Lavspenningsfordelingslinjer og strømfordeling krav for byggeplasser

Lavspenningsdistribusjonslinjer refererer til kretser som, gjennom en distribusjonstransformator, reduserer høyt spenn på 10 kV til lavspenningsnivået på 380/220 V—altså de lavspenningslinjene som går fra understasjonen til sluttebruksutstyr.

Lavspenningsdistribusjonslinjer bør tas i betraktning under designfasen av understasjonskabelag. I fabrikker, for verksteder med relativt høyt strømbehov, installeres ofte dedikerte verkstederunderstasjoner, der transformatorer leverer strøm direkte til ulike elektriske belastninger. For verksteder med mindre belastninger, leveres strømmen direkte fra hoveddistribusjonstransformator.

Designet av lavspenningsdistribusjonslinjer er basert på belastningskategori, størrelse, fordeling og belastningskarakteristika. Generelt finnes det to typer distribusjonsmetoder: radiell og stamme (eller tretype).

Radielle kretser gir høy pålitelighet, men involverer høyere investeringskostnader. Derfor brukes stammetyper mer vanlig i moderne lavspenningsystemer på grunn av større fleksibilitet—når produksjonsprosesser endres, er store modifikasjoner av distribusjonskretsen unødvendige. Dermed har stammemetoden lavere kostnader og høyere tilpasningsmessighet. Men i forhold til strømforsyningens pålitelighet, er den mindre god enn radiellen metode.

1.Typer av lavspenningsdistribusjonslinjer

Det finnes to installasjonsmetoder for lavspenningsdistribusjonslinjer: kabellaying og overhengende linjeoppbygging.

Kabellinjer er begravet under jorden, noe som gjør at de blir minimalt påvirket av naturlige forhold som vind eller is. I tillegg, da ingen ledninger er synlige over bakken, forbedrer de byenes estetikk og bygningsmiljø. Imidlertid involverer kabellaying høyere investeringskostnader og er vanskeligere å vedlikeholde og reparere. Overhengende linjer har motsatte fordeler og ulemper. Derfor brukes overhengende linjer generelt for lavspenningsdistribusjon, med mindre spesielle krav eksisterer.

Lavspenningsoverhengende linjer bruker vanligvis tre- eller betongstolper, med isolatører (porseleinkrukker) som fester lederne på kryssarm som monteres på stolpene. Avstanden mellom to stolper er omtrent 30–40 meter innenfor fabrikkarealer og kan nå 40–50 meter i åpne områder. Avstanden mellom ledere er vanligvis 40–60 sentimeter. Linjeruter bør være så kort og direkte som mulig, samtidig som de tillater lett installasjon og vedlikehold.

1.1 Strømforsyning på byggeplasser

Elektriske belastningsforhold på byggeplasser skiller seg fra de i vanlige industriplanter. Størrelsen og karakteren av belastninger varierer med prosjektets fremdrift—for eksempel, brukes transport- og halemaskiner hovedsakelig i begynnelsesfasen, mens senere faser kan involvere svartemaskiner osv. Derfor skal plassens totale strømbehov fastsettes basert på den maksimale beregnede belastningen i toppfase av byggearbeidet.

Strømforsyningen på byggeplasser er midlertidig. All elektrisk utstyr må tillate rask installasjon og demontasje. Plassunderstasjoner er foretrukket type for montering på stolper ute. Stammetype overhengende linjer brukes ofte for kabling. Når linjer oppføres, må man passe på at de ikke forstyrrer trafikken og sikre lett installasjon og fjerning. For underjordiske prosjekter eller tunnelbygg, hvor romet er begrenset, kan høyden av overhengende linjer ikke møte standardkravene for bakkenivå.

I slike tilfeller, må belysningskretser bruke ekstra lav trykksikkerhet (SELV) under 36 V, mens 380/220 V strømforsyningslinjer for motorelast bør bruke fleksible tre-fase fire-kjerne kabler med godt isolering og fugtbestandighet. Kabler bør legges etter byggefremdrift og kobles fra og fjernes når de ikke er i bruk for å sikre sikkerhet.

1.2 Minimum avstand mellom ledere og bakken

Distribusjonslinjer bør ikke krysse tak laget av flammebare materialer, og bør heller ikke krysse bygninger med flammebestandige takter; hvis dette er uunngåelig, kreves koordinasjon med relevante myndigheter. Den vertikale avstanden mellom ledere og bygninger, ved maksimal slak, skal være minst 3 meter for 1–10 kV-linjer, og minst 2,5 meter for linjer under 1 kV.

Når distribusjonslinjer krysser kommunikasjons- (lavspennings-)linjer, skal strømlinjene installeres over kommunikasjonslinjene. Den vertikale separasjonen ved maksimal slak skal være minst 2 meter for 1–10 kV-linjer, og minst 1 meter for linjer under 1 kV.

2.Distribusjonsbokser på byggeplasser

Distribusjonsbokser på byggeplasser kan deles inn i hoveddistribusjonsbokser, faste underdistribusjonsbokser og flyttbare underdistribusjonsbokser.

2.2 Hoveddistribusjonsboks

Hvis en selvstendig transformator brukes, installerer både transformator og den etterfølgende hoveddistribusjonsboksen strømforsyningsmyndigheten. Hoveddistribusjonsboksen inneholder en hovedlavspenningsbryter, aktive og reaktive energimålere, spenningmåler, strømmåler, spenningsselger og indikatorlamper. Alle grenkretser på byggeplassen kobles til underdistribusjonsbokser som ligger nedenfor denne hovedboksen.

Hvis en stolpe-montert transformator brukes, monteres både hoved- og underdistribusjonsbokser på stolpen, med bunnen av kabinetten minst 1,3 meter over bakken. For større transformatorer installert på bakkeplattformer, kan lukkede skruvekabinet brukes. Underdistribusjonsbokser bruker typisk DZ-serien lavspenningsbrytere. 

Hovedbryteren velges basert på transformatorens nominelle strøm, mens grenbrytere med mindre kapasitet brukes i henhold til den maksimale nominelle strømmen for hvert kretssystem. For kretssystemer med små strømer skal reststrømsbeskyttelsesenheter (RCD-er) benyttes (maksimal RCD-kapasitet: 200 A). Antallet av grenbrytere bør overskride det planlagte antallet av grener med en eller to for å fungere som reservekrefter. Overvåkningsinstrumenter som amperemålere og spenningsmålere monteres ikke i byggeplassen distribusjonsbrett.

Hvis en eksisterende transformator (ikke dedikert til området) brukes, blir hoved- og underdistribusjonsfunksjonene integrert i et enkelt kabinet, med tilføyde aktive og reaktive energimålere. Fra hoveddistribusjonsbordet og utover bruker systemet TN-S tre-fase fem-tråds konfigurasjon, og metallkabinetten til distribusjonsbordet må være koblet til jordlederen (PE).

2.3 Fast underdistribusjonsbord

På byggeplasser er kabellaying mest gjort ved direkte gravlegging, og strømforsyningsystemet bruker typisk en radial konfigurasjon. Hvert fast underdistribusjonsbord fungerer som sluttpunktet for sin gren og plasseres derfor vanligvis nær elektriske enheter det forsyner.

Kabinetten til det faste underdistribusjonsbordet er laget av tynn stålplate, med et regntett tak. Boksen monteres mer enn 0,6 meter over bakken, støttet av vinkelstålben. Boksen har dører på begge sider. Innvendig fungerer en isolerende plate som monteringsbase for elektriske komponenter. Boksen er utstyrt med en hovedbryter på 200–250 A—en firepolig RCD—dimensjonert etter den maksimale nominelle strømmen for alle tilkoblede enheter.

For å sikre fleksibilitet, bør designet akkommodere vanlige byggeplassutstyr som towerkrane eller svaremaskiner. Bak hovedbryteren installeres flere grenbrytere (også firepolige RCD-er), med kapasiteter kombinert i henhold til typiske apparatgrader—for eksempel en 200 A-hoved-RCD med fire grener: to på 60 A og to på 40 A. Under hver gren-RCD installeres porcelænsfussholtere for å gi en synlig skillepunkt og fungere som terminaler for utstyr. Øvre terminaler av fusser kobles til nedre terminaler av RCD-ene, mens nedre terminaler holdes åpne for utstyrskoblinger. Hvis nødvendig, installeres også enfasbrytere inne i boksen for å forsyne enfasutstyr.

Som sluttpunkt for en gren, må hvert fast underdistribusjonsbord ha repeterende jording for å forbedre påliteligheten av jordforbindelsen.

Etter at ledninger kommer inn i boksen, kobles nøytral (arbeidsnøytral) ledning til en terminalblokk. Faseledninger kobles direkte til øvre terminaler av RCD-en. Jordelederen (PE) fastes til jordbolten på kabinetten og kobles til en repeterende jordelektrod. Alle PE-ledninger nedenfor dette distribusjonsbordet kobles til samme bolt.

2.4 Flyttbart underdistribusjonsbord

Flyttbart underdistribusjonsbord har samme indre konfigurasjon som fast type. Det kobles via fleksibel gummibehyttet kabel til et fast underdistribusjonsbord og flyttes så nær som mulig til utstyret det forsyner—f.eks. fra et lavere etasje opp til et bygningsnivå over. Boksen bruker også RCD-er, men med mindre kapasiteter enn faste bokser. Enfasbrytere og stikkontakter legges til for å gi enfasstrøm til enfasutstyr. Metallkabinetten må være koblet til jordelederen (PE).