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