Instalacje elektryczne mgr inż. Grzegorz Strzeszewski ZespółSzkółnr2wWyszkowie 2013 r.
Nauka jest dla tych, którzy chcą być mądrzejsi, którzy chcą wykorzystywać swój umysł do poznawania otaczającego nas świata. Jeżeliktośchcewżyciupozostaćciemnyigłupi,tonatakiego nie ma siły. Musimy mu pozwolić takim zostać. Wyjaśnienia powinny być tak proste jak jest to możliwe, ale nie prostsze.
Łączniki niskiego napięcia Zadaniem łączników elektroenergetycznych nn(niskiego napięcia) jest sterowanie pracą odbiorników oraz konfigurowanie sieci i instalacji elektrycznych. Podział łączników ze względu na przeznaczenie i zdolność łączeniową: łączniki izolacyjne(odłączniki) przeznaczone są do łączenia obwodów w stanie bezprądowym; łączniki robocze(rozłączniki) przeznaczone są do łączenia obwodów obciążonych prądami roboczymi; łączniki zwarciowe przeznaczone są do łączenia obwodów obciążonych prądami roboczymi i zwarciowymi; łączniki manewrowe przeznaczone są do sterowania pracą odbiorników. Mają dużą trwałość mechaniczną, łączeniową i dużą znamionową częstość łączeń.
Parametry łączników niskiego napięcia Najczęściej spotykane parametry znamionowe łączników nn: napięcieznamionowe U N jesttowartośćskutecznanapięcia, na którą została zbudowana i oznaczona izolacja łącznika; prądznamionowyciągły I N jesttonajwiększawartość skuteczna prądu, która może płynąć przez łącznik w dowolnie długim czasie, nie powodując jego uszkodzenia; zdolnośćwyłączania I w największawartośćspodziewanego prądu, którą łącznik może przerwać określoną liczbę razy, pozostając zdatnym do dalszej pracy; trwałość mechaniczna jest to największa liczba cykli łączeniowych, którą nie obciążony łącznik może wykonać, pozostając nadal zdolnym do pracy; znamionowa częstość łączeń jest to największa liczba cykli łączeniowych(wykonana w ciągu jednej godziny), przy której łącznik działa prawidłowo.
Sposoby gaszenia łuku, stosowane w łącznikach nn W łącznikach suchych nn stosuje się następujące sposoby gaszenia łuku elektrycznego: szybkie wydłużanie łuku, przez zapewnienie dużych prędkości rozchodzenia się styków; naturalne wydłużanie się łuku w specjalnie ukształtowanym układzie styków; wydmuch elektromagnetyczny; zastosowanie kilku przerw międzystykowych; wymuszanie palenia się łuku w wąskich szczelinach komór gaszeniowych, ceramicznych; podział łuku na wiele łuków krótkich palących się pomiędzy metalowymi płytkami komory gaszeniowej; przerywanie łuku w próżni.
Przekaźniki termobimetalowe Przekaźnik termobimetalowy powoduje otwarcie styków roboczych stycznika z pewną zwłoką czasową, zależną od wartości płynącego prądu w obwodzie głównym stycznika I. 5 Objaśnienia: 1 bimetal roboczy, 2 bimetal kompensujący wpływ temperatury otoczenia, 3 przycisk kasujący(rygiel), 4 mechanizm regulacji prądu zadziałania; 5 zestyk sterowniczy, włączany szeregowo w obwód cewki stycznika.
Wyzwalacze elektromagnetyczne Wyzwalacze elektromagnetycze stosowane są jako zabezpieczenia zwarciowe w wyłącznikach samoczynnych. Obja nienia: _ 1 - uzwojenie; 2 - zwora elektromagnesu; 3 - zapadka zamka wy cznika; 4 - spr yna; 5 - ruba reguluj ca pr d zadzia ania; 6 - styki wy cznika; 7 - d wignia zwalniaj ca zapadk.
Wyłączniki zwarciowe nn Wyłączniki zwarciowe przeznaczone są załączania i wyłączania obwodów oraz urządzeń, w których płyną duże prądy. Służą one przede wszystkim do samoczynnego wyłączania obwodu w przypadku wystąpienia zwarcia. Wy cznik samoczynny:a) podstawowe elementy sk adowe wy cznika; b) szkic budowy. 1 - podstawa wycznika; 2,3 - styki robocze; 4 - komora gaszeniowa; 5 - wyzwalacz zwarciowy 6 - wyzwalacz cieplny elektromagnetyczny; termobimetalowy; 7 - cewka podnapieciowa; 8 - zamek; 9 - d wignia napdu 10 - obudowa.
Elektryczne źródła światła
Zadania i rodzaje elektrycznych źródeł światła Podstawowym zadaniem elektrycznych źródeł światła jest przetwarzanie prądu elektrycznego na promieniowanie widzialne. We współcześnie stosowanym oświetleniu elektrycznym wykorzystywane są trzy podstawowe grupy źródeł światła: żarowe, lampy wyładowcze oraz lampy z diodami LED. Do grupy źródeł żarowych zalicza się wszystkie odmiany żarówek tradycyjnych oraz halogenowych. Do grupy źródeł wyładowczych należą: świetlówki, lampy rtęciowe, sodowe(wysoko i niskoprężne) oraz indukcyjne. Źródłem światła w lampach LED jest zwykle niebieska dioda elektroluminescencyjna i luminofor. Światło niebieskie, wytwarzane przez diodę LED pobudza do świecenia luminofor umieszczony w obudowie diody. Luminofor emituje światło żółtozielone, które zmieszane ze światłem niebieskim diody daje światło białe. W zależności od rodzaju luminoforu, można uzyskać biały kolor o różnej temperaturze barwowej. Lampy diodowe służące do oświetlania posiadają cokół z gwintem E14 lube27,którypozwalaumieścićjewoprawiedlażarówek230v.niskie napięcie konieczne do zasilania diod świecących białych lub ciepło białych jest w nich wytwarzane za pomocą przetwornicy impulsowej.
Podział elektrycznych źródeł światła
Wielkości charakteryzujące elektryczne źródła światła mocznamionowaźródłaświatła P N [W]; napięcieznamionowe U N [V]; strumień świetlny Φ, mierzony w lumenach[lm], określający całkowitą moc wypromieniowaną przez źródło światła w zakresie widzialnym; skuteczność świetlna η[lm/w], charakteryzująca efektywność wytwarzania światła przez źródło, czyli ilość światła wytwarzana z jednego wata mocy; trwałość źródła światła T[h], określana jako suma godzin świecenia w czasie którego źródło światła spełnia wymagania norm. Trwałość T mierzona jest tysiącach godzin; luminancjaźródłal,mierzonaw[cd/m 2 ],jesttoświatłośćw danym kierunku przypadająca na jednostkę pozornej powierzchni źródła.
Niektóre źródła światła
Układy sterowania oświetleniem łącznik jednobiegunowy Sterowanie pojedynczym punktem wietlnym a) schemat jednokreskowy b) schemat wielokreskowy N PE L N PE L
Układy sterowania oświetleniem łącznik świecznikowy (dwugrupowy, szeregowy) a) schemat jednokreskowy b a b a b) schemat wielokreskowy N PE L N PE L a a a b b L b PE N
Układy sterowania oświetleniem łączniki schodowe a) schemat jednokreskowy b) schemat wielokreskowy N PE L N PE L
Układy sterowania oświetleniem dwa łączniki schodowe i krzyżowy a) schemat jednokreskowy b) schemat wielokreskowy N PE L N PE L
Układ sterowania silnika trójfazowego za pomocą stycznika a) schema łóny zasilania b) schemat rozwinięty sterowania L1 L2 L3 N P F1 P K 5 4 6 L 1 Objaśnienia: _ P - przekanik termiczny; K!"#$%& L s '()p%( *#('$"z+ą!( zadziałanie PT; PZ, PW - przyciski sterujące załączaniem i wyłączaniem F2 P 95 96 4 K 4 P 9 9 M N A1 K A2 L s
Układ sterowania silnika trójfazowego ze zmianą kierunku wirowania a) schemat g-ówny zasilania b) schemat rozwini,ty sterowania L 1 L 2 L 3 N PE PT K 1 1 3 5 2 4 6. 3 ~ K 2 1 3 5 2 4 6 Objaśnienia: _ K1 - stycznik do pracy w lewo; K2 - stycznik do pracy w prawo; PZL, PWL - przyciski steruj0ce za70czaniem i wy70czaniem silnika w lewo; PZP, PWP - przyciski steruj0ce za70czaniem i wy70czaniem silnika w prawo L 1 N W PW L PT 95 96 21 22 PZ L 13 14 21 22 K 1 13 14 PW P PZ P 21 22 13 14 21 21 K 2 K 1 / 1 22 / 1 22 K 1 K 2/2 / 2 K 2 1 2 3 4 13 14
Opis układu sterowania silnika trójfazowego ze zmianą kierunku wirowania Zmianę kierunku wirowania indukcyjnego silnika trójfazowego osiąga się poprzez zmianę kolejności dwóch dowolnych faz zasilających silnik, trzecią pozostawiając bez zmiany. Układ z blokadami przedstawia schemat rozwinięty sterowania. W układzietymstyczniki K 1 i K 2 niemogąbyćzałączone jednocześnie,gdyżspowodowałobytozwarciefaz L 1 i L 3.Jeżeli stycznik K 1 jestwłączony,tojegozestykbierny,umieszczonyw obwodzie3jestotwarty.uniemożliwiatozałączeniestycznia K 2. Odwrotnie,wcześniejszezałączeniestycznika K 2 uniemożliwia załączeniestycznika K 1,gdyżzestykbiernystycznika K 2 umieszczonywobwodzie1natoniepozwala.jesttoprzykład tzw. blokady elektrycznej.
Układ sterowania silnika trójfazowego z przełącznikiem gwiazda trójkąt L 1 L 2 L 3 N PE a) schemat g:ówny zasilania 1 3 5 1 3 5 K K; 2 4 6 2 4 6 PT U V 1 1 W1 1 3 5 K 2 4 6 U 2 V2 W 2 L 1 N F 2 PW b) schemat rozwini8ty sterowania 95 PT 96 13 PZ 14 K; 21 22 21 22 15 K 13 14 KT K A 1 16 A 1 22 A 1 K KT K; K A 2 A 2 A 2 A 2 1 2 3 4 A 1 21 K 13 14
Opis działania układu sterowania silnika trójfazowego z przełącznikiem <= Przełącznik >?zmniejsza trzykrotnie prąd rozruchowy silnika. Stosujemy go w celu zmniejszenia prądu pobieranego z sieci podczas rozruchu trójfazowych silników indukcyjnych klatkowych. Układ uruchamia się po naciśnięciu przycisku PZ w obwodzie 1. Wówczas załączonyzostaniestycznik K, przekaźnikczasowykt(wobwodzie2) orazstycznikk(wobwodzie4).zestykigłównestycznika K, łączą uzwojeniasilnikawgwiazdę.podtrzymaniezałączeniastyczników K, ik realizowane jest w obwodzie 4 przez zestyk czynny 13-14 stycznika K. Silnik pracuje przy uzwojeniach połączonych w gwiazdę. Po upływie czasu nastawionego na przekaźniku czasowym KT, otwiera się jego zestyk bierny 15-16. Odłączone zostaje w obwodzie 1 napięcie zasilającecewkęstycznika K @ Zestykczynny13-14stycznika K w obwodzie3załączastycznik K B, któryrealizujepołączenieuzwojeń silnika w trójkąt. Silnik pracuje teraz przy połączeniu uzwojeń w trójkąt.
Przepięcia elektryczne Przepięcie elektryczne jest to gwałtowny wzrost napięcia powyżej napięcia znamionowego, co może doprowadzić do przebicia izolacji i nawet pożarów. Ze względu na pochodzenie przepięcia dzielimy na: atmosferyczne będące wynikiem bezpośredniego lub bliskiego uderzenia pioruna w sieć elektroenergetyczną zasilającą budynek lub w budynek. W następstwie tego może powstać przepięcie o wartości dochodzącej nawet do kilkuset kilowoltów; łączeniowe powstające w wyniku procesów łączeniowych odbiorników o dużej mocy. Przepięcia te dochodzą do kilkunastu kv; elektrostatyczne przepięcia spowodowane elektrycznością statyczną.
Podział instalacji na kategorie przepięciowe Instalacja elektryczna budynku podzielona jest na cztery kategorie. Każdemu odcinkowi przypisana jest odpowiednia wytrzymałość udarowa izolacji instalacji i urządzeń tam zainstalowanych. Kategoria IV dotyczy urządzeń zainstalowanych najbliżej linii zasilającej: złączy, rozdzielnic, i innych zabezpieczeń. Urządzenia te powinny być zaprojektowane na wytrzymałość udarową izolacji 6 kv. Kategoria III dotyczy urządzeń, które są narażone na przepięcia łączeniowe wewnątrz sieci lub przepięcia zredukowane przez ograniczniki przepięć klasy B. Kategoria II zainstalowane tam urządzenia powinny wytrzymywać przepięcia łączeniowe, a także przepięcia zredukowane przez ograniczniki przepięć klasy C. Kategoria I dotyczy czułych elementów urządzeń stosowanych w częściach instalacji, w których przepięcia są ograniczone do 1,5 kv.
Podział instalacji na kategorie przepięciowe 230/400 V RSTUTVWXnica gyówna Rozdzielnica mieszkaniowa Puszki instalacyjne, gniazda wtykowe C D E G I II III wymagana 6 kv wytrzymahojn udarowa 4 kv urzodzeq 2,5 kv 1,5 kv Kategoria instalacji: IV III II I
Rodzaje ograniczników przepięć Ograniczniki przepięć przeznaczone do montażu w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1000 V podzielono na 4 klasy: ograniczniki klasy A ograniczniki przepięć stosowane przez Zakłady Energetyczne w liniach napowietrznych. Przeznaczenie: ochrona przed przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi. Miejsce montażu: linie elektroenergetyczne niskiego napięcia. ograniczniki klasy B(I) Przeznaczenie: ochrona przed bezpośrednim oddziaływaniem prądu piorunowego, przepięciami atmosferycznymi oraz przepięciami łączeniowymi. Miejsce montażu: miejsce wprowadzenia instalacji do budynku posiadającego instalację piorunochronną lub/i zasilanego z linii napowietrznej, złącze, skrzynka obok złącza, rozdzielnica główna.
Rodzaje ograniczników przepięć c.d. ograniczniki klasy C(II) Przeznaczenie: ochrona przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi, przepięciami łączeniowymi, przepięciami przepuszczonymi przez ograniczniki przepięć klasy B. Miejsce montażu: rozgałęzienia instalacji elektrycznej w obiekcie budowlanym, rozdzielnica główna, rozdzielnica oddziałowa, rozdzielnica miejscowa(mieszkaniowa). ograniczniki klasy D(III) Przeznaczenie: ochrona przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi i łączeniowymi. Miejsce montażu: gniazda wtyczkowe lub puszki w instalacji oraz bezpośrednio w urządzeniach.
Trójstopniowy system ograniczania przepięć w sieciach typu TN-C-S
Rodzaje ograniczników przepięć
Dziękuję za uwagę