EGZAMIN KWALIFIKACYJNY ELEKTRYKÓW (D i E) W PYTANIACH I ODPOWIEDZIACH

EGZAMIN KWALIFIKACYJNY ELEKTRYKÓW (D i E) W PYTANIACH I ODPOWIEDZIACH Zeszyt 5 Urządzenia, instalacje i sieci elektroenergetyczne o napięciu nie wyższym niż 1 kv Publikacja zatwierdzona przez Centralną Komisję Uprawnień Zawodowych SEP

Utwór w całości ani we fragmentach nie może być powielany ani rozpowszechniany za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczany ani rozpowszechniany w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. Wydanie II poprawione, uzupełnione Warszawa 2007, 2009 (dodruk) ISBN 978-83-89008-97-8

Linie napowietrzne są to urządzenia stanowiące elementy sieci elektroenergetycznych służące do przesyłania energii elektrycznej na różne, często dosyć znaczne odległości przy pomocy przewodów elektrycznych gołych (nie izolowanych) lub przewodów izolowanych zawieszonych na konstrukcjach wsporczych (słupach lub wspornikach). Linie napowietrzne budowane są w pełnym zakresie napięć występujących w kraju tj. od 0,4 kv do 750 kv. Wymagania w zakresie projektowania i budowy linii napowietrznych z przewodami roboczymi gołymi o napięciu znamionowym do 1 kv określa częściowo norma PN-E-05100-1:1998, wycofana bez zastąpienia w 2004 r. Opublikowano nowe normy: PN-EN 50423 dla linii o napięciu znamionowym powyżej 1 kv do 45 kv włącznie oraz PN-EN 50341 dla linii o napięciu znamionowym powyżej 45 kv. Wymagania w zakresie projektowania i budowy linii napowietrznych z przewodami roboczymi izolowanymi o napięciu znamionowym do 30 kv określone są w normie SEP: N SEP-E-003 [10]. 5

6

7

8

9

10

11

12

Ponadto dla linii napowietrznej o napięciu do 1 kv: prowadzenie robót budowlanych w odległości mniejszej niż 3 m liczonej poziomo uważane jest za zagrożenie bezpieczeństwa i zdrowia ludzi i wymaga opracowania planu bezpieczeństwa i ochrony zdrowia zgodnie z rozporządzeniem MI z dnia 23 czerwca.2003 r. w sprawie informacji dotyczącej bezpieczeństwa i ochrony zdrowia oraz planu bezpieczeństwa i ochrony zdrowia dotyczy to też strefy działania dźwignic i urządzeń przeładunkowych niedozwolone jest składowanie materiałów pod linią i w odległości do 2 m liczonej poziomo od skrajnych przewodów. odległość przewodów od deszczowni i opryskiwaczy powinna być nie mniejsza niż 2,5 m + r, gdzie r zasięg strugi w m. 13

14

15

16 Ruch i eksploatacja linii powinny odbywać się zgodnie z instrukcją opracowaną i udostępnianą przez właściwego operatora.

Rozporządzenie MG z dnia 4 maja 2007 r. [18], które zastąpiło tzw. rozporządzenie przyłączeniowe z dnia 20.12.2004 r., stanowi, że ruch i eksploatacja sieci powinny odbywać się zgodnie z instrukcją opracowaną i udostępnianą przez właściwego operatora. 17

18 Instrukcje określają procedury i sposób wykonywania czynności związanych z ruchem i eksploatacją sieci, a w szczególności: parametry i wymagania techniczne sieci, urządzeń i instalacji przyłączonych do sieci; sposób i procedury przyłączania i odłączania od sieci instalacji i innych sieci; zakres przeprowadzania okresowych przeglądów i kontroli stanu technicznego sposób postępowania w przypadku zagrożeń ciągłości dostarczania energii elektrycznej lub wystąpienia awarii procedury wprowadzania przerw i ograniczeń w dostarczaniu energii elektrycznej; sposób prowadzenia ruchu sieciowego, w tym: programowania pracy sieci, prowadzenia dokumentacji ruchu sieciowego, zakres współpracy ruchowej i eksploatacyjnej z innymi sieciami; kryteria dysponowania mocą jednostek wytwórczych energii elektrycznej. Instrukcja określa podział linii pomiędzy poszczególne jednostki organizacyjne (osoby obsługi) zakładu, kwalifikacje i obowiązki personelu obsługi ruchu linii, sposoby lokalizowania zakłóceń przy użyciu urządzeń specjalnych, organizację i terminy oględzin okresowych i organizację oględzin awaryjnych, czas potrzebny na zlokalizowanie uszkodzeń, czynności łączeniowe, środki łączności i środki transportu, szczególne wymagania bezpieczeństwa pracy, wykaz podstawowych materiałów awaryjnych, wyposażenie w sprzęt i narzędzia dla ochrony brygad obsługi ruchu i brygad awaryjnych. parametry jakościowe energii elektrycznej i standardy jakościowe obsługi użytkowników sieci.

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

(wlz), wlz Przyłącze jest to odcinek lub element sieci służący do połączenia urządzeń, instalacji lub sieci odbiorcy o wymaganej przez niego mocy przyłączeniowej z siecią przedsiębiorstwa energetycznego świadczącego usługę przesyłania energii elektrycznej. W obiekcie budowlanym przyłącze jest to element sieci między złączem i rozdzielczą siecią zasilającą. Przyłącze może być kablowe lub napowietrzne, wykonane przewodami gołymi lub izolowanymi (np. typu AsXS). 35

Złącze jest to urządzenie służące do wykonania połączenia sieci zasilającej obiekt z instalacją odbiorczą bezpośrednio lub za pośrednictwem wewnętrznych linii zasilających. W złączu znajduje się główne zabezpieczenie obiektu. Z jednego złącza zasilana może być jedna lub więcej wewnętrznych linii zasilających wlz. Wewnętrzna linia zasilająca (wlz) jest to obwód zasilający tablice rozdzielcze (rozdzielnice), z których zasilane są instalacje odbiorcze. Instalacja odbiorcza jest to część instalacji znajdująca się za układem pomiarowym służącym do rozliczeń między dostawcą a odbiorcą energii elektrycznej, a w razie braku układu pomiarowego - za wyjściowymi zaciskami pierwszego urządzenia zabezpieczającego instalację od strony zasilania. Przewody Znaczenie symboli literowych Przewody miedziane do układania D żyła jednodrutowa na stałe L żyła wielodrutowa (linka) Lg żyła wielodrutowa giętka Jw. aluminiowe A (przed symbolem żyły) Rodzaj izolacji (po literze Y polwinit oznaczającej rodzaj żyły) Yn polwinit samogasnący Yb polwinit benzenoodporny G guma X polietylen XS polietylen (u)sieciowany Oznaczenie przeznaczenia t wtynkowe lub konstrukcji przewodu d o zwiększonej grubości izolacji b izolacja odporna na działanie temperatury c odzież (niepalna) z przesyconego oplotu z przędzy azbestowej u przewód uzbrojony żo z żółto-zieloną żyłą ochronną s samonośny 36

Rodzaj osłony (oznacza się Y osłona polwinitowa przed oznaczeniem żyły) W przewodach kabelkowych (K) o okrągły dodatkowe symbole literowe t opancerzony taśmą stalową p płaski pp płaski do przyklejania n (N) niepalny Przewody do odbiorników SM sznur mieszkaniowy ruchomych i przenośnych O oponowy M mieszkaniowy W warsztatowy P przemysłowy D dźwigowy G górniczy Gł do silników głębinowych St sterowniczy 37

38 Dopuszczalna obciążalność prądowa przewodów jest to wartość prądu płynącego przez przewód w sposób trwały limitowana dopuszczalną temperaturą izolacji żył, która dla przewodów ułożonych na stałe w izolacji polwinitowej wynosi 70 o C. Podstawowym dokumentem określającym dopuszczalną obciążalnośc przewodów i kabli jest norma PN-IEC 60364-5-523 [7]. W normie w zależności od sposobu wykonania instalacji podano w postaci tabel wartości określające obciążalność długotrwałą przewodów i kabli dla instalacji w obiektach budowlanych. Podano również

tablice współczynników poprawkowych, które służą do korygowania obciążalności prądowej w przypadku, gdy warunki ułożenia przewodu lub kabla nie odpowiadają warunkom obliczeniowym, na przykład przy wyższej niż przyjęto w tabelach obciążalności temperaturze otoczenia lub innej liczbie skupionych przewodów stykających się ze sobą. Wartości dopuszczalnego prądu w przewodach podane zostały w normie przy założeniu obliczeniowej temperatury otoczenia wynoszącej + 30 o C. W polskich warunkach można przyjąć, że temperatura otoczenia wynosi 25 o C a więc jest niższa o 5 o C co znacząco pozwala na zmniejszenie przekroju przewodów i kabli. Uwzględniają to niektóre tablice obciążalności podane np. przez prof. Markiewicza [24]. 39

40

41

42 Wg. normy PN-IEC 60364-5-52 dopuszczalny spadek napięcia pomiędzy złączem instalacji elektrycznej a urządzeniem odbiorczym ma wynosić 4 % (w projekcie nowelizacji tej normy proponowane są wartości: 3% dla odbiorników oświetleniowych i 5 % dla innych). Przyjmuje się, za przepisami niemieckimi VDE, że spadek napięcia od licznika energii elektrycznej do punktu przyłączenia odbiornika nie powinien przekraczać 3 %. Równocześnie przyjmuje się, że spadki napięcia w wewnętrznych liniach zasilających wlz powinny nie przekraczać wartości wynikających z ich obciążenia wg. tabeli 9. Wartości te są zalecane przez normę SEP N SEP-E-002.[9]

43

44

45

46

W rozbudowanych systemach instalacji elektrycznych ograniczenie się do podstawowego układu ochrony jest niewystarczające i należy wówczas stosować dalsze stopnie ochrony odpowiednio do przyjętej kategorii przepięć i odporności udarowej zastosowanych urządzeń. Szczególnego znaczenia nabiera obecnie ograniczanie przepięć w instalacjach układów przesyłu sygnałów: elektronicznych: telekomunikacyjnych, telewizyjnych, kontrolno-pomiarowych itp.. W tych przypadkach konieczne jest zazwyczaj zastosowanie wielostopniowego układu ograniczników przepięć. 47

48

49

50

51

Instalacja elektryczna w budynkach mieszkalnych musi spełniać następujące podstawowe wymagania: Instalacja elektryczna stanowi integralną część budynku i wraz z doskonaleniem technik budowlanych ulega przeobrażeniom, których zadaniem jest zwiększenie bezpieczeństwa, funkcjonalności oraz oszczędności użytkowania energii elektrycznej. Coraz częściej wykonuje się instalacje niekonwencjonalne, tzw "instalacje inteligentne" polegające na połączeniu ze sobą instalacji elektrycznych, telekomunikacyjnych, informatycznych i innych sterowanych w systemie opartym o technikę przekaźnikową lub cyfrową. Należą tu np. systemy instalacji Interbus, Lonworks lub KNX/EIB. 52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

Każdy budynek lub zespół budynków powinien posiadać instrukcje eksploatacji instalacji i urządzeń elektrycznych znajdujących się w budynku. Instrukcja powinna zawierać: 67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

Charakterystyczną cechą źródeł światła jest to, że ich działanie jest oceniane subiektywnie przez narząd wzroku i zależy od strumienia świetlnego, mierzonego w lumenach, padającego na daną powierzchnię, czyli natężenia oświetlenia tej powierzchni, a nie bezpośrednio od mocy źródła. Od wartości natężenia oświetlenia, mierzonego w luksach (lx) zależy zdolność rozróżniania szczegółów przez oko ludzkie. Istotne znaczenie mają też: wierność oddawania barw widzianych w świetle danego źródła, barwa światła emitowanego przez lampę, inten- 83

sywność ciepła wydzielanego przez źródło oraz udział promieniowania nadfioletowego UV. Parametrem określającym wierność oddawania barw jest wskaźnik Ra. Ra = 100 oznacza pełną wierność widzenia barw. Ra 40 oznacza znaczne upośledzenie rozróżniania kolorów przez oko ludzkie. Lp. Rodzaj źródła Moc Skuteczność Wskaźnik Trwałość świetlna Ra (średnia) W lm/w h* 1 Żarówki standardowe 15 1500 8 20 100 1000 2 Żarówki halogenowe 5 2000 12 26 100 2000 3 Świetlówki standardowe 15 215 40 95 50 95 6000 12000 4 Świetlówki kompaktowe 5 25 50 87 60 95 8000-12000 5 Rtęciówki wysokoprężne 50 2000 30 70 25 65 5000 10000 6 Lampy rtęciowo-żarowe 100 1250 10 30 40 50 1000 3000 7 Lampy metalohalogenkowe 20 3500 50 125 50 95 2000 10000 8 Lampy sodowe wysokoprężne 35 1000 50 150 20 85 3000 16000 9 Lampy sodowe niskoprężne 10 200 100 200 20 3000 10000 10 Lampy indukcyjne 55 85 65 75 ok. 80 ok. 50000 11 Diody elektroluminescencyjne (LED) 0,2-5 20-100 b.d. 100 000 * Trwałość lamp wyładowczych (poz. 3-10) zależy od liczby i częstości łączeń. 84

Poszczególne rodzaje źródeł światła mają określony zakres zastosowań praktycznych. Dla oświetlania wnętrz najkorzystniejsze są źródła o ciepłym promieniowaniu, znikomym udziale promieniowania UV i wysokiej wierności oddawania barw. Spełniają tę rolę lampy żarowe i świetlówki (tab. 12 - poz. 1 do 4). Do oświetlenia zewnętrznego, w oświetleniu dużych hal produkcyjnych lub magazynowych i ciągów komunikacyjnych, znajdują głównie zastosowanie różnego typu lampy wyładowcze (tab. 12 - poz. 5 do 10). Lampa wyładowcza, w tym również świetlówka, wymaga stosowania układu stabilizacyjnozapłonowego, który może być umieszczony w oprawie lub bezpośrednio w trzonku lampy, jak to ma miejsce w tzw. świetlówkach kompaktowych. Diody elektroluminescencyjne (LED) znajdują zastosowanie w sygnalizacji, oświetleniu dróg ewakuacyjnych i przeszkód w budynkach a także jako zewnętrzne w oprawach parkowych, oświetleniu elewacji itp. Jakość oświetlenia zależy również od równomierności oświetlenia oraz poziomu i różnic tzw. luminancji, mierzonej w nitach (nt), będącej miarą jaskrawości powierzchni (oświetlanych lub świecących światłem własnym). W normach są podawane najmniejsze wartości średnie natężenia oświetlenia w zależności od trudności pracy wzrokowej. Podawane są też przykłady szczegółowe dla niektórych stanowisk pracy występujących w różnych branżach Podawane wartości średniego natężenia oświetlenia dotyczą całego okresu eksploatacji urządzenia oświetleniowego. 85

W tabeli 13 podano przykładowo niektóre wartości średniego natężenia oświetlenia stosowane w pomieszczeniach. Z pojęciem normatywnej wartości średniego natężenia oświetlenia łączy się zazwyczaj pojęcie równomierności natężenia oświetlenia. Równomierność ta na płaszczyźnie roboczej przy pracy ciągłej powinna wynosić co najmniej 0,65, a przy krótkotrwałej oraz w strefach komunikacyjnych - co najmniej 0,4. Wartości natężeń oświetlenia na sąsiadujących ze sobą powierzchniach roboczych nie powinny przekraczać relacji jak 1:5. Wymagania te określała nie obowiązująca już Polska Norma PN-84/E- 02033 przywołana w rozporządzeniu MI w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [15] 86

Tabela 13a. Wymagany poziom średniego natężenia oświetlenia przykładowych pomieszczeń wg PN-EN 12454-1:2004 Wymagane Rodzaj pomieszczenia, zadania lub czynności natężenie oświetlenia lx Strefy komunikacji, korytarze, wejścia, magazyny 100 Schody, klatki schodowe 150 Stołówki, spiżarnie, szatnie, umywalnie, łazienki, toalety, archiwa, 200 hole, poczekalnie i korytarze w szpitalach, pokoje pobytu chorych Recepcja, prosta praca biurowa, sale lekcyjne, pokoje nauczycielskie, pokoje zajęć komputerowych, pokoje personelu szpitalnego, 300 pokoje prostych badań Pomieszczenia z komputerami, pisanie ręczne i czytanie w biurach, pokoje spotkań i konferencji, czytelnie, sale wykładowe, laboratoria, 500 kuchnie, biura personelu szpitalnego, pokoje badań i opatrunkowe, pokoje przedoperacyjne i pooperacyjne Kreślarnie, pracownie artystyczne w szkołach artystycznych 750 Sale zabiegowe i operacyjne, kontrola barw 1000 87

88 7

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

Zasady eksploatacji baterii kondensatorów wynikają z zasad Prawa Energetycznego oraz. rozporządzenia MG z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego [18]. Eksploatacja baterii kondensatorów powinna być prowadzona zgodnie z instrukcją ruchu i eksploatacji oraz programem pracy. Ponadto, zgodnie z wymaganiami rozporządzenia MG z dnia 17 września 1999 r. w sprawie bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach elektroenergetycznych [17] powinna być opracowana instrukcja eksploatacji zatwierdzona przez pracodawcę, określająca procedury i zasady wykonywania czynności niezbędnych dla bezpiecznego wykonywania pracy. Instrukcję eksploatacji opracowuje się na podstawie odpowiednich przepisów oraz dokumentacji producenta. Program pracy baterii określa tryb działania baterii dla utrzymania wymaganego stopnia skompensowania po-boru mocy biernej i niedopuszczenia do przekompensowania. Program podaje szczegółowo, kiedy i które człony baterii mają zostać włączane pod napięcie w zależności od pory dnia i pory roku. Program powinien być aktualizowany nie rzadziej niż raz w roku. Program powinien uwzględniać wymagania związane z dotrzymaniem parametrów i standardów jakościowych energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom. Baterie do kompensacji indywidualnej, przyłączone na stałe do odbiorników mocy biernej nie wymagają opracowania programu pracy. Baterie te załączane i wyłączane są razem z urządzeniem i ich program pracy jest identyczny z programem pracy danego urządzenia. Dotyczy to głownie kondensatorów do indywidualnej kompensacji mocy biernej transformatorów lub silników asynchronicznych. Programu pracy nie wymagają też baterie sterowane automatycznie przez regulatory mocy biernej. 100

101

102

103

104

105

Wykaz PN związanych z tematyką zeszytu 1. PN-E-05100-1:1998 Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami roboczymi gołymi. 2. PN-EN 60529:2003 Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy (Kod IP). 3. PN-EN 50102:2001 Stopnie ochrony przed zewnętrznymi uderzeniami mechanicznymi zapewniane przez obudowę urządzeń elektrycznych (Kod IK). 4. PN-EN 60445:2002 Zasady podstawowe i bezpieczeństwo przy współdziałaniu człowieka z maszyną, oznaczanie i identyfikacja. Oznaczenia identyfikacyjne zacisków urządzeń i zakończeń żył przewodów oraz ogólne zasady systemu alfanumerycznego. 106

5. PN-EN 60446:2004 Zasady podstawowe i bezpieczeństwo przy współdziałaniu człowieka z maszyną, oznaczanie i identyfikacja. Oznaczenia identyfikacyjne przewodów elektrycznych barwami lub cyframi. 6. PN-IEC 60364 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych (norma wieloarkuszowa). 7. PN-IEC 60038:1999 Napięcia znormalizowane IEC. 8. PN-EN 50160:2002 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych. Normy SEP 9. N SEP-E-002. Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych. Podstawy planowania. 10.N SEP-E-003. Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami roboczymi gołymi. 11. N SEP-E-004. Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa. Wykaz aktów prawnych związanych z tematyką zeszytu 12. Ustawa z dnia 7.07.1994 r. Prawo budowlane (Dz. U. z 2000 r. Nr 106, poz. 1216, z późn. zm.). 13. Ustawa z dnia 10.04.1997r. Prawo energetyczne (Dz. U. Nr 54, poz. 348, z późn. zm.). 14. Ustawa z dnia 24.08.1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (J.t.: Dz. U. z 2002 r. Nr 147, poz. 1229). 15. Rozporządzenie MI z dnia 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690, z późn. zm.). 16. Rozporządzenie MI z dnia 7.04.2004 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 109, poz. 1156). 17. Rozporządzenie MG z dnia 17.09.1999 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych. (Dz. U. Nr 80, poz. 912). 18. Rozporządzenie MG z dnia 4.05.2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. U. Nr 93, poz. 623). 107

19. Rozporządzenia MSWiA z dnia 16.08.1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych (Dz. U. Nr 74, poz. 836). 20. Rozporządzenie MGPiPS z dnia 28.04.2003 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci (Dz. U. Nr 89, poz. 828 Nr 129, poz. 1189 oraz z 2005 r. Nr 141 poz. 1189). 21. Rozporządzenie MSWiA z dnia 16.06.2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 121, poz. 1138). Literatura 22. Danielski L., Osiński S.: Budowa, stosowanie i badania wyłączników różnicowoprądowych. COSiW SEP, Warszawa 2005. 23. Laskowski J.: Nowy poradnik elektroenergetyka przemysłowego. COSiW SEP Warszawa 2005. 24. Markiewicz H.: Instalacje elektryczne. wyd.vi, WNT, Warszawa 2005. 25. Praca zbiorowa: Poradnik Inżyniera Elektryka. t. 3. wyd. III, WNT, Warszawa 2005. 26. Strojny J., Strzałka J.: Elektroenergetyka. Obsługa i eksploatacja urządzeń, instalacji i sieci, wyd. II, EUROPEX, Kraków 2003. 27. Uczciwek T.: Dozór i eksploatacja instalacji oraz urządzeń elektroenergetycznych w zakładach przemysłowych i innych jednostkach gospodarczych (poradnik szkoleniowy). COSiW SEP, Warszawa 1999. 28. Vademecum elektryka. Praca zbiorowa pod red. J.Strojnego. wyd. III, CO- SiW SEP, Warszawa 2005. 29.Energetyka z bieżącą aktualizacją. Praca zbiorowa. TARBONUS, Tarnobrzeg 2006. (dokument elektroniczny). 108