SPIS TRES´CI
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SPIS TREŚCI Przedmowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1. WSTE˛P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 12 2. ZARYS HISTORII ŁUKOODPORNOŚCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 20 3. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE 3.1. Schemat łuku . . . . . . . . . . . 3.2. Środowisko łuku . . . . . . . . . 3.2.1. Właściwości powietrza 3.2.2. Właściwości elektrod . 3.3. Budowa łuku . . . . . . . . . . . 3.3.1. Kolumna łuku . . . . . . 3.3.2. Strefy przyelektrodowe 3.4. Powietrze jako gaz doskonały Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 . 24 . 25 . . 25 . 28 . 29 . 29 . 30 . 31 . 32 4. ROZWÓJ ZWARĆ ŁUKOWYCH . . . . . . . . . . 4.1. Łuk swobodny w urza˛dzeniach osłonie˛tych 4.2. Łuk na kablach i na osprze˛cie kablowym . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 . . 34 . 37 . 40 5. PRA˛D ZWARCIA SPODZIEWANY . . . . . . . . 5.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Zwarcie odległe od pra˛dnicy . . . . . . . . . . 5.2.1. Wzór ogólny . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2. Symulacja pra˛du spodziewanego . . . 5.2.3. Analiza pra˛du spodziewanego . . . . . 5.2.4. Przypadki zwarć w sieciach SN i nn . 5.3. Zwarcie w pobliżu pra˛dnicy synchronicznej 5.3.1. Zależności ogólne . . . . . . . . . . . . . 5.3.2. Symulacja pra˛du spodziewanego . . . 5.3.3. Analiza pra˛du spodziewanego . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 41 44 44 45 46 47 48 48 51 52 52 3 6. NAPIE˛CIE ŁUKU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. Sposoby wyrażania napie˛cia łuku . . . . . . 6.3. Wartości napie˛cia łuku . . . . . . . . . . . . . 6.3.1. Łuk swobodny . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.2. Łuk na przewodach izolowanych nn 6.3.3. Łuk na kablach i osprze˛cie SN . . . 6.4. Napie˛cie łuku w stanie przejściowym . . . 6.5. Błe˛dy estymacji napie˛cia łuku . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 53 55 56 56 58 58 59 60 61 7. PARAMETRY ENERGETYCZNE ŁUKU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. Przypadek małych odkształceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.1. Obliczanie wartości skutecznej pra˛du łuku . . . . . . . . . . . . 7.2.2. Symulacja przebiegu pra˛du łuku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.3. Wielkości charakterystyczne i parametry energetyczne łuku 7.3. Przypadek dużych odkształceń symulacja metoda˛ krok po kroku 7.3.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3.2. Poste˛powanie iteracyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4. Porównanie metod symulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 62 63 63 65 65 66 66 69 70 71 8. BILANS ENERGETYCZNY ŁUKU 8.1. Uwagi ogólne . . . . . . . . . . . . . 8.2. Zjawiska na elektrodach . . . . . 8.3. Zjawiska w kolumnie łuku . . . . 8.4. Reakcje egzotermiczne . . . . . . 8.5. Fale akustyczne . . . . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 72 72 75 76 79 79 9. EROZJA ELEKTROD . . . . . . . . . . . . . 9.1. Mechanizm erozji . . . . . . . . . . . . . 9.2. Erozja elektrod wydatnych . . . . . . . 9.3. Erozja w układzie pre˛t-płyta stalowa 9.4. Perforacja osłon . . . . . . . . . . . . . . 9.4.1. Zależności ogólne . . . . . . . . 9.4.2. Błe˛dy obserwacji . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 81 85 86 88 88 90 92 10. PRZYROSTY CIŚNIENIA W OSŁONACH SZCZELNYCH . . . . . . . . . . . . 10.1. Zależności podstawowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2. Współczynniki przekazywania ciepła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.1. Osłony cieplnie izolowane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2.2 Osłony szczelne z wewne˛trznymi stratami ciepła . . . . . . . . . . . 10.3. Rozerwanie osłon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.2. Błe˛dy estymacji napie˛cia łuku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3.3. Odchylenia standardowe współczynników przekazywania ciepła 10.3.4. Wpływ asymetrii pra˛du łuku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 94 97 97 102 104 104 105 105 106 107 4 . . . . . . . . . . . . 11. PRZYROSTY CIŚNIENIA W OSŁONACH WENTYLOWANYCH 11.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2. Osłony ze stała˛ wentylacja˛ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3. Osłony szczelne z membranami bezpieczeństwa . . . . . . . . . . 11.4. Obliczanie przyrostów ciśnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 108 108 111 112 113 12. PRODUKTY ŁUKU I ICH WŁAŚCIWOŚCI . . 12.1. Wprowadzenie poziomy ste˛żeń . . . . . . . 12.2. Produkty odparowania elektrod . . . . . . . . . 12.3. Produkty pirolizy materiałów organicznych Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 114 115 117 120 13. OGRANICZANIE SKUTKÓW ŁUKU . . . . . . . . . 13.1. Ochrona za pomoca˛ osłony . . . . . . . . . . . . . 13.1.1 Kryteria integralności osłon . . . . . . . . 13.1.2 Środki zachowania integralności osłon 13.2. Ochrona osobista przed efektami łuku . . . . . . 13.2.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.2. Efekty akustyczne . . . . . . . . . . . . . . 13.2.3. Efekty toksyczne . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.4. Promieniowanie . . . . . . . . . . . . . . . . 13.2.5. Strumienie plazmy . . . . . . . . . . . . . . 13.3. Zabezpieczenia nadpra˛dowe szybkie . . . . . . . Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 121 121 123 126 126 126 127 128 131 132 135 5