Technik_elekt_transp_szyn_311[47].Z2.02

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Przewody elektryczne

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Oświetlenie elektryczne

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Instalacje elektryczne i ich zabezpieczenia

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Grupyfikacja, oznaczenia izolatorów

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu eksploatowania instalacji

elektrycznych.

W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

311[47].Z2

Montaż i eksploatacja instalacji

elektrycznych

311[47].Z2.01

Posługiwanie się dokumentacją

instalacji

elektrycznych

311[47].Z2.02

Eksploatowanie instalacji

elektrycznych

311[47].Z2.03

Montowanie instalacji

elektrycznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

stosować jednostki układu SI,

−

rozróżniać i przeliczać podstawowe wielkości elektryczne,

−

rozróżniać obwody jednofazowego i trójfazowego prądu przemiennego,

−

wykonywać obliczenia mocy odbiorników jednofazowych i trójfazowych,

−

analizować i interpretować wyniki pomiarów oraz wyciągnąć praktyczne wnioski,

−

lokalizować usterki w prostych układach prądu przemiennego i stałego,

−

stosować różne sposoby połączeń elektrycznych,

−

czytać proste schematy elektryczne,

−

przewidywać zagrożenia dla życia i zdrowia w czasie pracy z urządzeniami
elektrycznymi,

−

stosować zasady prezentacji i ekspozycji projektów,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

rozróżniać osprzęt instalacyjny,

−

rozróżniać izolatory,

−

sgrupyfikować rozdzielnice elektryczne

−

współpracować w grupie,

−

korzystać z możliwie różnych źródeł informacji,

−

stosować różne metody porozumiewania się (rysunki, schematy.) na temat zagadnień
technicznych,

−

użytkować komputer.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

dokonać naprawy, konserwacji i regulacji instalacji i urządzeń elektroenergetycznych
niskiego i średniego napięcia,

–

przeprowadzić nadzór nad sterowaniem urządzeniami elektroenergetycznymi,

–

zorganizować stanowisko pracy oraz zaplecze budowy instalacji elektrycznych,

–

określić i wyeliminować przyczyny i skutki przepięć, przeciążeń i zwarć,

–

skorzystać z przepisów prawa energetycznego oraz z literatury i publikacji zawodowych,

–

scharakteryzować elementy instalacji elektrycznych oraz określić ich parametry
eksploatacyjne,

–

posłużyć się dokumentacją techniczną instalacji i urządzeń elektrycznych,

–

zastosować zasady bezpiecznej pracy, ochrony przeciwpożarowej, przeciwporażeniowej
oraz ochrony środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Przewody elektryczne

4.1.1. Materiał nauczania

Przewody instalacyjne

Do wykonywania instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych używa się

przewodów izolowanych.

Przewody tworzą tory prądowe doprowadzające energię elektryczną do odbiorników.

Podstawowymi elementami są: żyły i izolacja. Oprócz tego niektóre przewody mogą mieć
dodatkową ochronę żył i izolacji w postaci: powłok, pancerzy, oplotów i uzbrojenia.

Rys. 1.

Rodzaje przewodów ze względu na liczbę żył: a) przewód jednożyłowy: b) przewód
wielożyłowy,1–żyła [3, s. 21]

Żyły przewodów wykonuje się z drutów lub linek miedzianych. Żyły w postaci linek

są stosowane w grubszych przewodach dla zabezpieczenia ich przed uszkodzeniem podczas
zginania. Przekroje poprzeczne żył przewodów elektrycznych stosowanych w instalacjach
są znormalizowane.

Znormalizowane przekroje przewodów są następujące: 0,5 :0,75 :1: 1,5: 4: 6: 10: 16: 25:

35: 50: 70: 95: 120: 150: 184: 300: 400: 500: 625: 800 i 1000 mm

Przewody do układania na stałe nie musza być giętki i mają żyły jednodrutowe

o przekroju 10 mm

, a żyły wielodrutowe (linki) – przy większym przekroju. Natomiast

przewody do odbiorników ruchomych powinny być giętkie i wytrzymywać wielokrotne
przeginanie: niezależnie od przekroju mają żyły wielodrutowe, skręcone z cienkich drutów
miedzianych.

Izolację przewodów instalacyjnych dawniej wykonywano z gumy naturalnej, a obecnie

używa się głównie polwinitu (PVC).

Tabela 1 Podstawowe oznaczenia określające przewody instalacyjne [www.elektroda.pl]

Budowa

Oznaczenia

Przykłady

Konstrukcja żyły

−

jednodrutowe

−

wielodrutowe

−

wielodrutowe giętkie

LgY

Materiał żyły:

−

miedź

−

aluminium

Brak oznaczenia

YDY

YADY

Oznaczenia dodatkowe:

−

wtynkowy

−

wzmocniona izolacja

−

ciepłoodporny

YDYt

OPd

DYc

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Budowa

Oznaczenia

Przykłady

−

płaski

−

samonośny

−

niepalny

−

żyła ochronna

−

górniczy

−

sterowniczy

−

sygnalizacyjny

n(N)

żo

YDYp

AsXS

AsXSn

YKYżo

YKGY

YstYżo

YKSY, OS

komputerowe:

−

nieekranowany

−

ekranowany

−

indywidualnie ekranowane pary

−

indywidualnie ekranowane pary + ekran wspólny

UTP

FTP
STP

S–STP

Optotelekomunikacyjny:

−

rozetowy

−

tubowy

OTKr
OTKt

XOTKr

YOTKtd

Instalacyjny samochodowy

–S

YLY–S

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2

Oznaczenia przewodów energetycznych znormalizowanych [6, s. 20]

Przekroje przewodów dobierane są w zależności od obciążalności prądowej w danym

fragmencie zaprojektowanego obwodu elektrycznego. Normy określające dobór przekroju
przewodów w instalacjach elektrycznych: norma wieloarkuszowa PN – IEC 60364

−

Instalacje elektryczne w budownictwie, w tym: PN – IEC 60364–5–52 – Ogólne wytyczne
doboru przewodów.

PN – IEC 60364–5–523 – Obciążalność prądowa długotrwała dla 50 sposobów ułożenia

instalacji elektrycznej. Przekrój przewodów w instalacjach elektrycznych ustala się w oparciu
o następujące czynniki:
1.  obciążalność prądową długotrwałą,
2.  wytrzymałość mechaniczną,
3.  dopuszczalny spadek napięcia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.  skuteczność ochrony przeciwporażeniowej,
5.  wytrzymałość zwarciowa (cieplne działanie prądów zwarciowych),
6.  czynniki dodatkowe takie jak:

−

sposób układania przewodów,

−

temperatura otoczenia,

−

rodzaj zasilanych odbiorników.

Minimalne przekroje przewodów:
1. W instalacji należy stosować – do przekroju 10 mm² przewody wyłącznie z miedzi
2. Przewód ochronno-neutralny PEN w instalacjach ułożonych na stałe w układzie TN – 10

mm² w przypadku miedzi lub 16 mm² dla przewodów aluminiowych

3. Przewód ochronny PE (nie będący częścią przewodu zasilającego) nie powinien być

mniejszy niż:

−

2,5 mm² gdy stosujemy ochronę mechaniczną

−

4 mm² w przypadku braku ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Rys. 3. Ważniejsze odmiany przewodów w instalacjach mieszkaniowych: 1 – żyła, 2 – izolacja

polwinitowa, 3 – izolacja gumowa, 4 – powłoka (opona) polwinitowa, 5 –opona gumowa,
6 – oplot włóknisty, 7 – wypełniacz włóknisty [3, s. 21]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dobór przekroju przewodu

Przy doborze przewodów w instalacjach elektrycznych należy uwzględnić następujące

kryteria:

−

napięcie izolacji,

−

najmniejszy przekrój żył ze względu na wytrzymałość mechaniczną,

−

obciążalność prądową,

−

spadek napięcia,

−

odporność izolacji na szkodliwe oddziaływanie środowiska.

Wzory do obliczenia przekrojów przewodów
1. Straty mocy ∆ P, jednostką jest Wat – [W]:

∆ P =

⋅

: ∆P

100%

ΔP

⋅

gdzie:

I – natężenie prądu,
l – długość przewodu,
S – przekrój,

γ – przewodność.

2. Spadek napięcia ∆U, jednostka jest [V]

∆U =

⋅

: ∆U

100%

ΔU

⋅

gdzie:

U – napięcie,
I – natężenie prądu,
l – długość przewodu,
S – przekrój,

γ – przewodność.

3. Gęstość prądu – J: jednostką jest –

J =

gdzie:

I – natężenie prądu,
S – przekrój.

Łączenie przewodów

Przy wykonywaniu instalacji przewody przyłącza się do łączników, odbiorników i innych

urządzeń.  Połączenia  te  powinny  być  rozłączalne,  łatwe  do  rozłączenia  bez  zniszczenia
jakiejkolwiek  części,  aby  umożliwić  odłączenie  przyrządu  do  naprawy  lub  wymiany:
wykonuje  się  je  w  postaci  zacisków  gwintowych  lub  wsuwanych.  Łączy  się  też  przewody
między  sobą  w  celu  przedłużenia  ciągów  instalacyjnych  lub  wykonanie  odgałęzień.  Takie
połączenia mogą być nierozłączne, np. zaprasowane.

Połączenie powinno odznaczać się małą rezystancją i dobrą wytrzymałością

mechaniczną.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Łączenie przewodów o wszelkich przekrojach wykonuje się za pośrednictwem zacisków

gwintowych i połączeń zaprasowanych: przewody o małym przekroju można też łączyć za
pomocą zacisków wsuwanych i połączeń owijanych.

Zaciski gwintowe zapewniają styczność między przewodem a korpusem zacisku lub

innym przewodem dzięki silnemu dociskowi.

Rys. 4. Odmiany zacisków gwintowych: a) główkowy bez podkładki: b) tulejkowy: c)główkowy

podkładką: d) nakładowy trójwkrętowy: e) nakładowy jednowkrętowy: f) sworzniowy:
g) szczękowy:h główkowy podkładką wahliwą [3, s.26]

Połączenia zaprasowane służą do łączenia przewodów ze sobą oraz łączenia przewodów

z końcówką. Jest to doskonałe połączenie, ale nierozłączalne.

Do łączenia przewodów o małym przekroju służą prasy mechaniczne.
Zaciski wsuwane są odporne na drgania – stosowane w różnych pojazdach,

od samochodów po lokomotywy elektryczne, coraz szerzej wprowadzane w sprzęcie
gospodarstwa domowego i w instalacjach budynku.

Połączenia owijane przewody o małym przekroju (0,75–4 mm

) wykonuje się wkładając

ich odizolowane końce do poliamidowej złączki skrętnej o wewnętrznym stożkowym
gwincie.

Układanie przewodów instalacyjnych
W instalacjach nieprzemysłowych, przewody wewnętrznych linii zasilających oraz

obwodów odbiorczych instalacji są układane na stałe.

Obwody odbiorcze instalacji nieprzemysłowych układa się w trzy zasadnicze sposoby

(rys. 5):

−

pod tynkiem – przewody umieszcza się w rurkach we wnętrz ścian podczas budowy
budynku. Stosuje się elastyczne rurki winidurowe karbowane oraz rurki winidurowe
twarde,

−

w tynku – przewody mocuje się do ścian i sufitów przed tynkowaniem (specjalnymi
uchwytami przybijanymi gwoździami) lub przykleja (np. gipsem), a następnie pokrywa
tynkiem,

−

na wierzchu ścian i sufitów – przewody umieszcza się w osłonach mocowanych do ścian
i sufitów. Stosuje się do tego specjalne listwy instalacyjne przypodłogowe i naścienne
wykonane z tworzyw sztucznych, w których umieszcza się przewody izolowane jedno–
lub wielożyłowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 5. Sposoby układania przewodów w instalacjach nieprzemysłowych: a) pod tynkiem: b) w tynku:

c) w listwach naściennych: 1 – bruzda wykuwana w murze, 2 – rurka winidurowa,
3 – przewody instalacyjne, 4 – gwóźdź, 5 – dolna część listwy instalacyjnej, 6 – górna część
listwy instalacyjnej [4, s. 124]

Instalacje przemysłowe wykonuje się na ogół przewodami dużej obciążalności prądowej.

Przykładami takich przewodów są kable (przystosowane do układania w ziemi) i tzw.
szynoprzewody magistralne.

Rys. 6. Sposoby układania przewodów w instalacjach przemysłowych: a) w korytkach: b) na

wieszakach prętowych: c) w rurkach winidurowych lub stalowych mocowanych do ściany
[4, s. 125]

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie połączenia przewodów powinny być rozłączne?
2. Wylicz znormalizowane przekroje przewodów od 1 do 120 mm

3.  Objaśnij i porównaj budowę przewodów: YDYp i OMYp?
4.  Jak się podaje napięcie znamionowe przewodu?
5.  Jakie  są  sposoby  układania  przewodów  w  obwodach  odbiorczych  instalacji

nieprzemysłowych?

6. Przedstaw budowę przewodów instalacyjnych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz budowę przewodu H05RNH2 – F 2 x2,5.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych tabelę z oznaczeniami przewodów,
2) rozpoznać rodzaje przewodu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

katalog z przewodami znormalizowanymi,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Silnik prądu stałego o mocy 8 kW i napięciu U = 200 V jest przyłączony przewodem

NYM (Cu, C) o długości 10 m do linii rozdzielczej prądu stałego.
1.  Jakie jest natężenie prądu roboczego?
2.  Określ przekrój poprzeczny przewodu,
3.  Oblicz spadek napięcia w woltach i procentach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać wzory,
2) wykonać obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić

sposoby

układania

przewodów

instalacjach

nieprzemysłowych?



2) dobrać przekrój przewodu w instalacjach elektrycznych?



3) wyliczyć znormalizowane przekroje przewodów od 1 do 100 mm



4) omówić budowę przewodu elektrycznego?



5) wyjaśnić oznaczenie przewodu YDYp?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Oświetlenie elektryczne

4.2.1. Materiał nauczania

Podstawowe pojęcia techniki świetlnej
1. Strumień świetlny – jest to moc promieniowania widzialnego oceniona wzrokiem lub

inaczej ilość energii światła wysyłanego w jednostce czasu. Jednostką jest lumen [lm],

2. Luminacja L– wielkość fotometryczna decydująca o nasileniu subiektywnego rażenia

jasności źródła światła, (jednostką jest [

]):

Gdzie: I – światłość,

S – powierzchnia.

3. Światłość I– Gęstość strumienia świetlnego o określonym kierunku, jest to stosunek

strumienia świetlnego do kąta przestrzennego (ω), w którym ten strumień promieniuje.
Jednostka [cd]

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

ω – kąt przestrzenny.

4. Natężenie oświetlenia E – Jest to stosunek strumienia świetlnego do powierzchni, na

którą ten strumień pada. Jednostką natężenia jest luks [lx]

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

S – powierzchnia.

Rodzaje lamp
1. Żarówki:

−

zwykłe,

−

halogenowe.

2. Świetlówki:

−

kompaktowe,

−

liniowe.

3.  Lampy indukcyjne.
4.  Lampy rtęciowe.
5.  Lampy metalohalogenkowe.
6.  Lampy sodowe.

Żarówki

Żarówka, elektryczne, temperaturowe źródło światła, w którym ciałem świecącym jest

rozżarzony na skutek przepływu prądu, zazwyczaj do temperatury ok. 2500–3000

K drut

z trudno topliwego materiału (pierwotnie grafit, obecnie wolfram) umieszczony w bańce
szklanej żarówki mniejszej mocy wykonywane są zazwyczaj jako próżniowe, większej mocy
jako gazowane – wypełnionej mieszaniną gazów szlachetnych (np. argon z 10% domieszką

ΔS

ΔI

Δω

ΔΦ

ΔS

ΔΦ

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

azotu  lub  krypton).  Widmo  światła  emitowanego  przez  żarówkę  jest  ciągłe,  a  maksimum
natężenia przesunięte w stronę czerwieni względem światła słonecznego. Sprawność żarówki
wynosi ok. 4% Skuteczność świetlna w zależności od mocy i napięcia zasilania wynosi ok. 8–
18  lm/W.  Trwałość  typowych  żarówek  wynosi  ok.  1000  godzin.  Po  upływie  1000  godzin
strumień świetlny  może  się  zmniejszyć  nawet  poniżej 80%. Wielkość  strumienia  świetlnego
i trwałość  żarówki  w  dużym  stopniu  zależy  od  wysokości  napięcia zasilającego.  Żarówki  do
zastosowania  domowego  (gdzie  nie  są  narażone  na  wstrząsy)  posiadają  trzonek  gwintowy
(Edisona – E27), zaś np. samochodowe – trzonek bagnetowy (Swana). Żarówki produkowane
są  z  trzonkiem  gwintowym  E10  (tzw.  Karzełkowi  –  latarki,  rowery,  skale  radiowe),
z trzonkiem  E14  (Mignon  –  pomocnicze  oświetlenie  domowe,  np.  lodówki,  kuchenki),  E27
(Edison–  typowe  (domowe  o  mocy  15–  300  W)  i  E40  (Goliat  –  dla  żarówek  o  mocy
300 – 2000 W). Trzonki bagnetowe – Swana –spotyka się najczęściej w wykonaniu trzonka o
średnicy 7, 9 i 15 mm. Ponadto istnieje cały szereg żarówek w wykonaniu specjalnym (często
bez gwintu lub trzonka bagnetowego) –np. lotnicze, górni choinkowe, telefoniczne, kolejowe
itp.  Żarówki  tzw.  głównego  szeregu,  stosowane  do  oświetlenia  ogólnego  produkowane  są
w wielkościach  o  poborze  mocy  15,  25,  40,  60,  75,  100,  150,  200,  300,  500,  1000,  1500
i 2000W.  Żarówki  używane  typowo  w  gospodarstwie  domowym  to  żarówki  z  grupyczną
bańką o gwincie E27 i mocy 25 – 100 W, 1000, 1500.

Zalety żarówki:

−

szerokie zakresy napięć i mocy znamionowych,

−

dobrze wytrzymuje częste załączanie,

−

zapala się natychmiast po załączeniu,

−

nie wymaga przyrządów zapłonowych i stateczników.

Wady:

−

mała skuteczność świetlna,

−

nieduża trwałość,

−

wrażliwa na poziom napięcia zasilającego.

Rys. 7. Budowa żarówki: 1 – żarnik, 2 – główka, 3 – wspornik żarnika, 4 – nóżka, 5 – bańka,

6 – podpórka, 7 – słupek, 8 – rurka pompowa, 9 – krążek izolacji cieplnej, 10 – trzonek
gwintowany, 11 – styk doprowadzający [pl.wikipedia.org]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Świetlówka

Świetlówka jest lampą rtęciową niskoprężną, tzn. wykorzystuje wyładowanie elektryczne

w parze rtęci o ciśnieniu ok.1Pa. Aby świetlówka wysyłała promieniowanie widzialne
wewnętrzną powierzchnie pokrywa się luminoforem.

Rys. 8. Przykłady świetlówek różnego typu: liniowe, kołowe i kompaktowe [pl.wikipedia.org]

Zalety świetlówki w porównaniu z żarówką

−

wytwarza znacznie mniej ciepła,

−

wyższa skuteczność świetlna (do 80 lm/W),

−

dłuższy czas pracy (ok. 8000 h),

−

mniejsza zależność strumienia świetlnego od napięcia zasilającego,

−

można wytwarzać świetlówki o różnych temperaturach barwowych,

−

mniejsza luminacja.

Wady (głównie przy stosowaniu magnetycznego układu stabilizacyjno–zapłonowego)

−

wymaga skomplikowanych opraw z dodatkowym wyposażeniem (statecznik i zapłonnik),

−

wydajność świetlna lampy zależna jest od temperatury otoczenia,

−

większy niż u żarówek spadek żywotności przy dużej częstości włączeń,

−

tętnienie strumienia świetlnego powodujące zjawisko stroboskopowe,

−

utrudniony zapłon przy obniżonym napięciu oraz w niskiej temperaturze,

−

niski współczynnik mocy (ok. 0,5) powodujący konieczność stosowania kondensatorów
kompensujących,

−

zawierają rtęć, która jest silną trucizną – mogą być niebezpieczne po stłuczeniu,

−

generują "zimne" światło,

Lampy rtęciowe

Lampa wyładowcza (rys. 9), której głównym źródłem światła jest wyładowanie

elektryczne. Bańkę rtęciówki pokrywa się luminoforem, bez którego byłaby sinoniebieska.
Rtęciówka wymaga statecznika. W razie stłuczenia bańki wydostaje się z lampy
promieniowanie nadfioletowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 9.

Rtęciówka budowa i układ połączeń: 1 – bańka szklana pokryta luminoforem od
wewnątrz, 2 – elektrodygłówne, 3 – rezystor, 4 – elektroda pomocnicza, 5 – jarznik
kwarcowy, 6 – kropla rtęci. Dł – dławik, C – kondensator[pl.wikipedia.org]

Lampa sodowa

Lampa sodowa (rys. 10) (pot. sodówka) – lampa wyładowcza, w której środowiskiem

wyładowczym  są  pary  sodu.  Ze  względu  na  ciśnienie  par  sodu  w  jarzniku  dzielone
są na nisko–  i  wysokoprężne.  Dają  charakterystyczne  pomarańczowe  światło.  Obecnie
są powszechnie  stosowane  w  oświetleniu  zewnętrznym  i  uprawie  roślin.  Ze  względu
na oszczędność energii i mniejszą zawartość toksycznej rtęci praktycznie zastąpiły stosowane
wcześniej lampy rtęciowe.

a)

Rys. 10. Lampy sodowe: a) wysokoprężne: b) niskoprężne[pl.wikipedia.org]

Oprawy oświetleniowe

Celem stosowania opraw oświetleniowych jest:

−

umocowanie źródła światła,

−

przyłączenie go do instalacji zasilającej,

−

zmniejszenie szkodliwej dla oczu luminacji i uzyskanie żądanego ukierunkowania
strumienia,

−

ochrona źródła światła przed zewnętrznymi wpływami,

−

podniesienie etyki oświetlenia.
Oprawy podzielić można według różnych kryteriów. Ze względu na zastosowanie

oprawy dzieli się na:

−

przemysłowe,

−

mieszkaniowe,

−

dekoracyjne.
Ze względu na sposób mocowania rozróżnia się oprawy:

−

stałe,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

przenośne,

−

nastawne.
Inny podział według sposobu zabezpieczenia od wpływów zewnętrznych. Oprawy

oświetleniowe  grupy  I  stosuje  się  do  oświetlenia  zewnętrznego  lub  do  wysokich  hal
o ciemnych  ścianach  i  sufitach.  Oprawy  tej  grupy  wykorzystywane  są  do  reflektorów.
Oprawy grupy II i III stosowane są najczęściej w pomieszczeniach niskich o średnio jasnych
ścianach  i sufitach,  takich  jak  biura,  sklepy,  korytarze  itd.  Grupy  IV  i  V  opraw  dają
w większości  światło  odbite,  głównie  od  sufitu,  dlatego  też  może  być  stosowane  w  niskich
pokojach  o jasnych  ścianach  i  sufitach.  Oprawy  te  dają  światło  łagodne,  rozproszone,  lecz
z nie  wielkim  natężeniem  oświetlenia.  Wykorzystywane  są  one  w  mieszkaniach,  hotelach
i innych pomieszczeniach powszechnego użytku jako oświetlenie ogólne. Oprócz oświetlenia
ogólnego  w  niektórych  miejscach  pomieszczeń  konieczne  jest  oświetlenie  o  większym
natężeniu.  Oświetlenie  spełniające  te  wymogi  nazywamy  oświetleniem  miejscowym.
Do oświetlenia  miejscowego  stosowane  są  przede  wszystkim  oprawy  grupy  I  ewentualnie
grupy II.  Oświetlenie,  w  którym  zastosowano oba  systemy, ogólny  i  miejscowy,  nazywa się
oświetleniem  złożonym  tego  typu  oświetlenie  spotykane  jest  najczęściej.  Oprawy
oświetleniowe  różnią  się  w  istotny  sposób  w  zależności  od  rodzaju  źródła  światła.  Dla
żarówek  i  rtęciówek  oprawy  tworzą  najczęściej  bryły  obrotowe.  Natomiast  świetlówki
i sodówki  ze  względu  na  wydłużony  kształt  mają  oprawy  w  formie  korytek.  W  miejscach
narażonych  na  uszkodzenia  mechaniczne źródła  światła  i  grupy  opraw chronione  są  stalową
siatką przymocowaną do korpusu oprawy. Oprawy odporne na pył, wodę, gazy mają budowę
szczelną  wprowadzenie  przewodów  wykonane  są  przez  specjalne  dławiki.  Oprawy
oświetleniowe  do  wnętrz  użyteczności  publicznej.  Oprawy  tego  typu  są  stosowane  do
oświetlenia ogólnego pomieszczeń mieszkalnych oraz hoteli, kawiarni itp. Można wśród nich
wymienić:

−

plafoniery do żarówek, przystosowane do przykręcenia do niepalnego podłoża,

−

oprawy zawieszone do żarówek, przystosowane do zawieszenia na holu,

−

oprawy świetlówek do sufitu.

Wzory do obliczanie oświetlenia elektrycznego

1. Natężenie oświetlenia E jednostką jest lx (1 lx = [

1lm

])

E =

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

S – powierzchnia.

2. Wydajność świetlna h: jednostka [

]

h =

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

P – energia pobierana przez źródło w jednostce czasu.

3. Strumień świetlny jednej lampy Φ

[lm]

Gdzie: W –moc energii promieniowania,

t – czas.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

n =

1,25

⋅

gdzie:

E – natężenie oświetlenia,

S – powierzchnia,
Φ – strumień świetlny jednej lampy,
η

– sprawność świetlna,

n – liczba opraw wg współczynnika mocy.

4. Sprawność świetlna η

= η

∙ η

gdzie: η

– współczynnik sprawności pomieszczenia,

– współczynnik sprawności.

5. Współczynnik pomieszczenia w:

w =

(

)

⋅

gdzie: a, b, H – wymiary pomieszczenia

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co to jest natężenie oświetlenia?
2.  Jakie zalety i wady ma żarówka w porównaniu z innymi źródłami światła?
3.  Jakie znasz parametry oświetlenia?
4.  Jakie lampy i jakim celu wymagają statecznika?
5.  Jak działa lampa rtęciowa?
6.  Jakie są wady świetlówek?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Strumień świetlny Φ = 1200 lm pada na równomierną powierzchnię S = 16 m

. Jaką

wartość ma natężenie oświetlenia?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) skorzystać ze wzorów,
2) wykonać obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Pomieszczenie biurowe o powierzchni S = 35 m

jest oświetlone przez 6 świetlówek

o strumieniu świetlnym Φ

= 4800 lm każda. Sprawność oświetlenia wynosi 0,55. Jakie jest

natężenie oświetlenia w tym pomieszczeniu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać wzory,
2) wykonać obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Pomieszczenie sklepu o powierzchni podstawowej S = 80 m

jest oświetlane przez 18

żarówek o mocy P = 200 W każda i strumieniu 3160 lm. Luksomierzem zmierzono średnie
natężenie oświetlenia na wysokości 0,85 m nad podłogą, wyniosło ono 350 lx.
1. Ile wynosi sprawność oświetlenia?
2. Wymień możliwości zwiększenia sprawności oświetlenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  odszukać wzory,
2)  wykonać obliczenia,
3)  wymienić możliwości zwiększania sprawności oświetlenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić

sposoby

układania

przewodów

instalacjach

nieprzemysłowych?



2) omówić zasadę działania żarówki?



3) wyjaśnić do czego służy oprawa oświetleniowa?



4) wymienić zalety świetlówek?



5) obliczyć natężenie oświetlenia?



6) sgrupyfikować oświetlenie elektryczne?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Instalacje elektryczne i ich zabezpieczenia

4.3.1. Materiał nauczania

Rodzaje instalacji

Instalacja elektroenergetyczna służy do doprowadzenia energii elektrycznej z sieci

elektroenergetycznej do odbiorników (silników, urządzeń grzejnych, źródeł światła itp.).
Według Polskiej Normy rozróżnia się następujące rodzaje systemów:
1. System prądu przemiennego (rys.11)

−

jednofazowy 2– przewodowy,

−

jednofazowy 3– przewodowy,

−

jednofazowy 4– przewodowy,

−

jednofazowy 5– przewodowy.

2. System prądu stałego:

−

dwuprzewodowy,

−

trójprzewodowy.

Rys. 11. Schematy zasilania odbiorników jednofazowych (gniazda wtyczkowego ze stykiem

ochronnym)

w instalacji:

dwuprzewodowej

sieci

czteroprzewodowej,

b) trójprzewodowej z sieci czteroprzewodowej, c) trójprzewodowej z sieci
pięcioprzewodowej [7, s. 128]

Instalacje elektryczne można podzielić na:

−

nieprzemysłowe – w budynkach mieszkalnych i budynkach użyteczności publicznej
(np. sklepy, biura, szkoły, kina itp.):

−

przemysłowe  –  w  pomieszczeniach  zakładów  przemysłowych  (np.  hale  fabryczne,
hodowlane  obiekty  rolnicze,  obiekty  górnicze  itp.).  Instalacje  te  są  narażone  na  takie
czynniki,  jak:  wysoka  temperatura,  wysoka  wilgotność,  uszkodzenia  mechaniczne,
wyziewy żrące oraz zapylenia.

Instalacje elektryczne powinny spełniać wymagania:

1.  Niezawodność zasilania odbiorników energii elektrycznej.
2.  Bezpieczeństwa obsługi, użytkowników oraz osób postronnych.
3.  Bezpieczeństwa pożarowego i wybuchowego.
4.  Dobrych warunków pracy osób obsługujących i użytkujących.
5.  Optymalnych kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Szeroki zakres zastosowania energii elektrycznej, zarówno w okresie wznoszenia, jak

i eksploatacji obiektów budowlanych, wymaga stosowania różnych rodzajów instalacji
elektrycznych, np. instalacji:

−

zasilania budynku,

−

zasilania mieszkań,

−

elektrycznej w mieszkaniach,

−

dla urządzeń uruchamiających wentylację i hydrofornię,

−

automatyki centralnego ogrzewania i ciepłej wody,

−

sygnalizacji wejściowej (dzwonki, domofony),

−

zbiorczych anten radiowo – telewizyjnych,

−

ochrony od porażeń prądem elektrycznym.
W zależności od sposobu wykonania (rodzaju przewodów, sposobu ułożenia,

zastosowanego osprzętu) spotykamy następujące rodzaje instalacji elektroenergetycznych:
1. W budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej:

−

w rurkach winidurowych i wężach giętkich,

−

wykonywane przewodami wtykowymi,

−

wykonywane przewodami kabelkowymi (głównie na uchwytach),

−

w listwach podłogowych.

2. W obiektach przemysłowych:

−

w rurkach stalowych,

−

w rurkach winidurowych,

−

w kanałach podłogowych,

−

wykonywane przewodami kabelkowymi (na uchwytach, w korytkach, w wiązkach),

−

kablowe,

−

przewodami szynowymi,

−

wykonane przewodami gołymi prowadzonymi na izolatorach.

Dobór rodzaju instalacji do środowiska
Rodzaj przewodów i sposób ich ułożenia w instalacjach zależnie od środowiska (rodzaju

pomieszczenia i występujących warunków) są określone w Przepisach budowy urządzeń
elektroenergetycznych – PBUE (tabela1).

Instalacje elektroenergetyczne
W skład instalacji elektrycznej nieprzemysłowej (np. budynek mieszkalny) wchodzą

takie elementy jak: złącze, rozdzielnica główna, wewnętrzna linia zasilająca (wlz) oraz
instalacje odbiorcze.

−

Przyłącze – kablowe lub napowietrzne służy do doprowadzenia energii elektrycznej
z sieci zasilającej, stanowiącej własność zakładu energetycznego, do złącza.

−

Złącze – służy do połączenia sieci rozdzielczej z instalacja odbiorczą. Połączenie to
wykonuje się bezpośrednio lub za pośrednictwem rozdzielnicy głównej i wewnętrznej
linii zasilającej.

−

Rozdzielnica  główna  –  jest  urządzeniem,  w  którym  znajdują  się  zabezpieczenia
poszczególnych  wewnętrznych  linii  zasilających  oraz  główny  łącznik  całej  instalacji.
W dużych  budynkach  wielopiętrowych  (np.  blokach  mieszkalnych)  z  rozdzielnicy
głównej  jest  zasilanych  kilkanaście  wewnętrznych  linii  zasilających,  a  także  instalacje
odbiorcze  ogólnego  przeznaczenia  –  instalacje  oświetleniowe  klatek  schodowych,
korytarzy, maszynownie dźwigów osobowych (windy), itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

Wewnętrzna linia zasilająca (wlz) – służy do połączenia złącza lub rozdzielnicy
głównej z poszczególnymi instalacjami odbiorczymi. W dużym budynku wielopiętrowym
wlz określa się potocznie jako pion.

−

Instalacja  odbiorcza  –  stanowi  część  instalacji  dostarczającej  energię  elektryczną
końcowemu  użytkownikowi.  Bezpośrednio  za  miejscem  połączenia  z  wlz  umieszcza  się
zabezpieczenie  (bezpieczniki,  wyłączniki  nadprądowe)  całej  instalacji  odbiorczej,
a następnie licznik energii elektrycznej.
Licznik  mierzy  energię  elektryczną  (w  kilowatogodzinach  kWh)  zużywaną  przez
wszystkie  odbiorniki  przyłączone  do  tej  instalacji.  Mieszkaniowa  instalacja  dzieli  się
zwykle  na  kilka  obwodów,  z  których  każdy  ma  osobne  zabezpieczenie.  Oddzielne
obwody wydziela się dla instalacji oświetleniowych poszczególnych pomieszczeń, gniazd
wtyczkowych.

Instalacje  przemysłowe  składają  się,  podobnie  jak  instalacje  w  budynkach

mieszkaniowych,  ze  złączy,  rozdzielni  głównej,  wlz  i  instalacji  odbiorczych.  W  skład
instalacji  odbiorczej  wchodzą  obwody  rozdzielcze  i  odbiorcze,  które  tworzą  rozgałęzioną
sieć.  W  węzłowych  punktach  sieci  przemysłowej  umieszcza  się  rozdzielnice  wydziałowe,
oddziałowe i odbiorcze. Rozdzielnice wydziałowe i oddziałowe służą do zasilania niewielkiej
liczby  obwodów  rozdzielczych  obciążonych  stosunkowo  dużymi  prądami.  Z  rozdzielnic
odbiorczych, poprzez obwody odbiorcze, zasilane są liczne odbiorniki średniej i małej mocy.

Rys.12. Schemat instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym z podziałem jej na części

(przyłącze, złącze, wlz, linie zasilające, instalacje odbiorcze) [4, s. 120]

Osprzęt instalacyjny
Do osprzętu instalacyjnego zaliczamy: rury do układania przewodów, złączki do łączenia

rur, puszki i gniazda odgałęźne do łączenia przewodów, sprzęt do mocowania przewodów
i rur.

Rury instalacyjne
Rury służą do zabezpieczenia przewodów przed uszkodzeniami mechanicznymi,

działaniem pyłu, gazów wilgoci itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozróżnia się następujące rodzaje rur instalacyjnych:

−

stalowe,

−

winidurowe (węże izolacyjne),

−

stalowo–pancerne,

−

gumowe.

W instalacjach stosuje się rury o różnych średnicach, przeznaczone do ułożenia różnej liczby
przewodów o różnym przekroju.

Osprzęt odgałęźny
Przy łączeniu przewodów i wykonaniu odgałęzień przewody instalacyjne wprowadza się

do puszek lub gniazd odgałęźnych. W instalacjach wtynkowych wykonanych przewodami
wtynkowymi (DYt, ADYt, EDYt) i kabelkowymi (EDYp, YADYp) mogą być stosowane
puszki z zaciskami, szczękami stykowymi nadające się zarówno do wykonywania odgałęzień,
jak i umieszczenia łączników oraz gniazd wtykowych.

W instalacjach podtynkowych układa się puszki rozgałęźne z tworzywa. Instalacjach

wykonanych przewodami kabelkowymi na uchwytach, korytkach itp. są stosowane puszki
odgałęźne bakelitowe 2–3 lub 4– wylotowe.

Rys. 13. Puszki rozgałęźne do instalacji elektroenergetycznych: a) puszka uniwersalna do przewodów

oraz gniazd wtykowych, b) puszka bakelitowa kroploszczelna 3–wylotowa do przewodów
kabelkowych, c) puszka winidurowa do instalacji w rurkach winidurowych, d), e), f) puszki
metalowe do instalacji w rurkach stalowych i winidurowych, g) puszka rozgałęźna
z tworzywa do instalacji podtynkowych [7, s. 133]

Osprzęt do łączenia, zakończenia i mocowania rur instancyjnych.
Rury stalowe łączymy i zakańczamy za pomocą elementów pokazanych na rys.

mocujemy zaś za pomocą uchwytów śrubowych. lub osprzętu bezśrubowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.14. Osprzęt do łączenia i zakańczania rur stalowych: a) złączka kontrolna przelotowa

z odgałęzieniem, b)kątnik, c) łuk, d) złączka kontrolna kątowa, e), f) półfajki, g) tulejka,
h) końcówka bakelitowa z gwintem, i) wkrętka redukcyjna, j) wkrętka dławikowa [7, s. 134]

Oddziaływanie środowiska na instalacje i urządzenia elektryczne

Instalacje i urządzenia elektryczne, zależnie od ich umiejscowienia, narażone są na

oddziaływanie następujących czynników środowiskowych:

−

temperatura otoczenia:

−

temperatura własna, wydzielana w czasie normalnej pracy:

−

temperatura wydzielana w przypadku awarii (przeciążenia instalacji, uszkodzenia
w odbiorniku lub zwarcia):

−

promieniowanie słoneczne:

−

wilgotność otoczenia w czasie normalnej pracy:

−

wilgotność otoczenia w przypadku awarii:

−

woda(rozbryzgi, deszcz, itp.):

−

zapylenie otoczenia (kurz, pył sadza, piasek, itp.):

−

wyładowania atmosferyczne:

−

naprężenia mechaniczne konstrukcji obiektów budowlanych:

−

ruchy tektoniczne ziemi:

−

szkodliwe środki chemiczne zawarte powietrzu w opadach deszczowych oraz
występujących w glebie.

Łączniki

Łączniki służą do wykonywania czynności łączeniowych w obwodach elektrycznych

w różnych warunkach pracy oraz do przewodzenia prądu w stanie załączonym (zamknięte
styki).

Ze względu na przeznaczenie łączniki dzielimy na:

−

izolacyjne – sporadycznie zamykane i otwierane, mające na celu stworzenie widocznej
przerwy izolacyjnej w obwodzie,

−

manewrowe – wykonujące czynności łączeniowe w warunkach roboczych, do
sterowania np. silników,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

zabezpieczeniowe – do przerywania obwodów w stanach zakłóceniowych,

−

przeznaczone do innych zadań.

Grupyfikacja łączników ze względu na zasadę działania i zakres stosowania:

−

ręczne – puszkowe, instalacyjne, warstwowe (krzywkowe, drążkowe, walcowe) –
stosowane głównie w obwodach oświetleniowych i manewrowych, w których
przełączenia dokonuje się ręcznie,

−

automatyczne – styczniki, przekaźniki, wyłączniki– zmiana położenia styków następuje
poprzez zmianę parametrów fizycznych obwodu zasilającego, np. wzrost lub spadek
napięcia, wzrost prądu, temperatury itp.
Do łączników najczęściej stosowanych w instalacjach zaliczamy:

−

łączniki wtyczkowe,

−

łączniki instalacyjne,

−

łączniki warstwowe,

−

łączniki drążkowe,

−

łączniki tyrystorowe,

−

styczniki,

−

wyłączniki,

−

bezpieczniki.
Łączniki wtyczkowe służą do załączenia odbiorników przenośnych i ruchomych

do instalacji  elektrycznej.  Można  nimi  łączyć  tylko  obwody  nieobciążone  lub  obciążone
bardzo małymi prądami.
W  instalacjach  nieprzemysłowych  stosuje  się  na  ogół  łączniki  wtyczkowe  jednofazowe.
Ich gniazda  montuje  się  w  puszkach  (wtynkowych  lub  podtynkowych)  albo  na  powierzchni
ściany.

Rys. 15. Przykłady gniazd wtyczkowych [http://merlin.pl]

Przemysłowe łączniki wtyczkowe są łącznikami trójfazowymi wyposażonymi w trzy,

cztery lub pięć zestyków

Osobną grupę łączników niskonapięciowych stanowią łączniki instalacyjne, do których

zalicza się łączniki na napięcie 250 V na małe prądy znamionowe: 6 lub 10 A, stosowane do
jednofazowych obwodów w instalacjach mieszkaniowych i biurowych, w obwodach
oświetleniowych zakładów przemysłowych itd.

Łączniki warstwowe są łącznikami, w których załączanie i wyłączanie odbywa się

migowo  (szybki  przerzut  styków  za  pomocą  sprężyny  napinanej  przy  pokręcaniu  dźwigni
napędowej),  styki  rozchodzą  się  wówczas  z  dużą  prędkością  doprowadzając  do  szybkiego
gaszenia  łuku  elektrycznego.  Łączniki  warstwowe  buduje  się  na  prądy  10–200  A:  można
je stosować  nie  tylko  do  załączania  i  wyłączania,  ale  także  do  przełączeń  (np.  do  zmiany
konfiguracji sieci), jak przełączenie uzwojeń silnika lub zmiany kierunku wirowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Łączniki statyczne (bezstykowe) rozpowszechniły się obecnie w układach sterowania,

w których mamy do czynienia z obwodami dużej mocy o bardzo dużej częstości łączeń.
Łączniki te są zbudowane z elementów półprzewodnikowych mocy. Są to przede wszystkim
układy tyrystorowe lub tranzystorowe, które przewyższają układy mechaniczne łączników
pod względem trwałości i możliwości skracania czasów załączania i wyłączania obwodów.

Stycznikami są łączniki manewrowe – automatyczne o dużej częstości łączeń.

Najczęściej występują styczniki z napędem elektromagnetycznym, spotyka się też styczniki
z napędem pneumatycznym np. w pojazdach trakcyjnych, a nawet napędem mechanicznym.

Styczniki elektromagnetyczne są sterowane tylko sygnałem napięciowym. Otwarcie lub

zamknięcie  styków  następuje  na  skutek  zaniku  lub  pojawienia  się  napięcia  sterującego.
Zaliczamy  je  do  grupy  rozłączników,  które  mają  zdolność  załączania  i  wyłączania  prądów
roboczych  i  przeciążeniowych.  Coraz  częściej  do  łączenia  obwodów  dużej  mocy  stosuje  się
łączniki  próżniowe  –  styczniki  próżniowe,  wyłączniki  próżniowe.  Styki  tych  łączników
umieszczone  są  w  komorach  próżniowych.  Konstrukcja  ta  zapewnia  bardzo  krótki
i bezłukowy proces wyłączenia (próżnia nie posiada nośników energii).

Rys. 16. Układy styków stycznika typu Z–SCH firmy Moeller [2, s.52]

Podstawą doboru stycznika do pracy w obwodach sterowniczych są parametry

znamionowe zawarte w kartach katalogowych. Podstawowe parametry znamionowe:

−

prąd

znamionowy

ciągły,

−

napięcie

znamionowe

(łączeniowe),

−

prąd łączeniowy,

−

napięcie sterowania,

−

kategorie użytkowania,

−

moc łączeniowa,

−

trwałość,

−

łączeniowa.

Rys. 17. Układy sterowania stycznika: a) sterowanie impulsem ciągłym przy użyciu łącznika bez

samoczynnego  powrotu:  b)  sterowanie  impulsem  ciągłym  przy  użyciu  przycisku:  c)
sterowanie  impulsem  krótkotrwałym  przy  użyciu  dwóch  przycisków:  1–  cewka
elektromagnesu napędowego, 2 – łącznik ręczny, 3– przycisk zwierny (zamknięty, gdy się go
naciska),  4  –  przycisk  rozwierny  (otwarty,  gdy  się  go  naciska),  5  –  zestyk  pomocniczy
zwierny (dla samopotrzymania), F2 – bezpiecznik w obwodzie głównym, F5 – bezpiecznik w
obwodzie sterowniczym [3, s. 157]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Styki główne stycznika umieszczone są w torze głównym zasilającym odbiornika (płynie

przez  nie  prąd  roboczy  odbiornika).  Stycznik  może  posiadać  również  styki  pomocnicze
stosowane  w  obwodach  współpracujących  z  obwodem  danego  odbiornika.  Np.  styki
pomocnicze mogą uruchamiać układ sygnalizacji alarmowej lub mogą sterować pracą innego
obwodu  elektrycznego.  Styki  pomocnicze  mogą  być  zwierne  (zamykają  się  przy
wysterowaniu  stycznika)  lub  rozwierne  (otwierają  się  przy  wysterowaniu  stycznika).  Stan
wysterowania określony  jest tu jako stan pracy, w którym podany  jest  impuls  na zamknięcie
styków stycznika.

Innym łącznikiem automatycznym stosowanym w układach automatyki przemysłowej

jest przekaźnik. Może być on sterowany różnymi wielkościami elektrycznymi,
np. napięciem, prądem, temperaturą, mocą itp. Posiada styki zarówno zwierne jak i rozwierne,
są one najczęściej o niskiej obciążalności prądowej. Poniżej podane są różne zestawienia
styków przekaźnikowych.

Do łączników zaliczane są również są wyłączniki, stosowane do załączania i wyłączania

prądów  roboczych,  przeciążeniowych  i  zwarciowych.  Załączanie  i  wyłączanie  wyłącznika
może odbywać się ręcznie  i/lub samoczynnie. Wyłączniki wyposażone są w wyzwalacze  lub
przekaźniki,  które  oddziałują  na  zamek  wyłącznika  powodując  jego  zadziałanie  (otwarcie
styków) w stanie zakłócenia pracy obwodu.

Rozróżniamy wyzwalacze pierwotne lub wtórne. Do najprostszych należą wyzwalacze

pierwotne, w których prąd roboczy urządzenia przepływa bezpośrednio przez elementy
wyzwalacza. Wyzwalacze wtórne zasilane są z przekładników prądowych lub napięciowych.
Przykładem

wyzwalacza

pierwotnego

jest

niskonapięciowy

wyzwalacz

termiczny-bimetalowy, przez który przepływa prąd roboczy. Przy przepływie prądu
przeciążeniowego wygina się i powoduje wyłączenie styków łącznika. Inny typ wyzwalacza
to wyzwalacz elektromagnetyczny, którego zasada pracy pokazana jest na rysunku 18.

Rys. 18. Kompaktowe wyłączniki dużej mocy: a) schemat połączeń, b) szkic budowy, 1 – zacisk

przyłączeniowy, 2,3 – styki, 4 – komora gaszeniowa, 5 – wyzwalacz nadpradowy, 6– wyzwalacz
cieplny, 7 – cewka podnapięciowa, 8 – zamek, 9 – dźwignia napędu, 10 – obudowa [2, s. 70]

Otwarcie styków wyłącznika następuje pod wpływem wyzwalacza (lub przekaźnika),

który mechanicznie oddziałuje na zamek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 19. Zasada działania urządzeń wyzwalających: a) wyzwalacz pierwotny, b) wyzwalacz wtórny,

c) przekaźnik, 1 – łącznik, 2– wyzwalacz pierwotny, 3 – wyzwalacz wtórny, 4 – cewka
wybijakowa wyłącznika,5 – przekaźnik’ 6 – przekładnik prądowy [1, s. 508]

Rys. 20. Przykładowe rozwiązanie prostego układu automatyki [2 s. 57]

Wyłączniki nadprądowe służą do łączenia obwodów (załączania, przewodzenia

i wyłączania prądów roboczych) oraz wyłączania prądów przeciążeniowych i zwarciowych
(ich popularna nazwa to bezpieczniki automatyczne).

W domowych instalacjach stosuje się je do zabezpieczania urządzeń elektrycznych przed

zwarciami i przeciążeniami, a także do ochrony przeciwporażeniowej.

Wyłącznik nadprądowy jest zbudowany z:

−

szeregowo

połączonych

wyzwalaczy:

termobimetalowego

(przeciążeniowego)

i elektromagnetycznego (zwarciowego),

−

mechanizmu zamka z układem zestykowym i komorą gaszeniową łuku elektrycznego,

−

zacisków przyłączeniowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 21.

Schemat działania wyłącznika nadprądowego wkręconego w gniazdo bezpiecznikowe [4, s.
128]

Wyłączniki nadprądowe produkuje się na następujące prądy znamionowe: 0,3: 05: 1: 2:

3: 4: 6:1 0: 16: 20: 25: 32: 40:50 i 63 A

Bezpieczniki przeznaczone są do samoczynnego wyłączania prądów zwarciowych.

W bezpieczniku, inaczej niż w innych typach łączników, nie występują zestyki. Ich funkcję
pełni element topikowy – drut lub pasek wykonany z metalu, który w przypadku wystąpienia
prądu o natężeniu przekraczającym wartość znamionową nagrzewa się do wysokiej
temperatury, topi i odparowuje, powodując przerwę obwodzie elektrycznym.

Bezpiecznik instalacyjny składa się z:

−

podstawy mocowanej do tablicy rozdzielczej, do której doprowadzone są przewody,

−

wkładki bezpiecznikowej (topikowej) w obudowie porcelanowej, wewnątrz której
znajduje się element topikowy oraz piasek kwarcowy, ułatwiający gaszenie łuku,

−

główki wkręcanej w gwint podstawy mocującej wkładkę bezpiecznikową,

−

wstawki dolnej zapobiegającej włożonej do podstawy wkładki o większym prądzie
znamionowym.

Rys. 22. Bezpiecznik instalacyjny [7, s. 277]

Rozdzielnice
Rozdzielnice w instalacjach nieprzemysłowych

W instalacjach nieprzemysłowych występują zwykle cztery punkty węzłowe, w których

umieszcza się rozdzielnice: połączenie sieci rozdzielczej z instalacją (złącze), rozdzielenie
wewnętrznych linii zasilających (rozdzielnica główna), połączenie wewnętrznych linii

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zasilających z instalacja odbiorczą (rozdzielnica piętrowa), rozdzielnia obwodów instalacji
odbiorczej (rozdzielnice mieszkaniowe).

Na rysunku 23 przedstawiono widok i schemat elektryczny typowych rozdzielnic

stosowanych  jako  złącza  wolnostojące  lub  umieszczone  we  wnękach  ściennych.  Obudowa
rozdzielnicy  jest  wykonana  z  blachy  stalowej  lub  z  tworzywa  sztucznego  (bardziej
korzystnego  ze  względu  bezpieczeństwa,  gdyż  tworzywo  sztuczne  stanowi  izolację).
Wewnątrz  obudowy,  na  tabliczce  montażowej  są  umieszczone  podstawy  bezpiecznikowe
i zaciski przyłączeniowe.

Rys. 23.

Złącze budynku zasilanego z sieci kablowej: a) wolnostojące: b) we wnęce ściennej:
c) przykładowy schemat elektryczny [5, s. 285]

Rozdzielnice główne instaluje się w przyziemnych kondygnacjach budynków, w pobliżu

złącza.  Na  rysunku  24  przedstawiono  przykładową  rozdzielnicę  główną  zbudowaną
z prefabrykowanych  skrzynek  blaszanych,  zasilającą  wewnętrzne  linie  zasilające  oraz
obwody  odbiorcze  ogólnego  przeznaczenia.  Licznik  energii  elektrycznej,  zaznaczony  na
schemacie  tej  rozdzielnicy,  służy  do  rozliczania  energii  pobieranej  przez  obwody  ogólnego
przeznaczenia,  np.  oświetlenia  klatki  schodowej.  W  budynkach  wielokondygnacyjnych
(wysokich)  rozdzielnice  zasilają  dużą  liczbę  obwodów  ogólnego  przeznaczenia
i wewnętrznych linii zasilających.

Rys. 24.

Rozdzielnica główna: a) widok: b) schemat elektryczny [5, s. 286]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozdzielnice piętrowe wykonane w instalacjach tradycyjnych stanowią tablice

umieszczone  we  wnękach  ściennych  zamykanych  stalowymi  drzwiczkami.  Zawierają  one
zabezpieczenia  przedlicznikowe  instalacji  odbiorczych  i  liczniki  energii.  W  budynkach
wznoszonych  metodami  przemysłowymi,  w  których  instalacja  jest  w  dużej  mierze
prefabrykowana  funkcje  rozdzielnic  piętrowych  pełnią  prefabrykowane  kanały  blaszane,
zwane kanałami piętrowymi lub szybami instalacyjnymi.

Rys. 25. Kanał piętrowy: a) widok kanału: b) schemat elektryczny, 1 – przedział dla urządzeń

telefonicznych i oświetlenia klatki schodowej, 2 – przedział licznikowy, 3 – przedział
bezpiecznikowy, 4 – przedział gniazd wtyczkowych [5, s. 279]

Tablice mieszkaniowe są to rozdzielnice, w których następuje rozdział obwodu

łączącego wlz. z instalacją w mieszkaniu. W budynkach ze starą instalacją elektryczną tablice
mieszkaniowe  zawierają  liczniki  energii  elektrycznej  i  bezpieczniki  lub  wyłączniki
instalacyjne  wkręcone  w  podstawy  bezpiecznikowe  zabezpieczające  poszczególne  obwody
odbiorcze (czasem bezpieczniki), a także wyłączniki różnicowo–prądowe.

Na rysunku 26 przedstawiono typowy schemat elektryczny tablicy mieszkaniowej

wyposażonej w wyłącznik przeciwpożarowy i wyłączniki nadmiarowe instalacje.

Rys.26. Schemat elektryczny tablicy rozdzielczej mieszkaniowej [5, s. 286]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozdzielnice w instalacjach przemysłowych
Liczba typów produkowanych rozdzielnic jest duża. Różnią się one konstrukcją,

stopniem  szczelności  osłon,  sposobem  zainstalowania  urządzeń,  parametrami elektrycznymi,
liczbą  odpływów,  wyposażeniem.  Większość  tych  rozdzielnic  ma  jednak  pewna  cechę
wspólną,  a mianowicie  tworzy  się  je  z  prefabrykowanych  segmentów  dzięki  czemu  można
łatwo tworzyć rozdzielnice o różnej liczbie odpływów i różnym wyposażeniu. Segmenty te są
albo szafami albo skrzynkami.

Stąd ich nazwy:

−

rozdzielnica szafowa,

−

rozdzielnica skrzynkowa.

Rys. 27. Rozdzielnica szafowa: a) widok ogólny: b) widok przedniej ściany szafy: c) schemat

elektryczny szafy [5, s. 288]

Jako rozdzielnice odbiorcze najczęściej wykorzystuje się rozdzielnice skrzynkowe.

Rozdzielnice takie są zestawiane ze skrzynek żeliwnych, blaszanych lub wykonanych
z tworzyw sztucznych. Mają one znormalizowane wymiary.

Wewnątrz skrzynek znajdują się zabezpieczenia, łączniki i inne elementy obwodów

głównych, pomiarowych, sygnalizacyjnych itp. Napędy łączników ręcznych są umieszczone
na pokrywach czołowych skrzynek. Ze względu na niezbyt duże wymiary skrzynek można
w nich instalować urządzenia zasilające odbiorniki średniej i małej mocy.

Zaletą rozdzielnic skrzynkowych jest możliwość tworzenia z elementów obwodów

umieszczonych w skrzynkach, pól o różnym wyposażeniu i rozdzielnic o dużej liczbie pól.
Rozdzielnice te się dają łatwo instalować w konstrukcjach wsporczych i zajmują mało
miejsca.

Rys. 28. Rozdzielnica skrzynkowa: a) widok ogólny: b) schemat elektryczny [5, s. 289]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Do czego służy wyłącznik nadprądowy?
2.  Jakie znasz rodzaje łączników stosowanych w instalacjach elektrycznych?
3.  Jakie wymagania powinny spełniać instalacje elektryczne?
4.  Jak możemy podzielić instalacje elektryczne?
5.  Jakie są różnice między instalacjami nieprzemysłowymi i przemysłowymi?
6.  Gdzie należy umieszczać złącze?
7.  Czy potrafisz omówić układy pracy stycznika?
8.  Jakie jest zastosowanie przekaźników?
9.  Jakie są różnice pomiędzy stycznikiem i przekaźnikiem?
10.  Jakie  parametry  znamionowe  ułatwiają  dobór  stycznika  i  przekaźnika  do  obwodu

elektrycznego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Narysuj schematy sieci elektrycznej z podłączonymi odbiornikami jednofazowymi

i trójfazowymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  poprawnie zastosować na schemacie oznaczenia i symbole elektryczne,
2)  używać poprawnego nazewnictwa elektrycznego,
3)  dokonać analizy pracy układu zaproponowanego na schemacie elektrycznym.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

treść zadania dla pary uczniów,

−

fragment schematu elektrycznego z zastosowaniem przekaźników i styczników,

−

makiety instalacji elektrycznej,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj osprzęt elektryczny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  wskazać umiejscowienie danego elementu na schemacie elektrycznym,
2)  poprawnie nazwać elementy wskazane,
3)  określić zastosowanie wskazanego elementu oraz sposób jego zamontowania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

treść zadania dla pary uczniów,

−

katalogi, zdjęcia,

−

makiety, eksponaty omawianych urządzeń,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Zmontuj prostą instalację elektryczną według zaproponowanego schematu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przypomnieć sobie zasady tworzenia rysunków technicznych,
2)  dobrać materiały do wykonania instalacji elektrycznej,
3)  zorganizować  stanowisko  do  montażu  instalacji  zgodnie  z  zasadami  bezpieczeństwa

i higieny pracy,

4)  zamontować podstawowe zabezpieczenia zwarciowe,
5)  wymienić zastosowane środki ochrony przeciwporażeniowej,
6)  wykonać poprawne połączenia pomiędzy elementami obwodu zasilającego i odbiorczego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tablica (ściana) montażowa,

−

osprzęt elektryczny,

−

narzędzia elektrotechniczne (wkrętaki, kombinerki),

−

zabezpieczenia zwarciowe, przepięciowe i przeciwporażeniowe,

−

proste odbiory elektryczne np. żarówki,

−

zestaw komputerowy z drukarką wyposażony w program wspomagający projektowanie
instalacji elektrycznej,

−

normy elektryczne,

−

instrukcja dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 4

Przeanalizuj pracę układu sterowania, w którym zastosowano styczniki i przekaźniki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  wskazać wymagane urządzenia na schematach elektrycznych,
2)  poprawnie nazwać wskazane elementy,
3)  dokonać analizy pracy układu zaproponowanego na schemacie elektrycznym.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

treść zadania dla pary uczniów,

−

fragment schematu elektrycznego z zastosowaniem przekaźników i styczników,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) narysować schemat elektryczny stycznika?



2) wyjaśnić, co nazywamy instalacją elektroenergetyczną?



3) objaśnić budowę bezpiecznika instalacyjnego?



4) objaśnić różnice pomiędzy złączem a przyłączem?



5) rozróżnić pojęcie instalacji: przemysłowej i nieprzemysłowej?



6) omówić działanie stycznika elektrycznego?



7) narysować schemat zasilania odbiorników jednofazowych?



8) narysować prosty schemat elektryczny z zastosowaniem styczników

i przekaźników?



9) rozróżnić stycznik i przekaźnik wśród eksponatów?



10) zmontować prosty układ z zastosowaniem stycznika i przekaźnika?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Grupyfikacja, oznaczenia izolatorów

4.4.1. Materiał nauczania

Izolatory liniowe i ich osprzęt

Izolatory liniowe mogą być wykonane z porcelany lub ze szkła. W Polsce stosuje się

szkło  wyłącznie  do  wykonania  niektórych  typów  izolatorów  niskiego  napięcia.  Izolatory
porcelanowe pokrywa się szkliwem, które zwiększa ich wytrzymałość mechaniczną o ok.10%
oraz  zmniejsza  przyczepność  pyłów.  Niektóre  typy  izolatorów  wyposaża  się  w  okucia
metalowe  mocowane  do  części  izolacyjnej  za  pomocą  specjalnego  kitu  lub  cementu.
Ze względu na sposób zamocowania izolatory można podzielić na:

−

stojące,

−

wiszące,

−

kołpakowe,

−

długopniowe

Podstawowe parametry

Podstawowe parametry charakteryzujące izolatory w elektroenergetyce to:

−

napięcie znamionowe (V),

−

droga upływu (cm),

−

droga przeskoku (cm),

−

droga przebicia (cm),

−

napięcie probiercze 50 Hz pod deszczem (kV),

−

napięcie probiercze udarowe o kształcie 1,2/50 μs (kV),

−

napięcie przeskoku 50 Hz na sucho (kV),

−

napięcie przeskoku 50 Hz pod deszczem (kV),

−

obciążenie probiercze (kN),

−

wytrzymałość mechaniczna (kN),

−

wytrzymałość elektromechaniczna (kN).

Rys. 29. Izolatory niskich napięć: a) porcelanowy typu N: b) porcelanowy

szpulowy typu S: c) szklany typu Ns [1, s. 19]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 30. Typowe izolatory liniowe wysokiego napięcia: a) izolator kołpakowy: b) izolator

dwukołpakowy: c) izolator stojący: d), e), f) ,g) izolatory długopniowe: 1 – okucie z gniazdem,
2 – okucie z uchem, 3 – porcelana pokryta szkliwem [1, s.20]

Rys. 31. Izolator kołpakowy ceramiczny [pl.wikipedia.org]

Do oznaczania izolatorów w elektroenergetyce stosuje się symbole:

−

L – izolatory liniowe,

−

S – izolatory stojące,

−

W – izolatory wsporcze,

−

K – izolatory kołpakowe,

−

G – izolatory odciągowe,

−

Z – izolatory przeciwzabrudzeniowe,

−

D – izolatory o konstrukcji w kształcie litery delta (deltowe),

−

P – izolatory o konstrukcji pniowej (nieprzebijalne).
Każdy izolator oprócz własności elektrycznych odpowiadających napięciu linii, dla której

jest  przeznaczony  musi  mieć  również  określone  własności  mechaniczne  decydujące
o możliwości  jego  wyboru  zależnie  od  wartości  sił,  które  ma  wytrzymywać.  Odpowiednie
własności elektryczne  i  mechaniczne uzyskuje się przez nadanie  izolatorowi odpowiedniego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

kształtu  (uformowanie  kloszy,  żłobków,  liczba  kloszy).  Spośród  wielu  typów  izolatorów
wysokiego  napięcia  przy  budowie  linii  napowietrznych  stosuje  się  obecnie  izolatory  stojące
(linie  do  30  kV)  oraz  różne  typy  izolatorów  wiszących,  długopniowych.  Łańcuchy  złożone
z izolatorów  kołpakowych  porcelanowych  spotykane  są  w  liniach  eksploatowanych.
W liniach  wyższych  napięć  wprowadza  się  izolatory  kołpakowe  szklane.  Izolatory  stojące
mocuje  się  do  konstrukcji  wsporczych  za  pomocą  trzonów  i  uchwytów.  Izolatory  niskiego
napięcia  stojące  mocowane  są  trzonach  hakowych  lub  trzonach  prostych.  Trzon  okręca  się
pakułami  konopnymi  nasyconymi  minią  i  nakręca  się  na  niego  izolator.  Izolatory  szpulowe
niskiego  napięcia  mocuje  się  za  pomocą  uchwytów  wyposażonych  w  sworzeń  przetykany
przez izolator i zabezpieczany zawleczką. Izolatory wysokiego napięcia stojące są mocowane
na  trzonach  prostych,  a  wiszące  wieszane  na  wieszakach  odciągowych  lub  nośnych.
Dla zwiększenia wytrzymałości mechanicznej stosowane są w określonych przypadkach dwa
izolatory połączone za pomocą orczyków.

Rodzaje trzonków

Rys.32. Rodzaje trzonków: a) trzon prosty zwykły, b) trzon prosty wzmocniony, c)trzon hakowy,

d) trzon hakowy wysokonapięciowy[1, s.21]

Izolatory

liniowe

stojące

rodzaj

izolatorów

stosowanych

liniach

elektroenergetycznych średniego napięcia i wysokiego napięcia oraz w rozdzielniach
napowietrznych jako wsporniki szyn i części odłączników oraz bezpieczników.

Najczęściej spotykane typy izolatorów stojących to już nie stosowane: izolatory deltowe

(LSD  –  o  niezbyt  korzystnym  kształcie  i  podatne  na  wyładowania  niezupełne),
szerokokloszowe  (szerszy  górny  klosz  bardziej  niewrażliwe  na  przeskoki)  i  powszechnie
stosowane  izolatory  pniowe  (LSP  –  o  znacznej  odporności  na  uderzenia  i  dobrej
wytrzymałości elektrycznej przy zanieczyszczeniach).

Izolatory

liniowe

wiszące

rodzaj

izolatorów

stosowanych

liniach

elektroenergetycznych głównie wysokiego napięcia i przeznaczone są one do pracy
mechanicznej tylko na rozciąganie. Najczęściej spotykane izolatory wiszące to typu
łańcuchowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zasady montażu oraz dobór izolatorów
Montaż

izolatorów

Izolatory mocuje się na konstrukcjach wsporczych za pomocą wieszaków i trzonów.

Za pomocą  trzonów  mocuje  się  izolatory  stojące.  Trzon  izolatora  owija  się  pasmami  konopi
nasyconymi  minią  i  pokostem  lub  specjalnym  kitem.  Na  tak  przygotowany  trzon wkręca się
izolator. W zależności od sposobu umocowania izolatorów stosuje  się trzony proste, hakowe
lub  kabłąkowe.  Izolatory  wiszące  zawiesza  się  na  wieszakach  przymocowanych
do poprzeczników  słupów.  Gdy  zachodzi  konieczność  zawieszenia  dwóch  izolatorów
równolegle, stosuje się w tym celu orczyki. Mocowanie przewodów do izolatorów wiszących
wymaga stosowania specjalnych uchwytów.

Dobór izolatorów

Izolatory muszą spełniać odpowiednie wymagania dotyczące wytrzymałości elektrycznej

izolacji,  wytrzymałości  mechanicznej.  Wytrzymałość  elektryczna  izolacji  musi  odpowiadać
tzw.  poziomowi  znamionowemu  izolacji  tzn.  musi  spełniać  wymagania  dotyczące  całego
zespołu  znamionowych  napięć  probierczych  określonych  w  normie  PN–81/E–O5001.
Wymagania  te  dotyczą  głównie  producentów  urządzeń  i  izolacji.  Osadzające  się  podczas
eksploatacji  zanieczyszczenia  na  izolatorach  pogarszają  zdolności  izolacyjne  i  są  często
przyczyną  przeskoków  i  zwarć  doziemnych.  Czynnikami  przeciwdziałającymi  temu
są deszcze  spłukujące  izolatory  oraz  w  bardziej  krytycznych  przypadkach–  specjalne
okresowe  czyszczenie  izolacji.  Intensywność  pogarszania  się  własności  izolacyjnych  na
skutek zabrudzeń zależy od intensywności osadzania się pyłów oraz ich rodzaju (bardziej lub
mniej  przewodzące).  Ze  względu  na  warunki  zabrudzeniowe  izolatory  dobiera  się  na
podstawie PN– 79/E–O6303. Norma ta dzieli tereny na cztery strefy zabrudzeniowe izolatory,
charakteryzujące  się  odpowiednim  natężeniem  opadu  zanieczyszczeń  oraz  konduktywności
tych  zanieczyszczeń.  Przynależność  jakiegoś  terenu  do  odpowiedniej  strefy  zabrudzeniowej
podają  najczęściej  Zakłady  Energetyczne  na  podstawie  przeprowadzonych  pomiarów.  Dla
izolatorów  liniowych  oraz  wsporczych  o  napięciu  znamionowym  11O  kV  i  wyższym
dopuszcza  się  dwa  sposoby  doboru  izolacji  do  warunków  zabrudzeniowych:  według
charakterystyki zabrudzeniowej oraz według drogi upływu.

Charakterystyka zabrudzeniowa izolatora podaje zależność napięcia przeskoku od

konduktywności  powierzchniowej  izolatorów.  Odczytane  z  charakterystyki  napięcie  dla
odpowiedniej  strefy  konduktywności,  musi  być  o  10%  większe  od  największego
dopuszczalnego napięcia sieci Um, czyli Upz 50 > 1,1 Um. Dla izolatorów liniowych, których
charakterystyka  zabrudzeniowa  nie  iL,  mana,  dla  izolatorów  wsporczych,  przepustowych
i aparatowych  dokonuje  się,  doboru  na  podstawie  drogi  upływu  izolatora  (łańcuch
izolatorów).

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Z jakich materiałów wykonuje się izolatory liniowe?
2.  Jak osadza się na trzonach izolatory stojące?
3.  Jaki jest zakres stosowania izolatorów wiszących?
4.  Jakie są zasady doboru izolatorów?
5.  Jakie są zasady montażu izolatorów?

6. Jakie znasz podstawowe parametry izolatorów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz budowę i typ izolatora przedstawionego na rysunku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2)  opisać budowę w zeszycie,
3)  omówić sposób rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalog izolatorów,

–

eksponaty,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Korzystając z katalogu dobierz izolator niskich napięć np. porcelanowy typu N. Zapisz

obliczenia i wskazówki w zeszycie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2)  zapoznać się z danymi katalogowymi wybranego elementu,
3)  dokonać obliczeń,
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj tabliczkę znamionową dowolnego izolatora na podstawie danych

katalogowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z danymi katalogowymi wybranego izolatora,
2) zaprojektować tabliczkę znamionową wybranego izolatora,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) odczytać dane z katalogu izolatora,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi,

–

podręczniki,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) dobrać izolator średnich napięć?



2) sgrupyfikować izolatory ze względu na sposób mocowania?



3) określić podstawowe parametry jakie zawiera tabliczka znamionowa?



4) sgrupyfikować trzonki do mocowania izolatorów



5) rozróżnić symbole stosowane na izolatorach?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań.  Do  każdego  zadania  dołączone  są  4  możliwości  odpowiedzi,

z których tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Zadania wymagają stosunkowo prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed

wskazaniem poprawnego wyniku.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz mógł sprawdzić poziom swojej wiedzy.
8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9. Na rozwiązanie testu masz 60 minut.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Przewody fazowe mają przekrój 3x16 mm

Cu, najmniejszy dopuszczalny przekrój

przewodów ochronnych PE i uziemiających E wynosi
a) 10 mm

Cu.

b) 16 mm

Cu.

c) 25 mm

Cu.

d) 100 mm

Cu.

2. Rysunek przedstawia schemat wyłącznika

a)  S191.
b)  S192.
c)  S193.
d)  S194.

3. Na rysunku element oznaczony numerem 1, to łącznik

a)  jednobiegunowy.
b)  schodowy.
c)  świecznikowy.
d)  krzyżowy.

4. Luks(lx) jest jednostką

a)  strumienia świetlnego.
b)  luminacji.
c)  światłości kierunkowej.
d)  natężenia oświetlenia.

5. Dławik (statecznik) w układzie zapłonowym świetlówki służy do

a)  poprawy współczynnika mocy.
b)  wytwarzanie fali przepięciowej i obniżenia napięcia czasie pracy.
c)  przerwania obwodu w czasie zapłonu.
d)  ograniczania zjawiska stroboskopowego.

6. Symbol YKY oznacza

a)  kabel o izolacji polwinitowej.
b)  przewód oponowy o izolacji polwinitowej.
c)  kabel o powłoce poletylenowej.
d)  kabel o izolacji i powłoce poletylenowej.

7. Wobwodach prądu przemiennego w normalnych warunkach pracy uważa się za

bezpieczne napięcie
a)  120 V.
b)  50 V.
c)  100 V.
d)  230 V.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Gniazdko instalacyjne umieszcza się nad podłogą

a)  zgodnie z normą
b)  10 cm.
c)  15 cm.
d)  50 cm.

9. Instalację wtynkową wykonujesz przewodem

a)  YDY.
b)  ALY.
c)  DYt.
d)  DY.

10. Wyłącznik różnicowoprądowy jest ochroną przed

a)  zarówno dotykiem pośrednim jak i bezpośrednim.
b)  dotykiem pośrednim.
c)  dotykiem bezpośrednim.
d)  nie jest to urządzenie ochronne.

11. Łączniki niskich napięć to

a)  łączniki oświetleniowe puszkowe.
b)  łączniki warstwowe.
c)  łączniki pakietowe.
d)  mikrowyłączniki.

12. Na rysunku przedstawiono układ

a)  lampy fluorescencyjnej.
b)  lampy sodowej.
c)  lampy rtęciowej.

d) lampy żarowej.

13. Dla przewodów instalacyjnych określa się ich

a)  średnicę.
b)  przekrój.
c)  promień.
d)  ciężar.

14. Lampa miejscowego oświetlenia na obrabiarce powinna być zasilana napięciem

a)  24 V.
b)  110 V
c)  230 V.
d)  400 V.

15. Fotografia przedstawia

a)  izolator kołpakowy.
b)  izolator dwukołpakowy.
c)  izolator długopniowy.
d)  izolator stojący.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16. Element oznaczony X, to

a)  wyłącznik różnicowoprądowy.
b)  bezpiecznik topikowy.
c)  wyłącznik instalacyjny.
d)  przekaźnik termiczny.

17. W układzie jak na rysunku zmierzono rezystancję izolacji pomiędzy poszczególnymi

żyłami kabla otrzymując następujące wyniki: R

12.

0: R

23.

: R

34.

: R

41.

0. Kabel ma

przerwaną żyłę oznaczoną numerem
a)  1.
b)  2.
c)  3.
d)  4.

18. Przekrój przewodu PEN w instalacjach ułożonych na stałe w układzie TN – w przypadku

przewodu z miedzi wynosi

a) 4 mm

b) 6 mm

c) 10 mm

d) 16 mm

19. Człon napędowy w łącznikach służy do

a) do zamykania i otwierania zestyków.
b) do przekazywania sygnału mechanicznego lub elektrycznego do członu

łączeniowego.

c) do gaszenia łuku.
d) do zrobienia bezpiecznej przerwy w obwodzie.

20. Na skutek wilgotności izolacja przewodów pogorszyła się względem ziemi.

Elektromonter dotknął pierwszego przewodu. Przy znanych rezystancjach przez jego
prąd

a)  0,06 mA.
b)  0,6 mA.
c)  6 mA.
d)  60 mA

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko………………………………………………………………………………….

Eksploatacja instalacji elektrycznych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Kotlarski W.: Sieci energetyczne. WSiP, Warszawa 1995
2. Markiewicz H.: Bezpieczeństwo w elektroenergetyce. WN

−

T Warszawa 2002

3.  Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 1998
4.  Orlik W.: Egzamin kwalifikacyjny elektryka. Wydawnictwo „KaBe”S.C. Krosno 1999
5.  Płoszajski G.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 1998
6.  Praca zbiorowa – Praktyczna elektrotechnika ogólna. Wydawnictwo REA 2003
7.  Praca zbiorowa – Poradnik elektryka. WSiP, Warszawa 1999
8.  Praca  zbiorowa  –  Elektrotechnika  i  elektronika  dla  nieelektryków.  WN

−

Warszawa 1991

9. www.elektroda.pl

Czasopisma:

−

Instalator