Τίτλος Άσκησης: Προσθήκη Πρίζας σε κύκλωμα απλού διακόπτη Πρόβλημα: Επιθυμούμε την προσθήκη μιας ενισχυμένης πρίζας σε ένα υπάρχον κύκλωμα απλού διακόπτη που ελέγχει ένα φωτιστικό σημείο. Θα πρέπει να λάβετε υπόψη σας ότι η πρίζα δεν θα πρέπει να ελέγχεται από τον απλό διακόπτη αλλά θα πρέπει να βρίσκεται συνεχώς υπό τάση. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μια ενισχυμένη πρίζα η οποία χρησιμοποιείται για την τροφοδότηση φορητών ηλεκτρικών συσκευών. Τοποθετούνται σε ύψος μεγαλύτερο των 30 cm από το δάπεδο. Οι ενισχυμένες πρίζες (σούκο) τροφοδοτούνται με αγωγούς 2,5mm2 και προσφέρουν μεγαλύτερη ασφάλεια από τις απλές πρίζες με γείωση διότι πρώτα γειώνουν την συσκευή μας και μετά την τροφοδοτούν. Σύνδεση με την προηγούμενη άσκηση: Σε προηγούμενη άσκηση κατασκευάσαμε κύκλωμα απλού διακόπτη για τον έλεγχο ενός φωτιστικού σημείου. Σε αυτή την άσκηση θα δούμε πως μπορούμε να επεκτείνουμε την υπάρχουσα εγκατάσταση προσθέτοντας μια πρίζα Δραστηριότητα: Πριν κατασκευάσετε το ηλεκτρολογικό κύκλωμα, θα πρέπει να το σχεδιάσετε. Καλείστε λοιπόν να σχεδιάστε το πολυγραμμικό και το μονογραμμικό σχέδιο του κυκλώματος Δραστηριότητα: Για να μπορέσετε να κατασκευάσετε το κύκλωμα, θα πρέπει να γνωρίζετε τα υλικά που θα πρέπει να προμηθευτείτε. Συμπληρώστε τα στον ακόλουθο πίνακα. Μπορείτε να υπολογίσετε το κόστος; Για να βρείτε ενδεικτικές τιμές θα πρέπει να συμβουλευτείτε ιστοσελίδες καταστημάτων εμπορίας ηλεκτρολογικού υλικού. Δραστηριότητα: Χρησιμοποιώντας τα υλικά που επιλέξατε και ακολουθώντας το σχέδιο που σχεδιάσατε, πραγματοποιήστε τη κατασκευή του κυκλώματος. Καταρχάς, συγκεντρώστε τα υλικά σας Στη συνέχεια, τοποθετήστε τα στην πινακίδα Στη συνέχεια συνδεσμολογήστε τα Τέλος ελέγξτε το κύκλωμα σας υπό τάση Δραστηριότητα: Πως θα συνδέατε την πρίζα στο κύκλωμα ώστε να ελέγχεται από τον απλό διακόπτη που ελέγχει το φωτιστικό σημείο; Σε ποια περίπτωση θα μπορούσε να έχει εφαρμογή αυτή η λειτουργία; Να σχεδιάσετε το πολυγραμμικό σχέδιο ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ : «Προσθήκη Πρίζας σε κύκλωμα απλού διακόπτη» Σενάριο: «Γιατί έπεσε το ρελέ μετά την προσθήκη της πρίζας;» Story: 08:15 π.μ. Το τηλεφωνικό κέντρο μεγάλης ξενοδοχειακής μονάδας ενημερώνει ότι ένα δωμάτιο βγήκε εκτός λειτουργίας. Χθες τεχνικός πρόσθεσε μία νέα πρίζα σε κύκλωμα φωτισμού. Μετά την αποχώρησή του: πέφτει το RCD μερικές φορές λειτουργεί μόνο ο φωτισμός άλλες φορές μόνο η πρίζα υπάρχει ένδειξη υπερθέρμανσης σε κουτί διακλάδωσης Η διεύθυνση καλεί την εταιρεία πιστοποίησης. Οι μαθητές αποτελούν την ομάδα πιστοποίησης. Δεν έχουν δικαίωμα δοκιμών χωρίς διαδικασία. Πρέπει να ακολουθήσουν ακριβώς το πρωτόκολλο. Αποστολή: Να παραδώσουν: ασφαλή εγκατάσταση πιστοποιημένο κύκλωμα φάκελο μετρήσεων τεχνική αναφορά Εάν αποτύχουν, το δωμάτιο παραμένει εκτός λειτουργίας. ROOM 1: Ασφάλεια Οι μαθητές βρίσκουν: πίνακα πινακίδα σχέδιο εργαλεία Πρέπει να κάνουν Lock Out / Tag Out. Εάν ξεκινήσουν χωρίς απομόνωση --> Χ Πρέπει να ελέγξουν Απουσία τάσης L-N L-PE N-PE ROOM 2: Αναγνώριση υπάρχουσας εγκατάστασης Οι μαθητές βλέπουν: διακόπτη φωτιστικό κουτί διακλάδωσης νέα πρίζα Πρέπει να σχεδιάσουν μόνοι τους το κύκλωμα. Δεν δίνεται έτοιμο. ROOM 3: Προσθήκη πρίζας Ο καθηγητής δίνει υλικά. Μερικά είναι σωστά. Μερικά όχι. Παράδειγμα: NYA 1,5 NYA 2,5 NYM εύκαμπτο καλώδιο αγωγός χωρίς PE WAGO κλέμες παλιές καμένες κλέμες Οι μαθητές πρέπει να επιλέξουν. Κάθε λάθος υλικό --> νέα βλάβη. ROOM 4: Διαμόρφωση αγωγών Οι μαθητές: απογυμνώνουν τοποθετούν ακροδέκτες όπου απαιτείται κάνουν σύνδεση σφίγγουν στερεώνουν Ο καθηγητής με δυναμοκατσάβιδο ελέγχει την ροπή σύσφιξης Λάθος ροπή --> Υπερθέρμανση --> Νέα Βλάβη ROOM 5: Η κρίση Μόλις δοθεί τάση κάτι δεν πάει καλά. Συμβαίνει κάποιο ή κάποια από τα ακόλουθα: Αντιστροφή L και N PE ασύνδετος Χαλαρή κλέμα Κατεστραμμένο WAGO Μερικώς κομμένος ουδέτερος Διαρροή προς γείωση Λάθος σύνδεση στον διακόπτη Πρίζα τροφοδοτείται μετά τον διακόπτη Κομμένος αγωγός PE Χαμηλή μόνωση λόγω τραυματισμένου καλωδίου ROOM 6: Πιστοποίηση Οι μαθητές πρέπει να πραγματοποιήσουν όλες τις μετρήσεις. Συνέχεια PE Πολικότητα Μόνωση (500V Megger) Εμπέδηση Βρόχου Σφάλματος (Zs) RCD Test Τάση Έλεγχος λειτουργίας Τελικός Γρίφος Οι μαθητές λαμβάνουν έναν φάκελο. Μέσα υπάρχουν 10 μετρήσεις. Μία μόνο είναι αδύνατο να είναι σωστή. Πρέπει να εντοπίσουν ποια μέτρηση δεν μπορεί να συνυπάρχει με τις υπόλοιπες και να αιτιολογήσουν το γιατί. Κρυφές παγίδες που μπορεί να εισάγει ο καθηγητής Αντιστροφή φάσης–ουδετέρου στην πρίζα. Ο αγωγός προστασίας (PE) φαίνεται συνδεδεμένος αλλά δεν έχει ηλεκτρική συνέχεια. Χαλαρή σύνδεση σε κλέμα ή WAGO που εμφανίζει διακοπτόμενη λειτουργία. Διαφορετική διατομή αγωγών στο ίδιο κύκλωμα χωρίς αιτιολόγηση. Μερικώς τραυματισμένη μόνωση αγωγού μέσα στο κουτί διακλάδωσης. Πρίζα που τροφοδοτείται μετά τον διακόπτη φωτισμού αντί για μόνιμη τροφοδότηση. Αγωγοί με υπερβολική ή ανεπαρκή απογύμνωση. Μηχανική καταπόνηση καλωδίων λόγω έλλειψης σωστής στήριξης. Λανθασμένη χρωματική αναγνώριση αγωγών. Βίδες ακροδεκτών με λανθασμένη ροπή σύσφιξης. Σε ένα κύκλωμα προσθήκης πρίζας σε υπάρχον κύκλωμα απλού διακόπτη, τα λάθη δεν είναι μόνο συνδεσμολογικά. Υπάρχουν ηλεκτρολογικά, μηχανικά και διαδικαστικά σφάλματα που μπορούν να οδηγήσουν από απλή δυσλειτουργία μέχρι σοβαρό κίνδυνο ηλεκτροπληξίας ή πυρκαγιάς. Τα πιο συνηθισμένα φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα:
Ταση Τροφοδοσιας (V)
Μόνωση (ΜΩ)
Loop impedance (Ω)
230
998
0,21
229
999
0,28
231
0,4
0,3
ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ                                                                                                                       1o ΕΠΑΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ, ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΩΝ                                                                                                 3ο ΕΚ Β ΑΘΗΝΑΣ (ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ)
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ
Ποιο πρόβλημα διαπιστώνετε στην ακόλουθη περίπτωση
Το Lock Out / Tag Out (LOTO) είναι μια τυποποιημένη διαδικασία ασφαλούς απομόνωσης πηγών ενέργειας πριν από οποιαδήποτε εργασία συντήρησης ή επισκευής. Στη βιομηχανία θεωρείται βασική πρακτική ασφάλειας και χρησιμοποιείται για να διασφαλίσει ότι κανείς δεν μπορεί να επαναφέρει την τάση κατά λάθος ενώ κάποιος εργάζεται. Στην ηλεκτρολογία σημαίνει ότι δεν αρκεί να "κατεβάσω την ασφάλεια". Πρέπει να εξασφαλίσω ότι η εγκατάσταση δεν μπορεί να επανηλεκτροδοτηθεί μέχρι να ολοκληρωθεί η εργασία. Lock Out (Κλείδωμα) Ο τεχνικός ανοίγει τον μικροαυτόματο ή τον γενικό διακόπτη, τοποθετεί ειδικό μηχανικό κλείδωμα, κρατά ο ίδιος το κλειδί. Έτσι κανείς άλλος δεν μπορεί να επαναφέρει την παροχή. Tag Out (Σήμανση) Τοποθετείται μια ευδιάκριτη ετικέτα, όπως: ΜΗΝ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΕΤΕ Εκτελούνται εργασίες. Η ετικέτα ενημερώνει όλους ότι η απομόνωση είναι σκόπιμη. Η σωστή διαδικασία Σε μια πραγματική πιστοποίηση, η σειρά είναι συνήθως: Αναγνώριση του κυκλώματος. Διακοπή της τροφοδοσίας. Εφαρμογή Lock Out. Τοποθέτηση Tag Out. Έλεγχος απουσίας τάσης με κατάλληλο όργανο. Έναρξη εργασιών. Σημαντικό: Δεν θεωρείται ασφαλές να ξεκινήσει κάποιος εργασία μόνο επειδή "κατέβασε την ασφάλεια". Πρέπει να επιβεβαιώσει και με μέτρηση ότι δεν υπάρχει τάση. Εξάρτημα κλειδώματος μικροαυτόματων Αυτόματης ασφάλειας
Σκοποί της άσκησης: Μετά το τέλος της άσκησης οι μαθητές θα είναι σε θέση να : 1 . Γνωρίζουν τον τρόπο σύνδεσης μιας ενισχυμένης πρίζας σε ένα κύκλωμα 2. Εξηγούν τα πλεονεκτήματα μιας ενισχυμένης πρίζας 3 . Επιλέγουν τα κατάλληλα υλικά για την πραγματοποίηση της άσκησης 4 . Επιλέγουν την σωστή πορεία της γραμμής του κυκλώματος 5 . Πραγματοποιούν ασφαλείς και λειτουργικές διακλαδώσεις στο κύκλωμα 6 . Χειρίζονται με ευκολία τα εργαλεία του ηλεκτρολόγου 7 . Αντιμετωπίζουν διάφορα προβλήματα που μπορεί να προκύψουν κατά την πραγματοποίηση της άσκησης 8. Επεκτείνουν ένα υπάρχον κύκλωμα φωτισμού έλεγχο βρόχου σφάλματος έλεγχο μόνωσης αναζήτηση κρυφών βλαβών
Συμπτώματα
Λάθος
Δράση του τεχνικού
Η πρίζα λειτουργεί μόνο όταν είναι ανοικτό το φως
Η πρίζα συνδέθηκε μετά τον διακόπτη φωτισμού στον αγωγο της επιστροφης
Επανασύνδεση σε αγωγο φάσης πριν από τον διακόπτη
Η πρίζα φαίνεται να λειτουργεί αλλά η πολικότητα είναι λανθασμένη
Αντιστροφή φάσης και ουδετέρου
Έλεγχος με δοκιμαστή πολικότητας και διόρθωση συνδέσεων
Η πρίζα λειτουργεί κανονικά αλλά δεν υπάρχει προστασία
Ο αγωγός προστασίας (PE) δεν συνδέθηκε
Έλεγχος συνέχειας PE και σωστή σύνδεση
Διακοπτόμενη λειτουργία, τρεμόπαιγμα φωτισμού, υπερθέρμανση
Χαλαρή κλέμα ή WAGO
Επανασύσφιξη ή αντικατάσταση του συνδέσμου
Κακή επαφή, σπινθήρες ή θέρμανση
Κακή απογύμνωση αγωγού
Νέα προετοιμασία του αγωγού και σωστή σύνδεση
Πιθανή διαρροή ή πτώση RCD
Τραυματισμένη μόνωση κατά την απογύμνωση
Αντικατάσταση ή αποκατάσταση του αγωγού
Ορατό γυμνό χαλκό, κίνδυνος βραχυκυκλώματος
Υπερβολικά γυμνός αγωγός
Επαναπογύμνωση στο σωστό μήκος
Χαλαρωμα της σύνδεσης με το περασμα του χρόνου
Δεν χρησιμοποιήθηκε κατάλληλος ακροδέκτης σε πολύκλωνο αγωγό
Τοποθέτηση ακροδέκτη και επανασύνδεση
Υπερθέρμανση ή μη συμμόρφωση με τη μελέτη
Λανθασμένη διατομή αγωγού
Αντικατάσταση αγωγου με αλλον σωστής διατομής
Ασταθής λειτουργία ή απώλεια τάσης
Διακοπή του ουδετέρου μέσα στο κουτί
Έλεγχος συνέχειας και αποκατάσταση
Η πρίζα λειτουργεί περιστασιακά
Χαλαρός αγωγός φάσης
Εντοπισμός και επανασύσφιξη
Οι μετρήσεις αποτυγχάνουν, αυξημένος κίνδυνος
PE συνδεδεμένος σε λάθος ακροδέκτη
Έλεγχος καλωδίωσης και διόρθωση
Σύγχυση κατά την προσπαθεια μελλοντικης συντήρησης
Λάθος χρωματική αναγνώριση αγωγών
Επανασήμανση ή αντικατάσταση όπου απαιτείται
Δυσκολία στην τοποθέτηση φις ή ρωγμές στην πριζα
Κατεστραμμένη πρίζα από υπερβολική σύσφιξη
Αντικατάσταση της πρίζας
Κίνηση της πρίζας μέσα στο κουτί πριζας
Βίδες πρίζας χαλαρές
Σωστή στερέωση
Δυσκολία στο κλείσιμο, πίεση στους αγωγούς
Κουτί πριζας υπερφορτωμένο
Αναδιάταξη ή χρήση μεγαλύτερου κουτιού
Μελλοντική αστοχία μόνωσης
Αγωγοί τσακισμένοι κατά το κλείσιμο της πριζας
Αναδιάταξη αγωγών στο κουτι πριζας
Άμεση πτώση μικροαυτόματου
Βραχυκύκλωμα L–N
Απομόνωση, εντοπισμός και αποκατάσταση
Πτώση του RCD
Διαρροή L–PE
Έλεγχος μόνωσης και εντοπισμός της διαρροής
Αποτυχία στη δοκιμή μετρησης της αντιστασης μονωσης
Χαμηλή αντίσταση μόνωσης
Εντοπισμός φθοράς ή υγρασίας και αποκατάσταση
Η εγκατάσταση λειτουργεί αλλά δεν αποζεύγει σωστά σε σφάλμα
Μεγάλη εμπέδηση βρόχου σφάλματος (Zs)
Έλεγχος συνδέσεων PE, γείωσης και βρόχου σφάλματος
Η πρίζα δεν λειτουργεί ή εμφανίζονται παράξενες μετρήσεις τάσης
Αποσυνδεδεμένος ουδέτερος
Έλεγχος συνέχειας ουδετέρου
Μη αναμενόμενη λειτουργία κυκλώματος
Αντιστροφή αγωγών στο κουτί διακλάδωσης
Έλεγχος με σχέδιο και πολύμετρο, επανασύνδεση
Κίνδυνος ηλεκτροπληξίας
Δεν έγινε έλεγχος απουσίας τάσης πριν την εργασία
Άμεση διακοπή εργασίας και εφαρμογή διαδικασίας Lock Out / Tag Out
Το δυναμοκατσάβιδο (Torque Screwdriver) είναι ένα κατσαβίδι που επιτρέπει να σφίγγεις μια βίδα με προκαθορισμένη ροπή, ώστε να μην την αφήσεις ούτε χαλαρή ούτε υπερβολικά σφιγμένη. Σε αντίθεση με το δυναμόκλειδο, που χρησιμοποιείται κυρίως για παξιμάδια και μεγαλύτερες βίδες, το δυναμοκατσάβιδο είναι σχεδιασμένο για τις μικρές βίδες που συναντά ο ηλεκτρολόγος σε: μικροαυτόματους (MCB) ρελέ διαρροής (RCD) ρελέ κλέμες πρίζες διακόπτες PLC επαφείς τροφοδοτικά ηλεκτρονικές πλακέτες Πώς λειτουργεί; Ρυθμίζεις τη ροπή, για παράδειγμα 1,5 Nm. Σφίγγεις κανονικά τη βίδα. Μόλις φτάσει η επιθυμητή ροπή, το εργαλείο: κάνει ένα χαρακτηριστικό "κλικ" ή αρχίζει να γλιστρά (slip mechanism), ώστε να μην μπορείς να σφίξεις περισσότερο. Παράδειγμα Ένας μικροαυτόματος γράφει: Tightening torque: 2,0 Nm Με ένα απλό κατσαβίδι: - Θα το σφίξεις αρκετά; - Θα το παρασφίξεις; Δεν μπορείς να το γνωρίζεις. Με το δυναμοκατσάβιδο: - Ρυθμίζεις 2,0 Nm. - Σφίγγεις μέχρι να κάνει "κλικ". - Η βίδα έχει τη σωστή ροπή. Γιατί είναι σημαντικό; Οι περισσότερες ηλεκτρολογικές βλάβες σε πίνακες δεν οφείλονται σε ελαττωματικά υλικά, αλλά σε κακές συνδέσεις. Μια χαλαρή βίδα μπορεί να προκαλέσει: - αύξηση της αντίστασης επαφής, - υπερθέρμανση, - πτώση τάσης, - αλλοίωση της μόνωσης, - λιώσιμο του ακροδέκτη, - ακόμη και πυρκαγιά. Από την άλλη, μια υπερβολικά σφιγμένη βίδα μπορεί να καταστρέψει τον ακροδέκτη ή να τραυματίσει τον αγωγό. Πού χρησιμοποιείται; - Εφαρμογή Χρήση δυναμοκατσαβιδιού - Ηλεκτρικοί πίνακες - Μικροαυτόματοι - Ρελέ διαρροής - PLC - Επαφείς - Κλέμες - Πρίζες και διακόπτες (όπου ο κατασκευαστής δίνει τιμή ροπής) - Ηλεκτρονικές συσκευές Είναι απαραίτητο σε έναν ηλεκτρολόγο; Για μικρές οικιακές εγκαταστάσεις δεν χρησιμοποιείται πάντα στην καθημερινή πράξη. Όμως: - σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, - σε επαγγελματικούς ηλεκτρικούς πίνακες, - σε έργα που απαιτούν τεκμηρίωση ποιότητας, - σε διαδικασίες πιστοποίησης, - θεωρείται ένδειξη επαγγελματισμού και συμβάλλει στην τήρηση των προδιαγραφών του κατασκευαστή.