Information om användning av el i båtar både för 12/24V och 220V landström

Transkript

1 Information om användning av el i båtar både för 12/24V och 220V landström Vi går igenom och visar praktiskt dom olika punkterna nedan. Allt blandat med deltagarnas olika frågor. Jordfelsbrytare. Elsäkerhet och regler. Galvaniska strömmar. Zinc saver eller isolertransformator? Tips för att minska korrosionen med landström. Räcker batterierna till? Vad är spänning, ström, watt och effekt? Nomogram Batteriseparator Olika typer av säkringar Jan-Erik Alfredsson

2 Jordfelsbrytare. Den utan tvekan viktigaste prylen vid en landströmsanslutning Felströmmar är strömmar som på grund av isolationsfel i elektriska apparater eller installationer flyter till systemets nollpunkt via skyddsledaren eller direkt via marken. Människor och djur som kommer i berörning med trasiga och spänningsförande och därigenom genomflytes av en felström, är i högsta grad utsatt för fara. Felströmmar i form av krypströmmar som flyter mot jord via t.ex. varmvattenberedare, motor och propelleraxel medverkar till nedbrytning av materielen. Så här reagerar människan på ström Så här fungerar i princip en jordfelsbrytare. Till grund för jordfelsbrytartekniken ligger en lag som säger att summan av inkommande strömmar är lika med summan av utgående strömmar. I en jordfelsbrytare mäts dessa strömmar och jämförs med varandra. Är summan av strömmarna inte lika stor, dvs. en felström har uppstått, kopplas strömmen bort. Detta sker mycket snabbt och redan vid så små strömmar att människor och djur inte kommer till skada.

3 Elsäkerhetsverkets regler är till för att # Skydda liv # INTE båtar Förskrifter för anslutningskabel i båthamn # Kabel typ HO7RN-F (RDOE). Är en mångtrådig naturgummikabelmed extra tjock isolering. Lämplig kabel är 3x1,5 mm². Denna har då en ytterdiameter på # Andra typer av gummikabel har klenare isolering och får INTE användas. Samma gäller även för plastisolerad kabel. # En kabel bör vara utan skarvar och bör vara max. 25 meter. Kontakter # Industriutförande sk. CEE-don (blå kontakter enl. Eu-standard). Skarvar på en kabel # Måste skyddas för att fukt inte skall tränga in i kontaktdonen. # Fukt i en kontakt kan göra så att ytterhöljet på en kabel kan bli strömförande.

4 Övergångsdon eller övergångskabel? Båda är tillåtna men övergångskabel (CEE hane till vanligt jordat skarvuttag bör undvikas eftersom det lätt kommer in fukt i skarven. Bättre är då en adapter med CEE-don till vanligt uttag. Elintag och landströmscentral Elintaget bör vara av CEE-typ och skall placeras på en torr plats. Landströmcentralen skall placeras inne i båten och vara utrustad med automatsäkringar för både nolla och fas samt jordfelsbrytare. Installation. Starkströmsinstallationen i båt bör vara gjord av en behörig elektriker, men är inget krav numera. Det finns regler att följa. Som båtägare är du ansvarig för att installationen är gjord på ett riktigt och säker sätt.

5 Galvaniska strömmar. Den gröngula skyddsjorden kommer att följa transformatorjordens spänning i mittpunkt, så vi kommer att kunna mäta skillnaden i spänning mellan den vid båten och den lokala spänningen i havet. Det är denna spänningsskillnad som kallas obalansspänning. Denna spänning kan i Norden uppgå till c:a 5 volt. På kontinenten är denna obalansspänning max någon volt. Genom den gröngula ledaren kommer det således att flyta en ström (galvanisk ström) Det är här som Zinkanoder kommer in i bilden. Eftersom strömmen äter på en del metaller och dessutom olika mycket, gäller det att få strömmen att äta på en metall som vi kan offra. Zinkanoder eller som vi också säger offeranoder är en mycket viktig del i båtens utrustning. Dessa får under inga omständigheter målas över.

6 ZINC SAVER Förhindrar galvanisk korrosion med andra båtar och med bryggan, när du är ansluten till landström. Minskar även risken för läckströmskorrosion. I båtar med landströmsanslutning skall alla större metallföremål vara elektriskt anslutna med varandra och med skyddsjord i landströmsanläggningen. Anledningen är, att minska risken för olyckor som kan inträffa med skadad 230 V utrustning som blir spänningsförande. Nackdelen med denna jordförbindelse mellan alla metallföremål ombord är, att risken för galvanisk korrosion ökar mellan de föremål som är under vatten och som består av olika sorters metall. Därför måste båten förses med zinkanoder som skyddar de "svagare" metalldelarna. När denna "jordslinga" ansluts till landströms anläggningens skyddsjord uppstår risken både för galvanisk korrosion mellan båtar vid samma brygga anslutna till landström, och mellan den egna båten och stora metallföremål i vattnet. Såväl som för läckströmskorrosion. Det är faktiskt inte bara en risk, det händer vid varenda brygga där flera båtar är anslutna till landström. Den galvaniska korrosionen beror på att båtarnas olika metaller bildar galvaniska element genom att de är anslutna med varandra via landströms-anläggningens jordkabel. Detta tär i onödan på dina zinkanoder. Lösningen på problemet med galvanisk korrosion när du är ansluten till landström, är att montera en GALVANISK ISOLATOR i båtens landströmsanläggning. Den ansluts i serie med skyddsjord mellan landströmsanslutningen och jordfelsbrytaren och ger även ett visst skydd mot läckströmskorrosion ("elektrolytisk korrosion"). Denna förorsakas av att jordstiftet i landströmsanslutningen på bryggan inte har samma potential (spänning) som vattnet, utan vanligtvis några volt över vattnet

7 Isolertransformator Denna transformator skall ha ett förhållande på 1:1 dvs. 230 volt in och 230 volt ut. Som vi ser så har landsidans skyddsjord inte någon förbindelse med båtens jord (motor, laddare, vattenberedare). Nu har vi brutit förbindelsen mellan landsidans skyddsjord och havets jord och här finns inga galvaniska strömmar, orsakade av obalansspänning. I en hamn kan det ändå uppträda galvaniska strömmar, t.ex om det ligger en högspänningskabel nergrävd under bryggan. Det är inte tillåtet att montera in brytare som enbart kopplar bort skyddsjorden. Däremot kan man montera in ett jordat uttag med stickpropp, då bryts ju både spänningen och skyddsjorden.

8 Zinksaver eller isolertransformator? # Zinksaver skyddar endast mot spänningar upp till 1,4 V. # I många hamnar är spänningsskillnaden högre. # Enl. många bedömmare är en zinksaver samma som pengar i sjön. # Det enda som löser problemet med läckströmmar i skyddsledaren är en isolertransformator

9 Tips för att minska korrosionen med ansluten landström. # Använd inte landström mer än nödvändigt # Använd med fördel apparater som är dubbelisolerade, eftersom dessa inte kräver anslutning mot skyddsjord. # Dagens batteriladdare är oftast dubbelisolerade och ansluts således inte mot skyddsjorden. # Hur vet jag då att elektriska apparater är dubbelisolirade? Det bestämms av anslutningskontakten, som då saknar jordbläck. # Båtens varmvattenberedare MÅSTE, om du inte har en skyddstransformator, vara förbunden med skyddsjorden i båtens landcentral. # Använd inte varmvattenberedaren mer än nödvändigt. Det är en fördel om varmvattenberedaren koppals in via ett vägguttag och INTE med en strömbrytare, För när kontakten kopplas bort, bryts också förbindelsen med skyddsjorden.

10 Räcker batteriet? Att råka ut för energibrist (ingen ström kvar i batteriet) är både olustigt och kan få allvarliga konsekvenser. Sådana problem går att undvika om man har en tillräckligt stor batterikapacitet. I tabellen visas ett exempel på beräkning av batterikapacitet. Förbrukare Effekt Spänn Ström Tid Behov W V A tim Ah Belysning ,0 Värmare ,0 TV ,0 Kylskåp , ,0 Radio/CD , ,0 Vattenpump ,5 1 3,5 Div ,5 3 7,5 Kapacitetsbehov/dygn 132,0 Vid laddning i båtar bör faktor 1,7 användas. Då blir rekommenderad batterikapacitet 132 x 1,7 = 225 Ah. Vilket är samma som 3 st batterier á 75 Ah. Batteriplacering. Batteriet skall vara lätt åtkomligt och så fastsatt att det ej kan lossna. Om batteriet är så utfört att elektrolyten kan rinna ut vid stor krängning, skall det vara placerat i en batterilåda av syrabeständigt material. Batteriinstallationer över 200 Ah skall placeras i utrymme som är ventilerat ut till fria luften.

11 Vad är spänning, ström, watt och effekt? Vi skall här på ett så enkelt och lättfattligt sätt som möjligt klargöra några enkla regler vad gäller spänning, ström, motstånd, spänningsfall, effekt och kabelarea. Då det ligger i linje med klubbens säkerhetstänkande, så är det viktigt att vi vet vad vi gör när t.ex. ny utrustning skall installeras. Allt detta går att ha koll på genom lite matematik och att använda sig av Ohm s lag. Ohm s lag håller reda på förhållandet mellan spänning, ström, effekt och motstånd. Tycker du att detta verkar krångligt? Det är i verkligheten väldigt enkelt. Batteri 12 Volt = Spänning kabel Motstånd = Ohm Watt = Effekt Ampere = Ström Kylskåp Storheternas förkortning: Spänning = Volt (V) = U Ström = Ampere (A) = I Effekt = Watt (W) = P Motstånd = Ohm (R) = R Ohm s lag: U = R x I U = P / I I = U / R I = P / U P = U x I

12 1. Här några exempel: Vilken säkring skall användas till en VHF-radio som har en märkspänning på 12 V. och en effekt på 25 W. I = P / U I = 25 / 12 = 2,1 A. En säkring på 3,0A blir i detta fall lämplig. 2. En värmare vill inte gå så bra, har svårt för att starta. Dessutom går säkringen på 15A sönder ibland. Vad är det för fel? Vi förutsätter att kablarna är tillräkligt grova. Med en multimeter mäter vi spänningen över batteriet till 12,8 V. Vid värmaren mäter vi spänningen till 10,2 V. På vägen till värmaren försvinner således 2,6 V (får vara max 0,3 V). Vi hittar en glappande och oxiderad kabelsko som också känns varm. Varför är den varm? Jo det är förmodligen här dom borttappade 2,6 volten ligger. Vi vet ätt värmaren drar 12 A vid starten. Med hjälp av Ohm s lag kan vi då räkna ut effekten över kabelskon. P = U x I 2,6 x 12 = 31,2 W vilket är mycket och i ett längre förhållande en brandrisk. Kabelskon är också orsaken till att säkringen ibland går sönder. Man skall komma ihåg att en apparat alltid förbrukar den effekt som finns angiven på den, vilken medför att om U minskar så ökar I. Allt enl. Ohm s lag. 3. Ett ankarspel har en effekt på c:a 960 W. Motorn är på 12 V. Enl. Ohm s lag I = P / U blir strömmen 80A. Här kan då var och en se konsekvenserna av en glappande kabelsko. 4. Vi har köpt en VHF radio som skall installeras med rätt grovlek på kabeln och rätt storlek på säkringen. Vi vet att radion är på 12V. Och att effekten vid sändning är 30 W. Hur stor ström drar radio? Hur stor säkringen skall vara? Vad skall det vara för kabelarea? (Vi väntar till lite senare med denna fråga)

13 Nomogram. Nedan finns ett nomogram som kan användas vid dimensionering av kablar och gäller för 12 V och upp till 50 A och där strömstyrkan är känd. För 24 V skall arean halveras. Strömstyrka Area Längd

14 Principförslag på batteriseparatorer Med en batteriseparator menas system som används för att separera t.ex. ett startbatteri från ett servicebatteri (förbrukarbatteri). Dessa kan vara brytare (manuella), skiljerelä (elektromekaniska) eller dioder (elektroniska). I figuren ser vi ex. på manuella brytare (batterifrånskiljare). - START Huvudbrytare + Startnyckel Nackdelen är at man alltid måste komma ihåg att själv bryta strömmen från startbatteriet. Driftsäker, går att använda servicebatteriet för start av motorn. Gen. Huvudbrytare - + Säkringsdosa SERVICE Start Batteriseparator men skiljerelä. När motorn sätts igång och generatorn börjar ladda, så drar skiljerelät och även servicebatteriet börjar laddas. Så fort som motorn stängs av så separeras batterierna åt. Driftsäker. Nackdel är att om servicebatteriet är helt urladdat och motorn startas, så blir det under en kortare tid mycket hög strömrusning från startbatteriet servicebatteriet, vilket sliter på kontakterna i skiljerelät. Huvudbrytare - + Skiljerelä START Huvudbrytare - + SERVICE Gen. Startnyckel Start Säkringsdosa till Batteriseparator med skiljedioder. När motorn sätts igång börjar laddningen av båda batterierna. Batterierna är alltid separerade från varandra. - + START Startnyckel Dioderna fungerar på så sätt att dom endast släpper fram ström i den ena riktningen, medan dom spärrar i den andra, men genom diodernas konstruktion så får man ett spänningsfall på c:a 0,7 volt. Med detta följer att batterierna aldrig blir fulladdade. - + SERVICE Huvudbrytare Gen. Start Säkringsdosa För att kompensera detta måste man höja laddspänningen från generatorn motsvarande. Detta kan göras genom att använda sig av en yttre laddningsregulator. Nyare generatorer från Volvo Penta har en inbyggd batteriseparator, typ skiljediod.

15 Olika säkringar. Vid alla typer av elektriska installationer i båtar förekommer det olika typer av säkringar. Här följer de vanligaste i våra båtar. 1. Bladsäkring. Denna är den mest driftsäkra säkringen, eftersom den anses ge en säker funktion med liten risk för glappkontakt och korrision. 2. Automatsäkring Den vanligaste säkringen i dagens moderna båtar. Driftsäker och går att återställa när den har löst ut. 3. Porslinssäkring. Mindre bra och bör undvikas därför att det lätt uppstår korrosion, både i säkringshållaren och på säkringens kontaktytor. 4. Glasrörssäkring. Förekommer ofta i samband med instrumentpaneler med inbyggda säkringar. Fyllda glasrör är tröga och ofyllda glasrör är snabba. För den elektronikutrustning som finns i båtar rekommenderas oftast snabba säkringar.

16 FRÅGOR att fundera över Kan en jordfelsbrytare förhindra att en brand uppstår?? JA Jag ansluter aldrig min båt till landström. Måste jag trots det ha monterade offeranoder?? JA