Instalacje i Urządzenia
Elektryczne
Instalacje i Urządzenia
Elektryczne
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Projekt współfinansowany ze środków
Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Robert Frankowski
Toruń, Semestr zimowy 2012
Studium Politechniczne, Uniwersytet Mikołaja Kopernika
Materiały dydaktyczne
Zakład Fizyki Technicznej i Zastosowań Fizyki
2
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Transformator z rdzeniem ferromagnetycznym – uzwojenia nawinięte na rdzeniu z
materiału ferromagnetycznego. Reluktancja tego typu rdzenia jest setki, a niekiedy tysiące
razy mniejsza od reluktancji drogi strumienia magnetycznego w powietrzu. Zatem
transformatory tego typu charakteryzują się stosunkowo niewielkim strumieniem
rozproszenia.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
3
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Straty w rdzeniu transformatora z rdzeniem ferromagnetycznym:
●
straty histerezowe – związane ze zjawiskiem histerezy magnetycznej;
●
straty wiroprądowe – związane z przepływem prądów wirowych;
Moc strat histerezowych jest proporcjonalna do częstotliwości oraz do pola
powierzchni pętli. Można je obliczyć ze wzoru empirycznego Richtera:
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
p
n
=
f
100
B
m
2
B
m
- wartość maksymalna indukcji
magnetycznej w rdzeniu wyrażona w T;
- współczynnik materiałowy zawarty w
granicach 2,8 ... 4,4
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
4
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Ograniczenie strat możliwe jest poprzez wykonanie rdzenia z materiałów
charakteryzujących się wąską pętlą histerezy np. z materiałów magnetycznie miękkich.
Straty wiroprądowe są proporcjonalne do kwadratu indukcji magnetycznej w rdzeniu i
do kwadratu częstotliwości. Można je obliczyć ze wzoru Richtera:
Ograniczenie prądów wirowych uzyskuje się poprzez budowę rdzeni wykonanych z
blach izolowanych jednostronnie.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
p
w
=
f
100
2
B
m
2
B
m
- wartość maksymalna indukcji
magnetycznej w rdzeniu wyrażona w T;
- współczynnik materiałowy zawarty w
granicach od 1,1 dla cienkich blach o
grubości 0,35 ... 0,5 mm do 22,4 dla
grubych blach o grubosci 1 mm
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
5
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Zatem całkowite straty magnetyczne:
W przypadku transformatorów energetycznych można przyjąć:
Starty w stali są równe mocy pobranej przez transformator w stanie jałowym przy
napięciu znamionowym.
Uzasadnienie
Nie zależą od obciążenia !!!!! Zależą od kwadratu indukcji magnetycznej w rdzeniu!!!
Indukcja zaś zależy od przyłożonego napięcia.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
p
Fe
=
p
h
p
w
=
f
100
B
m
2
f
100
2
B
m
2
p
Fe
=
p
h
p
w
=
0.50.25
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
6
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Założenie!!!!
Prąd w uzwojeniu pierwotnym jest sinusoidalny.
W przypadku transformatora nieobciążonego w uzwojeniu pierwotnym popłynie prąd:
Gdzie:
- jest prądem magnesującym. Prąd ten wytwarza strumień magnetyczny i
jest w fazie ze strumieniem;
- jest to prąd strat w rdzeniu, związany ze zjawiskiem występowania strat
magnetycznych w rdzeniu. Prąd ten wyprzedza strumień magnetyczny o
kąt fazowy
π
/2.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
I
0
=
I
u
I
Fe
I
u
I
Fe
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
7
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Napięcie przyłożone do obwodu pierwotnego jest równoważone przez trzy napięcia:
●
Napięcie powstające na rezystancji R
1
w wyniku przepływu prądu w stanie
jałowym wynoszące
●
Napięcie indukcji własnej od zmian strumienia magnetycznego rozproszenia
Wynoszące
●
Napięcie zwane napięciem magnesującym od zmian strumienia magnetycznego
głównego:
Bilans napięć w obwodzie pierwotnym można zatem sformułować następująco:
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
z
1
s1
=
L
s1
I
0
j L
s1
I
0
R
1
I
0
U
u1
=
j z
1
g
U
1
=
R
1
I
0
j L
s1
I
0
j z
1
g
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
8
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Zmienny strumień magnetyczny indukuje napięcie również i w uzwojeniu wtórnym:
Zmiana obciążenia w obwodzie powoduje zmianę prądu w uzwojeniu wtórnym, co z kolei
wymusza zmianę prądu płynącego w uzwojeniu pierwotnym:
Prąd nazywamy prądem uzwojenia wtórnego sprowadzonym do uzwojenia
pierwotnego, natomiast przekładnią prądową transformatora.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
I
1
=
I
0
I
2
'
U
u2
=
j z
2
g
I
2
'
=
I
2
1
=
I
2
z
2
z
1
I
2
'
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
9
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
W obwodzie wtórnym występują cztery napięcia:
●
Napięcie magnesujące
●
Napięcie na rezystancji wywołane przepływem prądu
●
Napięcie indukcji własnej od zmian strumienia magnetycznego rozproszenia:
●
Napięcie na impedancji obciążenia:
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
z
2
s2
=
L
s2
I
2
U
2
=
Z
0
I
2
U
u2
R
2
I
2
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
10
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Ponieważ napięcie magnesujące ma charakter napięcia źródłowego, można zapisać:
Natomiast w warunkach obciążenia bilans napięć dla uzwojenia pierwotnego ma postać:
Gdzie prąd w uzwojeniu pierwotnym dany jest zależnością:
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
U
u2
=
R
2
I
2
j L
s2
I
2
U
2
I
1
=
I
u
I
Fe
I
2
'
U
1
=
R
1
I
1
j L
s1
I
1
U
u1
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
11
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Moduły napięć magnesujących:
Gdzie: - wartość skuteczna strumienia magnetycznego głównego,
- amplituda strumienia magnetycznego głównego.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
U
u1
=
2 f z
1
g
=
2
2
f z
1
gm
=
4,44 f z
1
gm
g
U
u2
=
2 f z
2
g
=
2
2
f z
2
gm
=
4,44 f z
2
gm
gm
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
12
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Wniosek!!!!
Napięcia magnesujące są zgodne w fazie i
wyprzedzają strumień magnetyczny główny
o kąt fazowy równy 90°.
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
13
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Pozostałe wnioski:
●
Stosunek modułów napięć magnesujących jest równy przekładni,
●
Jeżeli spadki napięć od prądów I
1
oraz I
2
na rezystancjach R
1
i R
2
oraz na
reaktancjach rozproszenia X
s1
=
ω
L
s1
oraz X
s2
=
ω
L
s2
są małe w porównaniu z
wartościami napięć U
1
i U
2
, wówczas stosunek napięcia pierwotnego do napięcia
wtórnego jest równy przekładni transformatora.
●
W celu określenia przekładni transformatora, mierzy się napięcie pierwotne i
wtórne w stanie jałowym
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
U
u1
U
u2
=
z
1
z
2
=
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
14
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Sprawność transformatora określana jest jako stosunek mocy czynnej pobranej przez
odbiornik P
2 ,
do mocy czynnej P
1
dostarczonej przez źródło dołaczone do obwodu
pierwotnego:
Moce te różnią się ze względu na straty powstające w transformatorze:
●
Straty jałowe – równe sa stratom magnetycznym w rdzeniu. Straty te nie zależą od
prądu obciążenia, związane są jedynie ze zjawiskiem histerezy magnetycznej i prądów
wirowych;
●
Starty obciążeniowe – są to straty mocy czynnej na rezystancjach uzwojeń. Są
proporcjonalne do kwadratu prądu płynącego w każdym z uzwojeń.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
=
P
2
P
1
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
15
Robert Frankowski
Transformatory z rdzeniem ferromagnetycznym
Na tej podstawie sprawność transformatora określana jest zależnością:
W celu określenia zależności opisującej strumień magnetyczny główny w rdzeniu i prąd
magnesujący należy:
●
Korzystając z prawa przepływu, znając wartość skuteczną prądu magnesującego oraz
średnią długość drogi strumienia magnetycznego w rdzeniu, wyznaczyć natężenie pola
magnetycznego:
●
Z krzywej magnesowania materiału rdzenia wyznaczyć indukcję magnetyczną, a
następnie strumień magnetyczny główny, znając przekrój rdzenia:
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
=
P
2
P
2
P
Fe
P
obc
z
1
I
u
=
H l
śr
g
=
BS
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
16
Robert Frankowski
Transformatory pomiarowe - przekładniki
Przekładniki służą do dopasowania mierzonego napięcia, prądu i mocy do zakresów
pomiarowych lub są stosowane ze względów bezpieczeństwa w celu odizolowania układów
pomiarowych od wysokiego napięcia.
Przekładnik napięciowy służy do obniżenia napięcia do takiej wartości, która umożliwia
dołaczenie do jego zacisków aparatury kontrolno-pomiarowej, mierników napięcia lub
układów zabezpieczeń. Zaciski pierwotne oznacza się wielkimi literami M-N a zaciski
wtórne odpowiednimi mu literami małymi m-n. Warunki pracy takiego przekładnika
zbliżone są do pracy transformatora w stanie jałowym.
Przekładnik prądowy służy do zmniejszania prądu do takiej wartości, która umożliwia
dołaczanie do jego zacisków mierników prądu i aparatury kontrolno-pomiarowej. Zaciski
pierwotne oznacza się wielkimi literami K-L a zaciski wtórne odpowiednimi mu literami
małymi k-l. Warunki pracy zbliżone do pracy transformatora w stanie zwarcia.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
17
Robert Frankowski
Transformator energetyczny
Transformatorem energetycznym nazywamy transformator elektryczny używany w
elektroenergetyce w procesie przetwarzania energii elektrycznej i jej dystrybucji. Jest
urządzeniem statycznym, przeznaczonym do przetwarzania układu napięć i prądów
przemiennych na jeden lub kilka układów napieć i prądów o innych na ogół wartościach,
lecz o tej samej częstotliwości.
Ze względu na charakterystykę pracy i parametry można wyróżnić następujące typy
transformatorów energetycznych:
●
transformator blokowy – transformator energetyczny stosowany w elektrowniach w
celu podwyższenia napięcia generatorowego produkowanego prądu do poziomu
napięcia sieci przesyłowej (220 lub 400 kV);
●
autotransformator wysokich napięć – transformator energetyczny stosowany w
miejscach przejść jednego napięcia przesyłowego na inne, np. z 400 kV do 200 kV;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
18
Robert Frankowski
Transformator energetyczny
●
transformator sieciowy mocy – transformator energetyczny sieciowy stosowany do
transformacji napięć przesyłowych 400 kV i 220 kV oraz napięcia dosyłowego 110 kV
na napięcia średnie 15 kV, 10 kV.
Pod względem konstrukcyjnych rozróżnia się dwa podstawowe rozwiązania:
●
transformator olejowy, którego rdzeń wraz z uzwojeniem jest zanurzony w zamknietej
pokrywą kadzi stalowej z olejem mineralnym lub syntetycznym stanowiącym element
izolacyjny;
●
transformator suchy z uzwojeniami oraz z rdzeniem znajdującym się w powietrzu lub
zalewie żywicznej, stosowany do mniejszych mocy i niektórych zastosowań
specjalnych.
Pod względem mocy znamionowych transformatory energetyczne dzieli się na 3 grupy:
●
I grupa - transformatory o mocy większej niż 100 MVA lub transformatory o górnym
napięciu nie mniejszym niż 220 kV;
●
II grupa - transformatory o mocy większej od 1600 kVA nie zaliczane do grupy I;
●
III grupa - transformatory o mocy nie większej niż 1600 kVA.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
19
Robert Frankowski
Transformatory energetyczne
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
20
Robert Frankowski
Transformator rozdzielczy
Transformatorem rozdzielczym nazywamy transformator energetyczny transformujący
napięcia sieci SN (np. 15, 20, 30 kV) na niskie (0,4 kV), odpowiednie do zasilania
urządzeń końcowych (odbiorniki przemysłowe, odbiorcy komunalno-bytowi, odbiorcy
indywidualni), w miejscach połączeń sieci średniego napięcia z siecią niskiego napięcia.
W zakresie nazewnictwa do określenia tej grupy transformatorów stosuje się również
termin "transformatory dystrybucyjne".
Transformatory rozdzielcze produkowane są najczęściej jako trójfazowe, w zakresie mocy
25kVA - 2,5 MVA. Transformatory rozdzielcze małych i średnich mocy (do 350 kVA) są
dostępne najczęściej jako trójfazowe w wykonaniu suchym (żywiczne) lub olejowym.
Transformatory o większej mocy stosuje się wyłącznie w wykonaniu olejowym, często
wyposażone w konserwator (połączony z transformatorem zbiornik oleju, w którym wychładza
się olej chłodzący transformator).
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
21
Robert Frankowski
Transformator rozdzielczy
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
22
Robert Frankowski
Połączenia uzwojeń transformatorów trójfazowych
Uzwojenia pierwotne i wtórne transformatorów trójfazowych mogą być połączone w układy:
●
gwiazdy (oznaczanej symbolem Y – w przypadku strony napięcia górnego lub y – dla
strony napięcia dolnego) - układ ten charakteryzuje się możliwością wyprowadzenia
punktu zerowego;
●
trójkąta (oznaczonego symbolami odpowiednio D lub d) - punkt zerowy jest w tym
przypadku niedostępny;
●
zygzaka (oznaczanego symbolami Z lub z) - charakteryzujący się możliwością
wyprowadzenia punktu zerowego, spotykany często po stronie napięcia niskiego w
transformatorach mniejszych mocy.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
23
Robert Frankowski
Kojarzenie uzwojeń transformatorów trójfazowych
●
układ gwiazda-gwiazda: w zależności od sposobu wyprowadzenia punktu zerowego
uzyskuje się przesunięcie fazowe po stronie wtórnej 0° lub 180°;
➢
0° w warunkach zgodnego połączenia zaczepów po obu stronach uzwojenia
transformatora (wewnętrznych albo zewnętrznych zarówno po stronie napięcia
górnego, jak i dolnego);
➢
180° w przypadku połączenia zaczepów wewnętrznych po jednej stronie, natomiast
zewnętrznych po drugiej stronie.
Jest przyjęte, że kąty przesunięcia fazowego oznacza się w godzinach tarczy zegarowej, na
której 30° odpowiada jednej godzinie. Stąd powyższe typy układów można oznaczyć jako
Yy0, Yy6.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
24
Robert Frankowski
Kojarzenie uzwojeń transformatorów trójfazowych
●
układ gwiazda-zygzak: przełączenie gwiazdy w zygzak wiąże się z obniżeniem napięć
fazowych i międzyprzewodowych 2√3. Stąd wynika, że uzwojenie napięcia niskiego
wymaga ok. 15% więcej materiału nawojowego (miedzi, aluminium) niż przy gwieździe.
W związku z tym straty obciążeniowe transformatora przy połączeniu uzwojenia wtórnego
w zygzak są o kilka procent większe niż przy połączeniu tego uzwojenia w gwiazdę.
UWAGA!!!!
Podczas pracy równoległej transformatorów trójfazowych, napięcia między zaciskami
jednoimiennymi strony wtórnej transformatora powinny być ze sobą w fazie, a zatem wartości
chwilowe odpowiednich napięć międzyzaciskowych muszą być w każdej chwili sobie równe. W
przeciwnym wypadku wystąpi zwarcie.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
25
Robert Frankowski
Kojarzenie uzwojeń transformatorów trójfazowych
●
układ trójkąt-gwiazda: w zależności od tego, czy w celu utworzenia gwiazdy wtórnej
transformatora połączy się wszystkie końce albo wszystkie początki uzwojeń wtórnych
(tak otrzymane gwiazdy byłyby odwrócone względem siebie o 180°), uzyska się
przesunięcia fazowe między wskazami napięcia dolnego i górnego odpowiadające
symbolom Dy11 i Dy5;
●
układ gwiazda-trójkąt: łącząc uzwojenie wtórne transformatora w trójkąt podczas, gdy
uzwojenie pierwotne jest połączone w gwiazdę, w zależności od konfiguracji połączenia
uzwojeń oraz wyznaczenia punktów poboru napięcia (bezpośrednio z końcówek
uzwojenia wtórnego bądź wyprowadzenia zacisków z punktów początkowych), można
uzyskać następujące wartości przesunięć faz: 330° = 11h, 150° = 5h, 30° = 1h. Symbole
tych układów połączeń to: Yd11, Yd5, Yd1.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
26
Robert Frankowski
Stacja/Transformator rozdzielczy
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
4. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Transformatory
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
27
Robert Frankowski
Oznaczenia alfanumeryczne przewodów oraz zacisków
przyłączeniowych odbiorników
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Rodzaj
zasilania
Rodzaj przewodów
Oznaczenie
przewodów
Oznaczenie zacisków
przyłączeniowych odbiorników
Prąd
przemienny
przewody robocze
- fazowe (liniowe)
- neutralny
L, LI, L2, L3
N
U, V, W
N
Prąd stały
przewody robocze:
- biegun dodatni
- biegun ujemny
- przewód środkowy
L +
L-
M
C
D
M
Prąd stały
lub
przemienny
przewód ochronny
przewód ochronno-neutralny w sieci
prądu przemiennego
przewód uziemiający
przewód wyrównawczy
uziemiony przewód środkowy M lub
roboczy L - i przewód ochronny PE
w sieci prądu stałego
PE
PEN
E
CC
FPE lub PER
PE
-
E
CC
1. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
4. Przewody i kable elektroenergetyczne
Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
28
Robert Frankowski
Zakresy napięciowe prądu przemiennego i stałego
1) podział zależy od warunków środowiskowych
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
4. Przewody i kable elektroenergetyczne
Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
29
Robert Frankowski
Obwody elektryczne w sieciach I zakresu napięcia
Obwód SELV jest obwodem napięcia bardzo niskiego nie przekraczającego napięcia
zakresu I bez uziemienia roboczego, zasilany ze źródła bezpiecznego (transformator ochronny,
przetwornica dwumaszynowa, baterie akumulatorów), zapewniający, niezawodne oddzielenie
elektryczne od innych obwodów.
Obwód PELV jest obwodem napięcia bardzo niskiego nie przekraczającego napięcia
zakresu I, z uziemieniem roboczym zasilany ze źródła bezpiecznego (transformator ochronny,
przetwornica dwumaszynowa, bateria akumulatorów) zapewniający niezawodne ddzielenie
elektryczne od innych obwodów.
Obwód FELV jest obwodem napięcia bardzo niskiego, nie zapewniający
niezawodnego oddzielenia elektrycznego od innych obwodów, a napięcie niskie
stosowane jest ze względów funkcjonalnych, a nie dla celów ochrony przeciwporażeniowej.
Źródłem zasilania może być np. autotransformator, transformator obniżający, prostownik.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
4. Przewody i kable elektroenergetyczne
Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
30
Robert Frankowski
Obwody elektryczne w sieciach I zakresu napięcia
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
4. Przewody i kable elektroenergetyczne
Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
31
Robert Frankowski
Układ sieciowy II zakresu napięcia
Układ sieciowy, w rozumieniu konfiguracji sieci elektroenergetycznej, określa sposób
połączenia punktu neutralnego transformatora z ziemią oraz z siecią przesyłową.
Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia mogą być wykonane jako uziemione lub
izolowane względem ziemi.
Różna też może być liczba przewodów przewodzących prąd i
różne systemy ochrony przeciwporażeniowej, w tym różne sposoby uziemienia obudów
chronionych urządzeń.
Sieci uziemione prądu przemiennego mają najczęściej uziemiony punkt neutralny uzwojeń
niskiego napięcia trójfazowych transformatorów obniżających. Jeżeli sieć jest uziemiona to
uziemienie powinno być wykonane możliwie blisko źródła zasilania (zwykle to ma miejsce w
stacji transformatorowej).
W sieciach izolowanych względem ziemi, zasilanych z sieci średniego napięcia stosuje się
bezpieczniki iskiernikowe włączone między punkt gwiazdowy (neutralny) transformatora a
ziemię.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
2. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
3. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
4. Przewody i kable elektroenergetyczne
Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
1. Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
2. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
3. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
4. Przewody i kable elektroenergetyczne
Zakresy napięciowe sieci rozdzielczych i instalacji elektrycznych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
32
Robert Frankowski
Sposoby uziemiania układów sieciowych – kody literowe
Połączenia sieci z ziemią przyjęto oznaczać za pomocą kodu literowego w którym:
1. Pierwsza litera (T lub I) oznacza związek pomiędzy układem sieci a ziemią;
2. Druga litera (N lub T) oznacza sposób połączenia z ziemią części przewodzących
urządzeń, nie pozostających w normalnych warunkach pracy pod napięciem;
3. Trzecia i czwarta litera (C lub/oraz S) określają:
●
Czy układ ma wspólny przewód ochronno-neutralny PEN (litera C)
●
Czy przewód neutralny (N) I ochronny (PE) są rozdzielone (litera S)
Oznaczenia liter:
T - terre (franc.) - ziemia;
N - neutral (ang.) - neutralny;
I - Isolate (ang.) - izolować;
C - combine (ang.) - łączyć, wiązać;
S - separate (ang.) - rozdzielać, oddzielać.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
2. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
3. Przewody i kable elektroenergetyczne
4. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
33
Robert Frankowski
Sposoby uziemienia sieci elektroenergetycznych NN
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Pierwsza litera
Druga litera
Trzecia i czwarta litera
Oznaczenie
układu
sieci
T
bezpośrednie połączenie jednego
punktu (neutralnego) układu sieci
z ziemią
N
bezpośrednie połączenie
dostępnych części
przewodzących z uziemionym
punktem neutralnym układu
sieci
C
funkcje przewodów neutralnych
i ochronnych pełni jeden
przewód w całym układzie sieci
TN-C
S
funkcje przewodów neutral. i
ochron. pełnią oddzielne
przewody w całym układzie sieci
TN-S
C-S
funkcje przewodów neutralnych
i ochronnych w części układu
pełni jeden przewód, a w innej
części układu oddzielne
przewody
TN-C-S
T
bezpośrednie połączenie z
ziemią podległych ochronie
dostępnych części
przewodzących niezależnie od
uziemienia punktu neutralnego
układu sieci
nie występują
TT
I
Wszystkie części będące pod
napięciem są izolowane od ziemi
lub punkt neutralny układu sieci
jest połączony z ziemią przez
impedancję o dużej wartości
nie występują
IT
1. Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
2. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
3. Przewody i kable elektroenergetyczne
4. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Sposoby uziemiania sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
34
Robert Frankowski
Układ sieciowy TN
W większości krajów europejskich, również w Polsce, najbardziej rozpowszechnionym
układem sieci oraz instalacji komunalnych i przemysłowych jest układ TN o napięciu
znamionowym 230/400 V.
W sieci TN przewód neutralny jest bezpośrednio uziemiany, a części odbiorników są
połączone z tym punktem:
●
przewodem ochronnym PE, w układzie TN-S
●
przewodem ochronno-neutralnym PEN w układzie sieci TN-C,
●
przewodem ochronnym PE w części układu i przewodem PEN w części układu
(sieć TN-C-S).
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
35
Robert Frankowski
Układ sieciowy TN-C
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
L1, L2, L3 – przewody fazowe,
PEN – przewód ochronno-neutralny,
Rb – uziemienie robocze
TN-C – wspólnym przewodem ochronno-neutralnym PEN
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
36
Robert Frankowski
Wady układu sieciowego TN-C
●
im większa asymetria obciążeń, tym większe napięcie względem ziemi panuje w
przewodzie ochronno-neutralnym w miejscu zainstalowania odbiorników,
●
w przypadku przerwy w przewodzie neutralnym, na stykach ochronnych gniazd
wtykowych może pojawić się pełne napięcie sieciowe
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
37
Robert Frankowski
Wady układu sieciowego TN-C
●
przy połączeniu opraw oświetleniowych prąd lampy płynie częściowo przez przewód
ochronno-neutralny, a częściowo przez zawieszenie do uziemionej konstrukcji. Przy
przerwie w przewodzie ochronno-neutralnym lampa świeci nadal, a całkowity prąd
płynie przez zawieszenie,
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
38
Robert Frankowski
Układ sieciowy TN-S oraz TN-C-S
W nowych modernizowanych sieciach konieczne jest stosowanie układu TN-S lub TN-
C-S. Związane jest to z normą dotyczącą bezpieczeństwa porażeniowego.
W tych układach przewód ochronno-neutralny PEN został rozdzielony na przewód
ochronny PE i neutralny N.
Zastosowanie powyższych układów zapobiega:
●
możliwości pojawienia się napięcia fazowego na obudowach odbiorników,
●
możliwości pojawienia się na przewodzie PEN napięcia niekorzystnego dla
użytkowanych odbiorników, wywołanego przepływem przez ten przewód prądu
wyrównawczego, spowodowanego zaistnieniem asymetrii prądowej w instalacji.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
39
Robert Frankowski
Układ sieciowy TN-S
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
TN-S – połączenie uziemionego bezpośrednio przewodu neutralnego z oddzielnym
przewodem ochronnym PE. Przewód ten służy wyłącznie do ochrony urządzeń, nie można
włączać go w jakikolwiek obwód prądowy, służy do tego oddzielny przewód neutralny N.
L1, L2, L3 – przewody fazowe,
N – przewód neutralny,
R
B
– uziemienie ochronne,
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
40
Robert Frankowski
Układ sieciowy TN-C-S
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
TN-C-S – w części bliższej transformatorowi
wspólnym przewodem PEN, w dalszej części
sieci odseparowane
L1, L2, L3 – przewody fazowe,
N – przewód neutralny,
R
B
– uziemienie ochronne,
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
41
Robert Frankowski
Układ sieciowy TT
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Układ sieciowy TT - posiada jeden punkt bezpośrednio uziemiony, natomiast części
przewodzące dostępne instalacji są przyłączone do uziomu niezależnego elektrycznie od
uziomu układu sieci.
L1, L2, L3 – przewody fazowe,
N – przewód neutralny,
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
42
Robert Frankowski
Układ sieciowy IT
W układzie sieciowym IT wszystkie części będące pod napięciem są izolowane od
ziemi, punkt neutralny układu sieci jest połączony z ziemią przez impedancję o dużej
wartości (dodatkowo punkt neutralny transformatora może być izolowany (podłączony przez
bezpiecznik iskiernikowy z uziomem), natomiast części przewodzące dostępne są
bezpośrednio połączone z ziemią niezależnie od uziemienia punktu neutralnego sieci.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
L1, L2, L3 – przewody fazowe,
N – przewód neutralny,
Ra – uziemienie ochronne,
Rr – uziemienie robocze
UKSI Z
L1
L2
L3
Część
przewodząca
dostępna
Ra
Rr
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
43
Robert Frankowski
Układ sieciowy IT
Zastosowania układu sieciowego IT:
●
w sieciach przemysłowych zasilających odbiorniki o znacznej mocy znamionowej, o
napięciu 500 V lub wyższym;
●
w instalacjach w szpitalach, zasilających aparaty i urządzenia elektromedyczne
mające bezpośredni kontakt z pacjentem, często podtrzymujących lub ratujących
życie.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Sposób oznaczania poszczególnych przewodów na schematach i planach elektrycznych:
●
przewody ochronne PE oraz ochronno-neutralne PEN muszą być dwubarwne, zielono-żółte,
przy czym stosunek powierzchni poszczególnych barw jest nie mniejszy niż 30: 70%.
●
Przewody neutralne N oraz środkowe M (w instalacjach prądu stałego) powinny mieć
barwę jasnoniebieską.
1. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
2. Przewody i kable elektroenergetyczne
3. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
4. Uziemienia
Układy sieci i instalacji elektrycznych niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
44
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
Oznaczenia izolowanych i gołych przewodów oraz kabli w instalacjach
elektrycznych stosuje się w celu identyfikacji, a tym samym zwiększenia stopnia
bezpieczeństwa i uniknięcia wieloznaczności.
W oznaczeniach stosuje się następujące barwy:
●
czarna (black, BK);
●
brązowa (brown, BN);
●
czerwona (red, RD);
●
pomarańczowa (orange, OG);
●
żółta (yellow, YE);
●
zielona (green, GN);
●
niebieska, jasnoniebieska (blue, light blue, BU);
●
fioletowa (violet, VT);
●
szara (grey, GY);
●
biała (white, WH);
●
różowa (pink, PK);
●
złota (gold, GD);
●
turkusowa (turguoise, TQ);
●
srebrna (silver, SR);
●
zielonożółta (green-and-yellow, GNYE).
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
45
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
UWAGA !!!!!!!!
Z powodów bezpieczeństwa nie powinna być używana pojedyncza barwa zielona i
pojedyncza barwa żółta w miejscach, gdzie występuje ryzyko pomyłki z kombinacją
przewodu barwy zielono-żółtej zarezerwowanej wyłącznie dla oznaczenia przewodu
ochronnego.
Zaleca się, aby barwa zielono-żółta była stosowana z następującymi barwami:
●
jasnoniebieską
,
●
czarną
●
brązową
.
Gdy żyły przewodu wielożyłowego są oznaczone różnymi barwami, wówczas oznaczenia literowe
barw powinny być oddzielone znakiem plus.
Przykład:
BK+BN+BK+BU+GNYE.
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
46
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
UWAGA !!!!!!!!
Barwa jasnoniebieska jest przeznaczona dla przewodu neutralnego N lub przewodu
środkowego M, Barwa ta nie może być używana w celu identyfikacji innych przewodów,
jeżeli może zaistnieć możliwość pomyłki. W przypadku braku żył N lub M w przewodzie
wielożyłowym, żyła oznaczona barwą jasnoniebieską może być wykorzystana dla innych
celów z wyjątkiem wykorzystania jej jako żyły ochronnej.
Jeżeli stosuje się oznaczenie barwne, to gołe przewody szyn zbiorczych wykorzystane jako
przewody N lub M powinny być oznaczone barwą jasnoniebieską na całej długości lub w
postaci jasnoniebieskich pasków (light blue strips) szerokości 15~100 mm, umieszczonych
w określonych odległościach od siebie albo we wszystkich widocznych i dostępnych
miejscach. Za określoną odległość uważa się odległość, przy której w danych warunkach
jest zawsze zapewniona możliwość identyfikacji.
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
47
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
UWAGA !!!!!!!!
Kombinacja dwubarwna zielono-żółta powinna być używana tylko do oznaczeń i
identyfikacji przewodu ochronnego PE. Jeżeli przewód ochronny może być łatwo
zidentyfikowany przez jego kształt, konstrukcję lub usytuowanie, np, przewód
koncentryczny, to nie jest konieczne oznaczenie na całej długości. Wymagane jest wówczas
oznaczenie zakończeń przewodu i części dostępnych za pomocą wyraźnych symboli
graficznych (graphical symbols} lub kombinacji dwubarwnej zielono-żółtej.
Gołe przewody lub szyny zbiorcze wykorzystane jako przewód ochronny PE powinny być oznaczone
barwami żółtą i zieloną na przemian, w postaci pasków o szerokości 15-100 mm stykających się ze sobą
(close together) na całej długości przewodu, albo we wszystkich dostępnych i widocznych miejscach.
Jeżeli do oznaczenia przewodu PE stosuje się taśmę samoprzylepną, to powinna ona być wyłącznie
dwubarwna, zielono-żółta.
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
48
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
W USA i Kanadzie do oznaczenia przewodu neutralnego i środkowego używa się
barwy białej jako równoważnej do jasnoniebieskiej, natomiast do oznaczenia przewodu
ochronnego używa się barwy zielonej jako równoważnej do kombinacji dwubarwnej
zielono-żółtej.
Przewód ochronno-nentralny PEN izolowany powinien być oznakowany zgodnie z
normą (PN-IEC 60364-5-51) jedną z następujących metod (w Polsce są stosowane obie
metody):
●
barwą zielono-żóltą na całej długości i dodatkowo jasnoniebieskimi znacznikami
przy zakończeniach,
●
barwą jasnoniebieską na całej długości i dodatkowo zielono-żóltymi znacznikami
przy zakończeniach.
UWAGA!!!
Nie wymaga się identyfikowania określonymi barwami przewodów fazowych.
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
49
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
Rodzaj przewodów
Identyfikacja
Oznaczenia zacisków
przyłaczeniowych
alfanumeryczna
barwą
Prąd przemienny
Przewody fazowe
L1, L2, L3
Nie normalizuje się
(zaleca się kolor
czarny i brązowy)
U,V,W
Przewód neutralny
N
jasnoniebieski
N
Prąd stały
Biegun dodatni
L+
Nie normalizuje się
(zaleca się kolor
czarny i brązowy)
C
Biegun ujemny
L-
D
Przewód środkowy
M
jasnoniebieski
M
Oznaczenia identyfikacyjne przewodów i zacisków przyłączeniowych odbiorników
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
50
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami – sieć TN-C
R
B
- uziemienie układu sieci
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
51
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami – sieć TN-S
R
B
- uziemienie układu sieci
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
52
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami – sieć TN-C-S
R
B
- uziemienie układu sieci
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
53
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami – sieć TT
R
B
- uziemienie układu sieci
R
A
- uziemienie przewodu ochronnego
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
54
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
Przewody i kable wielożyłowe, które zawierają żyłę ochronną o barwie zielono-
żółtej, powinny mieć (wg IEC oraz PN-90/E-05029) żyły o następujących barwach:
●
zielono-żółta (GNYE) + czarna (B K)
- jeżeli są dwie żyły,
●
zielono-żółta (GNYE) + czarna (BK) + jasnoniebieska (BU)
- jeżeli są trzy żyły,
●
zielono-żółta (GNYE) + czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) + brązowa (BN)
- jeżeli są
cztery żyły,
●
zielono-żółta (GNYE) + czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) + brązowa (BN) + czarna
(BK)
- jeżeli jest pięć żył,
W przypadku sześciu i więcej żył:
●
zielono-żółta (GNYE) + brązowa (BN) z liczbą porządkową
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
55
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
Przewody i kable wielożyłowe, które nie zawierają żyły ochronnej o barwie
zielono-źółtej, wg IEC oraz PN-90/E-05029 powinny mieć żyły o następujących
barwach:
●
czarna (BK) +
jasnoniebieska
(BU)
-
jeżeli są dwie żyły,
●
czarna (BK) +
jasnoniebieska
(BU) +
brązowa
(BN) + czarna (BK)
- jeżeli są cztery żyły,
●
czarna (BK) +
jasnoniebieska
(BU) +
brązowa
(BN) + czarna (BK) + czarna (BK)
- jeżeli
jest pięć żył.
W przypadku sześciu i więcej żył:
●
czarna (BK) z odpowiednią liczbą oznaczającą kolejny numer żyły.
1. Przewody i kable elektroenergetyczne
2. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
3. Uziemienia
4. Impedancja ciała człowieka
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami w sieciach niskiego napięcia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
56
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne
Przewody elektroenergetyczne służą do przewodzenia prądu elektrycznego w liniach
elektroenergetycznych, instalacjach elektrycznych i telefonicznych oraz innych, stanowiąc
połączenie odpowiednich źródeł zasilania z odbiornikami energii elektrycznej, urządzeniami
teletechnicznymi, przyrządami pomiarowymi, sygnalizacyjnymi i innymi.
Przewód YLYu
OWY
YDYt
YDYp
Żyły przewodów mogą być wykonane jako jedno- lub
wielodrutowe (linki). Linki mogą być zwykłe, skręcone z kilku
pojedynczych drutów oraz giętkie powstałe przez skręcenie
wielu drutów o bardzo małej średnicy, przeznaczone do zasilania
odbiorników ręcznych i ruchomych.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
57
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne
Zasadniczą częścią przewodu jest żyła wykonana z miedzi miękkiej (wyżarzonej) o
konduktywności nie mniejszej niż 58 Sm/mm
2
, czyli 58 m
/(Ω
mm
2
), lub z aluminium półtwardego
o konduktywności nie mniejszej niż 35 Sm/mm
2
w temperaturze 20°C. Znamionowe przekroje
poprzeczne żył przewodów wynoszą od 0,20 do 500 mm
2
, bądź więcej. Dzięki temu możliwy jest
dobór przewodu najbardziej właściwego do spodziewanego obciążenia prądowego.
Wybór typu przewodów i sposobu instalowania zależy od:
●
właściwości środowiska;
●
właściwości ścian lub innych części obiektu budowlanego przeznaczonych do
układania przewodów;
●
dostępności przewodów dla ludzi i zwierząt;
●
oddziaływań elektromechanicznych mogących powstać podczas zwarć;
●
innych oddziaływań, na które mogą być narażone przewody podczas budowy instalacji
elektrycznej lub/i w czasie jej eksploatacji.
Izolację przewodów wykonuje się przeważnie z polwinitu, gumy, polietylenu oraz z tworzyw
termoutwardzalnych, fluoroorganicznych w postaci jednej bądź kilku warstw.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
58
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne
Graniczna dopuszczalna długotrwale temperatura żył przewodów o izolacjach:
●
gumowej wynosi 60ºC;
●
polwinitowej wynosi 70ºC;
Przewody elektroenergetyczne wytwarza się na następujące napięcia znamionowe:
●
300/300V;
●
300/500V;
●
450/750V;
●
600/1000V;
Pierwsza z liczb oznacza dopuszczalną skuteczną wartość napięcia pomiędzy żyłą a ziemią lub
ekranem, natomiast druga napięcie pomiędzy poszczególnymi żyłami, przy których przewody
mogą trwale pracować bez uszkodzeń wywołanych polem elektrycznym w izolacji.
Przewody o specjalnym przeznaczeniu (np. górnicze, samochodowe, lotnicze) mogą być
również wykonywane na inne napięcia znamionowe.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
59
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne - oznaczenia
Konstrukcja żyły:
D – żyła jednodrutowa; L – żyła wielodrutowa (linka);
Lg – żyła wielodrutowa giętka;
Materiał żyły:
bez oznaczenia – miedź; A – aluminium
Przykład:
D, L – przewody gołe o żyłach miedzianych;
AD, AL – przewody gołe o żyłach aluminiowych;
Rodzaj izolacji i powłok ochronnych:
G – guma; Y – polwinit; XS – polietylen usieciowany;
Przykład:
DG, LG, ADG – przewody o izolacji gumowej;
DY, ADY, ALY – przewody o izolacji polwinitowej;
YADY, YLY – przewody o izolacji i powłoce polwinitowej;
YKXS, YAKXS – przewody o izolacji z polietylenu usieciowanego i powłoce z
polwinitu;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
60
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne - oznaczenia
Inne oznaczenia:
t – wtynkowy; d – o zwiększonej grubości izolacji; p – przewód płaski;
C – izolacja odporna na działanie podwyższonej temperatury;
Pp – przewód płaski do przyklejania, n – z linką nośną;
Żo – żyła zielono-żółta; u – uzbrojony; y – osłona polwinitowa;
Przykłady:
YDYt, YADYt – przewody wtynkowe o izolacji PVC (plastyfikowany polichlorek
winylu);
DYc, LYc – przewody o izolacji polwinitowej ciepłoodpornej;
YDYpp, YADYpp – przewody o izolacji i powłoce polwinitowej, płaskie do
przyklejania;
YDYn, YALYn – przewody o izolacji i powłoce polwinitowej z dodatkową linką
nośną stalową;
Pozostałe:
YDYp, YLYżo, YLYużo, YLYuyżo, Dyd, itp.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
61
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne – zakres stosowania
Przewody jednożyłowe:
Zakres:
Do układania w pomieszczeniach suchych, w rurkach pod tynkiem i na tynku;
DY 300 (0.5-4 mm
2
); DY750 (1-10 mm
2
); LY300 (0.35-6 mm
2
); LY750 (0.35-120 mm
2
);
ALY750 (16-120 mm
2
);
Zakres:
jw. lecz narażonych na działanie podwyższonej temperatury np. do 105ºC;
LYc 300 (0.35-2.5mm
2
); DYc750 (0.35-6 mm
2
);
Zakres:
Do układania na stałe w pomieszczeniach wilgotnych i na zewnątrz budynków, do
przyłączy domowych;
DYd 750 (1-10 mm
2
); LYd 750 (10-120 mm
2
);
ALYd 750 (16-120 mm
2
);
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
62
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne – zakres stosowania
Przewody jednożyłowe:
Zakres:
Do układania w instalacjach narażonych na drgania, wielokrotne zginanie, do połączeń
ruchomych elementów odbiorników;
●
w pomieszczeniach suchych: LgY 300 (0.5-2.5 mm
2
); LgY 750 (1-120 mm
2
);
●
w pomieszczeniach wilgotnych: LgYd 750 (1-120 mm
2
);
●
w pomieszczeniach wilgotnych w instalacjach pracujących w temperaturze do 85ºC:
LgYc 750 (0.35-120 mm
2
);
Przewody wielożyłowe:
Zakres:
Do układania na stałe w pomieszczeniach suchych i wilgotnych na tynku i pod tynkiem;
YDY 450/750 2x(1-6mm
2
); 3x(1-6mm
2
); 4x(1-6mm
2
);
YDYp 300/500 2x(1-10mm
2
); 3x(1-10mm
2
); 4x(1-10mm
2
);
YLY 1000 od 1x(1.5-150mm
2
)do 4x(1.5-150mm
2
); 7x(1.5-150mm
2
); 10x(1.5-150mm
2
);
YALY 1000 od 1x(16-150mm
2
)do 4x(16-150mm
2
);
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
63
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne – zakres stosowania
Przewody wielożyłowe:
Zakres:
Przewody samonośne do budowy linii elektroenergetycznych nadziemnych, izolowane
polietylenem usieciowanym (AsXS np. 2x(16-35mm
2
)) oraz polietylenem
usieciowanym odpornym na rozprzestzrzenianie się płomienia (AsXSn).
Jako przewody do odbiorników ruchomych i przenośnych stosuje się sznury i przewody oponowe
wielożyłowe, oznaczone literami S lub O na początku kodu literowego. Przewodów tych używa się w
różnorodnych warunkach zależnie od przeznaczenia:
●
Sznury mieszkaniowe (SMY);
●
Przewody oponowe mieszkaniowe i warsztatowe (OMY, OW, OWY)
●
Przewody oponowe przemysłowe (OPI, Opd);
●
Dźwigowe (OD);
●
Spawalnicze (OS);
●
Górnicze (OG, YOGY);
●
Do pomp głębinowych (OGR, OGŁY).
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
64
Robert Frankowski
Przewody elektroenergetyczne – zakres stosowania
Przykład:
YLY 4x10mm
2
- linka miedziana czterożyłowa o przekroju każdej żyły 10mm
2
; izolacja każdej żyły
oraz i wspólna powłoka wykonana z polichlorku winylu (PCV);
Sposoby prowadzenia przewodów:
●
pod tynkiem – w rurkach bądź zatapiane;
●
w tynku – przewody wtynkowe;
●
na tynku - w rurach polwinitowych; w rurach stalowych; w listwach;
●
na korytkach, drabinkach, wspornikach;
●
w kanałach kablowych (podłogowych, naściennych);
Zadanie:
Odczytać informacje na temat przewodu oznaczonego symbolem:
YALY 1000 2x16;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody kable i łaczniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
65
Robert Frankowski
Kable elektroenergetyczne
Kable – wyroby składające się z jednej lub większejliczby żył izolowanych, zaopatrzonych w szczelną
powłokę zewnętrzną chroniącą izolację żył przed wilgocią, wpływami chemicznymi i dowolnymi
innymi oddziaływaniami środowiskowymi.
Kable układane mogą być:
●
w ziemi;
●
wewnątrz i na zewnątrz pomieszczeń;
●
w kanałach kablowych;
●
na różnego typu konstrukcjach.
Jako izolacje żył stosuje się polwinit (PVC), polietylen oraz w kablach na napięcie znamionowe
wyższe niż 1kV również papier izolacyjny nasycony specjalnym syciwem. Powłoki zewnętrzne kabli
wykonuje się obecnie przeważnie z polwinitu.
Kable przeznaczone do układania w warunkach występowania narażeń mechanicznych, przede
wszystkim sił rozciągających, posiadają zewnętrzny pancerz wykonany z taśm stalowych lub drutów
stalowych.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
66
Robert Frankowski
Kable elektroenergetyczne – symbole literowe
Symbol:
K – kabel z żyłami miedzianymi o izolacji papierowej przesyconej i powłoce ołowianej;
Przykład:
KFt;
Symbol:
KY – kabel z żyłami miedzianymi o izolacji polwinitowej i powłoce ołowianej;
Przykład:
KYFt;
Symbol:
YKY – kabel z żyłami miedzianymi o izolacji polwinitowej i powłoce polwinitowej;
Przykład:
YKY;
Symbol:
YKX, YKXS – kabel o żyłach miedzianych i izolacji z polietylenu termoplastycznego
(X) oraz usieciowanego (XS) i powłoce polwinitowej;
Przykład:
YKX, YKXS;
Symbol:
A – umieszczona przed literą K oznacza kabel z żyłami aluminiowymi
Przykład:
YAKY;
A – umieszczona na końcu symbolu oznacza zewnętrzną osłonę włóknistą
Przykład:
AKFtA;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
67
Robert Frankowski
Kable elektroenergetyczne – symbole literowe
Symbol:
Ft, Fp, Fo – kabel opancerzony taśmami stalowymi (Ft), płaskimi drutami stalowymi
(Fp), okrągłymi drutami stalowymi (Fo);
Przykład:
Kft; KYFoy, AKFpY
Symbol:
y – umieszczone na końcu symbolu oznacza zewnętrzną osłonę z polwinitu
Przykład:
AKYFty;
Symbol:
H – umieszczone na początku symbolu oznacza kabel z żyłami ekranowymi;
Przykład:
HAKFty;
Symbol:
n – umieszczone po kiterze K oznacza kabel z syciwem nieściekającym, a umieszczone
po symbolu oznaczającym powłokę oznacza kabel odporny na rozprzestrzenianie się
płomienia;
Przykład:
KnFt, YKYFtyn;
Symbol:
żo – umieszczone na końcu oznacza że kabel posiada żyłę ochronną żółto-zieloną;
Przykład:
YAKY-żo;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
68
Robert Frankowski
Kable elektroenergetyczne – symbole literowe
Symbol:
S – umieszczone po literze K oznacza kabel sygnalizacyjny
Przykład:
YKSY
Kable sygnalizacyjne mogą posiadać nawet po kilkadziesiąt żył o stosunkowo niewielkim przekroju.
Przeznaczone są do zasilania urządzeń elektrycznych kontrolnych, sterowniczych, pomiarowych itp. W
zależności od konstrukcji mogą być ukłądane w ziemi, w kanałach, na konstrukcjach, w szybach itp.
Symbol:
N – materiał bezhalogenowy o zwiększonej odporności na rozprzestrzenianie się ognia;
Przykład:
NKYFtN, NKXSFtN;
Są to kable do zastosowań specjalnych. Przeznaczone do instalowania w pomieszczeniach w których
wybuch pożaru może mieć skutki szczególnie tragiczne. Do miejsc tych można zaliczyć:
●
Tunele;
●
Stacje metra;
●
Szpitale;
●
Teatry;
●
Duże domy towarowe;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
69
Robert Frankowski
Przewody szynowe
Przewody szynowe przeznaczone są do przesyłu i rozdziału energii elektrycznej oraz zasilania
odbiorników siłowych i oświetleniowych o mocach znamionowych od umiarkowanych do bardzo
dużych. Przewody takie pełnią funkcję rozbudowanych przestrzennie rozdzielnic, dzięki czemu unika
się stosowania wielu kabli.
Przewody szynowe na napięcie do 1000V dzielimy na:
●
Magistralne, o prądzie znamionowym większym niż 1000A przeznaczone do zasilania rozdzielnic
i odbiorników o bardzo dużych mocach znamionowych, wewnętrznych linii opóźniających w
budynkach o dużym poborze mocy i energii;
●
Rozdzielcze, o prądzie znamionowym do 1000A i zastosowaniu zbliżonym do przewodów
magistralnych, lecz o umiarkowanych wartościach mocy i energii;
●
Ślizgowe, o prądzie znamionowym do 400A, przeznaczone do zasilania odbiorników siłowych i
oświetleniowych, których lokalizacja ulega stosunkowo częstym zmianom;
●
Oświetleniowe, o prądzie znamionowym do 40A, przeznaczone do zasilania odbiorników
oświetleniowych, montowanych przeważnie bezpośrednio do obudów przewodów szynowych;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
70
Robert Frankowski
Łączniki elektroenergetyczne niskiego napięcia
Przeznaczenie łączników elektroenergetycznych:
●
uzyskanie pożądanego układu połaczeń sieci i instalacji elektrycznych
●
zapewnienie w pracy odbiorników pożądanych zmian (załączenie, przełaczenie, zmiana
poboru mocy, zmiana kierunku lub prędkości wirowania silników, hamowanie
przeciwprądem, impulsowanie, itp.)
Ze względu na różne podstawowe parametry sieci i instalacji, a także bardzo dużą
różnorodność odbiorników energii elektrycznej, łączniki elektroenergetyczne niskiego
napięcia wytwarza się na:
●
prądy znamionowe ciągłe w granicach od ułamków ampera do kilku tys. amperów
●
napięcia znamionowe do 1000V prądu przemiennego I 1500V prądu stałego
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
71
Robert Frankowski
Łączniki elektroenergetyczne niskiego napięcia
Podział łączników elektroenergetycznych z uwagi na ich przeznaczenie i zdolność
łączeniową:
●
łączniki izolacyjne (odłączniki) – przeznaczone do sporadycznego załączania i wyłaczania
obwodów w stanie bezprądowym lub przy prądach o niewielkiej wartości;
●
łączniki robocze (rozłaczniki) – przeznaczone do załaczania i wyłaczania obwodów obciążonych
prądami roboczymi
;
●
łączniki zwarciowe – przeznaczone do załaczania i wyłaczania obwodów obciążonych prądami
roboczymi I zwarciowymi;
●
łaczniki manewrowe – przeznaczone do sterowania pracą odbiorników, np. silnikó,
charakteryzujące się dużą trawałością mechaniczną i łączeniową oraz wysoką znamionową
częstością łaczeń;
●
bezpieczniki – przeznaczone do jednokrotnego przerywania prądów zwarciowych I
przeciążeniowych
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
72
Robert Frankowski
Łączniki elektroenergetyczne niskiego napięcia
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Przekaźnik termobimetalowy trójfazowy z
bimetalem kompensującym wpływ
temperatury otoczenia
Wyzwalacz elektromagnetyczny
Spis oznaczeń: 1 – bimetal roboczy, 2 – bimetal kompensujący,
3 – przycisk kasujący, 4 – mechanizm regulacji prądu,
5 – elektromagnes, 6 – mechanizm ryglujący zamek wyłacznika,
7 – mechanizm zegarowy opóźniający
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
73
Robert Frankowski
Łączniki elektroenergetyczne niskiego napięcia
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Wyzwalacz elektromagnetyczny
Wyłącznik różnicowoprądowy trójfazowy o
działaniu bezpośrednim.
Spis oznaczeń:
1 – przekładnik sumujący
2 – przekaźnik
różnicowoprądowy
3 – zamek wyłacznika,
Rd – opornik ograniczający,
PK – przycisk kontrolny
a) szkic przedstawiający
zasadę działania
wyłacznika
różnicowoprądowego
b) sposób instalowania
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
74
Robert Frankowski
Łączniki elektroenergetyczne niskiego napięcia
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Łączniki stycznikowe: a) o prostoliniowym ruchu styków ruchomych; b) o ruchu kołowym
Opis oznaczeń: 1 – podstawa izolacyjna, 2 – elektromagnes, 3 – zwora elektromagnesu, 4 - styki
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
75
Robert Frankowski
Łączniki elektroenergetyczne niskiego napięcia
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Wkładka topikowa bezpiecznika instalacyjnego: a) szkic; b) sposób mocowania wkładki w
gnieździe bezpiecznikowym
Opis oznaczeń: 1,2 – styki, 3 – element topikowy, 4 – korpus porcelanowy, 5 – piasek kwarcowy,
l,d – wysokość i średnica wkładki, 6 – podstawa gniazda bezpiecznikowego, 7 – główka mocująca,
8 – wstawka kalibrowana, 9 – osłona izolacyjna
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
76
Robert Frankowski
Klasyfikacja bezpieczników topikowych - oznaczenia
Pierwsza litera z dwóch dostępnych, zgodnie z normą PN-91/E-06160/10 (odpowiednik
IEC-60269-1) określa zdolność bezpiecznika do ochrony urządzeń od skutków przetężeń:
g - wkładka topikowa o pełnozakresowej zdolności wyłączania, zdolna do wyłączania
obwodu w zakresie prądów od minimalnego powodującego stopienie topika do
znamionowej zdolności wyłączania;
a - wkładka topikowa o niepełnozakresowej zdolności wyłączania zdolna do wyłączania
obwodu w zakresie prądów od pewnej krotności prądu znamionowego do
znamionowej zdolności wyłączania. Bezpiecznik taki nie wyłącza zwykle małych
prądów przeciążeniowych i stosowany jest tylko jako zabezpieczenie zwarciowe
(najczęściej dobezpieczenie układu, który od przeciążeń chroniony jest innym
łącznikiem).
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
77
Robert Frankowski
Klasyfikacja bezpieczników topikowych - oznaczenia
Drugą literą oznaczane jest przeznaczenie bezpiecznika do zabezpieczenia określonych
obwodów i urządzeń:
L – do przewodów i kabli;
M – do silników;
R – do elementów energoelektronicznych;
B – do urządzeń elektroenergetycznych górniczych;
Tr – do transformatorów;
G – ogólnego przeznaczenia.
Przykład:
NH WT-01/gG – bezpiecznik przemysłowy (mocowany w gnieździe za pomocą styków
nożowych lub połączeniem śrubowym) o wkładce topikowej zwłocznej ogólnego
przeznaczenia.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
78
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Klasyfikacja bezpieczników topikowych - parametry
Typ
Zakres prądu znamionowego Umowny czas prób
Prąd probierczy (krotność pradu znam.)
wkładki
A
h
I
nf
I
f
4
1
1,5
2,1
6 - 16
1
1,5
1,9
gG
20 – 63
1
1,25
1,6
80 – 160
2
1,25
1,6
200 – 400
3
1,25
1,6
> 400
4
1,25
1,6
4
1
1,5
2,1
6 – 10
1
1,5
1,9
16 – 25
1
1,4
1,75
gL
32 – 63
1
1,3
1,6
80 – 160
2
1,3
1,6
200 – 400
3
1,3
1,6
400
4
1,3
1,6
aM
Wszystkie wartości prądu
60 s
4,0
6,3
1. Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
2. Uziemienia
3. Impedancja ciała człowieka
4. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Przewody, kable i łączniki elektroenergetyczne
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
79
Robert Frankowski
Zwarcia – zasady obliczania prądów zwarciowych
Zwarciem nazywamy połączenie bezpośrednie bądź przez impedancję o pomijalnie małej
wartości dwóch lub więcej punktów obwodu elektrycznego, które w normalnych warunkach
pracy mają różne potencjały (napięcia).
Przyczyny zwarć:
●
Uszkodzenia izolacji doziemnych;
●
Uszkodzenia izolacji pomiędzy różnymi fazami (biegunami) urządzeń;
●
Błędne połaczenia powstałe po wykonanych naprawach instalacji i urządzeń;
Skutki zwarć:
●
Przepływ prądów zwarciowych o znacznych wartościach, najczęściej wielokrotnie
większe od prądów roboczych;
●
Zagrożenie zniszczeniem urządzeń i przewodów w wyniku oddziaływania cieplnego i
dynamicznego przepływających prądów zwarciowych;
●
Pożary, oparzenia, itp.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
80
Robert Frankowski
Zwarcia – zasady obliczania prądów zwarciowych
W celu wyznaczenia prądów zwarciowych konieczna jest znajomość impedancji obwodu
zwarciowego. W celu jej określenia należy uważnie przeprowadzić analizę rozpatrywanego
obwodu (instalacji).
Impedancja obwodu zwarciowego wyrażana jest wzorem:
W którym:
gdzie: R,X – rezystancje i reaktancje: układu zasilania (R
Q
, X
Q
), transformatora (R
T
,X
T
),
linii i obwodów odbiorczych (R
L
,X
L
).
Z
k
=
R
k
2
X
k
2
R
k
=
R
Q
R
T
R
L1
R
L2
....
X
k
=
X
Q
X
T
X
L1
X
L2
....
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
81
Robert Frankowski
Zwarcia – zasady obliczania prądów zwarciowych
Rezystancje i reaktancje poszczególnych elementów obwodu zwarciowego oblicza się z
następujących zależności:
Układ zasilania
:
Transformatory dwuuzwojeniowe:
R
Q
≈
0
X
Q
≈
Z
Q
=
1,1 U
N
2
S
k
' '
U
N
−
napięcie znamionowe
S
k
' '
−
moc zwarciowa
Z
T
=
U
k
U
N
2
100 S
NT
R
T
=
P
N
U
N
2
100 S
NT
X
T
=
Z
T
2
−
R
T
2
U
k
−
napięcie zwarcia transformatora
P
N
−
straty obciążeniowe znamionowe
S
NT
−
moc znamionowa transformatora
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
82
Robert Frankowski
Zwarcia – zasady obliczania prądów zwarciowych
Linie i obwody odbiorcze
:
Prąd udarowy:
Moc zwarciowa:
Prąd przy zwarciu trójfazowym:
- konduktywność (przewodnośc własciwa) materiału żył
(56 dla miedzi, 33 dla aluminium)
- długość linii;
- przekrój żył;
- współczynnik napięciowy;
- reaktancja jednostkowa;
- współczynnik udaru;
R
L
=
l
S
X
L
=
x ' l
l
S
x
'
I
k
' '
=
cU
N
3 Z
k
i
p
=
2 I
k
' '
S
k
' '
=
3 U
N
I
k
' '
c
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
83
Robert Frankowski
Zwarcia – zasady obliczania prądów zwarciowych
Reaktancja jednostkowa kabli wielożyłowych 1kV
w zalezności od przekroju żył
Wartości współczynników napięciowych c
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
84
Robert Frankowski
Zwarcia – zasady obliczania prądów zwarciowych
W obliczeniach prądów zwarciowych przy zwarciach jednofazowych, dokonywanych w
celu oceny skuteczności działania urządzeń ochrony przeciwporażeniowej, z uwagi na efekty
cieplne związane z przepływem prądu zwarciowego, rezystancje przewodów powinny być
określane dla temperatury 80ºC, co można uzyskać mnożąc wartości obliczone na podstawie
wcześniejszego wzoru przez czynnik 1,24.
W obliczeniach praktycznych do obliczania pradów jednofazowych korzysta się z
zależności:
- napięcie fazowe
- impedancja pętli zwarciowej równa sumie impedancji źródła zasilania Z
Q
,
transformatora Z
T
, przewodu fazowego Z
L
oraz przewodu powrotnego Z
PE
I
k1
' '
=
0,95U
Nf
Z
kz
R
L
=
1,24 l
S
Z
kz
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
85
Robert Frankowski
Zabezpieczenia przed skutkami zwarć
Urządzenia zabezpieczające przed skutkami zwarć powinny być tak dobrane, aby
przerwanie prądu zwarciowego w obwodzie elektrycznym następowało wcześniej niż wystąpi
niebezpieczeństwo uszkodzeń cieplnych i mechanicznych w przewodach oraz ich
połączeniach.
Zabezpieczenia zwarciowe mogą być wykonane z zastosowaniem następujących urządzeń:
- bezpieczników;
- wyłączników samoczynnych z wyzwalaczami zwarciowymi;
Zdolność wyłączalna urządzeń zabezpieczających powinna być nie mniejsza od
spodziewanych prądów zwarciowych w miejscu ich zainstalowania.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
86
Robert Frankowski
Zabezpieczenia przed skutkami zwarć
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Uziemienia
2. Impedancja ciała człowieka
3. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
4. Ochrona przeciwporażeniowa
Zwarcia i sposoby obliczania prądów zwarciowych
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
Charakterystyki czasowo-prądowe przewodów: 1) bezpieczników, 2) wyzwalaczy
przetężeniowych łączników samoczynnych.
układy skutecznie zabezpieczające
przewody przed prądami przetężeniowymi
układy skutecznie zabezpieczające
przewody przed prądami przetężeniowymi
mniejszymi od IkA
87
Robert Frankowski
Uziemienia
Uziomem nazywa się metalowy przedmiot umieszczony w wierzchniej warstwie gruntu,
zapewniający połączenie elektryczne przedmiotów uziemianych z ziemią.
Rozróżniamy następujące uziomy:
●
Sztuczne:
Pionowe – rury, pręty;
Poziome – taśma stalowa;
Płytowe – blacha;
●
Naturalne:
Zbrojenia;
Rury wodociągowe;
Ołowiane powłoki i metalowe płaszcze kabli elektroenergetycznych;
Uziemieniem nazywamy fizyczne połączenie urządzeń z uziomem.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Impedancja ciała człowieka
2. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
3. Ochrona przeciwporażeniowa
4. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
Uziemienia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
88
Robert Frankowski
Uziemienia - rodzaje
W instalacjach elektroenergetycznych stosuje się różne rodzaje uziemień:
●
Uziemienie robocze lub inaczej funkcjonalne oznacza uziemienie określonego punktu obwodu
elektrycznego, w celu zapewnienia prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych w warunkach
zwykłych i zakłóceniowych;
●
Uziemienie ochronne polega na połączeniu dostępnych dla dotyku metalowych części urządzeń
z uziomem, w celu zapewnienia ochrony przeciwporażeniowej.
●
Uziemienie odgromowe służy do odprowadzenia do ziemi udarowych prądów wyładowań
atmosferycznych.
●
Uziemienia pomocnicze wykorzystuje się dla celów ochrony przeciwporażeniowej oraz w
układach pomiarowych i zabezpieczających.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Impedancja ciała człowieka
2. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
3. Ochrona przeciwporażeniowa
4. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
Uziemienia
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
89
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – rażenie prądem
Negatywne (często tragiczne) skutki wywołuje prąd elektryczny przepływający przez organizm
człowieka. Wywołuje w nim zmiany fizyczne, chemiczne i biologiczne. Mówi się wtedy o porażeniu
elektrycznym. Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzki może być bezpośrednie lub pośrednie.
Skutki bezpośredniego działania zależą od jego rodzaju, natężenia, częstotliwości, czasu trwania i
drogi przepływu w organizmie. Skutki te zależą również od indywidualnych cech organizmu i nazywane
są skutkami patofizjologicznymi. Zalicza się do nich: mrowienie, ból skurcze mięśni, podwyższone
ciśnienie krwi, zatrzymanie akcji serca, migotanie komór serca – fibrylacja.
Do zaburzeń związanych z pośrednim działaniem prądu zalicza się: oparzenia łukiem
elektrycznym, uszkodzenie oczu w wyniku działania promieni ultrafioletowych, dużej luminancji łuku
elektrycznego, uszkodzenia narządu słuchu na skutek efektów akustycznych w czasie zwarć i
uszkodzenia mechaniczne organizmu w wyniku upadku spowodowanego rażerniem elektrycznym.
Uwaga!!!!
Główne zagrożenie zależy od wartości prądu przepływającego przez organizm człowieka oraz od
czasu jego trwania, co jest niezwykle ważne podczas projektowania urządzeń ochronnych.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
90
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – rażenie prądem
Uwaga!!!!
Przy przepływie prądu o wartości 0.5mA zwykle nie występują żadne skutki
Charakterystyki czasu rażenia w funkcji
prądu rażenia na drodze lewa ręka stopy.
Linie ciągłe – dla prądu przemiennego o
częstotliwościach 15-100Hz;
Linia przerywana – prąd rażeniowy stały.
Pierwsza strefa – zwykle brak
szkodliwych skutków fizjologicznych;
Druga strefa – brak uszkodzeń
organizmu;
Trzecia strefa – prawdopodobieństwo
wystąpienia migotania komór serca i
innych skutków patofizjologicznych
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
91
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – rażenie prądem
Jeżeli rażenie występuje na innej drodze niż lewa ręka stopy, wartość prądu rażeniowego
powodującego zagrożenie migotaniem komór serca wyznacza się z zależności:
Gdzie: - prąd na drodze lewa ręka stopy, powodujący zagrożenie
migotaniem serca;
- współczynnik prądu serca;
I
rh
=
I
r
F
I
r
F
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
92
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – rażenie prądem
Przykład:
Prąd o wartości 200mA na drodze ręka-ręka, powoduje
wystąpienie takich samych obrażeń jak dla prądu o
wartości 80mA na drodze lewa ręka stopy.
Uwaga!!!!!!!
Dla danej drogi przepływu prądu przez organizm ludzki,
skutki jego przepływu zależą od wartości prądu
rażeniowego.
Przy danej wartości napięcia pod jaką znalazł się
człowiek, wartość prądu rażeniowego zależy od
impedancji ciała człowieka.
Zależność prądu rażeniowego w funkcji napięcia nie jest
liniowa, ponieważ impedancja ciała człowieka zależy od
napięcia dotykowego.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
93
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – rażenie prądem
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
94
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – rażenie prądem
Schemat zastępczy impedancji ciała człowieka:
- impedancje skóry w miejscu zetknięcia się z elektrodami,
- impedancja wewnętrzna tkanek na drodze przepływu prądu,
- impedancja całkowita.
Uwaga!!!!!!!
Największą impedancję dla przepływu
prądu elektrycznego wykazuje
wierzchnia warstwa naskórka o
grubości 0,05 - 0,2 mm
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
95
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – rażenie prądem
Impedancja skóry zależy od:
●
stanu naskórka i stopnia jego zawilgocenia
●
napięcia rażeniowego
●
czasu trwania rażenia
●
powierzchni dotyku i nacisku elektrod
Impedancja wewnętrzna zależy od:
●
drogi przepływu prądu
●
powierzchni styczności z elektrodami
Zmienność impedancji wypadkowej jest wynikiem zmienności jej części składowych. W zakresie
napięć do ok. 500 V decydujące znaczenie ma impedancja skóry. Przy napięciach wyższych jej wpływ
staje się pomijalny (zjawisko przebicia), a impedancja wypadkowa przyjmuje wartości impedancji
wewnętrznej.
Uwaga!!!!
Prądy o wysokich częstotliwościach mają działanie bardziej powierzchowne i mniej
wnikają w głąb tkanek, powodując głównie skutki termiczne.
1
0
1
0
0
1
0
0
0
2
0
4
0
6
0
8
0
I [ m
A
]
f [ H
z
]
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
96
Robert Frankowski
Impedancja ciała człowieka – prądy graniczne
Próg odczuwania (percepcji) Ip – minimalna odczuwana przez człowieka wartość prądu:
●
Prąd przemienny 50 Hz: Ip = 0.5 mA;
●
Prąd stały: Ip = 2 mA;
Próg samouwolnienia Is - maksymalna wartość prądu, przy której osoba trzymająca elektrodę może
samodzielnie uwolnić się spod napięcia:
●
Prąd przemienny 50 Hz: Is = 10 mA
●
Prąd stały: Is = 30 mA– tylko przy skokowych zmianach
Próg fibrylacji If - max wartość prądu, przy której nie wystąpi fibrylacja komór serca:
●
Prąd przemienny 50 Hz:
dla t < 0,1s If = 30 mA;
dla t >1s If = 500 mA
●
Prąd stały: dla t < 0,1s If = 120 mA;
dla t >1s If = 500 mA
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
2. Ochrona przeciwporażeniowa
3. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
4. Jakość energii elektrycznej
Impedancja ciała człowieka
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
97
Robert Frankowski
Porażenie prądem – podstawowe pojęcia
Napięcie dotykowe - napięcie występujące między częściami jednocześnie dostępnymi w przypadku
uszkodzenia izolacji.
Napięcie dotykowe można zdefiniować jako napięcie między dwoma punktami nie należącymi do
obwodu elektrycznego, których może dotknąć jednocześnie człowiek.
Pod wpływem napięcia dotykowego popłynie przez człowieka prąd rażeniowy I
rd
na drodze ręka -
stopy, równy:
Gdzie - oznacza rezystancję przejścia która składa się z rezystancji obuwia człowieka R
po
, oraz
rezystancji podłoża R
pp
, na którym człowiek ten stoi.
I
rd
=
U
rd
R
C
0.5 R
P
R
P
R
P
=
R
PO
R
PP
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
98
Robert Frankowski
Porażenie prądem – podstawowe pojęcia
Rezystancja obuwia:
●
obuwie na spodach gumowych - Rpo = 200×10
6
Ω;
●
obuwie na spodach skórzanych - Rpo = 0.8×10
6
Ω;
●
obuwie tekstylne
- Rpo = 0.1×10
6
Ω;
●
obuwie tekstylne wilgotne
- Rpo = 25 Ω;
Rezystancja podłoża:
●
płytki PCV -
ρ = 10
7
- 10
9
Ωm;
●
terakota
-
ρ = 10
5
- 10
7
Ωm;
●
Linoleum
-
ρ = 10
6
- 10
10
Ωm;
●
marmur
-
ρ = 10
4
- 10
5
Ωm;
●
guma
-
ρ = 10
2
Ωm;
●
drewno
-
ρ = 10
8
- 10
14
Ωm;
●
asfalt
-
ρ = 10
10
- 10
12
Ωm;
R
PP
≈
3
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
99
Robert Frankowski
Ochrona przeciwporażeniowa – podstawowe pojęcia
Rezystancją uziemienia nazywa się stosunek napięcia U
z
występującego na uziomie względem ziemi
odniesienia (nazywanego napięciem uziomowym), do prądu przepływającego przez ten uziom.
Napięcie rażeniowe – określa się spadek napięcia na rezystancji ciała człowieka przy przepływie
przez niego prądu rażeniowego.
W ogólnym przypadku słuszna jest zależność:
U
R
=
I
R
R
C
U
R
=
U
d
−
0.5 I
R
R
P
U
R
≤
U
d
≤
U
Z
U
R
=
I R
Z
R
Z
=
V
0
−
V
n0
I
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
100
Robert Frankowski
Rażenie prądem – podstawowe pojęcia
Rozróżnia się dwa rodzaje rażeń:
●
Pierwsze spowodowane jest napięciem roboczym, w wyniku bezpośredniego
dotknięcia przez człowieka części urządzeń znajdujących się w normalnych
warunkach pracy pod napięciem. Dotyk tego typu określa się mianem dotyku
bezpośredniego.
●
spowodowane napięciem dotykowym, w następstwie zetknięcia się
człowieka z częściami urządzeń, które w normalnych warunkach pracy nie
powinny znaleźć się pod napięciem, a na których napięcie pojawiło się na
skutek uszkodzenia izolacji roboczej. Ten rodzaj dotyku nazywany jest
dotykiem pośrednim.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
101
Robert Frankowski
Rażenie prądem – dotyk bezpośredni
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
102
Robert Frankowski
Rażenie prądem – dotyk bezpośredni
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
103
Robert Frankowski
Rażenie prądem – dotyk pośredni
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
104
Robert Frankowski
Rażenie prądem – dotyk pośredni
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
105
Robert Frankowski
Rażenie prądem – rodzaje ochrony
Kryteriami oceny bezpieczeństwa porażeniowego są wartości bezpieczne napięć roboczych
i dotykowych. Podstawą do ich ustalenia były graniczne prądy rażeniowe i modelowe
wartości impedancji ciała człowieka.
Uwaga!!!!
Napięcie uważa się za bezpieczne, jeśli nie przekracza ono 50 V prądu przemiennego lub
120 V prądu stałego. Napięcie to może być ograniczone do wartości odpowiednio 25V i
60V w instalacjach w obiektach specjalnych.
Rodzaje rażeń determinują rodzaje zastosowanej ochrony. Wyróżnia się:
●
ochronę przed dotykiem bezpośrednim, zwaną podstawową;
●
ochronę przed dotykiem pośrednim, zwaną dodatkową.
Uwaga!!!!
Zasilanie napięciem bezpiecznym stanowi równoczesny środek ochrony przed dotykiem
bezpośrednim i pośrednim.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
106
Robert Frankowski
Rażenie prądem – ochrona podstawowa
Zespół środków technicznych chroniących przed zetknieciem się człowieka bądź
zwierzęcia z częściami czynnymi oraz przed pojawieniem się napięcia na częsciach
przewodzacych nie znajdujących się pod napięciem w warunkach normalnej pracy
instalacji.
Do środków ochrony podstawowej można zaliczyć:
●
izolację części czynnych;
●
ogrodzenia lub obudowy;
●
bariery ochronne;
●
umieszczenie elementów pod napięciem, poza zasięgiem ręki człowieka.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
107
Robert Frankowski
Ochrona przez izolowanie części czynnych
Tego typu ochrona należy do najbardziej rozpowszechnionych środków ochrony
przed dotykiem bezpośrednim. Izolowanie części czynnych powinno być wykonane
z zastosowaniem własciwych materiałów izolacyjnych zapewniających:
●
pokrycie całkowite wszystkich części czynnych urządzeń i elementów
instalacji;
●
odpowiednią trwałość mechaniczną, przy czym usunięcie izolacji jest
możliwe tylko przez jej swiadome zniszczenie;
●
odporność na długotrwałe narażenia występujące w czasie eksploatacji,
wywołane oddziaływaniami elektrycznymi, mechanicznymi, termicznymi i
chemicznymi;
Izolacja urządzeń produkowanych fabrycznie powinna spełniać wymagania
odpowiednich norm dotyczących tych urządzeń.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
108
Robert Frankowski
Ochrona przez umieszczenie części czynnych poza zasięgiem ręki
Tego typu ochrona polega na takim oddaleniu urządzeń i elementów instalacji od miejsc w
których może się znaleźć człowiek, aby nie było możliwe niezamierzone dotknięcie ich przez
człowieka.
Dwie części uważa się za jednocześnie dostępne jeżeli znajdują się w odległości od siebie
nie większej niż 2,5m.
Uwaga!!!!!!
Jeżeli w warunkach normalnych wykonuje się pewne czynności przy użyciu przedmiotów
przewodzących o dużej objętości bądź długości, to wymagane minimalne odległości
powinny być zwiększone z uwzglednieniem wymiarów tych przedmiotów.
Taki sposób ochrony stosowany jest w elektroenergetycznych liniach napowietrznych z
przewodami nieizolowanymi, przy jezdnych przewodach trakcji oraz przewodach
zasilających niektóre suwnice.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
109
Robert Frankowski
Ochrona przez umieszczenie części czynnych poza zasięgiem ręki
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
110
Robert Frankowski
Rażenie prądem - ochrona przed dotykiem bezpośrednim
Ogrodzenia i obudowy powinny zapewniać trwałe i dostateczne oddzielenie części
czynnych w określonych warunkach środowiskowych. Usunięcie ogrodzeń lub obudów
powinno być możliwe tylko przy użyciu narzędzi lub po wyłączeniu zasilania osłanianych
części czynnych. Załączenia napięcia można dokonać po ponownym założeniu ogrodzeń lub
zamknięciu obudów.
Uwaga!!!!
Ochronę poprzez izolowanie części czynnych oraz przy użyciu ogrodzenia lub obudowy
stosuje się we wszystkich warunkach eksploatacyjnych. Pozostałe rodzaje ochrony są
dopuszczone jedynie w miejscach dostępnych dla osób poinstruowanych lub osób z
kwalifikacjami, np. w pomieszczeniach rozdzielnic elektrycznych.
Podział obudów urządzeń ze względu na stworzone przez nie stopnie ochrony (IPXY):
X - ochrona przed dotknięciem części czynnych i części będących w ruchu:7 typów osłon;
Y - Ochrona przed przedostawaniem się wody: 9 typów osłon.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
111
Robert Frankowski
Rażenie prądem – ochrona dodatkowa
Zespół środków technicznych chroniących przed wynikłymi z uszkodzenia ochrony
przeciwporażeniowej podstawowej, skutkami zetknięcia się człowieka lub zwierzęcia z częściami
przewodzącymi i/lub częściami obcymi. Czyli zespół środków chroniących przed skutkami
niebezpiecznego napięcia dotykowego, jakie może się pojawić w wyniku awarii na częściach urządzeń
nie będących w normalnych warunkach pracy pod napięciem.
Zadanie tej ochrony polega więc na zapewnieniu bezpiecznych wartości napięcia dotykowego lub też
- jeśli nie jest to możliwe - na dostatecznie szybkim wyłączeniu uszkodzonego obwodu.
Do środków ochrony dodatkowej można zaliczyć:
●
samoczynne wyłączenie zasilania;
●
izolacja ochronna;
●
separacja odbiornika;
●
izolowanie stanowiska;
●
połączenia wyrównawcze;
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
112
Robert Frankowski
Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
Klasa ochronności 0
– ochronę przed porażeniem elektrycznym stanowi izolacja podstawowa. W
przypadku uszkodzenia izolacji ochronę przeciwporażeniową powinny zapewnić odpowiednio
korzystne warunki środowiskowe, takie jak zainstalowanie urządzenia poza zasięgiem ręki, izolowanie
stanowiska, brak w zasięgu reki uziemionych urządzeń, instalacji oraz elementów konstrukcyjnych.
Cechy charakterystyczne wykonania urządzenia:
●
Izolacja jedynie podstawowa;
●
Brak zacisku ochronnego;
Wymagania szczegółowe nt. sposobu wykonania ochrony przeciwporażeniowej:
●
Izolowanie stanowiska;
●
Uniemożliwienie jednoczesnego dotknięcia dwóch różnych części przewodzących;
Zakres zastosowania:
●
W pomieszczeniach o izolowanych ścianach i podłogach, bez konstrukcji i uziomów naturalnych;
●
W obwodzie zasilanym z transformatora separacyjnego, tylko z jednym odbiornikiem.
Przykłady zastosowania:
●
Oprawy oświetleniowe (żyrandole).
Brak symbolu !!!!!
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
113
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
Klasa ochronności I
– ochronę przeciwporażeniową przed dotykiem pośrednim w tych urządzeniach
wykonuje się łącząc zacisk ochronny urządzenia z przewodem PE, PEN lub bezpośrednio z
uziemieniem. Ma to zapewnić odpowiednio szybkie zadziałanie urządzeń mających na celu wyłączenie
zasilania bądź ograniczenie napięć dotykowych do wartości nie przekraczających granicznych
dopuszczalności w danych warunkach środowiskowych.
Cechy charakterystyczne wykonania urządzenia:
●
Izolacja jedynie podstawowa;
●
Zacisk ochronny do przyłaczenia przewodu PE lub PEN;
Wymagania szczegółowe nt. sposobu wykonania ochrony przeciwporażeniowej:
●
Przyłączenie przewodu ochronnego PE lub ochronno-neutralnego PEN do zacisku ochronnego
Zakres zastosowania:
●
W pomieszczeniach mieszkalnych, przemysłowych, o ile wymagania szczegółowe dotyczące
określonych miejsc i pomieszczeń nie ograniczają stosowania urządzeń tej klasy ochronności.
Przykłady zastosowania:
●
Silniki, rozdzielnice metalowe, pralki, chłodziarki, kuchenki elektryczne, zmywarki.
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
114
Robert Frankowski
Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
Klasa ochronności II
– ochronę przeciwporażeniową przed dotykiem pośrednim w tych urządzeniach
wykonuje się stosując odpowiednią izolację, podwójną bądź wzmocnioną, której zniszczenie jest mało
prawdopodobne.
Cechy charakterystyczne wykonania urządzenia:
●
Izolacja podwójna lub wzmocniona;
●
Brak zacisku ochronnego;
Wymagania szczegółowe nt. sposobu wykonania ochrony przeciwporażeniowej:
●
Brak;
Zakres zastosowania:
●
We wszystkich pomieszczeniach i warunkach, o ile wymagania szczegółowe dotyczące
określonych miejsc i pomieszczeń nie ograniczają stosowania urządzeń tej klasy ochronności.
Przykłady zastosowania:
●
Młynki do kawy, suszarki do włosów, golarki, wiertarki i inne elektronarzędzia ręczne.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
115
Robert Frankowski
Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
Klasa ochronności II
– ochronę przeciwporażeniową przed dotykiem pośrednim w tych urządzeniach
wykonuje się stosując odpowiednią izolację, podwójną bądź wzmocnioną, której zniszczenie jest mało
prawdopodobne.
Cechy charakterystyczne wykonania urządzenia:
●
Izolacja podwójna lub wzmocniona;
●
Brak zacisku ochronnego;
Wymagania szczegółowe nt. sposobu wykonania ochrony przeciwporażeniowej:
●
Brak;
Zakres zastosowania:
●
We wszystkich pomieszczeniach i warunkach, o ile wymagania szczegółowe dotyczące
określonych miejsc i pomieszczeń nie ograniczają stosowania urządzeń tej klasy ochronności.
Przykłady zastosowania:
●
Młynki do kawy, suszarki do włosów, golarki, wiertarki i inne elektronarzędzia ręczne.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
116
Robert Frankowski
Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
Klasa ochronności III
– ochronę przeciwporażeniową w urządzeniach tej klasy ochronności
wykonuje się stosując zasilanie ich napięciem z zakresu napięciowego I o wartości nie przekraczającej
w danych warunkach napięcia granicznego dopuszczalnego.
Cechy charakterystyczne wykonania urządzenia:
●
Zasilanie napięciem bardzo niskim w układzie SELV lub PELV;
Wymagania szczegółowe nt. sposobu wykonania ochrony przeciwporażeniowej:
●
Brak;
Zakres zastosowania:
●
We wszystkich pomieszczeniach i warunkach.
Przykłady zastosowania:
●
Zabawki, ręczne przenośne lampy oświetleniowe, niektóre elektronarzędzia ręczne.
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
117
Robert Frankowski
Układy i urządzenia ochrony przeciwporażeniowej
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Układy i urządzenia ochrony przeciwporażeniowej z wysokoczułymi wyłacznikami różnicowoprądowymi
w obwodach z odbiornikami ręcznymi lub przemieszczalnymi, użytkowanymi w warunkach zwiększonego
zagrożenia: a) obwód gniazd wtyczkowych, b) indywidualne gniazdo wtyczkowe, c) przedłużacz.
Oznaczania: 1 – wyłacznik różnicowoprądowy, 2 – zabezpieczenie przetężeniowe
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
118
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
Jakość energii elektrycznej - zbiór parametrów opisujących właściwości procesu
dostarczania energii do użytkownika, obejmujących ciągłość zasilania oraz
charakteryzujących napięcie zasilające (częstotliwość, wartość, niesymerię, kształt
przebiegu czasowego).
Do podstawowych parametrów jakościowych energii elektrycznej zaliczamy:
●
odchylenia napięcia,
●
wahania napięcia,
●
współczynnik niesinusoidalności prądów i napięć,
●
współczynnik asymetrii prądów i napięć w układach trójfazowych
(kompensatory z symetryzacją obciążenia).
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
119
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
Odchylenie napięcia – określa się zwiększenie lub zmniejszenie się wartości napięcia w stosunku do
wartości znamionowej, powodowane zazwyczaj zmianą obciążenia, przy czym zmiany wartości
napięcia dokonują się stosunkowo wolno, przeważnie wolniej niż 0,02 napięcia znamionowego na
sekundę.
Wahanie napięcia – określa się zmiany napięcia (szybkie zmiany napięcia) między dwoma kolejnymi
jego poziomami, utrzymujące się w skończonym, krótkim czasie.
Na szybkie zmiany napięcia znaczny wpływ posiadają odbiorniki dużej mocy:
●
Silniki o ciężkich i częstych rozruchach;
●
Piece łukowe, urządzenia spawalnicze;
●
Odbiorniki zasilane z przekształtników (prostowników i falowników).
Uwaga!!!
Nadmierne odchylenia napięcia powodują zmniejszenie sprawności pracy urządzeń oraz
wpływają na szybkość zużywania się urządzeń.
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
120
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
Kształt krzywej napięcia w różnych punktach sieci i instalacji elektrycznych może się różnić od
przebiegu sinusoidalnego, głównie wskutek istnienia odbiorników o nieliniowych charakterystykach
napięciowo-prądowych, takich jak:
●
Przekształtniki i sterowniki z elementami energoelektronicznymi;
●
Spawarki i zgrzewarki;
●
Odbiorniki zawierające rdzenie ferromagnetyczne pracujące w stanach nasycenia.
Deformacja krzywej napięcia określana jest współczynnikiem odkształcenia THD (ang. Total
harmonic distorsion) zdefiniowanym w następujący sposób:
THD
U
=
∑
n=2
∞
U
i
2
U
1
U
1
– wartość skuteczna napięcia pierwszej harmonicznej,
U
i
– wartości skuteczne napięć kolejnych harmonicznych.
UWAGA!!! Wartość współczynnika nie powinna przekraczać 8%,
w przeciwnym razie może okazać się konieczne stosowanie filtrów
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
121
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
W rzeczywistych układach zasilająco-rozdzielczych zawierających źródła wyższych
harmonicznych, według teorii Harashima, prąd odbiorników można określić zależnością:
Do podstawowych wymagań stawianych nowoczesnym urządzeniom do kompensacji mocy
biernej (kompensatorom) należy likwidacja lub maksymalne ograniczenie trzech ostatnich
członów powyższej formuły.
Działanie powyższych urządzeń wywiera znaczący wpływ na parametry jakościowe energii
elektrycznej.
i
o
t= A
1
sin tB
1
cos t
∑
n=2
∞
A
n
sinn t
∑
n=2
∞
B
n
cosn t
Składowa czynna
prądu obciążenia
Składowa bierna
prądu obciążenia
Składowe wyższych harmonicznych
decydujące o poziomie odkształcenia
prądu obciążenia
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
122
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
Odbiorniki energii elektrycznej, tj. silniki elektryczne, urządzenia grzejne, oświetleniowe itp.
dobierane sa pod kątem widzenia mocy czynnej.
Prąd w odbiorniku, a zatem I w przewodach oraz urządzeniach rozdzielczych łaczących odbiornik ze
źródłem energii elektrycznej zależy w tym przypadku od współczynnika mocy, zgodnie z zależnością:
Zatem dostarczenie określonej mocy do odbiornika przy małym współczynniku mocy i ustalonym
napięciu wiąże się z przepływem prądu o większej wartości, niż miałoby to miejsce przy dużej wartości
współczynnika.
Straty mocy czynnej w przewodach łączących źródło z odbiornikiem:
P=UIcos I =
P
Ucos
P=R
l
I
2
=
R
l
P
2
U
2
cos
2
UWAGA!!! Dąży się do tego, aby współczynnik
mocy odbiorców energii elektrycznej był bliski
jedności
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
123
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
Metody poprawy współczynnika mocy polegają głównie na kompensowaniu mocy biernej
indukcyjnej, mocą bierną pojemnościową. Powszechnie stosowaną metodą jest kompensacja mocy
biernej przy użyciu baterii kondensatorów.
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
124
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
Kompensacja może przebiegać dwojako:
●
Dobranie wartości pojemności C tak, aby skompensować prąd I
C
;
Moc bierna baterii kondensatorów oraz odpowiadająca jej pojemność:
●
Dobranie pojemności C tak, aby cosφ
2
układu posiadał nową wartość, większą od wartości
cosφ
1
silnika.
I
C
=
I
L
=
I
S
sin
1
Q
C
=
UI
C
=
UI
S
sin
1
C =
Q
C
U
2
I
C
=
I
R
tg
1
−
I
R
tg
2
=
P
U
tg
1
−
tg
2
Q
C
=
Ptg
1
−
tg
2
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
125
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Kompensatory energii elektrycznej
Napowietrzna nasłupowa bateria
kondensatorów 15kV
Bateria kondensatorów średnich (6,3kV) oraz
wysokich (42kV) napięć
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
126
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Kompensatory energii elektrycznej
Baterie kondensatorów z szeregowymi dławikami: a) automatycznie regulowana bateria 400V
b) automatycznie regulowane filtry 3-ciej harmonicznej wysokiego napięcia 42kV pieca łukowego
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
127
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
Kształt fali prądu przy obciążeniu liniowym
Kształt fali prądu przy obciążeniu nieliniowym
David Chapman, Jakość zasilania, Harmoniczne – przyczyny powstawania i skutki działania, 2001
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
128
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Jakość energii elektrycznej
David Chapman, Jakość zasilania, Harmoniczne – przyczyny powstawania i skutki działania, 2001
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
129
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Harmoniczne w sieciach
Wybrane problemy związane z wystepowaniem harmonicznych w sieci:
1. Problemy wywolane harmonicznymi pradu:
●
przeciazenie przewodów neutralnych,
●
przegrzanie transformatorów,
●
niepozadane zadzialanie wylaczników automatycznych,
●
przeciazenie baterii kondensatorowych do korekcji wspólczynnika mocy,
●
naskórkowosc;
2. Problemy wywolane przez harmoniczne napiecia:
●
odkształcenia napiecia,
●
silniki indukcyjne,
●
przejscie przez zero;
3. Problemy powstajace w momencie dotarcia harmonicznych do zasilania.
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
130
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Przeciążenie przewodów neutralnych
David Chapman, Jakość zasilania, Harmoniczne – przyczyny powstawania i skutki działania, 2001
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
131
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Elektryczne źródła światła
Elektrycznymi źródłami światła nazywa się urządzenia przetwarzające energię
elektryczną na światło. Ze względu na sposób przemiany energii elektrycznej w
promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości zawartej w zakresie
widzialnym widma rozróżnia się następujące elektryczne źródła światła:
●
temperaturowe (inkandescencyjne), np. żarówki,
●
wyładowcze (luminescencyjne), np. lampy fluorescencyjne (świetlówki),
wysokoprężne lampy rteciowe, wysoko I nisko prężne lampy sodowe, lampy
rtęciowe z powłoką fotoluminoforową itp.
●
temperaturowo-wyładowcze, np. lampy rteciowo-żarowe, ksenonowe,
łukowe,
●
inne, specjalnego przeznaczenia, np. jako “laserowe” stosowane w celu
uzyskania specjalnych efektów świetlnych stosowane np. w teatrach,
dyskotekach itp.;
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
132
Robert Frankowski
Podstawy sterowania w czasie rzeczywistym
Elektryczne źródła światła
Konstrukcje lamp oświetleniowych: a) świetlówka typu kompakt; b) rteciowa wysokoprężna;
c) sodowa wysokoprężna; d) halogenowa.
Opis oznaczeń: 1 – żarnik, 2 – opornik ograniczający elektrody pomocniczej, 3 – żarnik wolframowy,
4 – bańka wewnętrzna ze szkła kwarcowego, 5 – bańka zewnętrzna szklana
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki
133
Robert Frankowski
Instalacje i Urządzenia Elektryczne
Literatura
1. H. Markiewicz, Instalacje elektryczne, wyd. IV, WNT, Warszawa 2002
2. S. Wyderka, Urządzenia elektryczne, wyd. III, OWPR, Rzeszów 2008
3. W. Latek, Teoria maszyn elektrycznych, wyd. II, WNT, Warszawa 1987
4. H. Markiewicz: Urządzenia elektroenergetyczne, WNT, Warszawa 2001
5. H. Markiewicz: Bezpieczeństwo w elektroenergetyce, WNT, Warszawa 2002
Przydatne linki:
1.Strona domowa firmy Legrand, międzynarodowego koncernu, lidera w aparaturze
elektrycznej. Oferta w całości zaspokaja potrzeby w zakresie dystrybucji energii oraz
zabezpieczenia instalacji elektrycznych w budownictwie mieszkaniowym, ogólnym i
przemysłowym.
2.Oferta czołowych producentów aparatury elektrycznej między innymi General Electric
(Apena, Elester, AEG), Schneider Electric (Telemecanique, Merlin Gerin, Sarel), ABB,
Lovato Electric, Areva (Alstom, Refa), Relpol.
1. Ochrona przeciwporażeniowa
2. Klasyfikacja urządzeń w zakresie ochrony przeciwporażeniowej
3. Jakość energii elektrycznej
4. Odbiorniki energii elektrycznej
Rażenie prądem – dotyk pośredni i bezpośredni
Uniwersytet
Mikołaja Kopernika
Studium Politechniczne
Zakład Fizyki Technicznej
I Zastosowań Fizyki