MU

URZąPZENIfi ELEKTRYCZNE

'1.

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z PRZEDMIOTU „URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE” Klasyfikacja narażeń środowiskowych, jej kryteria, oznaczenia i zastosowanie.

Klasyfikację i kodyfikację wpływów zewnętrznych smagających uwzględnienia przy projektowaniu i budowie instalacji ' elektrycznych określa norma PN-IEC 60364-3:2000

Poszczególne oddziaływania środowiska oraz ich intensywność oznacza się kodem składającej się z dwóch wielkich liter i cyfry.

• pierwsza litera określa ogólną kategorię wpływu zewnętrznego:

A - środowisko — ocena wpływów zewnętrznych odnoszących się do czynników środowiskowych B - użytkownik ~ określa cechy użytkowników oraz sposobu użytkowania urządzenia

C - konstrukcja obiektu budowlanego ~ informuje, że ocena obejmuje cechy budynku, w której eksploatowana jest instalacja

• druga litera (od A do S) dotyczy charakteru wpływu zewnętrznego . *

• cyfry po literach charakteryzują intensywność konkretnego wpływu zewnętrznego IOn 1 lv

AB Wilgotność AL Flora BB Rezystancja ciała ludzkiego

AN Nasłonecznienie BD Warunki ewakuacji

AF Korozja AQ V/yładowania atmosferyczne

'§Ł M m

AH Wibracje AS Wiatr CB Konstrukcje budynków

m mmmmmmm b s®« KSMMMśsai®® ¡a m m

AD8 ~ oznacza środowisko z możliwością ciągłego i całkowitego zalanie wodą (pomieszczenia takie jak baseny pływackie, w których wyposażenie elektryczne jest całkowicie zalane wodą)

BA5 - oznacza, te urządzenia elektryczne w tym środowisku mogą obsługiwać osoby z odpowiednią wiedzą techniczną zapewniającą im unikanie niebezpieczeństw (pomieszczenia ruchu elektrycznego)

CA2 ~ oznacza budynki wykonane głównie z materiałów zapalnych (budynki drewniane)

Urządzenie elektryczne powinno być odporne na narażenia środowiskowe występujące w miejscu jego zainstalowania w stopniu zapewniającym jego poprawną i niezawodną pracę w czasie technicznie i ekonomicznie uzasadnionym.

Uzyskać to można za pomocą zastosowania konstrukcji i materiałów odpornych na 'występujące narażenia środowiskowe lub/i przez minimalizację lub eliminację oddziaływania poszczególnych narażeń (np. przez stosowanie odpowiednich osłon)

2.

Ochrona urządzeń elektrycznych przed narażeniami środowiskowymi,

Ochronę urządzeń elektrycznych przed narażeniami środowiskowymi stanowi obudowa urządzenia. Spełnienie określonych wymagań przez obudowę charakteryzuje tzw. stopień ochrony.

Stopnie ochrotry oznacza się za pomocą dwóch liter IP oraz dwóch umieszczonych za nimi cyfr charakterystycznych. Pienvsza litera (od 0 do 6 lub X) określa stopień ochrony osób przed dotknięciem części przewodzących dostępnych oraz stopień ochrony przed przedostaniem się do wnętrza obudowy ciał stałych. Druga cyfra (od Odo 8 lub X) określa stopień ochrony urządzeń przed

Pierwsi znak (1PxO): ubezpieczenie przed ciałami stałymi
Poziom
0
1
2
3
4
5
6

Drugi ptak (JP0x): zabezpieczenie przed wnikaniem wody
Poiłom
0
1
2
3
■J
5
6
7
8
9

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z PRZEDMIOTU „URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE”

3. Kategorie użytkowania rozlączników niskiego napięcia - definicje, klasyfikacja, oznaczenia i zastosowanie.

Rozłącznik służy do przerywania prądów roboczych i przeciążeniowych o wartości nie przebaczającej 10-krotnej war (ości znamionowego prądu ciągłego,

Kategorie użytkowania rozlączników izolacyjnych, rozlączników z bezpiecznikami
Prąd przemienny AC
AC-20 A(B)
AC-21 AiB)
AC-22 A(B)
AC-23 A(B)
A: Częste używanie B: używanie sporadyczne.

Rozłączniki wyposażone są w napęd, (migowy) i komory gaszeniowe z płytkami dejonizującymi w wykonaniu z ręcznym napędem drążkowym. Obecnie większe zastosowanie znajdują rozłączniki bezpiecznikowe. Konstrukcje takich rozlączników mają cechy aparatów dwuczłonowych składających się z podstawy ze stykami przyłączeniowymi i stykami wtykowymi stałymi oraz z komorami gaszeniowymi i pokrywy ruchomej, na której są mocowane wkładki bezpiecznikowe będące częścią układu zestykowego rozłącznego z częścią napędu i dźwignią ręczną, (np, Apalor RBK)

3. Przepięcia w sieciach elektroenergetycznych, klasyfikacja, przyczyny powstawania, krotności.

Przepięcia w sieciach elektroenergetycznych mogą być powodowane:

• czynnościami łączeniowymi - przepięcia wewnętrzne (wyłączanie zwarć przez bezpieczniki, załączanie i wyłączanie odbiorników). Przepięcia łączeniowe mogą osiągać wartości kilkakrotnie większe niż amplitudy napięć znamionowych

• wyładowaniami atmosferycznymi - przepięcia zewnętrzne (wyładowania pomiędzy chmurami oraz chmurami a ziemią). Przepięcia atmosferyczne charakteryzują się dttżymi wartościami prądów szczytowych do JOOkA i więcej, dużą siromością narastania prądów do lOOkA/ps, krótkimi czasami wyładowań,

• elektrycznością statyczną - powstającą w wyniku zetbiięcia i wzajemnego ruchu przedmiotów wykonanych z materiałów nieprzewodzących. Zgromadzony ładunek może wywołać na pojemnościach układów pojawienie się napięć do kilkudziesięciu kiłowoltów.

Jako ochrona przed skutkami przepięć łączeniowych mogą być stosowane:

• układy RC

• diody Zenera

• ograniczniki przepięć z elementami warystorourymi Układy RC i diody Zenćra stosuje się w urządzeniach o niewielkich mocach znamionowych takich jak cewki napędów łączników, łączniki statyczne i sprzęt elektroniczny.

Podział ograniczników prziptęi |
Klasa (kategoria) DIN - 1EC
A
B-l
C~H
D-III

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z PRZEDMIOTU „URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE»

5. Cieplna stała czasowa nagrzewania torów prądowych, definicja, od czego zalety, sposoby
wyznaczania.

Cieplna stała czasowa T tó czas, po kiórym przewód nie oddający ciepła do oioc:sr<ia (cieplnie iiOlov;atxy) osiągnąłby temperaiurę równą
temperaturze ustalonej przy zwykłej wymianie ciepła

T^cS/kfJSpi gdzie: c-ciepło właściwi materiału przewodowego, S- przekrój przewodnika, k^współczynnik oddawania ciepła do

otoczenia, S^-powierzchnia zewnętrzna jednostkowej długości

1. Metoda stycznej (v/ykreśina)

r = r,(l-«•"0^r-r. = -v-"

Po ’fiźntokowaniu (1)

^dx ~ ^r. _c-"7

dt T

Po pgdilafenhJ stionsml (1) I (2)'

SKad:

r„ - i

T =

dr

dt bc

2. Metoda próby częściowa] (wykreślna)

di M T

L-Llz1-

Łt Ar 3. Metoda obliczeniowa

-> T =

4. Metoda „oparta na krotności v_u"

1 = t

■ dla t = T:

IZlz.

ŚL

dt

r„ - t ab .

—. —> -—>4 bc

tea 00

->

-i 5 ■ ¹ = ’

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z PRZEDMIOTU „URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE⁵’ Zasady wyznaczania obciążalności zwarciowej torów prądowych.

i prądowym ponad wartość graniczną dopuszczalna długotrwale.

®o“ łwnpwatura cicczsr.fa - . -.j _ temperatura robocza

temperatura w czasie ’■liii trwania zwarda

'zu S<r- temperatura dopuszczalna krótkotrwała !,<- cza? trwania zwarcia

Rys. 16. Przebieg nagrzewania 1 stygnięcia toru prądcrtjsgo w/wdariego prądem zwarciowym W czasie S*

ii

Zoleinośi *= A($_k) - A($_s) umoiliwia:

• dobór przeboju przewodu, który W danych warunkach zwarciowych tile mgrzeje się do temperatury granicznej dopuszczalnej

• wyznaczenie temperatury przewodnika iv końcu trwania zstarcia

• wybaczenie granicznej wartoici prądu zsvarciowego który przepływając przez przewodnik o przeboju S w czasie (_t nie spowoduje jego nagrzania

się do temperatury Y/yiszej od dopuszczalnej

Minimalny przekrój przewodnika, który podczas przepływu prądu I* w czasie h nie osiągnie temperatury wyiszej od temperatury granicznej dopuszczalnej przy

^Sr'^{tn k /łft}

Zwarciu (u_et)

Graniczna wartość prądu zwarciowego, kióry moie przepływać przez przewodnik o przekroju S W czasie ft t nie powoduje nagrzania do temperatury wyższej nii graniczna dopuszczalna przy zwarciu (uj) l_{th R(u} — S

Temperaturę w końcu trwania zwarcia przewodnika o przekroju S na podstawie wykresów obliczając wcześniej wartość junkcjl j4(<9k) = A(^₆) + yj t_Ł

Narysować przebieg prądu zwarciowego, w którym występuje prąd udarowy i zaznaczyć na nimi oraz zdefiniować zgodnie z PN wielkości charakteryzujące stan zwarcia.

Qbjain'eria (MnaMeń: t\~ poci^kcr/zy f r^d wrerdtw/ /j-wK^ion^ pr\d r«uatr/r/ y,-pr^d udarowy

¡u- - syadowa h!eokie».Y3 puiJ w-pRiti-ieg rep^ia ^ - k^t faio*y nsp^da

Rys. 20. P/zeKijt p.^du iwsrćcweao pizy i

aJotfejljin odżródta iwTaria.b) Wsfc!m iiWiaiasi^ranfa.

Prąd zwarciowy początkowy /i - warfoić shtteczna składowej okresowej prądu zwarciowego w chwili powstania zwarcia; 3-faiov.y:ly. = ~~~

„ V3Z^

Prąd r,tarciowy ustalony ¡i - wartość skuteczna prądu zwarciowego po zaniku zjawisk przejściowych l^i *

, s

Prąd zwarciowy nieokresowy tir ~ składowa nteokresowa prądu zwar. (zanikająca do zera) i_Dc = v2l_ke~i

Prąd udarowy i_p - ncjwiększa motliwa chwilowa wartość prądu zwarciowego występująca przy najbardziej niekorzystnym kącie fazowym powstania r^at cia t_p = k-J2/j.. gdzie k- współczynnik udaru zaleiny od R^.Ki

Prąd wyłączeniowy symetryczny Ą - umow na wartość skuteczna prądu zwarciowego w chwili or>varcia styków wyłącznika i zapalenia się między nimi łuku elekttycznego /*“=///"*

Prąd zwarciowy zastępczy -- prąd zastępczy o stałej wartości skutecznej, który w czasie trwania zwarcia wydzieli w lorze prądowym taką samą ilcść ciepła jak prąd rtromcm;)' o rzeczywistym przebiegu !_t^ ~ ł^y/m -r n gdzie m i n to współczynniki uwzględniające wpływ zmian składowej okresowej i nieob esowej prądu zwarciowego

Moc zwarciowa S , - wielkość (fikcyjnai opisująca warunki zwarciowe = \ioU_nl_k Czas zwarcia Tj

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z PRZEDMIOTU „URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE” Podstawowe zależności wykorzystywane w obliczeniach oddziaływań elektrodynamicznych w obwodach prądu przemiennego.

Wartości sił elektrodynamicznych są zależne od parametrów i konfiguracji uf Jadów (K) oraz iloczynu prądów przepływających przez przewodniki Ogólnie można zapisać: f-K ii i_}

iV-układach jednofazowych prądu przemiennego spełnione są zależności oraz i=I_r,₇sincot stądf^K ij sin^cot. Z zależ/wici (ej wynika, ¿e

wartość siły występującej w dowolnym układzie przewodników, przez kłóre przepływa prąd przemienny nie jest stała Zmienia się ona od zera do F_a z podwójną częstotliwością prądu F^KlJ

Dla zwai‘6 2-fazowych prąd zwarciowy ma taką samą wartość w obu uszkodzonych fazach. Siłę między dwoma równoległymi szynami obliczamy z wzoru: F = 2i² ^ 1Q~⁷ Największa chwilowa wartość siły decydująca o niszczących skutkach ełekirodymmicznych prądu wynosi F^Kip W obwodach 3-fazowyąh płyną prądy o jednakowej lub zbliżonej wartości skutecznej przesunięte w fazie. W obliczeniach praktycznych wyznacza się maksymalne wartości sił elektrodynamicznych v/ystępujące przy prądzie udarowym i^

hmox = V3t\ ~ 10“⁷ Ff^F,_rr5^0,93F_h>ax

Ogólna charakterystyka wyładowania łukowego.

Wyładowanie łukowe występuje, gdy gaz między elektrodami traci w!aścivscści dielektryczne i staje się przewodnikiem, wówczas dochodzi do nagrzania gazie i elektrod do bardzo wysokich temperatur (5000-25000K). Występuje wówczas duża gęstość prądu i mały spadek napięcia przy katodzie ok}0-20V

• przyanodowa

• kolumny lukowej

Charakierystyczne strefy luku elektrycznego między elektrodami K i A:

wyniku termoemisji i autoemisji

Strefa przyanodowa to obszar o znacznej przewadze elektronów nad jonami Uą=2~6V

Strefa kolumny łukowej to obszar odznaczający się równomierną koncentracją jonów dodatnich i elektronów oraz stałym natężeniem poia u/=ó-

• płzykatodowa

łOKK. Eł=J0-400V/cm

W zależności od długości kolumny łukowej rozróżnia się:

łuk krótki - długości <5mm. Zjawiska przyelekłrodowe odgrywają istotne znaczenie w procesie zapłonu i gaśnięcia łuku np. wyłącznik magneto wydmuchowy z przegrodami dejonizacyjnymi

łuk długi - o znacznej długości, istotne zjawiska zachodzą w kolumnie np. łączniki

10. Warunki palenia się i gaszenia luku prądu stałego.

Parametry elektryczne łuku to jego prąd i napięcie, których zmiany analizuje sie w oparciu o tzw. charakterystykę łuku, czyli zależności u„ ~ f(i), W przepadku łuku prądu stałego, czyli przy niewielkich zmianach prądu w czasie ■ (di/dt ~ 0) charakterystyka ta nosi nazv/ę statycznej charakterystyki tuku. Iloraz napięcia i prądu daje informacje o zmianach rezystancji łuku, natomiast ich iloczyti - informacje o mocy łuku. Przebieg charakterystyki statycznej łuku przedstawiono na rys.

Rys. Luk eleklrycziy w obwodzę prądu stałego; a) schemat obwodu, b) charakterystyka siatycrha łuku u_e ° /(i)); u_e -napięcie łuku, i - prąd łuku, u_t - napięcie, pry którym gaśnie łuk o charakterystyce u, =j(i), A, B~ punkty równowagi, odpowiednio: chwiejnej i stabilnej, i* - prąd -marcia w rozpatrywanym obwodzie. Charakterystyka łuku u_a = f(i) posiada dwa punkty przecięcia sie z charakterystyka obwodu (prosta E - iR), pnyczym punki A nazywany jest punktem równowagi chwiejnej, natomiast punkt B -punktem równowagi stabilnej. Punkty te dzielą obszar

wykresu na dodatni zakres napięcia występującego na indukcyjności obwodu L di/dt oraz zakres ujemny, jak to ilustruje rys. Ujemny bądź dodatni zakres L di/dt oznacza odpowiednio ujemny bądź dodatni znak pochodnej prądu di/dt. Warunkiem

zgaszenia łuku prądu stałego jest przesuniecie punktu pracy w ujemny zakres pochodnej prądu (di/dt < 0), dzięki czemu prąd będzie sie

systematycznie zmniejszał, aż osiągnie wartość zbyt małą do podtrzymania vjyładovsania i łuk gaśnie. Przesuniecie punktu pracy w ujenmy zakres pochodnej prądu di/dt oznacza (akie wzajemne ułożenie charakterystyk- łuku (u_a «f(i)) / obwodu (E~iB), aby nie miały one punktów wspólnik Istnieją dwa podstav/ovje sposoby realizacji tego zadania;

1. wydłużenie łuku, a tym samym przesuniecie jego charakterystyki w zakres wyższych wartości napięcia (krzywe ! i 2),

2. miększe nie rezystancji obwodu i „obniżenie" charakterystyki E~iR, (prosta 3).

Znacznie łatwiejszym do praktycznej realizacji jest pierwszy z wymienionych sposobów. Zwiększenie długości łuhi t w łącznikach realizuje sie na kilka różnych sposobów, z których najczęściej spotykane to:

1. rozwarcie styków na odpowiednia odległość,

2. odpowiednie ukształtovwiie styków (np. rożkowy kształt stykówj,

3. wydmuch łuku,

Należy Jednak zwrócić uwagę na to, że wraz ze wzrostem długości łuku ł rośnie yjartość napięcia u_& przy którym łuk gaśnie, a tym samym rośnie przepięcie łączeniowe związane z procesem wyłączania prądu.

10. Warunki palenia się i gaszenia łuku prądu przemiennego,

W gaszeniu Mm prądu przemiennego wykorzystuje sie naturalne przejście prądu przez yjartość zerową. Zapłon łuku w danym półokresle po przejściu prądu przez zero następuje wówczas, gdy napięcie pomiędzy elektrodami osiąga wartość napięcia zapłonu ui i gaśnie, gdy napięcie ' łulM ua zmniejsza sie poniżej napięcia gaszenia ug podczas zbliżania sie prądu do kolejnego przejścia przez zero. Odcinek czasu tp upływający

Rys, 2. a). Pnebieg czasowy nsplęda luku ą = f(lj /prądu Joioj $ = flt), b). charakterystyka (hlstereza) kiku u, = f(i)

od chwili zgaszenia łuku tg do chwili jego ponownego zapłonu (z nosi nazwę przerwy bezprądowej. Charakter komutoY/anego obwodu ma istotny wpływ na warunki gaszenia łuku:

W obwodzie o charakterze rezystancyjnym uzyskuje się korzystne warunki gaszenia, gdyż w chwili przejścia prądu przez zero napięcie zasilające jest również równe zeru oraz czas trwania przerwy bezprądowej tp jest dłuższy niż w obwodzie o charakterze indukcyjnym.

W obwodzie o przewadze indukcyjności warunki gaszenia łuku są znacznie gorsze, gdyż w chwili przejścia prądu przez zero napięcie zasilające ma wartość bliską maksymalnej a przerwa bezprądowa tp jest krótsza niż w obwodzie rezystancyjnym.

Włącznikach AC gaszenie łuku składa się z dwóch etapów:

1. przed przejściem prądu łuku przez zero: odebranie odpowiedniej ilości ciepła z kanału łukowego,

2. po przej ciu prądu przez zero - zapevsnienie warunkÓYJ skutecznej dejonizacji przestrzeni»i ię cUye lektrodo w ej w celu przywrócenia wytrzymałości pierwotnej.

Ponowny zapłon łuku•

nastąpi - jeżeli w czasie przerwy bezprądowej (tp) prędkość narastania wytrzymałości elektrycznej przerwy międzysłykowej będzie mniejsza od prędkości narastania napięcia poysrotnego

nie nastąpi - jeżeli po ustaniu przepływu prądu prędkość narastania wytrzymałości powrotnej będzie większa od prędkości narastania napięcia powrotnego.

Napięcie na stykach po zaniknięciu drgań spowodowanych pojemnością obwodu osiągnie wartość źródła zasilania.

Gaszenie łuku w łącznikach prądu przemiennego polega na niedopuszczeniu do ponownego zapłonu łuku po kolejnym przejściu prądu przez zero Łuk gaśnie, jeśli krzywa Y/zrostu napięcia powrotnego up, pojawiającego sie na rozchodzących sie stykach, nie przetnie sie z krzywa wzrostu wytrzymałości połukowej $w. Jeśli natomiast dojdzie do przecięcia sie ty<ch krzywych, łuk zapala sie ponownie i następuje kontynuacja wyładowania w ciągu następnego półokresu Na przebieg wytrzymałości połukowej $w- f(t) ma wpływ czas trwania przerwy bezprądowej tg. Proces gaszenia luku jest wiec łacwiejszy

w obwodach o charakierze rezystancyjnym. gdzie przerwa ta jest dhiższa niż obwodach o charakterze indukcyjnym

10. Wyjaśnić wpływ „rożkowego” ukształtowania styków łączników na przebieg palenia się i gaśnięcia

*. 5.1 Es kiku fciesnfcu pow&iranyią a» vi krzlold* toikiw. a) «Me wyjolnipfa-

cy kierunek działając«] na łuk pcd wpływem wtajnęgo poła magntiyczneęo zestyku;

2. k$2l£g styWw tącznika z zaznaczanymi Miami W różnych fazach procawyłączania:

3. charakterystyki p^dcwo-napięciow« hńcu ódpcrMaasJąc* różnym potaiankim łuku oraz przebiegi prądu I naplęda łufcu w pfocelle wyłączania

U, - napite» pntttóa przemy nuędzyiłykowtj, Lf₉ - napięcie gssienta

Zastosowanie rożkowego kształtu styku łącznika powoduje, te przed ostatecznym zgaszeniem łuku dochodzi do kilkukrotnego przebicia przerwy międzystykowej.

W takim układne

własne pole magnetyczne wytworzone przepływem prqdu przez rożki działa jak kanał łukowy wprowadzając go w intensywny ruch i powodując szybkie jego y/dłużenie. Ponieważ siła działająca na tuk a zatem i prędkoió przemieszczania łuku zależą od indukcji magnetycznej w obszarze międzystykowym zastosowanie odpowiednich komór w których wytworzona jest celowo indukcja magnetyczna o znacznej wartoici zwielokrotnia efekty sprzyjające gaszeniu łuku.

Prędkość przemieszczania zależy od wartoici prądu i długości łuku oraz konstrukcji komory. Pole magnetyczne musi /nieć taki kierunek aby siła

działająca na fok była zgodna z kierunkiem cieplnego unoszenia się łuku i eleldrodynamicmego działania rożków. Silne pole magnetyczne przyspiesza przemieszczanie się łuku w obszar niezjonizowanej przestrzeni co powoduje wzrost poboru mocy z łuku prowadzący do skrócenia czasu trwania łuku oraz obniżenia temperatury styków.

10. Sposoby gaszenia łuku elektrycznego w wyłącznikach niskiego napięcia.

Sposobem gaszenia łuku w wyłącznikach nn jest odpowiednie wydłużenie ¡łuku uzyskiwane przez:

• szybkie (migowe) rozdzielenie styków

• unoszenie cieplne nagrzanej plazmy łuku

• elektrodynamiczne oddziaływanie pola magnetycznego na ładunki plazmie łuku

Naturalne unoszenie się łuku(Jm/s) jest spowodowane konwekcją silnie nagrzanego powietrza od kanału łukowego.

Rozciągnięcie łuku i przyspieszenie jego unoszenia (do 7Om/s) może byi wzmocnione przez elektrodynamiczne oddziaływanie pola magnetycznego na łuk realizowane przez:

• wydmuch elektromagnetyczny - zastosowanie komór gaszeniowych w których celowo wytwarzane Jest pole magnetyczne o odpowiednim kierunku przyspieszające przemieszczenie łuku w obszar zimnej niezjonizowanej przestrzeni.

• odpowiednie ukształtowanie zestyków (np. rożkowe) - prąd przepływający przez zestyki wytwarza pole magnetyczne oddziałujące na kanał łukowy wprowadzając go w intensywny ruch powodujący jego wydłużenie.

• komory gaszeniowe z płytkami dej onizacyjnymi - łuk zapalający się między rozchodzącymi się stykami jest wydłużany i jednocześnie przemieszczany w kierunku płytek, a po ich osiągnięciu jesł dzielony na kilka krótkich łuków, metalowe płytki komory odbierają intensywnie ciepło z kolumny lukowej co sprzyja procesowi dejonizacji i przyspiesza proces gaszenia

10. Sposoby gaszenia łuku elektrycznego w wyłącznikach wysokiego napięcia.

'Jednym ze sposobów gaszenia łuku elektrycznego w wyłącznikach WN jesf gaszenie łuku w oleju izolacyjnym (wyłączniki olejowe). Olej izolacyjny posiada dobre właściwości gaszeniowe i elektroiiolacyjne. Łuk elektryczny palący się w oleju powoduje jego odparowanie a następnie odgazowanie w wyniku czego wokół kanału łukowego tworzy się bańka gazowa.

Gaszenie btku w strumieniu spręionego powietrza (wyłącznikipneumatyczne). Skierowanie na kolumnę łuku strumienia chłodnego gazu powoduje usuwanie z obszaru wyładowania łukowego nagrzanych i zjonizowanych cząstek gazu. Strumień chłodnego sprężonego powietrza jest uwalniany w chwili poprzedzającej rozejście się styków.

Gaszenie łuku w SF6. Sześciofluorek siarki jest to gaz bezbarwny, beswonny, niepalny i nietoksyczny, zapewnia wytrzymałość elektryczną 2-3 razy większą w porównaniu z powietrzem w tych samych warunkach, przy ciśnieniu 0,2 MPa wytrzymałość zbliżona do wytrzymałości oleju izolacyjnego, do temperatury 1000 K gaz bardzo stabilny, gaszenie łuku przez intensywny nadmuch sprężonego SF6 na kolumnę łukową.

Czynnik gaszący l izolacyjny z powodu silnej elektroujemności, przyczyniającej się do przyciągania elektronów w strefie htku i tworzenia jonów ujemnych o duiej bezwładności, które z kolei łatwo łączą się z jonami dodatnimi tworząc dwie cząsteczki elektryczne obojętne, nie biorące udziału w przewodzeniu prądu.

Gaszenie łukuwprótni. Odbywa się w specjalnych komorach w których stworzona jest próżnia rzędu 10'^}-]0'^sPa. Próżnia charakteryzuje się dużą y/ytrzyma!ością elektryczną, wielokrotnie większa niż powietrze przy ciśnieniu atmosferycznym oraz szybkim odbudowywaniem wytrzymałości przerwy połukowej po zgaśnięciu łuku.

Gaszenie łuku w obecności materiałów satnogazujących. Niektóre materiały pochodzenia organicznego (np. fibra, żywica, bakelit, szkło organiczne) wydzielają pod wpływem wysokiej temperatury duże ilości gazów (głównie wodoru) będących produktem rozkładu tych materiałów i wykazujących dobre właściwości chłodzenia i gaszenia łuku elektrycznego. Łuk powstający w chwili rozdzielenia się styków jest gaszony w komorach zapewniających styczność łuku z materiałem samogazującym. Intensywność gazowania materiału zależy od energii łuku. Wykorzystywanie są w wyłącznikach, bezpiecznikach i odgromnikach wysokonapięciowych. Wadą jest zużywanie materiału gazującego i osadzanie przewodzącej sadzy.

Gaszenie łuku u» materiałach drobnoziarnistych (ośrodkach sypkich) takich jak np. piasek /warcony w bezpiecznikach.

Przepływ prądu przeciążeniowego powoduje nagrzewanie topika, Najwyższa temperatura występuje w części środkowej długości topika, gdyż końce topika są chłodzone przez metalowe styki. W tym miejscu rozpoczyna się proces topnienia metalu i powstaje płynny mostek Zwiększona rezystancja płynnego mostka powoduje wydzielenie sie dodatkowej ilości ciepła Joule 'a, nagrzewanie do temperatury parowania i powstanie plazmy, która przekształca sie w krótki łuk Odparowane i ijonizowane cząstki metalu pod wpływem ciśnienia spowodowanego wysoką temperaturą przenikają do wnętrza gasiwa - następuje intensywna dejonizacja. Ziarna piasku przylegające do łuku ulegają stopieniu i tworzą szczelną rurkę otaczając łuk

10. Przebieg gaszenia luku w oleju.

Olej izolacyjny posiada dobre właściwości gaszeniowe i elektroizolacyjne. Łuk elektryczny palący się w oleju powoduje Jego odparowanie a następnie odgazowanie w wyniku czego wokół kanału łukowego tworzy się bańka gazowa składająca się głównie z wodoru. Przebieg gaszenia łuku w oleju zależy od natężenia prądu łuku i jeżeli:

• prąd jest niewielki, to wytwarza się nieduża ilość gazu a objętość i ciśnienie bańki wzrasta powoli. O intensywności chłodzenia łuku i jego

gaszenia decyduje bardzo dobra przewodność cieplna wodoru stanowiącego ok 70% bańki » prąd jest duży to wytwarza się duża ilość gazu, który ze względu na dużą bezwładność oleju nie może dostatecznie szybko powiększyć

objętość bańki co wywołuje Y/zrost ciśnienia gazu powyżej 10 atmosfer. W bańce powstają obszary bardzo różniące się temperaturą, ciśnieniem i stopniem Jonizacji gazu, które w chwili zgaśnięcia łuku (i chwilowego obniżenia się ciśnienia) mieszają się prowadząc do wyrównania temperatur, a następnie do obniżenia temperatury i ciśnienia oraz intensywnej dejonizacji przestrzeni połukowej. Warstwy oleju na powierzchni bańki gazowej nagrzanej do temperatury wrzenia oleju przy obniżonym ciśnieniu gwałtownie parują porywając za sobą do wnętrza bańki zimne krople oleju (ekspansja oleju) przyspieszając proces odbudowy wytrzymałości przerwy międzystykowej.

10. Narysować i wyjaśnić działanie wybranej komory gaszeniowej wyłącznika mało olej owego.

I-styk nieruchomy, 2-styk ruchomy, 3-olej, 4-tłok różnicowy

¡V komorze różnicowej palący się łuk powoduje zwiększenie ciśnienia w górnej części komory, które przesuwa w dół tłok i połączoną z nim konstrukcję szczelin dejonizacyjnyck Ruch ten powoduje szybki przepływ chłodnego oleju poprzecznymi kanalikami, a więc intensywne, chłodzenie łuku i w efekcie jego zgaszenie

10. Zasada działania wyłącznika pneumatycznego.

Zasada działania wyłączników pneumatycznych polega na gaszenia łuku za pomocą sprężonego czynnilui gazowego. Skierowanie na kolumnę łuku strumienia chłodnego gazu powoduje usuwanie z obszaru wyładowania łukowego nagrzanych i zjonizowanych cząstek gazu. Strumień chłodfiego sprężonego powietrza jest uwalniany w chwili poprzedzającej rozejście się styków. Otwarciu zbiornika z sprężonym powietrzem towarzyszy hałas, ponieważ prędkość wydobywanego gazu może dochodzi do ¡500 m/s. Prędkość oraz masa gazu przepływającego przez dyszę wyłącznika nie jest stała i zależy od intensywności palenia się łukic im większa wartość prądu łuku, tym mniejsza prędkość i masa gazu.

10. Zasada działania wyłączników z SF6.

Sześciofluorek siarki jest to gaz zapewniający 'wytrzymałość elektryczną 2-3 razy większą w porównaniu z povAetrzem w tych samych ' warunkach przy ciśnieniu 0,2 MPa ma wytrzymałość zbliżoną do wytrzymałości oleju izolacyjnego. Gaszenie tuku przez intensywny nadmuch sprężonego SF6 na kolumnę łukową. Czynnik gaszący i izolacyjny z powodu silnej elekiroujemności, przyczyniającej się do przyciągania elektronów w strefie łuku i tworzenia jonów ujemnych o dużej bezwładności, które z kolei łatwo łączą się z jonami dodatnimi tworząc dwie cząstęczki elektryczne obojętne, nie biorące udziału w przewodzeniu prądu. Gazo^vy SF6 sprężony do ciśnienia 0, J-0,2MPa znajduje się w zbiorniku głównym wyłącznika. Pionowy ruch w górę cięgła izolacyjnego >v kolumnie wyłącznika powoduje jednoczesne otwarcie styków łącznika i zaworów w zbiorniku ciśnieniowym. Gaz pod ciśnieniem rozchodzi się po komorze gaszeniowej wyłącznika i gasi łuk za pomocą wydmuchu skierowanego promieniście do środka rurowego styku ruchomego. Po zamknięciu dopływu SF6 sprężony częściowo w komorze gaz rozpręża się dejonizując kolumnę połukową. Po zadziałaniu wyłącznika gaz jest doprowadzany do sprężarki i ponownie tłoczony do zbiornika.

10. Narysować i wyjaśnić działanie wybranego rodzaju rózłąeznika izolacyjnego.

Rozłączniki służą do załączania i wyłączania prądów roboczych i przeciążeniowych o wartości nie przekraczającej 10-krptnej wartości prądu znamionowego. Są stosowane do napięć do 30kV w miejscach gdzie r\ie jest wymagana duża zdolność łączeniowa. Najczęściej spotyka się rozłączniki o następujących sposobach gaszenia łuku: powietrzne (przez wydłużenie łuku), gazowydmuchowe oraz pneumatyczne, W stanie otwartym zapewniają bezpieczną i widoczną przerwę izolacyjną. Budowane jako trójbiegunowe ze wspólnym mechanizmem napędowym, i Często stosowanym sposobem gaszenia łuku Jest system pneumatyczny

samo prężny. Po zwolnieniu rygla rózłąeznika styk ruchomy pod wpływem sprężyny posuwa się wraz z tłokiem, sprężając w komorze powietrze które uchodzi dyszą chłodząc wzdłużnie łuk. Gaszenie łuku w powietrzu następuje przy użyciu styków opalnych obierających się w sposób migowy z opóźnieniem w stosunku do styków roboczych.

20, Odłączniki wysokiego napięcia, klasyfikacja, ^,’^,,u budowa, zastosowanie.

tj*■ ^ ^njchqT'* pitwrkzji UnroiiwiOdłączniki służą do zamykania i otwierania obwodów w stanie

bezprądowym. W stanie otwartym zapewniają Y/idoczną przerwę izolacyjną o dużej wytrzymałości elektrycznej. Najczęściej wykonane jako jednobiegunowe, mechanicznie sprzężone w trójfazoYłe zestawy ze wspólnym napędem. Odłączniki ze względu na rolę pełnioną w systemie elektroenergetycznym dzielimy na odłączniki i uziemniki. W

rozdzielnicach dv/usystemowych odłączniki umożliwiają wykonywanie czynności łączeniowych za pomocą jednego wyłącznika. Odłączniki

chociaż pozbawione urządzeń do gaszenia łuku mogą załączać i i wyłączać niewielkie prądy płynące w obwodzie. Dopuszcza się wykony>van(e czynności łączeniowych za pomocą odłączników jeżeli są one obciążone: prądem przekładników napięciowych, prądem ładowania szyn zbiorczych i przyłączonych do nich urządzeń (nie odbiorczych), prądem jałowym transformatorów, prądem ładowania krótkich odcinków Unii napowietrznych lub kablowych o długości wskazanej przez producenta.

Rodzaje odłączników:

• nożowe (sieczne)

• poziomo-obrotowe jednoprzerwowe lub dwuprzerwowe

• pionowe: wielokolumnowe lub pantografowe

W zależności od budowy odłączniki składają się z: podstawy, izolatorów wsporczych, styków ruchomych, styków nieruchomych, cięgna izolacyjnego oraz wału napędowego.

21. Zasada działania wyłączników próżniowych.

Mączniki próżniowe są obecnie najbardziej rozpowszechnione. Trwałość mechaniczna wyłączników próżniowych jest bardzo duża i wynosi do BOtys. cykli. Napięcie łuku próżniowego wynosi 20-50Vprzy łuku dyfuzyjnym (do WkA) oraz około 200 V przy większych wartościach prądu wyłączeniowego. Krótki czas palenia łuku (poniżej jednego półohresu) oraz niewielkie wartości napięcia łuku powodują że energia łuku jest niewielka , Dlatego trwałość łączeniowa wyłączników próżniowych jest duża i ynosi od 50 do 200 wyłączeń (np. dla SF6 to )0-20 wyłączeń). Jako materiał stykowy wykorzystuje się kompozyt miedź-chrom. W wyłącznikach próżniowych stosuje się zestyki ze stykami czołowymi. Styki wyłączników próżniowych są specjalnie ukształtowane tak aby przy przerywaniu prądu wytworzyć w przestrzeni międzystykowej poprzeczne pole magnetyczne. Wówczas przy vsyłączaniu prądu o bardzo dużych wartościach powstający łuk skoncentrowany nie pali się w jednym miejscu lecz jest wprowadzany w bardzo szybki ruch po powierzchni styków. W ten sposób unika się silnego miejscowego przegrzania powierzchni stykowych i ich zniszczenia. Ciśnienie w komorach gaszeniowych wynosi l(f¹-)O’¹ Pa dzięki czemu uzyskuje się bardzo dużą wytrzymałość elektryczna przerwy międzystykowej w stanie otwarcia. Zmianę położenia styku ruchomego powoduje mieszek sprężysty wykonany ze stali o specjalnych właściwościach zapewniających wykonanie dużej liczby cykli łączeniowych. Bardzo szybkie gaszenie odzyskiwanie wytrzymałości elektrycznej przerwy po naturalnym zgaśnięciu łuku w czasie przejścia prądu przez zero powoduje że wyłączniki próżniowe nadają się w szczególności do wyłączania: prądu o wielkiej częstotliwości; prądu pojemnościowego; obwodów w> których występują bardzo duże częstotliwości przebiegów napięć powrotnych. Jedną z głównych wad wyłączników próżniowych było dotychczas występowanie przepięć przy wyłączaniu niewielkiego prądu indukcyjnego, głównie prądu jałowego transformatorów i silników. Obecnie w nowych wyłącznikach o niewielkich wartościach prądu ucięcia zagrożenie to jest mniej istotne, jednak w pewnych przypadkach wskazane jest zastosowanie ograniczników przepięć.

21. Bezpieczniki niskiego napięcia, klasyfikacja, budowa, charakterystyki, podstawowe parametry.

Bezpieczniki topikowe są łącznikami jednokrotnego działania, przeznaczonymi do samoczynnego wyłączenia obwodów l odbiorników w przypadku przepływu prądów o wartościach większych niż znamionowe wkładek po czasie zależnym od wartości prądu i właścwości typu wkładki.

Kompletny bezpiecznik jako łącznik składa się z podstawy i wkładki bezpiecznikowej. 'Wkładka bezpiecznikowa składa się ze styków, elementu topikowego, korpusu porcelanowego i piasku kwarcowego (topnika).

Wyróżnia się dwie podstawowe konstrukcje bezpieczników: instalacyjne oraz przemysłowe (stacyjne).

Bezpieczniki m produkowane są na napięcia 220, 440, 600, 700, 1500VDC oraz 230, 400, 500, 690VAC na zakresy prądów od 2 do i250A, W zależności od wartości napięć i prądów znamionowych bezpieczników instalacyjnych różne są wymiary ich gniazd i wkładek Właściwości wkładek bezpiecznikowych dotyczące ich przeznaczenia i zdolności przerywania prądów przeciążeniowych określa się dwiema literami: małą (g lub a) oraz wielką (L, M, R, 8, Tr, G)

g - pełnozabesowa zdolność do wyłączania prądórs, od minimalnych powodujących przetopienie się topika do prądów równych znamionowej zdolności wyłączania.

a - niepebiozakresowa zdolność wyłączania, od wartości większej niż minimalna wartość prądu wyłączeniowego równej do znamionowej zdolności wyłączenia

Wielkie litery określają głównie przeznaczenie do zabezpieczenia:

L - przewodów i kabli B - urządzeń elektroenergetycznych górniczych

U - silników Tr - transformatorów

R - elementów energoelekironicznych (diod, tyrystorów) G - urządzeń ogólnego przeznaczenia

Kod literowy np. gL, gG wkładek zawiera informacje o przebiegu charakterystyk czasowo-prądowych, a także ustala podstawov;e przeznaczenie wkładek Obecnie dość powszechnie właściwości v/kładek określa się nazwami charakterystyk czasowo-prądowych. Rozróżnia się wkładki o charakterystykach: szybkiej gF lub Bi-wts, zwłocznej Bi-wtz lub bardzo szybkiej Btp przeznaczonej głownie do zabezpieczania elementów energoelekironicznych.

Parametry bezpieczników:

Prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej Oznaczenie literowe - określające:

• charakterystykę czasowo-prądową - krzywą przedstawiającą średnie czasy przedłukowe lub czasy wyłączania w zależności od prądu spodziewanego w określonych warunkach wyłączenia.

• charakterystykę czasowo-prądową pasmową - obszar zawarty pomiędzy charakterystyką najkrótszych czasów przedhikov/ych a charakterystyka najdłuższych czasów wyłączenia

• charakterystyka I2t - przedstawiająca zależność całkę Joule 'a od prądu spodziewanego Napięcie znamionowe na jakie bezpiecznik jest wykonany

Znamionowy prąd wyłączalny (zdolność wyłączania) - największa wartość skuteczna prądu spodziewanego, którą wkładka może przetrwać przy określonym napięciu. Po zadziałaniu wkładka ani podstawa bezpiecznikowa nie powinny być uszkodzone w stopniu utrudniającym wymianą wkładki.

21. Bezpieczniki wysokiego napięcia, klasyfikacja, budowa, zastosowanie, zasady doboru.

Bezpieczniki WN budowane są na napięcie znamionowe do 30kV - przeznaczone są do zabezpieczenia przed skutkami zv>arć transformatorów, silników, przekładników, baterii kondensatorów/, odgałęzień linii o niewielkich obciążeniach i dużych mocach zwarciowych.

Wkładki topikowe bezpieczników V/N zawierają jeden, kilka lub kilkanaście równoległych elementów topikowych z drutu srebrnego lub miedzianego srebrzonego, zamkniętych w rurze izolacyjnej wypełnionej materiałem o dobrych właściwościach gaszenia łuku. Najbardziej rozpowszechnioną konstrukcja są bezpieczniki z materiałem drobnoziarnistym jako gasiwem. Spotyka się również bezpieczniki ga2ov/ydmuchowe oraz nieprodukowane już olejowe.

Dobór bezpiecznika przeprowadza się według nomogramu lub z tabel producenta,

Element topikowy umieszczony w szczelnej obudowie izolacyjnej, wypehionej materiałem drobnoziarnistym o dobrych yAaściwościach izolacyjnych, dużej przewodności i pojemności cieplnej, odpornym na działanie wysokiej temperatury.

Zdolność bezpieczników do przerywania prądu przeciążeniowego i zwarciowego jest oh-eślona charakterystyką czasowo-prądową oraz prądem wyłączalnym, najmniejszym i największym {'znamionowym).

Bezpieczniki i?⁷?/ wykonuje się o niepełnozakresowej charakterystyce działania, umożliwiającej przerywanie prądu przetężeniowego większego niż minimalny, lecz nie przekraczającego największego prądu wylączalnego,

Bezpiecznikiprzekładnikowe przeznaczone są wyłącznie do zabezpieczenia przed skutkami zwarć przekładników napięciowych Charakteryzują się praktycznie nieograniczoną zdolnością y/yłączania, większą niż 1500 MVA oraz bardzo skutecznym ograniczeniem prądu zwarciowego, nawet rzędu kilkudziesięciu amperów.

Wady bezpieczników:

• jednofazowe wyłączenie

• konieczność v;ymiony wkładek po każdorazowym wyłączeniu

• ograniczona możliwość zabezpieczania odbiorników o większych mocach znamionowych

• długi czas łukov/y przy przerywaniu prądu o niewielkich wartościach

•24. Przewody elektroenergetycznej klasyfikacja, budowa, kryteria doboru.

Przewody elektroenergetyczne składające się z jednej lub większej liczby żył służące do przewodzenia prądu elektrycznego w liniach elektroenergetycznych, instalacjach elektrycznych i teleinformatycznych w celu doprowadzenia energii elektrycznej do punktów odbiorczych. Przewody vrytworza się jako gołe (nieizolowane), izolowane i w powłokach Przewody dzielimy na:

• przewody elektroenergetyczne:

• przewody gołe

¹ przewody szynowe

¹ przewody instalacyjne

• przewody do odbiorników ruchomych

• kable elektroenergetyczne

• przewody nawojowe

• przewody i kable specjalnego przeznaczenia (górnicze, samochodowe, lotnicze)

Przewody składają się z: żyły (mogą być wykonane jako jedno- lub wielodrutowe), izolacji oddzielającej źyiy przewodów od siebie i innych uziemionych elementów oraz zapewniającej ochronę przewodów przed szkodliwymi warunkami srodovHska a ludzi od dotknięcia przewodu pod napięciem wykonanej z połwinitu, gumy, polietylenu oraz osłony lub powłoki (warstwy izolacyjnej zewnętrznej) zapewniającej właściwości podobne do izolacji Przewody elektroenergetyczne ysytwarza się na napięcia znamionowe 300/300. 300/500, 450/750 oraz 600/1000V.

Przewody i kable elektroenergetyczne powinny być tak dobrane, aby nie dochodziło do ich przedwczesnego uszkodzenia w wyniku oddziaływania szkodliwego środowiska lub nagrzewania się ich ponad temperaturę graniczną dopuszczalną długotrwale oraz zapewniały odbiorcą odpowiedni poziom napięcia.

Typ przewodów i kabli jest podyktowany gównie warunkami środowiskowymi występującymi w miejscu ich ułożenia.

Pray/idłowy dobór przewodu polega na uwzględnieniu następujących warunków:

¹ napięcia znamionowego i częstotliwości systemu;

• miejsca i sposobu ułożenia przewodów, liczby przewodów pod wspólną osłoną, odległości pomiędzy przewodami;

• spodziewanego obciążenia prądowego (wartości prądów, czasów trwania obciążenia);

• dopuszczalnych spadków napięcia;

• asymetrii obciążenia w układzie vAelofazowym;

• skutecztiości ochrony przeciwporażeniowej;

• spodziewanych narażeń mechanicznych;

• układu połączeń sieci względem ziemi (TN, TT, IT);

• zagrożenia pożarowego;

• max. i min. spodziewanej temperatury w pomieszczeniach;

^¥ warunków środowiskowych w miejscu ułożenia przewodów (np. obecności szkodliwych cieczy, wyziewów żrących, itp.).

Wyznaczanie przekroju żył przewodów - kolejność postępowania:

1. wyznaczenie przekroju ze względu na obciążalność prądową długotrwałą;

2. sprav/dzenie dobranego przekroju ze względu na wytrzymałość mechaniczną;

3. sprawdzenie dobranego przekroju ze względu dopuszczalne spadki napięcia;

4. sprawdzenie dobranego przekroju ze względu na cieplne działanie prądów przeciążeniowych i zwarciowych;

5. sprawdzenie skuteczności działania ochrony przeciwporażeniowej.

25. Sposoby ograniczania prądów zwarciowych.

Podstawowe metody ograniczania prądów zwarciowych:

1. zwiększenie impedancji obwodu zwarciowego poprzez:

• zmianę konfiguracji układu elektroenergetycznego (głownie transformatorów)

• wydzielenie źródeł energii do zasilenia poszczególnych stacji lub systemów szyn zbiorczych

• otwarcie (rozcięcie) sieci wielostronnie zasilanych)

• powiększenie impedancji dla składowej zerowej prądu przez nieuziemienie punktów neutralnych części transformatorów pracujących w układzie ze skutecznie uziemionym punktem neutralnym (ograniczenie ze względu na działanie zabezpieczeń)

• zmniejszenie mocy znamionowych transformatorów zasilających poszczególne sekcje szyn zbiorczych lub układy szyn zbiorczych (powoduje to powiększenie liczby sekcji i transformatorów)

■ zastosowanie transformatorów z dzielonymi na dwie części uzwojeniami strony wtórnej z których każda ma moc równą połowie mocy znamionowej uzwojenia pierwotnego

• 'wykorzystanie transformatorów o większych napięciach zwarcia

* włączenie do obwodu dodatkov/ych impedancji (dławików zwarciowych) ma na celu:

• ograniczenie prądów zwarciowych poprzez zwiększenie impedancji (reaktancji) obwodów zwarciovsych

• utrzymanie napięcia na szynach zbiorczych na ustalonym poziomie przy zwarciach w liniach

1. przenvanie prądu przed uzyskaniem przez niego wartości maksymalnej poprzez zastosowanie bezpieczników lub bardzo szybko działających wyłączników (wyłączników ograniczających)

r—r

W ifW TT l TT

i (

i (

26. Dławiki-zwarciowe, klasyfikacja, budowa, zastosowanie, kryteria doboru.

Dławiki zwarciowe mają do spełnienia w układzie elektroenergetycznym dwa zadania: obniżenie mocy zwarciowej i utrzymanie napięcia na szynach w czasie zwarcia.

Dławiki są cewkami o dużej reaktancji indukcyjnej a pomijalnie małej rezystancji. Aby ręaklancja indukcyjna nie była zależna od wartości przepływającego prądu dławiki wykonuje się bez rdzeni żelaznych.

Włączenie szeregowo w obwód zwarciov/y dużej reaktancji powoduje zt\aczne ograniczenie prądu zwarciowego, co z jednej strony zmniejsza moc zwarciov/q dla punktów sieci za dławikiem a z drugiej powoduje niniejsze spadki napięcia od zasilania do miejsca zainstalowania dławika. Podwyższa to w efekcie napięcie w stosunku do układu bez dławika. Wstanie normalnego obciążenia dławik w niewielkim stopniu wpływa na spadki napięcia ze względu na wartość cos? bliską jedności oraz znacznie mniejszą wartość prądu płynącego przez dławik.

Ze względu na miejsce zainstalowania rozróżnia się dławiki szynowe (sekcyjne) i liniowe. Stosuje się również dławiki podwójne z uzwojeniami bifilamymi (przeciwnie nawiniętymi) znoszącymi wzajemne pola magnetyczne. Przy przepływie przez taki dławik prądów roboczych o zbliżonej wartościjego reaktancja Indukcyjna jest prawie równa zeru natomiast w momencie zwarcia przy dużej różnicy prądów w cewkach reaktancja indukcyjna gwałtownie wzrasta.

Dławiki zwarciowe stosuje się do napięć 30kVPrzy doborze dławików po wybraniu typu dławika należy zwrócić uwagę na jego wielkości znamionowe: napięcie znamionowe nie może być niniejsze niż napięcie znamionowe sieci; prąd znamionowy musi być większy od maksymalnego prądu mogącego płynąć przez dławik; reaktancji Indukcyjm zt\amionową procentową, która musi być taka aby znuuejszyła moc zwarcia z SI do S2, Należy to dobrać na podstawie zależności:

26. Łączniki elektroenergetyczne niskiego napięcia, klasyfikacja, budowa.

Łączniki służą do wyłączania prądów roboczych i zwarciowych oraz stwarzania przemy w obwodzie elektrycznym.

Do zasadniczych części łączników należą:

• zestyk - układ dwóch styków służący do załączania i wyłączania obwodu

• układ gaszenia łuku (n ie we wszystkich łącznikach)

• układ napędowy

• izolacja

Rozdzielające się styki tworzą w szczelinie między stykami warstwę zjonizowaną przez którą zaczyna płynąć prąd w postaci łuku. buk ten ciągnięty przez oddalające się styki powoduje ich nadtaplanie dlatego aby przeciwdziałać tym zjawiskom wykonuje się styki z materiałów o dobrej konduktyv/ności, pokrytych metalami o dużej odporności na utlenianie, ścieranie i wysoką temperaturę, zapewnienia dużego docisku styków oraz takiego wykonania łącznika aby jak najszybciej zgasić łuk.

Główny podział łączników dotyczy możliwości wyłączania przez nie określonych prądów, Pod tym względem łączniki nn dzieli się na: wyłączniki, rozłączniki l odłączniki.

Pod względem napędu łączniki dzielimy na: z napędem ręcznym l automatycznym.

Do łączników ręcznych zaliczymy łączniki: instalacyjne, wtykowe (gniazda i wtyczki), warstwowe (sterowniki, łączniki krzywkowe), drążkowe (tablicowe) oraz przyciski.

Do łączników automatycznych zaliczymy: styczniki, wyłączniki, łączniki bezstykowe oraz bezpieczniki.

26. Narysować i omówić wady i zalety podwójnego układu szyn zbiorczych.

Zalety (możliwości) podwójnego systemu szyn zbiorczych:

• przeniesienie obciążenia z jednego systemu szyn na drugi bez przerwy w zasilaniu odbiorców

• prowadzenie prac konserwacyjno-remontowych kolejno na obu systemach szyn, bez przerwy w pracy rozdzielni

• rozdzielenie iródeł zasilania i odbiorców na dwie niezależne grupy (zmniejszenie mocy zwarciowej na szynach oraz wydzielenie grupy odbiorców o częstych i znacznych zmianach obciążenia)

• szybkie przy,vrócenie zasilania odbiorców iv przypadkach zwarć lub innych zakłóceń w roboczym systemie szyn zbiorczych

• przeglądy i naprawy wyłączników liniowych bez długotrwałych przerw w pracy linii

Wady podwójnego systemu szyn zbiorczych

• duża liczba łączeń odłącznikami, mogąca prowadzić do groźnych zakłóceń w wyniku błędnych czynności

• koszt o 20-25 % większy w porównaniu do układu z pojedynczym systemem szyn zbiorczych

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z PRZEDMIOTU „URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE”

29. Pojedynczy układ szyn zbiorczych sekcjonowany odłącznikiem z szyną obejściową.

i LI I 12

\

LJ

Pomocniczy (obejściowy) system szyn zbiorczych jest dodatkowym system szyn umożliwiającym rezerwowanie wszystkich łączników liniowych imyrn Y/yiącznikiem

Jeden dodatkowy '>vyłqcz7)ik obejściowy (WO) służy iylko do pracy awaryjnej_t w razie wystąpienia usterki dowolnego wyłącznika liniowego Stosowany takie w układach z dwoma systemami szyn Względy ekonomiczne

f?J	.i
	Osp

l\ wA w\ wl\ w\

SE.

29. Układy bezszynowe stacji elektroenergetycznych.

Układy bezszynowe (o układy blokowe (trasfo-linia, generator-trafo-linia), mostkowe - układ H (jedno, trój ipifcio wyłącznikowe) oraz wielobokowe

i J

V (

—i

i

l i

^li

ft}*. 21 S. >1 Wbá Itnił-lranifornuw, M uUnd rf*iih?pfc<i.Y},

R>i. 31.<9, a| Ukl«l nuwlowy * fistJjfilpA'sn^ H'. U)Ufcbd nwil.ow\ - pílnj H5

J? l³

\ N

li—4 i

t_^_T

Rys. 2LÍ0. Układ wielobokowy o ksZUileie czworoboku.

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z PRZEDMIOTU „URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE»

29. Charakterystyka rozdzielnic z SF6.

Rozdzielnice o izolacji SF6 w których szyby zbiorcze i niektóre aparaty znajdują się w szczelnie zamkniętych zbiornikach z SF6 są coraz powszechniej stosowane. W rozdzielnicach tych stosuje się wyłączniki próżniowe lub z SF6. Rozdzielnice takie charakteryzują się między innymi: ■ bardzo dużym bezpieczeństwem obsługi (wszystkie urządzenia y/ysokiego napięcia są szczelnie obudowane)

• dużą odpornością na wpływy ¿rodoy/iska (stopień ochrony urządzeń \VN IP64)

• bardzo dużą trwałością mechaniczną i łączeniowa zastosowanych łączników

• blokadą napędów łączników uniemożliwiającą wykonanie błędnych połączeń

• bardzo małymi wymaganiami dotyczącymi obsługi l konserwacji (pierwszy przegląd powinien być wykonany po 10 latach eksploatacji)

Znajdują one zastosowanie tam gdzie wymagania dotyczące bezpieczeństwa i niezawodności są szczególnie duże gdy dąży się do zmniejszenia wymiarów rozdzielnicy lub gdy brak jest miejsca na zainstalowanie rozdzielnicy o izolacji stałopowietrznej.

29. Układy zasilania odbiorców nieprzemysłowych.

Małe i średnie budynki mieszkalne, biurowe i sklepy zasilane są z sieci niskiego napięcia przez stacje transformatorowe SN z trąfo o wtórnym napięciu 230/400V. Duże domy handlowe, hotele, szpitale szkoły, biurowce zasilane są z własnych stacji transformatorowych.

r:m r n

Ryt. Ł3. UUwly o&iUftU odbwiGw luiłckso mpśęcui: *1 p;Uuwy. b) fnomkaśsri-y rii-pwittnny

W centrach dużych miast stosuje się przeważnie układy sieci kratowe. Poza centrami miast oraz w małych miastach zasilanie realizowane jest w układach sieci: pędowych pojedynczych rozciętych; pędowych wielokrotnych; promieniowych jedno- i wielostopniowych.

Odbiorcy wiejscy są zasilani z napowietrznych sieci promienioY/ych oraz promieniowych z rozgałęzieniami ze stacji transformatorowych słupowych.

29. Zasilanie odbiorców przemysłowych, kategorie odbiorników, układy sieci rozdzielczych.