snabb omkonfigurering.
Musik
Lyssna på musik var du än befinner dig i huset.
SMS
Sänd SMS och starta bastun eller aktivera inbrottslarmet om du råkat glömma det.
Webbserver
Koppla upp dig till ditt hus via nätet och se husets status via webbkamrer.
Hej då funktion
När du åker hemifrån trycker du på en knapp så ställer huset i det läge du vill ha när ingen är
hemma. Kanske med slumpmässigt upp förade.
Go´natt funktion
Funktionen släcker ner huset i natt läge.
40
Förbrukning i standbyläge
Apparat
Förbrukning (watt)
Dator
2,8
Datorskärm, LCD
1,1
Playstation
1,9
Digitalbox, kabel
17,5
TV, LCD
1,0
Ministereo/hifisystem
8,3
DVD
1,6
Microvågsugn
3,1
Summa
37,3 W
Lite drygt 37 W låter inte så mycket, men tänk på att
apparaterna står så kanske 20 timmar per dag. Det innebär att
en familjen använder 272 kWh ((20*365*37,34)/1000) varje år,
helt i onödan. Får man betala ungefär 1,50 kr/kWh innebär
41
detta en besparing på omkring 400 kronor varje år.
50 000 timmar
LED
Varför välja LED?
12 000 timmar
Metallhalogen
Lång livslängd
10 000 timmar
kompaktlysrör
4 000 timmar
Lågvoltshalogen
1000 timmar
Glödlampa
12 timmar / dag
200 dagar / år
50 000 timmars livslängd
ger 21 års lampbytes intervall
(armaturbytes intervall)
42
Varför välja LED?
Bra funktion i kalla miljöer
43
Framtidens ljuskälla
OLED ett eller flera lager av extremt tunna halvledarmaterial
idag glas imorgon plast
Mobiltelefoner
TV
Dataskärmar
…
44
T-shirt LED
OLED Tapet
OLED Vägg
45
100st LED orienterings- armaturer 0,1W= Effektförbrukning 10W
Lång livslängd 50 000 timmar (låga underhållskostnader)
Kastrup bad
46