إعدادإعداد

أسس تصميم األعمالأسس تصميم األعمال

والتركيبات الكهربائيه فى المبانىوالتركيبات الكهربائيه فى المبانى

أ.د / عبد الرزاق إبراهيم نصيرأ.د / عبد الرزاق إبراهيم نصير

أستاذ القوى الكهربائية – بكلية الهندسة – أستاذ القوى الكهربائية – بكلية الهندسة – جامعة عين شمسجامعة عين شمس

يلزم معرفة وحساب األحمال الكهربائية المتوقعه للمبنى وتشمل األحمال الكهربائية ما

يلى :

وتعتمد أحمال اإلنارة على عدد ونوعية وحدات اإلنارة المستخدمه والتى

تتحدد طبقا< الرتفاع األسقف وألوان الحوائط ........ ألخ

<E للمساحات المختلفه داخل يتم تحديدها طبقاالمبنى والغـرض المخصص لكل من هذه

المساحات وتتراوح عادة شدة اإلستضاءه من0لكس طبقا< لإلستخدام 700 إلى لكس 150

- أحمال إنارة1

: Socket load - أحمال مخارج 2

<E لعدد الدوائر الكهربيه التى تقوم يتم تحديدها طبقا Diversityبتغذية هـذه المخارج ومعامالت التباين

Factor التى يتم إستخدامها فى التصميم - أحمال قوى صغيرة :3

مثل السخانات الكهربائيه – أجهزة التكييف شباك أو سبليت ....إلخ

- أحمال قوى كبيرة : 4

مثل أحمال التكييف المركزى – التدفئة المركزية 0 إلخ …. للمبنى – أحمال المصاعد

- أحمال الخدمات الميكانيكية والطلمبات :5

تشمل أحمال طلمبات خزانات المياه وطلمبات إطفاء الحريق و طلمبات الصرف الصحى ومراوح

التهوية والشفط ....إلخ .

- أحمال متنوعة :6

مثل أحمال سنترال التليفونات – أحمال الحاسب 0 اآللى – أحمال أجهزة اإلنذار بالحريق ......إلخ

الحمل اإلجمالى للمبنى

يتم بعد ذلك تحديد إجمالى األحمال الكهربائية Diversity Factorباستخدام معامالت التباين

0المناسبة

ويتم توزيع األحمال على مختلف أدوار المبنى توزيع رأسى

أو على مختلف المبانى والمساحات بالموقع توزيـع أفقى

وذلك لتحديد أنسب مكان للوحة التوزيع الرئيسيه 0للمبنى

إختيار مكان لوحة التوزيع الرئيسيه للمبنى

أنسب مكان للوحة التوزيع الرئيسية ) المحول ثقل مركز الرئيسى( هو

ويتم تحديده بحساب األحمال الكهربائية المختلفة عزوم األحمال حول

0محور السينات وكذلك حول محور الصادات بأخد العزوم حول محور الصادات

( 2+ح1 )ح= 2س2 +ح 1س1ح س

بأخد العزوم حول محور السينات

( ص2+ح1 )ح= 2ص2 +ح1ص1ح

(إحداثيات مركز الثقلوبذلك يمكن تحديد س ، ص )

2س

1س

1صس

ص

2ص

1ح

2 ح

ص

س

بالنسبة للمبانى الرأسية يكون عادة مركز االحمال عند المبنى من أسفل تقريبا<1/3

مستوى Zero level األرض

( 1جراج )

( 2جراج )

الدور الثالثين

الدور الثانى

الدور األول

C .G

2/3 L

L/3

تقوم لوحة التوزيع الرئيسية بتغذية عدد من لوحات التوزيع الفرعية

(يجب أال تغذى أى حمل مباشرة)

قاطع رئيسى

قواطع

تغذية اللوحات

الفرعيه

إلى اللوحات الفرعيه للتوزيع

لوحة التوزيع الرئيسية

3 ph + N + E

قواطع التيار االوتوماتيكية

يتم توصيف قواطع التيار األوتوماتيكية باألتى :-

Rated Currentالتيار المقنن -

Short – Circuit Capacity- سعة القطع

بالنسبة للجهد فولت1000 - الجهد المقنن ) يكون عادة المنخفض (

No . of Polesعدد األقطاب -

- نوعية القاطع

1-P

2-P

3-P

4-P

m.c.b

m.c.c.b

Air – C.B

SF6 C.B

تكـون القواطـع األوتوماتيكية مـزودة عـادة< بالفصل تكـون القواطـع األوتوماتيكية مـزودة عـادة< بالفصل الحـرارىالحـرارى

Thermal TripThermal Trip وذلك للحماية من زيادة الحملوذلك للحماية من زيادة الحمل Over – Load Over – Load 00

الخواص الزمنيه لقواطع التيار األوتوماتيكية

وكـذلك مـزودة بالفصل وكـذلك مـزودة بالفصل المغناطيسى المغناطيسى

Magnetic TripMagnetic Trip للحماية من للحماية منحدوث حدوث

Short - CircuitShort - Circuitقصر قصر دائرةدائرة

فصل مغناطيسى

ص الفيوزات فصل حرارىخوا

زمن الفصل

التيار

IC. B I mag

بارات 4تحتوى اللـوحة على البارات ) للفازات الثالثة ولخـط التعادل ( وتكون

جميعها بنفس مساحة المقطع ، باإلضافة إلى بارة األرضى .

يتم تثبيت البارات داخـل اللوحـة باستخدام على جهد اللوحة المسافة بين البارات تعتمدعـوازل كهـربائية

Short – Circuitوكذلك على قيمة تيار القصـر Current تجاذب أو حيث أنه يوجـد قـوى

بين البارات نتيجة مرور التيارات فى تنافرالبارات

F ∞ I1 . I2

- +

I1

I2Repulsion Force

تنافر قوى

تنافر

+ +

I1

I2

Attraction

Force

تجاذب قوىتجاذب

يتم توصيف لوحـة التوزيع بالتيار المقـنن للوحـة ، الذى Short – Circuit Currentوكـذلك بتيـار القصر يمكن أن تتحمله اللوحة

من IPكما يتم توصيف اللوحة طبقا< لدرجة الحماية دخـول المـواد الغريبة أو األتربة وكذلك الحماية

من دخول رذاذ أو رشاشات المياه داخل اللوحة IP degrees ( Ingress Protection )

IP X X

IP X . Y خاص بدرجة الحماية من التالمس X* الرقم األول

مع البارات أو الحماية من دخول أجسام غريبة

فخاص بدرجة الحماية من دخول Y* الرقم الثانى داخل) المياه ( السوائل اللوحة

Ingress Protection (I P Protection)

Xالرقم الكودى األول . درجة الحمايه من التالمس أو دخول

األجسام الغريبه

Yالرقم الكودى الثانى .

المياه درجة الحمايه من دخولالرقم

الكودى0 ال توجد حمايه ال توجد حمايه

الحمايه من قطرات المياه المتساقطه رأسيا<

الحمايه من تالمس األصابع للتوصيالت الحيه داخل الجهاز والحمايه من دخول

مم50أجسام غريبه أكبر من

1

الحمايه من قطرات المياه المتساقطه بزاويه

مع الرأسى15حتى

الحمايه من تالمس األصابع للتوصيالت الحيه داخل الجهاز والحمايه من دخول

مم12أجسام غريبه أكبر من

2

60 water

الحمايه من قطرات المياه 60المتساقطه بزاويه حتى

3مع الرأسى الحمايه من دخول األسالك أو األجسام مم2.5الغريبه أكبر من

4 الحمايه من رذاذ المياه المتساقط من أى إتجاه

الحمايه من دخول األسالك أو األجسام مم1الغريبه أكبر من

5 الحمايه من المياه المندفعه من أى إتجاه

الحمايه الكامله من دخول اجسام غريبه

Ingress Protection (I P Protection) 2nd code digit : Degree of protection against

contact and ingress of liquids

1st code digit : Degree of protection against

contact and ingress of foreign bodiesCode digit

0 No protection No protection

1Protection against ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 50 mm

Protection against vertically falling water drops

2Protection against contact with the fingers , Protection against ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 12 mm

Protection against obliquely falling water , up to an angle of 15

3

Protection against contact with wires etc ., with diameters greater than 2.5 mm , or ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 2.5 mm

Protection against obliquely sprayed water , up to an angle of 60 from the vertical

4

Protection against contact with wires etc ., with diameters greater than 1 mm , or ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 1 mm

Protection against splash water from any direction

5Complete protection against contact with live parts , protection against harmful deposits of dust

Protection against water – jets from any direction

6Complete protection against contact with live parts , protection against ingress of dust

Protection against heavy seas , temporary flooding

Coordination Of C.B. Tripping Times

F

قاطع رئيسى

إلى اللوحات الفرعية لوحة توزيع

فرعية

قاطع ج

قاطع أ

قاطع ب

لوحة التوزيع الرئيسيه

بين )الخواص الزمنية لقواطع التيار أ و ب و ج التنسيق موضحا<القواطع ( أزمنة

التيار

زمن الفصل

I

قاطع أ

قاطع ب

قاطع ج

CBC

CBB

I CBA

Imag

C

I ImagB

magA

I

T

I

فى حالة عدم توافر الخواص الزمنية للقواطعفى حالة عدم توافر الخواص الزمنية للقواطع

فإن الطريقه التقريبية لضمان التنسيق بين قواطع التيار فإن الطريقه التقريبية لضمان التنسيق بين قواطع التيار هى أن يكون التيار المقننهى أن يكون التيار المقنن

التيار ألى من القواطع التيار ألى من القواطع أكبر من ضعفأكبر من ضعف للقاطع الرئيسى للقاطع الرئيسى .. الفرعيةالفرعية

سليم غير إختيارالتيار لقواطع

×

سليم إختيارالتيار لقواطع

√

قاطع رئيسى

أمبير100

أمب40 أمبير80ير

40 أمبير

أمبير100

قاطع رئيسى

40 أمبير

40 أمبير

Earth Leakage m .c . bEarth Leakage m .c . b

تيار الوقايه من التسرب األرضى _ يستخدم لحماية األفراد تيار الوقايه من التسرب األرضى _ يستخدم لحماية األفراد فى حاالت األحمال التى يمكن أن يلمسها اإلنسان أو فى فى حاالت األحمال التى يمكن أن يلمسها اإلنسان أو فى

حاالت إناره حمامات السباحه والحدائق ....ألخحاالت إناره حمامات السباحه والحدائق ....ألخ

I I LeakageLeakage = 5 m.A , 10 m.A , 20 m.A , 50 m.A = 5 m.A , 10 m.A , 20 m.A , 50 m.A

It is a 2-pole m.c.b When There is no leakage current to earth , It is a 2-pole m.c.b When There is no leakage current to earth , no flux will be in the iron coreno flux will be in the iron core. .

ملف )ب(

ملف ) أ (

Test Botton

L D

R

N

L

Trip Coil

AMP

Search coil

N

L

Selection of Suitable Cableإختيار الكابل المناسب Size

بالنسبة للتوصيالت الداخلية فى المبانى تكون جميع الكابالت المستخدمة ذات موصالت نحاسية

) ذات موصل واحد أو عدة موصالت (.

) أقصى درجة PVC العزل المستخدم يكون عادةCحوالى أقصى درجة حوالى XLPE ) أو 70

C 90)

يشترط أن تكون درجة الحرارة المولدة فى ال تتسبب (I2 R) الموصل نتيجة مرور التيار

فى إرتفاع درجة حرارة الموصل أعلى من الدرجةالقصوى المسموح بها للمادة العازلة المستخدمة

فى عزل الكابل

حيث : R المقاومة باألوم :

المقاومة النوعية : Lطول الموصل : Aمساحة مقطع الموصل :

درجة حرارة الكابل تعتمد على :

(I) - التيار المار فى الموصل - درجة حرارة الجو المحيط بالكابل حيث ترتفع

فى الشتاءخالل أشهر الصيف وتقل - وجود كابالت أخـرى مجاورة للكابل تقوم بتغذية

ستساعد هذه أحمال أخـرى حيث الكابالت المجاورة فى رفع درجة حرارة الكابل

R= A

L

حتى يمكن تحديد مساحة مقطع الموصل يلزم التفرقة بين ثالث تيارات وهى

I ratedأوال< : تيار الحمل التصميمى

وهو التيار الالزم للحمل

: القدرة الكهربية للحملP حيثV : الجهد بين طورينLine Voltage

cos φ معامل القدرة :

3√

P

V cos= I

rated

I C.Bثانيا< : التيار المقنن لقاطع التيار

وهو الذى سيتم عنده فصل الدائرة ويكون عادة

I C.B > I rated

I C.B 1.2 I rated

أما بالنسبة لألحمال الصغيرة فإن التيار المقنن للقاطع يمكن أن يصل إلى

I C.B 1.5 I rated

هو أن I rated بحيث يكون أكبر من I C.Bوسبب إختيار

يكـون القاطـع قادر على تغذية الحمل بصفة مستمرة بدون أن يتسبب ذلك فى إرتفاع درجة

الخاصة بالقاطع.Contactsحرارة أطراف التالمس

Cableثالثا< : التيار المقنن للكابل أو سعة الكابل Current Rating

وهو التيار الذى يمكن أن يمر فى الكابل بأمان بدون رفع درجة حرارة الكابل إلى درجة أعلى من

الدرجة القصوى المسموح بها للمادة العازلة المستخدمة فى عزل الكابل

I cable > I C.B

أى يقوم القاطع بفصل التيار قبل أن يصل التيار Iإلى أعلى قيمة مسموح بها للكابل ، وقيمـة

cable تعتمد على درجة حـرارة الجـو وعلى العوامل األخرى التى تساعد على رفع درجة

حرارة الكابل

كاآلتى : I cable ويتم حساب

I cable =

Correction Factorsهى معامالت التصويب : C.Fحيث

وهى تشتمل على1تكون أقل من : C.Fوقيمة

C.F

I C.B

C.F = Ca × Cg

ambientالتصويب الخاص بدرجة حرارة الجو : Caحيث

temp Cg : التصويب الخاص بتجميع الكابالتgrouping factor

أقل من Caوتكون يعتمد على عدد الكابالت المجاورة لبعضها(( 1

1 : أقل من Cgوكذلك

وبالتالى يتم تحديد مساحة مقطع الكابل المناسبة باستخدام جداول الكابالت مع األخذ فى اإلعتبار

طريقة تركيب الكابل ) مثبت على الحائط أو على حوامل كابالت أو داخل مواسير ... إلخ (

وبعد تحديد مساحة مقطع الكابل المناسب يلزم نتيجة Voltage Drop التحقق من أن الهبوط فى الجهد

مرور الحمل التصميمى ال تتجاوز الحدود المسموح من قيمته عند نقطة التغذية %2.5بها وهى الرئيسية

أى أن الهبوط فى الجهد بين نقطة التغذية الرئيسية فى المبنى وأبعد نقطة عن نقطة التغذية الرئيسية

220 فى حالة جهد التغذية فولت5.5يجب أال تتجاوز فولت

أما إذا كان هبوط الجهد أكبر من ذلك ، فإنه يتم إختيار كابل ذو مساحة مقطع أكبر أو يتم تقليل

طول الكابل للحد من هبوط الجهد.

شكرشكرا<ا<