Στοιχεία Ηλεκτρολογικής Εγκατάστασης

Κάθε ηλεκτρολογική εγκατάσταση αποτελείται από κυκλώματα διανομής, διατάξεις διακοπής, κατανάλωσης και προστασίας και κυκλώματα ασθενών ρευμάτων.

• ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ

Αποτελούνται από αγωγούς, καλώδια ηλεκτρικού ρεύματος και ηλεκτρικούς πίνακες.

• Αγωγοί και καλώδια ηλεκτρικού ρεύματος

Αγωγός ονομάζεται κάθε μεταλλικό σύρμα γυμνό ή μονωμένο, το οποίο χρησιμοποιείται για τη μεταφορά του ηλεκτρικού ρεύματος. Ανάλογα με τον αριθμό των κλώνων ή συρμάτων οι αγωγοί διακρίνονται σε μονόκλωνους, λιγότερο εύκαμπτοι και με διατομή μέχρι 16 mm2, και πολύκλωνους. Κατασκευάζονται από χαλκό, αλουμίνιο ή/και κράματά τους.
Οι αγωγοί χαρακτηρίζονται από τη διατομή του πυρήνα τους, η οποία υπολογίζεται ως εξής:

Τα καλώδια, Εικόνα 6.3.α, αποτελούνται από τρία μέρη:

• τον αγωγό, ο οποίος πρέπει να έχει την κατάλληλη διατομή για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του φορτίου
• τη μόνωση, η οποία έχει ένα αναγνωριστικό χρώμα ή κωδικό
• την εξωτερική επένδυση, η οποία πρέπει να αντέχει στη μηχανική καταπόνηση

Για τη μόνωση τόσο του αγωγού όσο και του εξωτερικού περιβλήματος χρησιμοποιείται, συνήθως, το υλικό PVC για οικονομικούς λόγους και για λόγους απλότητας κατασκευής.

Καλώδια που τοποθετούνται σε σταθερές καλωδιώσεις μέσα σε σωλήνες μπορούν να έχουν μόνωση χωρίς εξωτερικό περίβλημα.

Εικόνα 6.3.α: Βασικά τμήματα καλωδίου

Η Εικόνα 6.3.β, δείχνει την τομή ενός πολύκλωνου (3 αγωγοί) και ενός μονόκλωνου αγωγού, αντίστοιχα, με μόνωση.

Εικόνα 6.3.β: Τομή πολύκλωνου (3 αγωγοί) και μονόκλωνου καλωδίου με μόνωση

Τα καλώδια εσωτερικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων κατασκευάζονται με χάλκινους αγωγούς δύσκαμπτους (μονόκλωνους ή πολύκλωνους) όταν προορίζονται για μόνιμη εγκατάσταση ή εύκαμπτους (λεπτοπολύκλωνους)
όταν προορίζονται για εγκαταστάσεις όπου απαιτείται “κινητικότητα” των καλωδίων. Οι συνεστραμμένοι κλώνοι είναι πιο εύκαμπτοι και η διατομή του αγωγού κυμαίνεται απο 4mm2-25mm2 και αποτελείται από επτά κλώνους. Για διατομή αγωγού πάνω απο 25mm2 οι κλώνοι είναι πάνω από επτά και ο αριθμός αυτός εξαρτάται από τη διατομή του.

Οι ελάχιστες επιτρεπόμενες διατομές χάλκινων αγωγών σε Ε.Η.Ε. φαίνονται στον Πίνακα 6.5.

Πίνακας 6.5: Ελάχιστες επιτρεπόμενες διατομές χάλκινων αγωγών σε Ε.Η.Ε.

Ο χρωματισμός των καλωδίων, Εικόνα 6.4, καθορίζεται ως εξής:

• Μιας φάσης: καφέ χρώμα η φάση, μπλε ο ουδέτερος και κιτρινοπράσινο η γείωση
• Τρεις φάσεις: καφέ, μαύρο και γκρι οι τρεις φάσεις, μπλε ο ουδέτερος και κιτρινοπράσινο η γείωση

Εικόνα 6.4: Χρωματισμός αγωγών-καλωδίων

Τα σπουδαιότερα είδη αγωγών κατά τη Γερμανική τυποποίηση VDE 0472 είναι:
α) Αγωγοί NGA.
Οι αγωγοί αυτοί έχουν ελαστική μόνωση (καουτσούκ) και φέρουν ένα σύρμα χάλκινο επικασσιτερωμένο για να μην έρχεται σε επαφή ο χαλκός με το ελαστικό και δημιουργείται χημική αντίδραση. Οι αγωγοί NGA είναι μονόκλωνοι μέχρι 16mm2 διατομής και πολύκλωνοι για μεγαλύτερες διατομές.
Η μόνωση του αγωγού NGA αντέχει μέχρι 60° C. Οι αγωγοί NGA χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις ξηρών χώρων και θερμοκρασιών κάτω των 60° C.
β) Αγωγοί NYA.
Οι αγωγοί αυτοί φέρουν θερμοπλαστική μόνωση που αντέχει μέχρι 75°C.
Οι αγωγοί NYA σήμερα έχουν αντικαταστήσει σχεδόν τους αγωγούς NGA.
Η χρήση των NYA είναι ευρεία.
Πλεονεκτήματα των αγωγών αυτών είναι η μεγάλη μηχανική και θερμική αντοχή. Μειονέκτημα τους είναι η μη αντοχή της μόνωσης τους σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Οι αγωγοί ΝΥΑ χρησιμοποιούνται σε όλες τις περιπτώσεις που χρησιμοποιούνται οι αγωγοί NGA. Επίσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε υγρούς ή υπαίθριους χώρους.

• Ηλεκτρικοί Πίνακες

Ο ηλεκτρικός πίνακας, Εικόνα 6.5, είναι το ηλεκτρικό εξάρτημα που χρησιμοποιείται στις Ε.Η.Ε. για να δίνει τη δυνατότητα αφενός της διακοπής της τάσης και απομόνωσης της εγκατάστασης, αφετέρου ασφάλισης των γραμμών που ξεκινούν από τον πίνακα και καταλήγουν στις καταναλώσεις. Ο ηλεκτρικός πίνακας είναι το σημείο εκείνο της Ε.Η.Ε. στο οποίο τελειώνει η ευθύνη του παροχέα ηλεκτρισμού και αρχίζει η ευθύνη του ηλεκτρολόγου εγκαταστάτη.

Εικόνα 6.5: Οικιακοί Ηλεκτρικοί Πίνακες

Ο πίνακας περιέχει:
• Διαφορικό Διακόπτη Διαφυγής Έντασης, Δ.Δ.Ε . (Αντιηλεκτροπληξιακός διακόπτης): αποτελεί διακόπτη διαρροής, που προστατεύει την εγκατάσταση και τους ανθρώπους έναντι της ηλεκτροπληξίας σε περίπτωση διαρροής ηλεκτρικού ρεύματος.
• Γενικό διακόπτη.
• Γενική ασφάλεια.
• Μερικούς διπολικούς διακόπτες: για διακοπή του ρεύματος σε μία μόνο γραμμή.
• Μερικές ασφάλειες: για την προστασία κάθε γραμμής από βραχυ-κύκλωμα.
• Ενδεικτικές λυχνίες.
• Μπάρα ουδετέρου: (χρώμα μπλε) εκεί συνδέονται όλοι οι αγωγοί του ουδετέρου της εγκατάστασης.
• Μπάρα γείωσης: (χρώμα κιτρινοπράσινο) συνδέονται όλοι οι αγωγοί προστασίας της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Οι ηλεκτρικοί πίνακες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ανάλογα με το σκοπό, την τοποθέτηση, το υλικό κατασκευής ή/και το είδος εγκατάστασης, όπως περιγράφεται παρακάτω:

Ανάλογα με το σκοπό που εξυπηρετούν:
• Γενικοί πίνακες: για ολόκληρη εγκατάσταση.
• Μερικοί πίνακες ή υποπίνακες: για μέρος της εγκατάστασης ή μια συσκευή.

Ανάλογα με την τοποθέτησή τους:
• Εξωτερικοί/επίτοιχοι πίνακες.
• Χωνευτοί πίνακες.

Ανάλογα με το υλικό κατασκευής τους:
• Πλαστικοί πίνακες.
• Μεταλλικοί πίνακες.

Ανάλογα με το είδος της εγκατάστασης:
• Μονοφασικοί πίνακες.
• Τριφασικοί πίνακες.

• Διατάξεις διακοπής
• Διακόπτες φωτιστικών σημείων

Οι διακόπτες φωτιστικών σημείων είναι διακόπτες που εξυπηρετούν κυκλώματα φωτισμού. Κατασκευάζονται, από τις διάφορες εταιρίες, σύμφωνα με τους διεθνείς κανονισμούς και κατά τέτοιο τρόπο ώστε να εμφανίζουν αντοχή στο χρόνο και ανθεκτικότητα σε μηχανικές καταπονήσεις. Επίσης, παρέχουν υψηλό βαθμό προστασίας, αποκλείοντας οποιαδήποτε επαφή με αγώγιμο μέρος.
Οι διακόπτες ελέγχου των φωτιστικών σημείων συνδέονται πάντα στη φάση και ποτέ στον ουδέτερο του κυκλώματος τροφοδοσίας των φωτιστικών σημείων.

• Οι διακόπτες φωτιστικών σημείων χωρίζονται:

Ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους:
• Διακόπτες πλήκτρου.
• Διακόπτες περιστροφικοί.

Εικόνα 6.6: Απλός διακόπτης πλήκτρου

Έχει επικρατήσει περισσότερο η χρήση διακοπτών τύπου πλήκτρου λόγω της εύκολης χρήσης τους αλλά και της καλαισθησίας που προσφέρουν.
Ανάλογα με την τοποθέτησή τους:
• Χωνευτοί διακόπτες: τοποθετούνται σε κουτιά τα οποία βρίσκονται κάτω από το επίχρισμα των τοίχων.
• Εξωτερικοί διακόπτες: τοποθετούνται εξωτερικά πάνω στον τοίχο.

Ανάλογα με τη στεγανότητά τους:
• Στεγανοί διακόπτες: για υγρούς, βρεγμένους και εξωτερικούς χώρους.
• Απλοί διακόπτες: για ξηρούς εσωτερικούς χώρους.

Ανάλογα με τη χρήση τους:
• Απλοί διακόπτες (Εικόνα 6.6). Αυτοί ελέγχουν ένα φωτιστικό σημείο ή μια ομάδα φωτιστικών σημείων από μια συγκεκριμένη θέση. Χρησιμοποιούνται οπουδήποτε απαιτείται ο έλεγχος φωτιστικών σημείων από μια θέση, π.χ. εξωτερικά φώτα, λουτρό, κ.λ.π.

Εικόνα 6.7: Διακόπτης διαδοχής ή κομμιτατέρ (πλήκτρου)

• Διακόπτες διαδοχής ή κομμιτατέρ (Εικόνα 6.7). Αυτοί ελέγχουν δυο ανεξάρτητα μεταξύ τους φωτιστικά σημεία ή δυο ομάδες φωτιστικών σημείων από την ίδια θέση. Χρησιμοποιούνται σε σαλόνια, τραπεζαρίες κ.λ.π.

• Διακόπτες εναλλαγής ή αλλέ-ρετούρ ακραίοι: Αυτοί ελέγχουν ένα φωτιστικό σημείο ή μια ομάδα φωτιστικών σημείων, από δυο διαφορετικές θέσεις, (γι’ αυτό μιλάμε για ακραίους αλλέ-ρετούρ). Χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται ο έλεγχος φωτιστικών σημείων από δυο διαφορετικές θέσεις, όπως δωμάτια, διαδρόμους, κλιμακοστάσια κ.λ.π.

• Διακόπτες εναλλαγής ή αλλέ-ρετούρ μεσαίοι: Όταν θέλουμε να έχουμε έλεγχο φωτιστικού σημείου ή ομάδας φωτιστικών σημείων από τρεις ή περισσότερες θέσεις χρησιμοποιούμε μεσαίους αλλέ-ρετούρ. Οι δυο ακραίοι διακόπτες είναι αλλέ-ρετούρ ακραίοι και οι υπόλοιποι μεσαίοι.

• Διακόπτες διπλοί εναλλαγής ή διπλοί αλλέ-ρετούρ: Αυτοί ελέγχουν δυο φωτιστικά σημεία ή δυο ομάδες φωτιστικών σημείων από δυο διαφορετικές θέσεις.

• Απλός διακόπτης με φωτεινή ένδειξη: το ενδεικτικό λαμπάκι βοηθάει στον προσδιορισμό της θέσης του διακόπτη.

• Μπουτόν: κλείνει το κύκλωμα για όσο χρόνο πιέζουμε το πλήκτρο.

• Μπουτόν διπλό: για τη λειτουργία ηλεκτρικών ρολών, τεντών κ.λ.π. (λειτουργία πάνω-κάτω).

• Μπουτόν με φωτεινή ένδειξη: για τη λειτουργία των φωτιστικών σε κλιμακοστάσια πολυκατοικιών.

• Ρυθμιστές φωτεινής έντασης (dimmer), για τη ρύθμιση της έντασης του φωτισμού ενός χώρου (Εικόνα 6.8). Γενικά, για την τοποθέτηση των διακοπτών πρέπει να γνωρίζουμε ότι πρέπει να τοποθετούνται σε σημεία τέτοια ώστε να καθιστούν τη λειτουργία της ηλεκτρικής εγκατάστασης εύκολη, λειτουργική, καλαίσθητη, τηρώντας όμως όλους τους κανονισμούς για την ασφαλή λειτουργία. Επίσης, ανεξάρτητα από το είδος και την τοποθέτηση του διακόπτη, πρέπει αυτός να στερεώνεται σωστά ώστε να μην υπάρχει περίπτωση να αποκολληθεί κατά τη χρήση του, γεγονός που εγκυμονεί κινδύνους ηλεκτροπληξίας.

• Διακόπτες Ισχύος

A. Αυτόματοι Διακόπτες Ισχύος

Οι αυτόματοι διακόπτες (Εικόνα 6.9), είναι Διακόπτες Ισχύος (ΔΙ) οι οποίοι ανοίγουν αυτόματα το κύκλωμα σε προκαθορισμένο χρόνο αν το ρεύμα του κυκλώματος που προστατεύουν υπερβεί μια προκαθορισμένη τιμή. Προστατεύουν από υπερφόρτιση και βραχυκυκλώματα και αποτελούνται από ένα ΔΙ και ένα θερμικό στοιχείο ή έναν ηλεκτρονόμο που δίνει εντολή στο ΔΙ να ανοίξει.

Χρόνος απόκρισης:
• για υπερφόρτιση: δευτερόλεπτα – λεπτά (ανάλογα με το ρεύμα),
• για βραχυκύκλωμα: 10ms – 100ms, όταν το ρεύμα υπερβεί μία προκαθορισμένη τιμή.

Οι αυτόματοι διακόπτες μπορούν να συνδεθούν με ηλεκτρονόμους υπότασης ή υπέρτασης για την προστασία κινητήρων.
Ανάλογα με τη συσκευή που προστατεύουν, διακρίνονται σε:
• αυτόματοι διακόπτες γραμμών και συσκευών (μικρο-αυτόματοι).
• αυτόματοι διακόπτες κινητήρων.
• αυτόματοι διακόπτες ισχύος για εγκαταστάσεις διανομής.

Εικόνα 6.9: Αυτόματοι διακόπτες Ισχύος της εταιρίας ΑΒΒ.

B. Διακόπτες πίνακα και ενδεικτικά λαμπάκια

Οι διακόπτες πίνακα, Εικόνα 6.10, είναι διακόπτες ισχύος οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τη διακοπή και την επανασύνδεση των κυκλωμάτων των εσωτερικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Είναι υλικό ράγας και έχει συγκεκριμένες διαστάσεις (κάθε απλό στοιχείο έχει διαστάσεις ύψους 53mm, πλάτους 17.5 mm). Οι επαφές του διακόπτη είναι κλειστές όταν ο μοχλός χρήσης τους είναι στο άνω σημείο (ένδειξη Ι) και ανοικτές όταν ο μοχλός χρήσης τους είναι στο κάτω σημείο (ένδειξη Ο).

Οι διακόπτες πίνακα χαρακτηρίζονται από:
• Τη μέγιστη ένταση λειτουργίας σε αμπέρ (Α).
• Την τάση λειτουργίας σε βολτ (V).
• Τον αριθμό των αγωγών που διακόπτουν (μονοπολικοί, διπολικοί, τριπολικοί, τετραπολικοί).

Ανάλογα με τον αριθμό των αγωγών που διακόπτουν ή συνδέουν, διακρίνονται σε:
• Μονοπολικούς: Διακόπτουν μόνο έναν αγωγό, τη φάση, ενός μονοφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος που ελέγχουν. Τοποθετούνται επίσης σε διπολικές διακλαδώσεις, από τις οποίες τροφοδοτούνται ηλεκτρικές παροχές με ισχύ όχι μεγαλύτερη από 1,5 kW.

Εικόνα 6.10: Διακόπτες Πίνακα

• Διπολικούς: Διακόπτουν δύο αγωγούς, τη φάση και τον ουδέτερο ενός μονοφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος που ελέγχουν. Χρησιμοποιούνται στην τροφοδοσία ηλεκτρικών καταναλώσεων με ισχύ μεγαλύτερη από 1,5kW (ηλεκτρικές κουζίνες, θερμοσίφωνες, πλυντήρια, κ.λ.π.).

• Τριπολικούς: Διακόπτουν τρεις αγωγούς, τις τρεις φάσεις, ενός τριφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος που ελέγχουν, σε οικιακές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

• Τετραπολικούς: Διακόπτουν τέσσερις αγωγούς, τις τρεις φάσεις και τον ουδέτερο, ενός τριφασικού ηλεκτρικού κυκλώματος που ελέγχουν, σε οικιακές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

Εικόνα 6.11: Μορφή και σύμβολα ενδεικτικής λυχνίας

Σχετικά με τα ενδεικτικά λαμπάκια/λυχνίες, Εικόνα 6.11, αυτά χρησιμοποιούνται για την ένδειξη της λειτουργίας της γραμμής (ύπαρξη τάσης ή για την ένδειξη της λειτουργίας της συσκευής). Είναι υλικά ράγας με συγκεκριμένες διαστάσεις και αυτά και τοποθετούνται σε πίνακες. Τα χρώματά τους ποικίλουν χωρίς να επιβάλλεται συγκεκριμένο χρώμα για κάθε περίπτωση χρήσης τους.

• Χρονοδιακόπτες

Οι χρονοδιακόπτες είναι μηχανισμοί διακοπτών οι οποίοι ενεργοποιούνται αυτόματα και συνδέουν ή διακόπτουν κυκλώματα φωτισμού ή άλλων συσκευών, όπως ηλεκτρικούς κινητήρες, συστήματα εξαερισμού, εγκαταστάσεις ηλεκτρικής θέρμανσης κ.λ.π. Λειτουργούν κατόπιν προγραμματισμένης λειτουργίας με διάφορα χρονικά προγράμματα σε ωριαία, ημερήσια ή εβδομαδιαία βάση.

Οι χρονοδιακόπτες κατασκευάζονται από τις διάφορες εταιρίες σε δυο τύπους, οι οποίοι μπορούν να έχουν ή όχι εφεδρική λειτουργία, δηλαδή, δυνατότητα συνεχούς λειτουργίας ακόμη και σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος, για κάποιο χρονικό διάστημα, ακόμη και για 100 ώρες.

Αυτοί οι τύποι χρονοδιακοπτών είναι:

• Οι αναλογικοί χρονοδιακόπτες, Εικόνα 6.12: Η λειτουργία τους στηρίζεται στην ιδιότητα του σύγχρονου κινητήρα, που φέρουν στο εσωτερικό τους, να περιστρέφεται με σταθερό αριθμό στροφών, όταν η συχνότητα του δικτύου είναι σταθερή. Πάνω στον άξονα του κινητήρα είναι προσαρμοσμένος ένα δίσκος με χρονικές υποδιαιρέσεις. Ο χρόνος μιας ολόκληρης περιστροφής του δίσκου είναι σταθερός και αποτελεί τη διάρκεια του χρονικού προγραμματισμού του χρονοδιακόπτη.

Εικόνα 6.12: Αναλογικός χρονοδιακόπτης

• Οι ψηφιακοί χρονοδιακόπτες, Εικόνα 6.13: Η λειτουργία τους επιτυγχάνεται με ηλεκτρονικά (ολοκληρωμένα) κυκλώματα, που φέρουν στο εσωτερικό τους. ΄Όλες οι ενδείξεις που αφορούν στο πρόγραμμα λειτουργίας τους εμφανίζονται ψηφιακά σε οθόνη που βρίσκεται πάνω στο χρονοδιακόπτη.

Βασικό χαρακτηριστικό και των δυο τύπων χρονοδιακοπτών είναι η ελάχιστη δυνατή ρύθμιση του χρονικού διαστήματος μεταξύ της εντολής διακοπής και της εντολής σύνδεσης του φορτίου στο κύκλωμα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, ο οποίος μπορεί να είναι της τάξης των λίγων δευτερολέπτων.

Εικόνα 6.13: Ψηφιακός χρονοδιακόπτης

• ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ

Οι διατάξεις κατανάλωσης μιας Ε.Η.Ε. περιλαμβάνουν φωτιστικά σημεία, ηλεκτρικές συσκευές ή/και κινητήρες.

• Φωτιστικά

Τα φωτιστικά, ως διατάξεις κατανάλωσης, καταναλώνουν ισχύ ανάλογη με τον αριθμό και το είδος του/των λαμπτήρα/ων που χρησιμοποιούν. Παρακάτω αναφέρονται κάποια από τα είδη λαμπτήρων.

A. Λαμπτήρες Πυρακτώσεως

Ο πρώτος λαμπτήρας πυρακτώσεως, Εικόνα 6.14, κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1870 από τον Thomas Edison (Τόμας Έντισον).

Ο λαμπτήρας πυρακτώσεως αποτελείται από τα εξής μέρη:
• το γυάλινο περίβλημα,
• τη μεταλλική βάση,
• τα ηλεκτρόδια,
• το νήμα βολφραμίου,
• τα στηρίγματα του νήματος και
• το γυάλινο στήριγμα των ηλεκτροδίων.

Εικόνα 6.14: Λαμπτήρας πυρακτώσεως

Β. Λαμπτήρες Αλογόνου

Στην προσπάθειά τους για αύξηση της απόδοσης αλλά και της διάρκειας ζωής των λαμπτήρων πυρακτώσεως, οι ερευνητές κατασκεύασαν τους λαμπτήρες χαλαζία – ιωδίου, γνωστούς ως λαμπτήρες αλογόνου, Εικόνα 6.15. Οι λαμπτήρες αλογόνου αποτελούν βελτίωση των λαμπτήρων πυρακτώσεως.

Εικόνα 6.15: Λαμπτήρες Αλογόνου

Γ. Λαμπτήρες φθορισμού

Οι λαμπτήρες φθορισμού είναι λαμπτήρες εκκένωσης αερίου οι οποίοι χρησιμοποιούν ηλεκτρισμό για τη διέγερση ατμών υδραργύρου. Οι λαμπτήρες αυτοί υπάρχουν σε διάφορα σχήματα και μεγέθη, με τα πιο κοινά, αυτών του σωλήνα (χρησιμοποιούνται για το φωτισμό γραφείων και καταστημάτων) και του συμπαγούς λαμπτήρα φθορισμού (χρησιμοποιείται για το φωτισμό σπιτιών), Εικόνα 6.16. Κατασκευάζονται σε τυποποιημένα μήκη (τα ευθύγραμμα) και διαμέτρους (τα κυκλικά) και για τάσεις δικτύου 230 V και 110 V.
Ο σωλήνας των λαμπτήρων αυτών περιέχει δύο νήματα πυρακτώσεως, αέρια, άζωτο, αργό και μια σταγόνα υδραργύρου. Επίσης, εσωτερικά ο σωλήνας είναι επιχρισμένος με φθορίζουσα ουσία, που συνήθως είναι ένωση θορίου πολύ τοξική.

Εικόνα 6.16: Λαμπτήρας Φθορισμού

Δ. Λαμπτήρας LED

Δίοδος Εκπομπής Φωτός (LED), Εικόνα 6.17, αποκαλείται ένας ημιαγωγός ο οποίος εκπέμπει φως στενού φάσματος όταν του παρέχεται μία ηλεκτρική τάση κατά τη φορά ορθής πόλωσης (forward-biased). Το χρώμα του φωτός που εκπέμπεται εξαρτάται από τη χημική σύσταση του ημιαγώγιμου υλικού που χρησιμοποιείται και μπορεί να είναι υπεριώδες, ορατό ή υπέρυθρο. Συνήθως, χρησιμοποιούνται κυκλώματα για την τροφοδοσία των led ώστε το ρεύμα που διέρχεται από αυτά να είναι διακοπτόμενο, άρα και να μικραίνει η κατανάλωση ενέργειας του λαμπτήρα, σε τόσο υψηλή συχνότητα, ώστε να μη γίνεται άμεσα αντιληπτό το φαινόμενο από το ανθρώπινο μάτι.

Εικόνα 6.17: Λαμπτήρας LED

Ε. Λαμπτήρας τόξου

Οι λεγόμενοι λαμπτήρες τόξου, Εικόνα 6.18, είναι ειδικοί λαμπτήρες που περιέχουν κυρίως ατμούς μετάλλων και ίσως βοηθητικά κάποιο ευγενές αέριο. Τα ηλεκτρόδιά τους εργάζονται “εν θερμώ”. Η θέρμανση αρχικά πραγματοποιείται με ιδιαίτερο κύκλωμα που διακόπτεται αυτόματα μόλις ξεκινήσει η ακτινοβολία του λαμπτήρα, οπότε και η θέρμανση διατηρείται από το ρεύμα του τόξου ή θερμαίνονται αυτοί από το ίδιο το τόξο που ξεκινάει υπό μορφή αίγλης και η οποία σχηματίζεται εξαιτίας του αερίου που περιέχει ο σωλήνας.
Η θέρμανση αυτών των λαμπτήρων αν και είναι χαμηλότερη εκείνης των λαμπτήρων πυρακτώσεως, καθίσταται απαραίτητη τόσο για την εξάτμιση του μετάλλου που περιέχουν, και που συνήθως είναι υδράργυρος (Hg) ή νάτριο (Na), όσο και για την περιορισμένη επιφάνεια των ηλεκτροδίων προκειμένου να εκπέμπουν εύκολα ηλεκτρόνια.

Εικόνα 6.18: Λαμπτήρες τόξου

• Ηλεκτρικές Συσκευές

Α. Ηλεκτρική Κουζίνα

Ηλεκτρική κουζίνα ονομάζεται μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για το μαγείρεμα των τροφίμων. Οι κουζίνες βασίζονται στην εφαρμογή της άμεσης θερμότητας για τη διαδικασία του μαγειρέματος και μπορεί να περιέχουν ένα φούρνο, που χρησιμοποιείται για το ψήσιμο. Για την παραγωγή της απαιτούμενης αυτής θερμότητας χρησιμοποιείται ηλεκτρικό ρεύμα και η ισχύς μιας τέτοιας συσκευής είναι περίπου 5000 Watt.

Β. Ηλεκτρικός Θερμοσίφωνας

Ο ηλεκτρικός θερμοσίφωνας είναι μια συσκευή που παράγει ζεστό νερό. Η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική μέσω μιας αντίστασης και η παραγόμενη θερμότητα θερμαίνει το νερό που βρίσκεται μέσα σε ένα δοχείο. Όταν η θερμοκρασία ξεπεράσει μια τιμή (ανάλογα με τη ρύθμιση) το κύκλωμα διακόπτεται. Η ισχύς ενός τυπικού θεροσίφωνα είναι περίπου 4000 W. Ως ηλεκτρικός θερμοσίφωνας μπορεί να λειτουργήσει τόσο ο ηλιακός όταν η ηλιακή ενέργεια δεν επαρκεί για τη θέρμανση του νερού και είναι σχεδιασμένος ως τέτοιος διπλής ενεργείας όσο και το boiler όταν είτε η ηλιακή ενέργεια είτε η ενέργεια λόγω κυκλώματος κεντρικής θέρμανσης δεν επαρκεί για τη θέρμανση του νερού και είναι σχεδιασμένο ως τέτοιο τριπλής ενεργείας. Ως άλλο είδος θερμοσίφωνα μπορεί να θεωρηθούν οι στιγμιαίοι θερμαντήρες (ταχυθερμοσίφωνες) των οποίων η ισχύς είναι της τάξης των 1800 Watt.

Γ. Ηλεκτρικό Πλυντήριο

Συσκευή για το πλύσιμο των ρούχων που χρησιμοποιεί ηλεκτρική αντίσταση για τη θέρμανση του νερού και κινητήρα για την περιστροφή του κάδου του με ισχύ περί τα 3700 Watt.

Δ. Θερμοσυσσωρευτής

Η αρχή λειτουργίας των θερμοσυσσωρευτών βασίζεται στην αποθήκευση της θερμικής ενέργειας η οποία έχει προέλθει από το οικονομικό νυχτερινό ηλεκτρικό ρεύμα και εκμετάλλευσή της κατά τη διάρκεια όλης της μέρας. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων.

Η λειτουργία των θερμοσυσσωρευτών είναι απλή και βασίζεται σε δύο παραμέτρους: τη φόρτιση και την εκφόρτιση.
H φόρτιση σχετίζεται με την “ποσότητα” της ηλεκτρικής ενέργειας που θέλουμε να αποθηκεύσουμε στο σώμα.
Η εκφόρτιση σχετίζεται με την ενέργεια που “παίρνουμε” από το σώμα υπό μορφή θερμότητας. Η ισχύς ενός οικιακού θερμοσυσσωρευτή μπορεί να φτάσει τα 6000 Watt.

Ε. Κλιματιστικό

Είναι μια ηλεκτρική συσκευή που με την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να θερμάνει ή να ψύξει ένα χώρο με ισχύ που κυμαίνεται από 500Watt έως 2500Watt.

Όλες οι παραπάνω συσκευές πρέπει να συνδέονται στον ηλεκτρικό πίνακα της οικίας με δικές τους ξεχωριστές γραμμές και να ασφαλίζονται αναλόγως. Συσκευές μικρότερης κατανάλωσης φορητές ή κινητές όπως τηλεοράσεις, υπολογιστές κ.λ.π. μπορούν να τροφοδοτούνται μέσω κοινών γραμμών ρευματοδοτών.

• ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ

Από τις υπάρχουσες διατάξεις προστασίας, στο πλαίσιο του ηλεκτρολογικού σχεδίου θα αναφερθούμε στον Διαφορικό Διακόπτη Διαφυγής Έντασης (ΔΔΕ) ή «Αντιηλεκτροπληξιακό διακόπτη», στις ασφάλειες και στον μηχανισμό αντικεραυνικής προστασίας συσκευών.

• Διαφορικός Διακόπτης Διαφυγής Έντασης

Ο Διαφορικός Διακόπτης Διαφυγής ΄Έντασης (Δ.Δ.Ε.) ή αντιηλεκτροπληξιακός διακόπτης, Εικόνα 6.19 είναι η συσκευή, η οποία όταν συμβεί για οποιοδήποτε λόγο διαρροή ρεύματος προς γη, αυτόματα προκαλεί τη διακοπή του. Προστατεύει λοιπόν από την ηλεκτροπληξία, μιας και αυτή είναι μία διαρροή ρεύματος προς γη μέσω του ανθρωπίνου σώματος. Ο διακόπτης αυτός, συγκρίνει συνεχώς την ένταση των αγωγών φάσεως και ουδέτερου και όταν η διαφορά τους γίνει μεγαλύτερη από 30 mA, τότε «υποθέτοντας διαρροή προς γη» μέσω ενός ρελέ προκαλεί γενική διακοπή.

Εικόνα 6.19: Διαφορικός Διακόπτης Διαφυγής Έντασης

Για να είναι αποτελεσματική η λειτουργία ενός τέτοιου διακόπτη Δ.Δ.Ε πρέπει αυτός να βρίσκεται στην αρχή του κυκλώματος που προστατεύει. Για το λόγο αυτό τοποθετείται στην αρχή του πίνακα διανομής μίας ΕΗΕ αμέσως μετά το γενικό διακόπτη και τη γενική ασφάλεια και έτσ προστατεύει και το μεγαλύτερο μέρος του πίνακα.

• Ασφάλειες

Ως ασφάλεια χαρακτηρίζεται μια διάταξη που χρησιμοποιείται για την προστασία των γραμμών των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Πρόκειται για ένα μεταλλικό νήμα που παρεμβάλλεται στη γραμμή που προστατεύει. Το νήμα αυτό υπερθερμαίνεται και τήκεται διακόπτοντας το κύκλωμα, όταν η ένταση του ρεύματος υπερβεί για ορισμένο χρόνο μια ορισμένη τιμή. Αν σε μια γραμμή ηλεκτρικής εγκατάστασης προκληθεί σημαντική αύξηση του ρεύματος πέρα από τα επιτρεπόμενα όρια, δηλαδή υπερένταση ή υπερβολική και απότομη αύξηση του ρεύματος δηλαδή βραχυκύκλωμα, τότε υπάρχει κίνδυνος να αναπτυχθούν μεγάλες θερμοκρασίες.

Αποτέλεσμα αυτών των μεγάλων θερμοκρασιών είναι να λιώσουν και να καταστραφούν οι μονώσεις των αγωγών με πιθανή συνέπεια να προκληθεί πυρκαγιά. Για τους λόγους αυτούς τοποθετείται μια ασφάλεια στην αρχή κάθε γραμμής για να διακόπτει την τροφοδότηση του ρεύματος, όταν αυτό ξεπεράσει την επιτρεπόμενη τιμή. Επίσης, η ασφάλεια μπαίνει πάντα στον αγωγό της φάσεως. Δεν επιτρέπεται να τοποθετηθεί στον αγωγό της γειώσεως και στον ουδέτερο.
Οι ασφάλειες είναι τα πιο φθηνά και τα πιο αξιόπιστα μέσα προστασίας έναντι των ρευμάτων βραχυκύκλωσης. Παρέχουν, επίσης, προστασία έναντι υπερφόρτισης της γραμμής. Από πλευράς κατασκευής οι ασφάλειες διακρίνονται σε κοχλιωτές και μαχαιρωτές ασφάλειες. Η βασική τους ιδιότητα είναι η μεγάλη ικανότητα διακοπής σε συνδυασμό με τον περιορισμό του ρεύματος βραχυκυκλώσεως.

Οι ασφάλειες σήμερα διακρίνονται σε δύο τύπους ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους: στις ασφάλειες τήξεως και τις αυτόματες ασφάλειες.

Α. Ασφάλειες τήξεως

Είναι ο παλαιότερος, ο πιο αξιόπιστος και απλούστερος τύπος ασφαλειών και χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρικά κυκλώματα οχημάτων, αλλά έχει και ευρεία οικιακή χρήση. Σε ένα μονωτικό περίβλημα από πορσελάνη, γυαλί ή πλαστικό (φυσίγγι) εγκλείεται ένας μικρός αγωγός (λεπτό συρματίδιο), του οποίου τα φυσικά χαρακτηριστικά είναι προϋπολογισμένα έτσι, ώστε να αντέχει μέχρι μια ορισμένη ένταση ρεύματος. Το ένα άκρο του σύρματος καταλήγει σε έναν χρωματιστό δείκτη ο οποίος δηλώνει, ανάλογα με το χρωματισμό του, την ονομαστική ένταση λειτουργίας της ασφάλειας. Όταν ο δέκτης παραμένει στη θέση του σημαίνει ότι η ασφάλεια είναι σε καλή κατάσταση. Στον Πίνακα 6.6 παρουσιάζονται οι ασφάλειες τήξης ανάλογα με την ονομαστική ένταση λειτουργίας τους.

Πίνακας 6.6: Ονομαστική ένταση ασφαλειών τήξης

Οι ασφάλειες τήξης, Εικόνα 6.20 ανάλογα με το είδος προστασίας που καλούνται να προσφέρουν πρέπει να έχουν τις ανάλογες ικανότητες και βαθμό ευαισθησίας. Είναι, για παράδειγμα, διαφορετική η προστασία που χρειάζεται ένα κύκλωμα φωτισμού από αυτή που χρειάζεται ένα κύκλωμα με κινητήρες ή με ηλεκτρονικά στοιχεία.
Σε κάθε ασφάλεια τήξης αναφέρονται τα εξής χαρακτηριστικά στοιχεία:
• Ονομαστική ένταση
• Τάση λειτουργίας
• Χαρακτηριστική λειτουργίας της ασφάλειας

Εικόνα 6.20: Ασφάλειες Τήξης

Β. Αυτόματες ασφάλειες

Οι αυτόματες ασφάλειες, Εικόνα 6.21, έχουν διαφορετική κατασκευή από τις ασφάλειες τήξης, αλλά και αυτές, διακόπτουν την τροφοδοσία σε περίπτωση υπερεντάσεως ή βραχυκυκλώματος, με παρόμοιο τρόπο. Μετά τη διακοπή όμως, δεν χρειάζεται να τις αντικαταστήσουμε, αλλα απλώς να «σηκώσουμε» το χειριστήριο και να αποκατασταθεί η τροφοδοσία.
Αποτελούνται από ένα ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο (ρελέ) και από ένα διμεταλλικό στοιχείο (θερμικό). Το ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο κάνει διακοπή σε περίπτωση βραχυκυκλώματος πολύ γρήγορα (εκατοστά ή και χιλιοστά του δευτερολέπτου), ενώ το διμεταλλικό διακόπτει σε περίπτωση υπερεντάσεως με καθυστέρηση μερικών δευτερολέπτων ή και λεπτών, ανάλογα με την υπερένταση.
Επειδή υπάρχει η μικρή πιθανότητα να κολλήσουν και να μην παρέχουν προστασία για πολύ μεγάλα ρεύματα βραχυκυκλώματος (3000 Α και άνω), πρέπει να τοποθετούμε ως γενική ασφάλεια του πίνακα μία ασφάλεια τήξεως και όχι αυτόματη ασφάλεια.

Εικόνα 6.21: Αυτόματη Ασφάλεια

Στον Πίνακα 6.7 βλέπουμε τις αυτόματες ασφάλειες που χρησιμοποιούνται περισσότερο ανάλογα με την ονομαστική τους ένταση.

Πίνακας 6.7: Ονομαστική ένταση αυτόματω ασφαλειών

Ανάλογα με τον αριθμό των πόλων που διακόπτουν διακρίνονται σε μονοπολικές και τριπολικές ασφάλειες. Οι μονοπολικές χρησιμοποιούνται σε μονοφασικές γραμμές και διακόπτουν τον αγωγό φάσης, ενώ οι τριπολικές χρησιμοποιούνται σε τριφασικές γραμμές και διακόπτουν ταυτόχρονα και τις τρεις φάσεις.
Όπως και οι ασφάλειες τήξης έτσι και οι αυτόματες ασφάλειες χαρακτηρίζονται από:
• Την ονομαστική (μέγιστη) ένταση λειτουργίας
• Τη χαρακτηριστική χρόνου – έντασης
• Την τάση λειτουργίας

Στον Πίνακα 6.8 φαίνονται η διατομή των αγωγών και οι ασφάλειες που χρησιμοποιούνται ανά γραμμή τροφοδότησης.

Πίνακας 6.8: Διατομές και ασφάλειες γραμμών τροφοδότησης

• Αντικεραυνική Προστασία Συσκευών

Συχνά κεραυνοί ενδέχεται να δημιουργήσουν ανωμαλίες στο δίκτυο του παρόχου ηλεκτρικής ενέργειας (ΔΕΗ) με αποτέλεσμα ένα κύμα υπέρτασης να φτάσει στην είσοδο του ηλεκτρικού πίνακα και να «βλάψει» τις ηλεκτρονικές συσκευές που είναι εγκατεστημένες στην αντίστοιχη οικία. Ο μηχανισμός αντικεραυνικής προστασίας είναι σχεδιασμένος ώστε να συγκρατεί αυτές τις υπερτάσεις. Το σχετικό κόστος του στον πίνακα είναι σίγουρα μικρότερο από τις υλικές ζημιές που θα μπορούσε να προκαλέσει ένα τέτοιο συμβάν.

• ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΑΣΘΕΝΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ

Σε μια Εσωτερική Ηλεκτρική Εγκατάσταση (Ε.Η.Ε) εκτός από τα κυκλώματα τροφοδοτήσεως των διαφόρων μηχανών και συσκευών καταναλώσεως, που καλούνται κυκλώματα ισχυρών ρευμάτων, έχουμε και τα κυκλώματα ασθενών ρευμάτων. Στα κυκλώματα ισχυρών ρευμάτων οι εντάσεις των ρευμάτων που κυκλοφορούν φθάνουν κανονικά σε πολλά αμπέρ και προέρχονται συνήθως από τάσεις τουλάχιστον 50V. Στα κυκλώματα ασθενών ρευμάτων οι εντάσεις των ρευμάτων που κυκλοφορούν είναι μόνο μερικά μιλιαμπέρ και προέρχονται από τάσεις μικρότερες των 50V. Οι χρησιμοποιούμενες πηγές για την τροφοδότηση των κυκλωμάτων ασθενών ρευμάτων είναι οι μετασχηματιστές ασθενούς ισχύος, οι μετατροπείς, οι ανορθωτές και οι συστοιχίες συσσωρευτών. Στα κυκλώματα αυτά δεν είναι δυνατόν να αναπτυχθεί και να διατηρηθεί ρεύμα βραχυκυκλώσεως επικίνδυνο για τις γραμμές ή τις συσκευές, επειδή η πηγή του ρεύματος έχει ασθενή ισχύ ή γιατί υπάρχει διάταξη περιορισμού του ρεύματος.
Το κατώτατο όριο διατομής των σταθερών αγωγών σε ορατή εγκατάσταση είναι 0.5mm2 για χάλκινους αγωγούς με πλαστική μόνωση και τοποθετούνται σε πλαστικούς σωλήνες. Οι αγωγοί αυτοί προστατεύονται με ειδικές ασφάλειες ασθενών ρευμάτων που τοποθετούνται στο δευτερεύον τύλιγμα των μετασχηματιστών.
Οι εγκαταστάσεις ασθενών ρευμάτων των κτιρίων περιλαμβάνουν:
τηλεπικοινωνιακές εγκαταστάσεις (τηλεφωνικές και τηλετυπικές), ασύρματη επικοινωνία -αναζήτηση προσώπων, εγκαταστάσεις ενδοσυνεννόησης, ηλεκτροακουστικές εγκαταστάσεις (μεγαφωνικές και μεταφραστικές), εγκαταστάσεις σηματοδότησης και ελέγχου, εγκαταστάσεις πυρανίχνευσης, εγκαταστάσεις ασφάλειας (ελέγχου εισόδου, διαρρήξεων και νυχτοφύλακα), εγκαταστάσεις κεντρικού ρολογιού, εγκαταστάσεις οπτικοακουστικής επικοινωνίας, εγκατάσταση κεραίας λήψης ραδιοφωνικών και τηλεοπτικών σημάτων και εγκατάσταση διανομής ραδιοτηλεοπτικών σημάτων.
Υπάρχουν πολλές ποικιλίες εγκαταστάσεων ασθενών ρευμάτων και οι συνδεσμολογίες, που χρειάζονται σε κάθε περίπτωση, δίνονται από τους κατασκευαστές των συστημάτων αυτών.