Urządzenia i Instalacje Elektryczne, Urządzenia i Instalacje Elektryczne [ Pobierz całość w formacie PDF ]
Urządzenia i Instalacje Elektryczne-Opracowane
Podstawowe pojęcia
1
Struktura Krajowego Systemu Elektroenergetycznego
Grupy odbiorców:
Grupa V p < 40kW, zabezpieczenie przelicznikowe I
N
< 63A zasilane z sieci rozdzielczej nn
napięciem U
N
= 0,4kV,
Grupa IV – p > 40kW zabezpieczenia przelicznikowe I
N
> 63A, zasilane z sieci rozdzielczej
nn napięcie U
N
= 0,4kV,
Grupa III – S = 5 15MW, zasilane z sieci rozdzielczej SN,
Grupa II – S = 15 50MW, zasilane z sieci rozdzielczej 1000kV,
Grupa I – S > 50MW zasilane bezpośrednio z sieci przesyłowej.
Linie elektroenergetyczne eksploatowane w Polsce:
Napowietrzne wysokiego napięcia (NN, WN) o U
N
= 400, 220, 110, 750kV (aktualnie
wyłączona),

Napowietrzne średniego napięcia (SN) o U
N
30, 20, 15, 10, 6kV,

Napowietrzne niskiego napięcia (nn) o U
N
poniżej 1kV

Kablowe: NN (400kV prądu stałego), Sn i nn
.

2
Bezpieczniki instalacyjne
- są to łączniki przeznaczone do przerywania obwodu
elektrycznego, gdy płynący w nim prąd przekracza określoną wartość w ciągu dostatecznie
długiego czasu. Stosuje się je na wypadek wystąpienia nadmiernego natężenia prądu, co może
spowodować uszkodzenie zabezpieczeń elektrycznych instalacji elektrycznej i odbiorników
elektrycznych. Najważniejszą częścią bezpiecznika jest element topikowy zwany wkładką,
przeznaczony do stopienia się przy zadziałaniu bezpiecznika. W zależności od rodzaju
zabezpieczanego urządzenia, występuje wkładka topikowa o odpowiedniej charakterystyce
czasowo-prądowej. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie elementu odkształcającego się pod
wpływem różnic temperatur, przyłożonych do jego końców (wyzwalacz termobimetalowy
(przeciążeniowy). Zasada działania wyłącznika instalacyjnego w takim przypadku opiera się o
zjawisko odkształcenia elementu metalowego-blaszki w wyniku różnic temperatur
występującej w nim. Wspomniana różnica temperatur jest wywołana wielkością natężenia
prądu, przyłożonego do jednego z końców blaszki. Im wyższe natężenie prądu tym więcej
wydzielonego ciepła i tym samym większe odkształcenie blaszki. Z kolei wywołane
odkształcenie powoduje, że bezpiecznik instalacyjny, przy określonych wartościach prądów
nie pozwala na ich przejście przez element.
Wyłącznik instalacyjny
(wyłącznik nadmiarowo-prądowy, wyłącznik nadprądowy
instalacyjny) – element instalacji elektrycznej, którego zadaniem jest przerwanie ciągłości
obwodu, gdy prąd płynący w tym obwodzie przekroczy wartość bezpieczną dla tego obwodu.
Jest przeznaczony do sterowania i zabezpieczenia przed skutkami przetężeń (przeciążeń i
zwarć) obwodów odbiorczych instalacji, przewodów w instalacjach elektroenergetycznych
oraz urządzeń elektrycznych w gospodarstwach domowych i innych.
W zależności od rodzaju charakterystyki działania wyzwalaczy, wyłączniki mają następujące
zastosowania:

B - zabezpieczają przewody i odbiorniki w obwodach oświetleniowych i sterowniczych
oraz gniazda 230V;

C - zabezpieczają przewody i odbiorniki w przypadku występowania urządzeń o prądach
rozruchowych do 10 krotności prądu znamionowego wyłącznika (silniki, transformatory).
Stosuje się je do zasilania silników klatkowych i małych transformatorów;

D - zabezpieczają przewody i odbiorniki w przypadku występowania urządzeń o bardzo
dużych prądach w chwili ich uruchamiania. Stosuje się je do silników o ciężkim rozruchu,
grup lamp oświetleniowych i transformatorów .
Charakterystyki wyłączników instalacyjnych

Wyłączniki instalacyjne o charakterystyce B
służą głównie do ochrony
odbiorników niewrażliwych na skutki przeciążeń termicznych i o małych prądach
rozruchowych. Przeznaczone są do stosowania w elektrycznych instalacjach
domowych i przemysłowych, np. w obwodach z niewielką liczba źródeł światła lub z
odbiornikami o charakterze rezystancyjnym. Zakres zadziałania bezzwłocznego
wyzwalacza elektromagnetycznego wynosi od 3I
n
do 5I
n
, przy czym In jest prądem
3
znamionowym wyłącznika. Przy wartościach prądu płynącego przez wyłącznik
mniejszych od 3I
n
nie nastąpi zadziałanie wyzwalacza elektromagnetycznego, ale przy
dłuższym czasie przepływu prądu zbliżonego do tej wartości zadziała wyzwalacz
termiczny. Dla charakterystyki B umowny prąd niezadziałania wyzwalacza
termicznego w czasie krótszym niż 1 h wynosi 1,13 I
n
. Natomiast umowny prąd
zadziałania w czasie krótszym niż 1 h wynosi 1,45 I
n
.

Wyłączniki instalacyjne o charakterystyce C
są przeznaczone do ochrony obwodów
elektrycznych i odbiorników niewrażliwych na skutki przeciążeń termicznych, lecz o
znacznych wartościach prądu rozruchowego. Przeznaczone są do stosowania w
elektrycznych instalacjach domowych w obwodach z silnikami elektrycznymi o małej
mocy, zespołami oświetleniowymi, transformatorami. Zakres zadziałania
bezzwłocznego wyzwalacza elektromagnetycznego wynosi od 5I
n
do 10 I
n
. Przy
wartościach prądu mniejszych od 5I
n
nie wystąpi bezzwłoczne zadziałanie
wyzwalacza elektromagnetycznego (wyłącznik nie wyłączy obwodu przy
krótkotrwałym przepływie takich prądów). Dla charakterystyki C umowne wartości
prądów zadziałania i niezadziałania wyłączników są takie same jak charakterystyki dla
B, gdyż parametry wyzwalacza termicznego w wyłącznikach nadprądowych o
charakterystyce zarówno C, jak i B są jednakowe.

Wyłączniki instalacyjne o charakterystyce D
są przeznaczone do ochrony obwodów
elektrycznych i odbiorników o dużych prądach rozruchowych. Powinny być
stosowane w obwodach i instalacjach zasilających zarówno odbiorniki o ciężkim
rozruchu, np. silniki o dużych mocach, jak i rozbudowane zespoły oświetleniowe oraz
transformatory. Zakres zadziałania bezzwłocznego wyzwalacza elektromagnetycznego
wynosi od 10 I
n
do 20 I
n
. Umowne czasy zadziałania i niezadziałania oraz parametry
wyzwalacza termicznego w wyłącznikach o charakterystyce D są identyczne jak o
charakterystykach B i C.
Właściwości bezpieczników
określają zdolność do ochrony przewodów przed skutkami
przetężeń są oznaczone dwiema literami, małą (g lub a) oraz wielką, przy czym znaczenie
poszczególnych małych liter jest następujące:

g - wkładka topikowa o pełnozakresowej zdolności wyłączania, zdolna do wyłączenia
w określonych warunkach wszystkich prądów od minimalnych, powodujących
przetopienie topika, do prądów równych znamionowej zdolności wyłączania;

a - wkładka topikowa o niepełnozakresowej zdolności wyłączania, zdolna do
wyłączania w określonych warunkach prądów o wartościach większych od
najmniejszej wartości prądu wyłączeniowego, będącej pewną krotnością prądu
znamionowego wkładki (k
2
l
nb
) aż do znamionowej zdolności wyłączenia.
Wkładki topikowe "a" są stosowane głównie jako zabezpieczenie zwarciowe. W obwodach, w
których jest wymagane zabezpieczenie przed skutkami przeciążeń są one stosowane wraz z
innymi łącznikami wyposażonymi w wyzwalacze (przekaźniki) przeciążeniowe.
4
Wielkie litery oznaczają natomiast kategorię użytkowania bezpieczników i określają
wymagania dotyczące charakterystyk czasowo-prądowych, prądów probierczych, czasów
działania i in. Podają one przeznaczenie różnych bezpieczników do zabezpieczenia
następujących obwodów i urządzeń elektroenergetycznych:

L - przewodów i kabli,

M - silników,

R - elementów energoelektronicznych (diod, tyrystorów, prostowników),

B - urządzeń elektroenergetycznych górniczych,

Tr - transformatorów,

G - ogólne przeznaczenie.
Klasa bezpiecznika
rozumiana jako typ charakterystyki czasowo-prądowej wkładki
bezpiecznikowej. W przypadku bezpieczników niskonapięciowych jest ona
scharakteryzowana dwiema literami, z których pierwsza oznacza zakres zdolności
wyłączania:
g − Wkładka ogólnego zastosowania, której zdolność wyłączania jest gwarantowana
poczynając od prądu przetapiającego topik w ciągu 1 h, bo to jest sprawdzane w trakcie
badań, do znamionowego prądu wyłączalnego. Niskonapięciowa wkładka g jest – praktycznie
biorąc – wkładką o pełnozakresowej zdolności wyłączania, zdolną wyłączyć każdy prąd
przetapiający topik.
a − Wkładka o niepełnozakresowej zdolności wyłączania (ang. back-up fuse, partial range
fuse), tzn. wkładka, która wyłącza poprawnie prąd zawarty między najmniejszym prądem
wyłączalnym I
bmin
(np. 4
⋅
I
n
) a znamionowym prądem wyłączalnym I
bn
; nie gwarantuje po-
prawnego wyłączania małych prądów przeciążeniowych i w zasadzie powinien jej
towarzyszyć w obwodzie aparat (samoczynny rozłącznik, wyłącznik) przejmujący to zadanie.
Druga litera symbolu oznacza kategorię użytkowania:
G − Wkładka ogólnego przeznaczenia, do zabezpieczania przewodów, o charakterystyce
czasowoprądowej odpowiadającej dawnym wkładkom zwłocznym (ang. general application,
niem. Generalschutz).
F − Wkładka o charakterystyce szybkiej (ang. fast, niem. flink), wycofana z normalizacji
międzynarodowej IEC oraz europejskiej EN, traktowana jako wykonanie przejściowe. W
Polsce wkładki o charakterystyce szybkiej są nadal produkowane w oparciu o dawną Polską
Normę PN-87/E-93100/05 bądź zakładowe warunki techniczne.
M − Wkładka do zabezpieczania silników i urządzeń rozdzielczych (ang. motor, niem.
Motorschutz).
R − Wkładka do zabezpieczania urządzeń półprzewodnikowych (ang. rectifier).
Tr − Wkładka do zabezpieczania transformatorów (ang. transformer, niem. Transformato-
renschutz).
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]