Instalacje elektryczne - Grzegorz Strzeszewski

Transkrypt

Instalacje elektryczne - Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Zespół Szkół nr 2 w Wyszkowie
2013 r.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
⋆ ⋆ ⋆
Nauka jest dla tych, którzy chcą być mądrzejsi, którzy chcą
wykorzystywać swój umysł do poznawania otaczającego nas
świata.
Jeżeli ktoś chce w życiu pozostać ciemny i głupi, to na takiego
nie ma siły. Musimy mu pozwolić takim zostać.
⋆ ⋆ ⋆
Wyjaśnienia powinny być tak proste jak jest to możliwe, ale
nie prostsze.
⋆ ⋆ ⋆
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
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.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Parametry łączników niskiego napięcia
Najczęściej spotykane parametry znamionowe łączników nn:
napięcie znamionowe UN – jest to wartość skuteczna napięcia,
na którą została zbudowana i oznaczona izolacja łącznika;
prąd znamionowy ciągły IN – jest to największa wartość
skuteczna prądu, która może płynąć przez łącznik w dowolnie
długim czasie, nie powodując jego uszkodzenia;
zdolność wyłączania Iw – największa wartość spodziewanego
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.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
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.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Przekaźniki termobimetalowe
Przekaźnik termobimetalowy powoduje otwarcie styków roboczych
stycznika z pewną zwłoką czasową, zależną od wartości płynącego
prądu w obwodzie głównym stycznika I.
5
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
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.
Instalacje elektryczne
Wyzwalacze elektromagnetyczne
Wyzwalacze elektromagnetycze stosowane są jako zabezpieczenia
zwarciowe w wyłącznikach samoczynnych.
Obja
nienia:
_
1 - uzwojenie;
2 - zwora elektromagnesu;
3 - zapadka zamka wycznika;
4 - spr yna;
5 - ruba regulujca prd zadziaania;
6 - styki wycznika;
7 - dwignia zwalniajca zapadk.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
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.
Wycznik samoczynny:a) podstawowe elementy skadowe
wycznika; b) szkic budowy.
1 - podstawa wycznika;
4 - komora gaszeniowa;
6 - wyzwalacz cieplny
termobimetalowy;
8 - zamek;
10 - obudowa.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
2,3 - styki robocze;
5 - wyzwalacz zwarciowy
elektromagnetyczny;
7 - cewka podnapieciowa;
9 - dwignia nap
du
Instalacje elektryczne
Elektryczne źródła światła
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
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
lub E27, który pozwala umieścić je w oprawie dla żarówek 230 V. Niskie
napięcie konieczne do zasilania diod świecących białych lub ciepło białych
jest w nich wytwarzane za pomocą przetwornicy impulsowej.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Podział elektrycznych źródeł światła
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Wielkości charakteryzujące elektryczne źródła światła
moc znamionowa źródła światła PN [W];
napięcie znamionowe UN [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;
luminancja źródła L, mierzona w [cd/m2 ],jest to światłość w
danym kierunku przypadająca na jednostkę pozornej
powierzchni źródła.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Niektóre źródła światła
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Układy sterowania oświetleniem – łącznik jednobiegunowy
Sterowanie pojedynczym punktem wietlnym
a) schemat jednokreskowy
b) schemat wielokreskowy
N
N
PE
L
PE
L
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Układy sterowania oświetleniem – łącznik świecznikowy
(dwugrupowy, szeregowy)
a) schemat jednokreskowy
b
b
a
a
b) schemat wielokreskowy
N
N
PE
L
PE
La
a
Lb
b
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
N
PE
b
Instalacje elektryczne
a
Układy sterowania oświetleniem – łączniki schodowe
a) schemat jednokreskowy
b) schemat wielokreskowy
N
PE
L
L
N
PE
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Układy sterowania oświetleniem – dwa łączniki schodowe i
krzyżowy
a) schemat jednokreskowy
b) schemat wielokreskowy
PE
N
L
N
PE
L
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Układ sterowania silnika trójfazowego za pomocą stycznika
a) schema łóny zasilania
L1
b) schemat rozwinięty sterowania
L1
L2
L3
F2
N
P
F1
K
5
4 6
P
P
Objaśnienia:
_
P - przekanik termiczny;
K !"#$%&
Ls '()p%( *#('$"z+ą!(
zadziałanie PT;
PZ, PW - przyciski sterujące
załączaniem i wyłączaniem
M
N
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
A1
K
A2
Instalacje elektryczne
9
95
P
96
9
4
K
4
Ls
Układ sterowania silnika trójfazowego ze zmianą kierunku
wirowania
a) schemat g-ówny zasilania
L1
L1
L2
L3
N
PE
b) schemat rozwini,ty sterowania
21
W
22
95
PT
1 3 5
K1
2 4 6
96
21
1 3 5
PWL
K2
PWP 21
22
2 4 6
22
13
13
PZL
PT
.
3~
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
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
14
14
K2
K1
N
/1
K2
PZP 14
21
K1
22
K2
/2
1
Instalacje elektryczne
2
13
13
K1
/1
14
21
22
/2
3
4
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
układzie tym styczniki K1 i K2 nie mogą być załączone
jednocześnie, gdyż spowodowałoby to zwarcie faz L1 i L3 . Jeżeli
stycznik K1 jest włączony, to jego zestyk bierny, umieszczony w
obwodzie 3 jest otwarty. Uniemożliwia to załączenie stycznia K2 .
Odwrotnie, wcześniejsze załączenie stycznika K2 uniemożliwia
załączenie stycznika K1 , gdyż zestyk bierny stycznika K2
umieszczony w obwodzie 1 na to nie pozwala. Jest to przykład
tzw. blokady elektrycznej.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Układ sterowania silnika trójfazowego z przełącznikiem
gwiazda – trójkąt
a) schemat g:ówny zasilania
L1
L2
L3
N
PE
b) schemat rozwini8ty sterowania
L1
F2
21
PW
22
95
PT
1 3 5
K;
K
2 4 6
96
13
1 3 5
PZ
2 4 6
14
K;
PT
V1 W
1
U1
W2
N
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
KT
A1
K⅄
A2
Instalacje elektryczne
14
14
16 A1
KT
A2
1
K
K⅄
15
2 4 6
V2
13
22
1 3 5
K⅄
U2
13
21
2
K;
21
K⅄
A1 22
A1
K
A2
A2
3
4
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
załączony zostanie stycznik K⅄, przekaźnik czasowy KT (w obwodzie 2)
oraz stycznik K (w obwodzie 4). Zestyki główne stycznika K⅄, łączą
uzwojenia silnika w gwiazdę. Podtrzymanie załączenia styczników K⅄, i K
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
zasilające cewkę stycznika K⅄@ Zestyk czynny 13 -14 stycznika K⅄ w
obwodzie 3 załącza stycznik KB, który realizuje połączenie uzwojeń
silnika w trójkąt. Silnik pracuje teraz przy połączeniu uzwojeń w trójkąt.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
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.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
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.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Podział instalacji na kategorie przepięciowe
230/400 V
RSTUTVWXnica
gYówna
C
wymagana
6 kV
wytrzymaHoJN
udarowa
urzOdzeQ
Kategoria instalacji: IV
D
I
Rozdzielnica
mieszkaniowa
Puszki instalacyjne,
gniazda wtykowe
G
III
E
II
4 kV
2,5 kV
III
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
II
Instalacje elektryczne
1,5 kV
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.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
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.
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Trójstopniowy system ograniczania przepięć w sieciach typu
TN-C-S
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Rodzaje ograniczników przepięć
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne
Dziękuję za uwagę
mgr inż. Grzegorz Strzeszewski
Instalacje elektryczne

Podobne dokumenty