„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI

Małgorzata Höffner

Dobieranie przewodów i osprzętu w instalacjach

elektrycznych 311[08].Z1.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Maria Pierzchała
mgr Jerzy Chiciński

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska


Konsultacja:
dr Bożena Zając


Korekta:
mgr inż. Jarosław Sitek

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[08].Z1.01

„Dobieranie przewodów i osprzętu w instalacjach elektrycznych” zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu technik elektryk.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

3

2. Wymagania wstępne

4

3. Cele kształcenia

5

4. Materiał nauczania

6

4.1. Przewody elektryczne

6

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające
4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

6

9
9

11

4.2. Dobór przewodów

12

4.2.1. Materiał nauczania
4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia
4.2.4. Sprawdzian postępów

12
18

18
21

4.3. Urządzenia zabezpieczające

21

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające
4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

21

25
26

28

4.4. Dobór zabezpieczeń przewodów

28

4.4.1. Materiał nauczania
4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia
4.4.4. Sprawdzian postępów

28
31

31
33

4.5. Osprzęt instalacyjny

34

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające
4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

34

37
38

40

5. Sprawdzian osiągnięć

41

6. Literatura

46

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o przewodach elektrycznych

i osprzęcie instalacyjnym oraz kształtowaniu umiejętności dobierania przewodów i osprzętu

instalacyjnego z uwzględnieniem warunków pracy przewodu i sposobu jego ułożenia.
Pomoże Ci również kształtować umiejętności posługiwania się schematem ideowym

i montażowym podczas wykonywania instalacji elektrycznych.
W poradniku zamieszczono:

− wymagania wstępne,

− cele kształcenia,
− materiał nauczania dotyczący:

• przewodów elektrycznych, zasad ich dobierania i zabezpieczania,

• urządzeń zabezpieczających (bezpieczników i wyłączników instalacyjnych),
• osprzętu instalacyjnego,

• łączników instalacyjnych ręcznych i wtyczkowych,

− tabele przydatne do wykonywania ćwiczeń,
− pytania sprawdzające (do każdej jednostki szkoleniowej),

− ćwiczenia (do każdej jednostki szkoleniowej),

− sprawdzian postępów (do każdej jednostki szkoleniowej),
− sprawdzian osiągnięć,

− wykaz literatury zawierającej treści z zamieszczonego zakresu.

Szczególną uwagę zwróć na:

− znajomość zasad oznaczania przewodów symbolami literowo-cyfrowymi,
− umiejętność rozpoznawania przewodów, osprzętu instalacyjnego i zabezpieczeń,

− przestrzeganie zasad dobierania przewodów,

− rodzaje i właściwości urządzeń zabezpieczających,
− stosowanie zasad dobierania zabezpieczeń przewodów,

− właściwe dobieranie osprzętu instalacyjnego,

− dobieranie łączników instalacyjnych, gniazd i wtyczek zgodnie z zadaniami i rodzajem

instalacji,

− wykonywanie połączeń układów zgodnie ze schematami ideowymi i montażowymi,
− normalizację wielkości charakterystycznych,

− korzystanie z właściwych norm, katalogów, tablic i wzorów obliczeniowych,

− przestrzeganie zasad bhp i ochrony ppoż. na stanowisku pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− wyszukiwać normy i przepisy budowy i eksploatacji urządzeń,

− korzystać z kart katalogowych w postaci książkowej i elektronicznej,
− wyszukiwać informacje w Internecie,

− rozróżniać materiały przewodzące stosowane w elektrotechnice oraz określać ich

właściwości elektryczne i mechaniczne,

− rozróżniać materiały izolacyjne stosowane w elektrotechnice oraz określać ich

właściwości elektryczne i mechaniczne,

− wykonywać pomiary suwmiarką lub śrubą mikrometryczną,

− obliczać pole koła o podanej średnicy lub promieniu,

− obliczać rezystancję odcinka przewodu,
− obliczać spadek napięcia na odcinku przewodu,

− obliczać moc prądu elektrycznego,

− rysować oraz analizować przebiegi zależności w prostokątnym układzie współrzędnych,
− opisywać budowę i działanie bimetalu i elektromagnesu,

− rozumieć i wyjaśniać pojęcie „obciążenie przewodu”,

− mierzyć wartości prądu i napięcia w obwodach prądu przemiennego,
− dobierać przyrządy pomiarowe do wykonania pomiarów w obwodach prądu

przemiennego,

− łączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem,
− przedstawiać wyniki pomiarów w formie tabeli i wykresu,

− opracowywać wyniki pomiarów wykorzystując technikę komputerową,

− organizować stanowisko pomiarowe zgodnie z przepisami bezpieczeństwa higieny

pracy, ochrony przeciwpożarowej i zasadami ergonomii,

− przeprowadzać pomiary zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwporażeniowej i zasadami ergonomii,

− rozpoznawać schematy ideowe i montażowe,

− czytać schematy instalacji elektrycznych,
− rysować schemat instalacji elektrycznej,

− rozróżniać połączenia elektryczne i złącza elektryczne,

− rozpoznawać osprzęt instalacyjny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− rozpoznać rodzaj przewodu po jego wyglądzie i oznaczeniu literowo-cyfrowym,

− zastosować zasady doboru przewodów,
− dobrać przewód dla określonego obciążenia i warunków pracy,

− rozróżnić osprzęt instalacyjny,

− dobrać osprzęt do wykonania określonego rodzaju instalacji,
− dobrać zabezpieczenie przewodów,

− podłączyć układy z łącznikami instalacyjnymi ręcznymi i wtykowymi na podstawie

schematów ideowych i montażowych,

− skorzystać z literatury, norm i kart katalogowych wyrobów,

− zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej

obowiązujące na stanowisku pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Przewody elektryczne

4.1.1. Materiał nauczania

Podstawowa klasyfikacja przewodów związana jest z ich zadaniami. Przewody elektryczne

dzieli się na:
− elektroenergetyczne (na przykład instalacyjne, napowietrzne) – do przesyłania i rozdziału

energii elektrycznej,

− telekomunikacyjne (na przykład telefoniczne, telewizyjne, komputerowe) – do przesyłania

informacji w postaci sygnałów elektrycznych,

− nawojowe – do wykonywani elementów maszyn i urządzeń elektrycznych,
− specjalne (na przykład samochodowe, spawalnicze, dźwigowe, grzewcze).

Szczególną grupę stanowią kable, które mają złożoną budowę, pozwalającą na

układanie ich w trudnych warunkach (na przykład w ziemi). W każdej z wymienionych

grup występują różne typy przewodów o zawężonym zakresie stosowania. Wśród
przewodów elektroenergetycznych instalacyjnych można wyróżnić przewody do układania

na stałe oraz przewody do odbiorników ruchomych i przenośnych.
Przewody elektroenergetyczne wykonywane są jako gołe (bez izolacji) lub jako

izolowane. Przewody gołe składają się wyłącznie z żyły przewodzącej wykonanej z miedzi
lub aluminium w postaci pojedynczego drutu lub w postaci wielodrutowej (linki).

W przewodach izolowanych żyły przewodzące pokryte są warstwą materiału izolacyjnego
(izolacją), która uniemożliwia zetknięcie poszczególnych żył miedzy sobą lub z innymi

elementami oraz dotknięcie przez człowieka. Izolację przewodów instalacyjnych wykonuje

się z polwinitu (PVC), polietylenu, gumy i innych tworzyw. Niektóre typy przewodów
posiadają również powłokę polwinitową lub wykonaną z tworzyw bezhalogenowych, która

pełni rolę dodatkowej warstwy izolacyjnej oraz chroni przewód przed szkodliwym
wpływem środowiska (na przykład wilgocią lub substancjami chemicznymi). Przewody

narażone na uszkodzenia mechaniczne są wzmacniane uzbrojeniem (pancerzem) z taśm
metalowych lub drutów. Zewnętrzną warstwę przewodu może zabezpieczać odzież

w postaci oplotu z materiałów włóknistych.

Rys. 1. Szkic ogólny konstrukcji przewodu. 1 – żyła przewodząca, 2 – izolacja, 3 – powłoka,

4 – oplot włóknisty, 5 – uzbrojenie

Przewody izolowane wykonuje się jako jednożyłowe lub wielożyłowe (kilka izolowanych żył
pokrytych wspólna warstwą ochronną).

Dla przewodu podaje się znamionowy przekrój poprzeczny żyły przewodzącej w mm

2

oraz

napięcie znamionowe. Przekroje znamionowe przewodów są znormalizowane i mogą

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

wynosić: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 90; 120; 150; 185; 240; 300; 400;

500; 625; 800; 1000 mm

2

. Przekrój żyły przewodzącej aluminiowej nie może być mniejszy

niż 1,5 mm

2

.

Przewody elektroenergetyczne wykonywane są na napięcie do 1 kV (niskonapięciowe) lub na
napięcie powyżej 1 kV (wysokonapięciowe).

Napięcie znamionowe przewodów instalacyjnych może wynosić 300/300, 300/500, 450/750,
600/1000 V. Pierwsza wartość oznacza dopuszczalne napięcie skuteczne między żyłą

przewodzącą a ziemią, zaś druga między żyłami przewodzącymi przewodu wielożyłowego
lub ułożonych obok siebie przewodów jednożyłowych.

Oznaczenie przewodu produkowanego zgodnie z Polskimi Normami składa się z trzech
części:

− literowej – opisującej konstrukcję i materiał żyły przewodzącej, materiał zastosowany na

izolację i powłokę oraz informacje uzupełniające,

− cyfrowej – oznaczającej napięcie znamionowe izolacji,

− cyfrowej – oznaczającej liczbę i przekrój żył przewodzących.

Przykład 1: YALY 1000 3 x 16

Jest to przewód wielodrutowy (linka) aluminiowy, w izolacji i powłoce polwinitowej,

okrągły, trójżyłowy o przekroju każdej żyły 16 mm

2

i napięciu znamionowym 1000 V.

Przewody takie układa się na stałe w pomieszczeniach suchych oraz wilgotnych na tynku

lub pod tynkiem.

Przykład 2: YDYp 300/500 4 x 2,5

Jest to przewód jednodrutowy (drut) miedziany w izolacji i powłoce polwinitowej,

płaski, czterożyłowy, o przekroju każdej żyły 2,5 mm

2

i napięciu znamionowym fazowym

300 V oraz międzyfazowym 500 V. Przeznaczony jest do układania na stałe
w pomieszczeniach suchych oraz wilgotnych na tynku lub pod tynkiem.

Dla przewodów instalacyjnych do układania na stałe stosuje się następujące oznaczenia

literowe:
Konstrukcja żyły przewodzącej:

D – jednodrutowa żyła przewodząca (drut),
L – wielodrutowa żyła przewodząca (linka),

Materiał żyły przewodzącej:

bez oznaczenia – miedź,

A – aluminium.

Materiał izolacji:

G – guma,
Gs – guma sylikonowa,

Y – polwinit.

Materiał powłoki:

Y – polwinit,
Yn – polwinit o ograniczonym rozprzestrzenianiu płomienia,

N – tworzywa sztuczne bezhalogenowe,
XS – polietylen usieciowany.

Informacje uzupełniające:

c – izolacja ciepłoodporna,
d – izolacja o zwiększonej grubości,

g – żyła giętka,
n – przewód z linką nośną,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

p – przewód płaski,

pp – przewód płaski do przyklejania,
t – przewód wtynkowy,

u – przewód uzbrojony,
y – osłona polwinitowa,

żo – żyła ochronna zielono-żółta.

Wszystkie przewody do odbiorników ruchomych i przenośnych mają żyły przewodzące
wykonane z miedzi w postaci wielodrutowej linki giętkiej. Do ich oznaczania stosuje się

następujące symbole literowe:
Typ przewodu:

S – sznur,

O – przewód oponowy,
On – przewód z oponą o ograniczonym rozprzestrzenianiu się płomienia.

Przeznaczenie:

M – mieszkaniowy,

W – warsztatowy,
P – przemysłowy.

Informacje uzupełniające:

brak – izolacja i opona gumowa,

Y – izolacja i opona polwinitowa,
d – izolacja o zwiększonej grubości.

Przykład 3: OMY 300/300 3 x 0,75

Jest to trójżyłowy przewód oponowy mieszkaniowy, w izolacji i oponie polwinitowej,

okrągły, o przekroju każdej żyły 0,75 mm

2

i napięciu znamionowym 300 V.

Symbole stosowane do oznaczania przewodów elektrycznych są ustalone w normach

obowiązujących na terenie danego kraju. Na przykład oznaczenie przewodu oponowego

z powyższego przykładu wg normy DIN VDE lub normy zharmonizowanej PN-HD 361
S3:2002 [11] jest następujące: H03VV – F 3G 0,75 (przewód zharmonizowany oponowy na

napięcie znamionowe 300 V o izolacji i oponie polwinitowej i trzech giętkich żyłach
miedzianych o przekroju 0,75 mm

2

każda, z żyłą ochronną.

Oznaczenia

przewodów

o przeznaczeniu innym niż w instalacjach elektroenergetycznych

zawierają również symbole literowe niepodane w powyższym wykazie. Na przykład T –

przewody telekomunikacyjne, J-(St) – instalacyjny do systemów alarmowych, FTP –
przewód komputerowy ekranowany, CN – żyła oporowa z chromonikieliny (przewody

ogrzewania podłogowego).
W rozpoznaniu budowy tak oznaczonych przewodów należy skorzystać z katalogów

producenta zawierających opisy budowy i zakresu stosowania przewodów lub właściwych
norm. W związku z przystąpieniem Polski do Unii Europejskiej odbywa się przystosowanie

Polskich Norm do wymagań unijnych. Na bieżąco konieczna jest aktualizacja wiedzy

o obowiązujących przepisach dotyczących budowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.

1. Jakie są kryteria klasyfikacji przewodów elektrycznych?

2. Z jakich części składa się przewód elektryczny?

3. Jakie funkcje pełnią poszczególne części przewodu?
4. Jakie materiały przewodzące stosuje się na żyły przewodzące?

5. Jak odróżnić miedź od aluminium?
6. Jakimi symbolami oznaczane są materiały żył przewodzących?

7. Jakie materiały stosuje się jako izolację przewodów?
8. Jakimi symbolami oznaczane są izolacje przewodów?

9. Jak odróżnić polwinit od gumy?

10. Jak nazywają się kolejne warstwy na żyle przewodzącej?

11. Jakie wielkości znamionowe podaje się dla przewodów?
12. Jak oznaczane jest napięcie znamionowe przewodu?

13. Jakie inne informacje podawane są w części cyfrowej oznaczenia przewodu?
14. Czym różnią się przewody do odbiorników ruchomych i przenośnych od przewodów do

układania na stałe?

15. Jakie symbole literowe dotyczą tylko przewodów do odbiorników przenośnych

i ruchomych i co oznaczają?

16. Jakie są podstawowe różnice między budową przewodów instalacyjnych,

telekomunikacyjnych i nawojowych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wypisz wszystkie różnice między następującymi parami przewodów opisanych

symbolami:

a) ALY 300 2 x 4 oraz b) YDYp 300/500 3 x 1,5

c) YDYt – żo 450/750 3 x 2,5 oraz d) YDYt 750 3 x 2,5
e) SMYp 300 2 x 0,75 oraz f) OM 300 2 x 1

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić znaczenie każdej litery symbolu,
2) określić znaczenie każdego zespołu cyfr z oznaczenia,

3) porównać budowę i parametry przewodów z każdego zestawu,
4) dla każdego zestawu wypisać w sposób usystematyzowany występujące różnice,

5) podać przykładowe zastosowanie charakteryzując instalację lub odbiornik,
6) zaprezentować wynik swojej pracy innym grupom w postaci wypowiedzi.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− długopis,

− papier do pisania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Ćwiczenie 2

Wśród przedstawionych ponumerowanych próbek przewodów wybierz odpowiadające

symbolom z ćwiczenia pierwszego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obejrzeć przedstawione próbki i porównać z opisami budowy przewodów wymienionych

w ćwiczeniu 1,

2) przyporządkować poszczególnym symbolom numery próbek,
3) zmierzyć średnicę przewodu i obliczyć przekrój,

4) zapisać pary: uzupełnione oznaczenie przewodu – nr próbki,

5) sprawdzić w opisie zestawu prawidłowość wyboru próbek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− około 20 ponumerowanych próbek przewodów instalacyjnych do układania na stałe i do

odbiorników ruchomych, przygotowanych tak, aby widoczne były odcinki żył
przewodzących, izolacji, powłoki, opony, uzbrojenia i osłony,

− opis zestawu zawierający numery próbek i symbole przewodów – do wglądu po

wykonaniu punktu 4,

− suwmiarka lub mikrometr,

− długopis,
− kalkulator,

− papier.

Ćwiczenie 3

Wśród przedstawionych ponumerowanych próbek przewodów wybierz przewody,

których nie stosuje się w obwodach zasilających. Ustal rodzaj i przeznaczenie tych

przewodów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obejrzeć przedstawione próbki i wypisać numery i symbole przewodów, które nie są

stosowane w obwodach zasilających,

2) pogrupować podobne symbole,

3) odszukać wybrane symbole przewodów w katalogach,
4) porównać wygląd próbek z przedstawionymi w katalogu,

5) sprawdzić w katalogu i zapisać przeznaczenie odszukanych przewodów,
6) sprawdzić w opisie zestawu prawidłowość określenia zastosowania poszczególnych

próbek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zestaw 20 ponumerowanych próbek przewodów instalacyjnych, telekomunikacyjnych,

nawojowych i specjalnych, podpisanych symbolami,

− opis zestawu zawierający nr próbki, symbol i zakres stosowania przewodu – do wglądu po

wykonaniu punktu 5,

− katalogi zawierające przewody z zestawu, ewentualnie komputer z dostępem do Internetu

lub katalogami na CD,

− długopis,

− papier.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Ćwiczenie 4

Dla przewodów, których symbole podane są w ćwiczeniu 1, zapisz symbole przewodów

zharmonizowanych zgodne z normą.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wybrać właściwą normę zharmonizowaną,
2) ustalić sposób zapisu poszczególnych danych o przewodzie,

3) odszukać symbole literowe odpowiadające opisom przewodów z ćwiczenia 1,
4) zapisać symbole odpowiadających sobie przewodów,

5) odszukać w katalogach odpowiednie przewody oznaczone wg normy zharmonizowanej

i porównać ich oznaczenia z zaproponowanymi symbolami,

6) zaprezentować wyniki pozostałym grupom,

7) w przypadku rozbieżności przedyskutować problem i ustalić prawidłowe oznaczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zestaw norm zharmonizowanych zawierający PN-HD 361-S3:2002 [11],

− katalogi zawierające przewody z oznaczeniami wg normy zharmonizowanej – do wglądu

po wykonaniu punktu 4 (lub komputer z dostępem do Internetu),

− papier do notowania i prezentacji,

− długopis i flamaster,
− taśma do mocowania przygotowanych plansz.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić 10 różnych typów przewodów?

†

†

2) wymienić części, z jakich może składać się przewód?

†

†

3) odróżnić żyłę przewodzącą aluminiową od miedzianej?

†

†

4) rozpoznać przewód o wielodrutowej konstrukcji żyły?

†

†

5) rozpoznać przewód czterożyłowy?

†

†

6) rozpoznać przewód do odbiornika ruchomego?

†

†

7) wymienić materiały stosowane na izolacje przewodów?

†

†

8) rozpoznać przewód w izolacji gumowej?

†

†

9) wskazać powłokę na próbce przewodu?

†

†

10) wyjaśnić znaczenie symbolu YDYt- żo?

†

†

11) wskazać przewód o oznaczeniu OMYp?

†

†

12) wyjaśnić znaczenie symbolu 450/750?

†

†

13) wyjaśnić znaczenie symbolu 4 x 2,5?

†

†

14) podać przykłady przewodów specjalnych?

†

†

15) rozpoznać przewód telekomunikacyjny współosiowy?

†

†

16) wyszukać w katalogach typ przewodu do wskazanego

zastosowania?

†

†

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

4.2. Dobór przewodów

4.2.1. Materiał nauczania

Ogólne zasady doboru przewodów

Przewody muszą być dobierane pod kątem konkretnego zastosowania. Trzeba wiedzieć,

do czego będą służyły i w jakich warunkach będą użytkowane. Inny rodzaj przewodu służy
do wykonywania instalacji zasilających ułożonych na stałe niż do zasilania odbiorników

przenośnych i ruchomych. Jeszcze inne przewody będą stosowane do wykonania instalacji
telefonicznej lub sieci komputerowej. Przewody na napięcie do 1 kV stosowane

w instalacjach elektroenergetycznych powinny być dobrane tak, aby nie następowało ich
uszkodzenie, a jakość dostarczanej energii była odpowiednia.

Uwzględnić więc należy rodzaj pomieszczenia, w jakim będą pracowały (mieszkalne,

przemysłowe lub inne) oraz panujące w nim warunki (wilgoć, drgania, podwyższona

temperatura, zagrożenie uszkodzeniem mechanicznym, zagrożenie wybuchem lub inne).
Napięcie znamionowe wybranego przewodu nie powinno być mniejsze niż napięcie

znamionowe instalacji. Po podjęciu decyzji o rodzaju zastosowanego przewodu należy ustalić
znormalizowany minimalny dopuszczalny przekrój żył przewodzących, uwzględniając

następujące kryteria:
− obciążalność prądową długotrwałą,

− dopuszczalny spadek napięcia,

− wytrzymałość mechaniczną,
− skuteczność ochrony przeciwporażeniowej.

Dobór przekroju przewodu ze względu na obciążalność prądową długotrwałą

Obciążalność prądowa długotrwała przewodu jest to maksymalna wartość skuteczna prądu,

którym można ten przewód długotrwale obciążyć. Przekroczenie tej wartości spowoduje
nadmierne nagrzewanie się przewodu i zmianę jego właściwości mechanicznych oraz

pogorszenie właściwości izolacji. W przypadkach krańcowych może spowodować pożar.

Temperatura graniczna dopuszczalna długotrwale wynosi dla żył przewodów w izolacji

gumowej 60

o

C, w izolacji polwinitowej 70

o

C, w izolacji z polietylenu usieciowanego (XLPE)

90

o

C.

Obciążalność prądowa długotrwała przewodów zależy od:

− przekroju przewodu,
− rodzaju izolacji przewodu,

− budowy przewodu,

− liczby żył przewodzących
− sposobu ułożenia,

− temperatury otoczenia.

Obecnie obciążalność prądowa długotrwała powinna być określana zgodnie z normą

PN-IEC 60364-5-523 [10] dopasowaną do norm obowiązujących w państwach UE.

Norma ta zawiera osiemdziesiąt sposobów układania przewodów sklasyfikowanych
w 9 grupach podstawowych podanych w tabeli 1. Inne sposoby układania przewodów (na

przykład w listwach instalacyjnych lub ułożone na suficie, bądź w ościeżnicach oraz inne)
należy zaklasyfikować do odpowiedniej grupy zgodnie z wymienioną normą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Tabela 1. Podstawowe sposoby układania przewodów według PN-IEC 60364

Oznaczenie

Sposób wykonania instalacji

A1

Przewody jednożyłowe w rurze instalacyjnej w izolowanej cieplnie ścianie
lub wielożyłowe bezpośrednio w izolowanej cieplnie ścianie

A2

Przewód wielożyłowy w rurze instalacyjnej w izolowanej cieplnie ścianie

B1

Przewody jednożyłowe w rurze instalacyjnej na ścianie drewnianej lub

murowanej

B2

Przewód wielożyłowy w rurze instalacyjnej na ścianie drewnianej lub

murowanej

C

Przewód jednożyłowy lub wielożyłowy na ścianie drewnianej

D

Kabel wielożyłowy w okrągłej osłonie w ziemi

E

Przewód wielożyłowy w powietrzu (odległość od ściany nie mniejsza niż

0,3 średnicy przewodu)

F

Przewody jednożyłowe w powietrzu, stykające się (odległość od ściany nie

mniejsza niż jedna średnica przewodu)

G

Przewody jednożyłowe w powietrzu oddalone od siebie (odległość między

przewodami i od ściany nie mniejsza niż jedna średnica przewodu

Dla wymienionych w tabeli 1 sposobów układania przewodów zamieszczono w tej

normie [10] 12 tabel obciążalności prądowej długotrwałej przewodów w temperaturze
otoczenia 30

o

C z uwzględnieniem materiału żyły przewodzącej (miedź lub aluminium),

materiału izolacji (PVC, XLPE lub mineralnej) oraz liczby żył obciążonych prądem (2 lub 3
żyły). Obciążalności te dotyczą pojedynczych obwodów zawierających dwa przewody

jednożyłowe lub jeden przewód dwużyłowy, ewentualnie trzy przewody jednożyłowe lub
jeden przewód trójżyłowy. Uwzględnia się tylko liczbę żył obciążonych prądem.

W tabeli 2 podane są przykładowe wartości obciążalności prądowej długotrwałej dla

popularnych sposobów układania przewodów.

Norma zawiera również tabele współczynników poprawkowych dla temperatury

otaczającego powietrza innej niż 30

o

C i tabele współczynników zmniejszających dla wiązek

złożonych z więcej niż jednego obwodu lub przewodu wielożyłowego.

Wybrane wartości tych współczynników podane są w tabeli 3 i tabeli 4.

Współczynnik zmniejszający pozwala dokonać korekty obciążalności prądowej długotrwałej
przewodu, która dla przewodów o większej liczbie żył powinna wynosić:

I

B

≤ F · I

Z

gdzie: I

B

– obliczeniowy prąd obciążenia, I

Z

– obciążalność prądowa długotrwała,

F – współczynnik zmniejszający (lub poprawkowy).

Prąd obliczeniowy przyjmowany jest jako wartość skuteczna prądu zasilającego jeden

odbiornik lub grupę jednocześnie przyłączonych do tego obwodu odbiorników. Dobranie
przekroju przewodu polega na określeniu minimalnego przekroju, przy którym obciążalność

prądowa długotrwała jest większa od obliczeniowego prądu obciążenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Tabela 2. Wybrane wartości obciążalności prądowej długotrwałej przewodów w izolacji PVC (obliczeniowa

temperatura otoczenia 30

0

C), (opracowanie na podstawie PN-IEC 60364)

Sposób ułożenia i materiał żyły przewodzącej

A1 - przewody

ułożone w ścianie:

jednożyłowe

w rurach

i wielożyłowe

B1 - przewody

jednożyłowe

w rurach

na ścianie

B2 - przewody

wielożyłowe

w listwie

instalacyjnej

z przegrodami

C – przewody

jednożyłowe lub

wielożyłowe na

ścianie

Cu Al Cu Al Cu Al Cu Al

Przekrój

znamionow

y

ży

ły w mm

2

Dwie żyły obciążone

1,5

14,5 - 17,5 - 16,5 - 19,5 -

2,5 19,5 15 24 18,5 23 17,5 27 21

4 26 20 32 25 30 24 36 28

6 34 26 41 32 38 30 46 36

10 46 36 57 44 52 41 63 49

16 61 48 76 60 69 54 85 66

25 80 63 101 79 90 71 112 83

35 99 77 125 97 111 86 138 103

50 119 93 151 118 133 104 168 125

70 151 118 192 150 168 131 213 160

95 182 142 232 181 201 157 258 195

120 210 164 269 210 232 181 299 226

Trzy żyły obciążone

1,5

13,5 - 15,5 - 15 - 17,5 -

2,5 18 14 21 16,5 20 15,5 24 18,5

4 24 18,5 28 22 27 21 32 25

6 31 24 36 28 34 27 41 32

10 42 32 50 39 46 36 57 44

16 56 43 68 53 62 48 76 59

25 73 57 89 70 80 62 96 73

35 89 70 110 86 99 77 119 90

50 108 84 134 104 118 92 144 110

70 136 107 171 133 149 116 184 140

95 164 129 207 161 179 139 223 170

120 188 149 239 186 206 160 259 190

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

Tabela 3. Wybrane współczynniki poprawkowe dla temperatury otaczającego powietrza innej niż 30

0

C,

stosowane do obciążalności prądowej długotrwałej przewodów w izolacji polwinitowej (PVC) i z polietylenu
usieciowanego (XLPE) [10]

Temp.

otoczenia,

0

C 10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 70 75

PVC 1,22 1,17 1,12 1,06 0,94 0,87 0,79 0,71 0,61 0,5 -

-

-

izola

cja

XLPE 1,15 1,12 1,08 1,04 0,96 0,91 0,87 0,82 0,76 0,71 0,65 0,58 0,5

Tabela 4. Wybrane współczynniki zmniejszające dla wiązek złożonych z więcej niż jednego obwodu lub
z więcej niż jednego przewodu wielożyłowego o podobnym obciążeniu żył przewodzących [10]

Liczba obwodów lub przewodów wielożyłowych

Rozmieszczenie

(przewody

stykające się)

2 3 4 5 6 7 8 9 12 16

Do

stosowania

dla

Wiązka w powietrzu

lub na powierzchni,
wbudowana lub

obudowana

0,8 0,7 0,65 0,6 0,57 0,54 0,52 0,5 0,45 0,41

sposobów

A1 ÷ F

W pojedynczej

warstwie na ścianie
lub

w nieperforowanym

korytku
instalacyjnym

0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,7

0,7

sposobu C

Uwaga: Dla jednego obwodu lub jednego przewodu wielożyłowego współczynnik

zmniejszający w podanych przypadkach ma wartość 1,00.

Dobór przekroju przewodu ze względu na dopuszczalny spadek napięcia

Dla zapewnienia właściwych warunków zasilania odbiorników wartość napięcia na ich

zaciskach powinna być zbliżona do wartości napięcia znamionowego. Zgodnie z normą
PN-IEC 60364-5-52 dopuszczalny spadek napięcia na odcinku pomiędzy złączem instalacji

elektrycznej a urządzeniem odbiorczym wynosi 4 %.

Dopuszczalny spadek napięcia w wewnętrznej linii zasilającej (wlz) uzależniony jest od

wartości przesyłanej nią mocy pozornej (Norma N SEP-E-002) – tab. 5. Dla odcinka
odbiorczego linii dopuszczalny spadek napięcia wynosi 3%.

Tabela 5. Procentowe spadki napięcia w wlz w budynkach mieszkalnych [7]

Moc S przesyłana wlz w kVA

Dopuszczalny spadek napięcia

Do 100

0,50%

Od 100 do 250

1,00%

Od 250 do 400

1,25%

Powyżej 400

1,50%

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

Procentowy spadek napięcia ΔU

%

jest różnicą algebraiczną napięcia na początku (U

1

)

i na końcu (U

2

) rozpatrywanego odcinka linii odniesioną do napięcia na początku tego

odcinka (U

1

) podaną w procentach.

%

100

1

2

1

%

⋅

−

=

Δ

U

U

U

U

Dla instalacji na napięcie do 1 kV wykonanych przewodami wielożyłowymi lub

przewodami jednożyłowymi ułożonymi obok siebie (na przykład w listwach instalacyjnych),

jeśli przekroje żył tych przewodów nie przekraczają 50 mm

2

dla miedzi lub 70 mm

2

dla

aluminium, można pominąć wpływ reaktancji i obliczyć przybliżony spadek napięcia ze

wzorów:

U

PR

U

2

Nf

%

200

=

Δ

– w linii jednofazowej,

U

PR

U

2

N

%

100

=

Δ

– w linii trójfazowej,

w których: P – moc czynna przesyłana rozpatrywanym odcinkiem linii,

R – rezystancja pojedynczej żyły rozpatrywanego odcinka linii,
U

Nf

– napięcie znamionowe fazowe,

U

N

– napięcie znamionowe międzyfazowe.

Do obliczeń minimalnego przekroju przewodu, przy którym spadek napięcia mieści się

w podanych wyżej zakresach, niezbędna jest znajomość maksymalnej mocy obciążenia

P odcinka rozpatrywanej instalacji, maksymalnego prądu obciążenia I oraz napięcia
znamionowego U

N

. Jednofazowe obwody odbiorcze przyłączone do trójfazowej wewnętrznej

linii zasilającej (wlz) powinny możliwie równomiernie obciążać jej każdą fazę.

Wykorzystując do przekształcenia powyższych zależności znane wzory na moc

elektryczną i rezystancję odcinka przewodu możemy obliczyć przekrój minimalny wybranego

odcinka linii zasilającej (tabela 6).

Tabela 6. Obliczanie przekroju przewodów dla założonego procentowego spadku napięcia [7]

Dane potrzebne do obliczeń

Przekrój przewodu S, mm

2

w linii jednofazowej

Przekrój przewodu S, mm

2

w linii trójfazowej

I – prąd, A

U

N

– napięcie znamionowe, V

cos φ – współczynnik mocy

l – długość odcinka linii, m
ΔU

%

– spadek napięcia

U

U

l

I

S

⋅

Δ

⋅

⋅

⋅

⋅

=

%

Nf

cos

200

γ

ϕ

U

U

l

I

S

⋅

Δ

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

%

N

cos

100

3

γ

ϕ

P – moc, W

U

N

– napięcie znamionowe, V

l – długość odcinka linii, m

ΔU

%

– spadek napięcia

U

U

l

P

S

⋅

Δ

⋅

⋅

⋅

=

%

2
Nf

200

γ

U

U

l

P

S

⋅

Δ

⋅

⋅

⋅

=

%

2
N

100

γ

Do obliczeń należy przyjąć konduktywność przewodu:

–

miedzianego

γ

Cu

= 56 m / (Ώ · mm

2

)

–

aluminiowego

γ

Al

= 33 m / (Ώ · mm

2

)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Dobór przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczną

Przekrój przewodów powinien być wystarczający duży dla zabezpieczenia go od

uszkodzeń mechanicznych, zarówno podczas montażu, jak i podczas użytkowania.

Z normy PN-IEC 60364-5-523 [10] wynika, że przekroje przewodów miedzianych

stosowanych w instalacjach nie powinny być mniejsze niż 1,5 mm

2

, a przewodów

aluminiowych nie mniejsze niż 2,5 mm

2

, o ile nie są narażone na uszkodzenia mechaniczne.

Jeśli obliczony przekrój przewodu spełnia warunki związane z dopuszczalnym spadkiem
napięcia i jest mniejszy niż podane wartości, należy go zwiększyć zgodnie z wymaganiami

wytrzymałości mechanicznej.

Według normy DIN VDE 0100/T520 przewody do odbiorników ruchomych

pobierających prąd do 10 A nie powinny mieć przekroju mniejszego niż 0,75 mm

2

,

a powyżej 10 A co najmniej 1,0 mm

2

.

Do połączeń w rozdzielnicach należy stosować wyłącznie przewody miedziane, które

nie powinny mieć przekroju mniejszego niż:
0,50 mm

2

– przy prądzie do 2,5 A,

0,75 mm

2

– przy prądzie od 2,5 A do 16 A,

1,0 mm

2

– przy prądzie powyżej 16 A.

Według normy PN-IEC 60364-5-54 [10] minimalny przekrój przewodu ochronnego S

PE

,

wykonanego z takiego samego materiału co przewód fazowy o przekroju S, można przyjąć:

–

równy przekrojowi przewodu fazowego, jeśli nie przekracza on 16 mm

2

,

–

16 mm

2

przy przewodach fazowych o przekroju od 16 mm

2

do 35 mm

2

,

–

0,5S przy przewodach fazowych o przekroju większym niż 35 mm

2

.

W przypadku, gdy przewód ochronny nie jest częścią wspólnego układu przewodów lub

jego osłoną, jego przekrój nie powinien być mniejszy niż:

–

2,5 mm

2

, jeśli jest chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi

–

4 mm

2

, jeśli brak ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Dobór przekroju przewodów ze względu na skuteczność ochrony przeciwporażeniowej

W instalacjach objętych ochroną przeciwporażeniową przez szybkie wyłączenie

w sieciach TN przekroje przewodów powinny być tak dobrane, aby zadziałanie urządzenia

odłączającego zasilanie nastąpiło w czasie przewidzianym normą PN-IEC 60364 [10].
Przewidywany prąd zwarciowy musi być większy niż prąd zapewniający samoczynne

zadziałanie urządzenia wyłączającego zasilanie. Przy obliczeniach przyjmuje się, że
impedancja rzeczywista pętli zwarcia jest o 25% większa niż wynikająca z obliczeń przy

założeniu metalicznego zwarcia przewodu fazowego z przewodem ochronnym lub ochronno-
neutralnym. Na odcinku instalacji odbiorczych można uwzględnić tylko rezystancję przewodu

fazowego i ochronnego.
Warunki te stanowią wystarczającą przyczynę zwiększenia przekroju żył w stosunku do

dobranej zgodnie z warunkami obciążalności lub spadku napięcia.

Kolejność postępowania przy dobieraniu przekroju przewodów

1. Wyznaczenie przekroju przewodu ze względu na obciążalność prądową długotrwałą.

2. Sprawdzenie, czy przekrój ten jest wystarczający ze względów mechanicznych.
3. Sprawdzenie, czy spadki napięcia nie przekraczają wartości dopuszczalnych.

4. Sprawdzenie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania przebiegu

ćwiczeń i ich wykonania.

1. Jakie czynniki decydują o wyborze rodzaju przewodu?
2. Jaka powinna być wartość napięcia znamionowego wybranych przewodów?

3. Jakie czynniki decydują o wyborze przekroju żył przewodzących przewodu?
4. Co to jest obciążalność prądowa długotrwała przewodów?

5. Co to jest temperatura graniczna długotrwałego nagrzewania przewodów?
6. Od jakich czynników zależy obciążalność prądowa długotrwała przewodów?

7. Jaki dokument stanowi podstawę ustalania obciążalności prądowej długotrwałej

przewodów w instalacjach?

8. Jakie są podstawowe sposoby układania przewodów w instalacjach?
9. Jak określić, do której grupy należy przyporządkować wskazany rodzaj instalacji?

10. Jakie dane dotyczące przewodu podane są dla poszczególnych tabel doboru

obciążalności?

11. Co to jest współczynnik poprawkowy i w jakich wypadkach należy go stosować?
12. Co to jest współczynnik zmniejszający i w jakich wypadkach należy go stosować?

13. Co to jest dopuszczalny procentowy spadek napięcia?
14. W jakich granicach powinien mieścić się dopuszczalny spadek napięcia, aby zachowana

została właściwa jakość energii elektrycznej?

15. Jakie wzory należy zastosować do obliczeń przekroju przewodów w instalacjach

trójfazowych?

16. Ile wynoszą minimalne przekroje przewodów instalacyjnych układanych na stałe?

17. Ile wynoszą minimalne przekroje przewodów do odbiorników ruchomych?
18. Ile wynoszą minimalne przekroje przewodów ochronnych w przypadku żyły będącej

częścią wspólnego układu przewodów oraz w przypadku przewodu oddzielnego?

19. Jakie czynniki decydują o przekroju przewodów ze względu na ochronę

przeciwporażeniową?

20. Jaka jest zalecana kolejność sprawdzania kryteriów doboru przekroju przewodu?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Odszukaj i wypisz obciążalności prądowe przewodu YDYp – żo 300/500 4 x 2,5

w instalacji zasilającej silnik indukcyjny trójfazowy dla następujących sposobów ułożenia:

a) bezpośrednio w ścianie izolowanej cieplnie, b) w listwach instalacyjnych z przegrodami,
c) bezpośrednio na powierzchni ściany. Porównaj wartości i określ, który z tych sposobów

zapewnia najlepsze oddawanie ciepła.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w poradniku właściwą tabelę,
2) określić, iloma żyłami przewodu będzie płynął prąd,

3) dla każdego sposobu ułożenia przewodu odczytać i zapisać jego obciążalność

długotrwałą,

4) uszeregować sposoby ułożenia od największej do najmniejszej obciążalności,
5) przedstawić wyniki na plakacie i porównać z wynikami innych grup,

6) w przypadku rozbieżności przedyskutować rozwiązanie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier do notowania,

− arkusz papieru na plakat,

− flamaster,

− taśma klejąca lub inny środek do zamocowania plakatu na ścianie lub tablicy.

Ćwiczenie 2

Dobrać przekrój przewodu trójżyłowego YADY ułożonego na tynku, dla odcinka

instalacji odbiorczej o długości 33 m i napięciu znamionowym 230 V, zasilającego zespół

odbiorników jednofazowych o łącznej mocy 5,8 kW.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić liczbę obciążonych przewodów,

2) ustalić grupę, do której należy zaliczyć tak ułożony przewód,
3) obliczyć wartość skuteczną prądu płynącego w przewodach,

4) wybrać z tabeli przewód o właściwej obciążalności,
5) sprawdzić, czy wybrany przekrój jest wystarczający ze względu na wytrzymałość

mechaniczną,

6) jeśli przekrój jest zbyt mały, dobrać go ze względu na wytrzymałość mechaniczną,

7) obliczyć wartość procentowego spadku napięcia dla przewodu o wybranym przekroju,
8) sprawdzić, czy procentowy spadek napięcia jest zgodny z zaleceniami,

9) w przypadku, gdy jest on zbyt duży, obliczyć przekrój przewodu z właściwego wzoru,

10) ustalić i zapisać przekrój znormalizowany zaleconego przewodu spełniający wszystkie

trzy warunki,

11) przedstawić rozwiązanie prowadzącemu zajęcia uzasadniając ustnie decyzję.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier,

− długopis,

− kalkulator lub komputer.

Ćwiczenie 3

Jednofazowy obwód kuchni elektrycznej o mocy 3,5 kW i napięciu 230 V powinien być

wykonany trójżyłowym przewodem YDY ułożonym w rurach instalacyjnych w ścianie z płyt

wiórowych izolowanych wełną mineralną (w technologii kanadyjskiej). Dobrać przekrój
przewodu, który zapewni procentowy spadek napięcia mniejszy niż 2% przy długości odcinka

instalacji 18 m.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić liczbę obciążonych żył przewodzących w pojedynczym przewodzie,
2) odszukać w normie grupę, do której należy zaliczyć tak ułożony przewód,

3) obliczyć przekrój przewodu dla uzyskania założonego procentowego spadku napięcia,
4) ustalić znormalizowany przekrój odpowiadający temu warunkowi,

5) obliczyć wartość skuteczną prądu płynącego w przewodach,
6) odszukać w normach właściwa tabelę i sprawdzić, czy wybrany przekrój ma właściwą

obciążalność,

7) jeśli nie, wybrać przekrój o odpowiedniej obciążalności,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

8) sprawdzić, czy wybrany przekrój jest wystarczający ze względu na wytrzymałość

mechaniczną,

9) jeśli przekrój jest zbyt mały, dobrać go ze względu na wytrzymałość mechaniczną,

10) ustalić i zapisać przekrój znormalizowany zaleconego przewodu spełniający wszystkie

trzy warunki,

11) przedstawić rozwiązanie prowadzącemu zajęcia uzasadniając ustnie decyzję.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zestaw norm zawierających normę PN-IEC 60364-5-523 [10],

− papier,

− długopis,

− kalkulator lub komputer.

Ćwiczenie 4

Do zasilania silnika indukcyjnego trójfazowego dobrano dla temperatury obliczeniowej

30

o

C przewód YDY 300/500 4 x 2,5 ułożony bezpośrednio na powierzchni ściany. Dobierz

przekrój przewodu tego samego typu, jeśli będzie on pracował w następujących

temperaturach otoczenia: 10

o

C, 50

o

C, w przypadku zasilania pojedynczego silnika oraz dwu,

czterech i sześciu silników. Każdy silnik zasilany będzie oddzielnym obwodem, a przewody

będą tworzyły wiązkę. Zestaw dobrane przekroje w postaci tabeli wyników z odpowiednim
tytułem.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zaprojektować tabelę wyników,

2) określić liczbę obciążonych żył przewodzących w pojedynczym przewodzie,
3) ustalić grupę, do której należy zaliczyć tak ułożony przewód,

4) odczytać z tabeli obciążalność przewodu,
5) odszukać wartości współczynników poprawkowych,

6) obliczyć wartość obciążalności prądowej długotrwałej w podanych temperaturach,
7) skorygować przekroje przewodów i wpisać ich wartości do tabeli wyników,

8) odszukać wartości współczynników zmniejszających,
9) obliczyć obciążalność prądową przewodu w wymienionych wiązkach,

10) skorygować ponownie przekroje przewodów i wpisać ich wartości do tabeli wyników,
11) przedstawić tabelę pozostałym grupom i porównać wyniki,

12) ocenić czytelność tabel wykonanych przez poszczególne grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier,

− długopis,

− kalkulator lub komputer i drukarka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wybrać rodzaj przewodu do określonych zastosowań?

†

†

2) dobrać wartość napięcia znamionowego przewodu do zasilania

wskazanego urządzenia ze wskazanej sieci?

†

†

3) podać definicję obciążalności prądowej długotrwałej?

†

†

4) ustalić, do jakiej grupy należy wskazany sposób układania

przewodów?

†

†

5) nazwać dokument, na podstawie którego ustala się obciążalność

prądową długotrwałą przewodów?

†

†

6) wymienić czynniki, od których zależy obciążalność prądowa

długotrwała przewodów?

†

†

7) ustalić liczbę obciążonych żył przewodu?

†

†

8) odczytać obciążalność prądową długotrwałą dla wskazanego typu

przewodu w temperaturze otoczenia 30

o

C?

†

†

9) skorygować obciążalność przewodu dla innej temperatury

otoczenia?

†

†

10) skorygować obciążalność przewodu w przypadku układania

w wiązkach?

†

†

11) obliczyć procentowy spadek napięcia na przewodach obwodu

jednofazowego o podanym prądzie obciążenia lub mocy?

†

†

12) obliczyć minimalny przekrój przewodu dla uzyskania założonego

procentowego spadku napięcia w obwodzie jednofazowym?

†

†

13) obliczyć minimalny przekrój przewodu dla uzyskania założonego

procentowego spadku napięcia w obwodzie trójfazowym?

†

†

14) ocenić, czy dobrany przekrój przewodu jest wystarczający ze

względu na wytrzymałość mechaniczną?

†

†

15) ocenić, czy przekrój przewodu ochronnego jest wystarczający?

†

†

16) zaplanować kolejność postępowania przy dobieraniu przekroju

przewodów w warunkach odbiegających od podanych w tabelach?

†

†

4.3. Urządzenia zabezpieczające

4.3.1. Materiał nauczania

Przewody instalacji elektrycznych powinny być zabezpieczone przed długotrwałym

przepływem prądów przekraczających ich obciążalność prądową długotrwałą
(przetężeniem). Jeśli przekroczenie spowodowane jest metalicznym, niskooporowym

połączeniem punktów o różnym potencjale – mówimy o zwarciu i prądzie zwarciowym.
W innym przypadku mówimy o przeciążeniu i prądzie przeciążeniowym. Jako urządzenia

zabezpieczające stosuje się bezpieczniki instalacyjne i nadmiarowe wyłączniki instalacyjne
Działanie ich polega na dostatecznie szybkim samoczynnym przerwaniu zasilania obwodu,

w którym wystąpiło przetężenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

Bezpieczniki instalacyjne

Działanie bezpiecznika instalacyjnego topikowego oparte jest na rozpadzie cienkiego

przewodnika pod wpływem ciepła wydzielonego podczas przepływu prądu
przetężeniowego. Bezpieczniki są urządzeniami jednorazowego działania.

Bezpiecznik instalacyjny składa się z ceramicznej wkładki topikowej zawierającej

element topikowy (cienki drucik lub taśmę), ceramicznego gniazda bezpiecznikowego ze

wstawką kalibrową oraz ceramicznej główki bezpiecznika zaopatrzonej w gwint (rys. 2).

Wewnątrz wkładki topikowej znajduje się również piasek, który gasi łuk elektryczny

powstający podczas przerywania obwodu. Górny styk wkładki topikowej zaopatrzony jest
w barwny wskaźnik zadziałania, wypadający po przepaleniu topika. Kolor wskaźnika

zadziałania oznacza wartość prądu znamionowego wkładki topikowej.

Prądem znamionowym wkładki topikowej nazywamy maksymalną, znormalizowaną

wartość prądu, który przepływając długotrwale przez topik nie powoduje jego uszkodzenia
(przepalenia). Prądy znamionowe wkładek topikowych I

N

tworzą szereg znormalizowany:

2, 4, 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 50, 63, 80, 100, 125, 200 A. Wstawka kalibrowa
uniemożliwia założenie do gniazda wkładki topikowej o zbyt dużym prądzie

znamionowym.

Prądy znamionowe wkładek topikowych oznaczone są różnymi kolorami oczek

wskaźnikowych oraz opisane na górnym styku wkładki topikowej.

Rys. 2. Budowa bezpiecznika instalacyjnego: 1 – gniazdo trójfazowe, 2 – wkładka topikowa,

3 – oczko wskaźnikowe, 4 – główka bezpiecznika z gwintem, 5 – wnętrze gniazda
z gwintem

Ważnym parametrem jest znamionowa zdolność wyłączania, tzn. wartość skuteczna

największego prądu zwarciowego, jaki wkładka topikowa potrafi poprawnie wyłączyć bez
uszkodzenia (30 do 100 kA).

Bezpieczniki produkowane są na napięcia znamionowe: 380 V, 500 V, 660 V, 750 V

oraz 1000 V.

Właściwości wkładek bezpiecznikowych określa się symbolem złożonym z dwu liter

(na przykład: gL, aM).
Pierwsza z nich określa zakres zdolności wyłączania:

g – pełnozakresowa zdolność wyłączania prądów,
a – niepełnozakresowa zdolność wyłączania prądów (od wartości większej niż

najmniejszy prąd wyłączeniowy (k

2

· I

N

).

Druga litera oznacza przeznaczenie wkładki topikowej:

L – do przewodów i kabli,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

M – do silników.

R – do elementów elektronicznych,
B – do górniczych urządzeń elektroenergetycznych,

Tr – do transformatorów,
G – do urządzeń ogólnego przeznaczenia.

Oznaczenie literowe pozwala dobrać typ wkładki do określonego odbiornika i rodzaju

obwodu. Producenci podają w katalogach charakterystyki czasowo-prądowe dla
poszczególnych typów wkładek Pozwalają one określić czas zadziałania (przerwania

obwodu) dla poszczególnych wartości prądu przetężeniowego.

Więcej na temat zastosowania różnych typów wkładek bezpiecznikowych znajdziesz

w literaturze [5], [6], [7].

Rys. 3. Charakterystyki pasmowe czasowo-prądowe wkładek topikowych typu gG [13]

Ze względu na rozrzut parametrów wkładek topikowych charakterystyki podawane są

w postaci zakresów (pasm), w których mieszczą się właściwości wkładek topikowych

o podanej wartości prądu znamionowego. Pasma te niekiedy zachodzą częściowo na siebie
dla kolejnych prądów znamionowych w szeregu.

Na rynku znajdują się również wkładki topikowe bezpiecznikowe z wcześniej

stosowanymi oznaczeniami, odpowiadającymi typom charakterystyk czasowo-prądowych:

F, Bi-Wts – wkładka o działaniu szybkim (od obwodów oświetleniowych,
grzewczych, przewodów i kabli),

Bi-Wtz –

wkładka o działaniu zwłocznym (do obwodów silnikowych),

Btp – wkładka o działaniu bardzo szybkim (do diod i tyrystorów).

Bezpieczniki instalacyjne produkowane są w kilku rozmiarach, w zależności od zakresu

prądów i napięć znamionowych. Rozmiar zespołu gniazdo bezpiecznikowe – wkładka
topikowa – główka bezpiecznika, podaje się określając wymiary gwintu. Bezpieczniki, zwane

małogabarytowymi, o gwintach E16 i E18 wykonywane są na napięcie do 500 V i prąd
znamionowy od 2 do 63 A. Bezpieczniki o konstrukcji tradycyjnej wykonywane są

w rozmiarach E27, E33 i G11/4 na napięcia od 500 V i prądy od 25 A. Wkładki topikowe
o działaniu bardzo szybkim, służące do zabezpieczania instalacji zasilających urządzenia

półprzewodnikowe, mają styki przykręcane.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

Nadmiarowy wyłącznik instalacyjny

Nadmiarowe wyłączniki samoczynne są urządzeniami wyłączającymi zasilanie obwodu

w przypadku pojawienia się prądów przetężeniowych. W przeciwieństwie do bezpieczników
po zadziałaniu można je ponownie włączyć. Wyłączniki są łącznikami mechanizmowymi.

Styki zamykające lub przerywające obwód utrzymywane są w położeniu zamkniętym przez
mechanizm zamka, który ssamoczynnie jest zwalniany w przypadku nadmiernego wzrostu

prądu w kontrolowanym obwodzie, powodując otwarcie styków. Zamek można również
zwolnić ręcznie. Wyłącznik wyposażony jest w dwa elementy kontrolujące wartość prądu:

− wyzwalacz przeciążeniowy, w postaci blaszki termobimetalowej, która po nagrzaniu

wygina się i zwalnia zamek wyłącznika,

− wyzwalacz zwarciowy, w postaci elektromagnesu, który w przypadku przekroczenia

ustalonej wartości prądu przetężeniowego (zwarcia) natychmiast powoduje zwolnienie
zamka i otwarcie styków.

Obydwa wyzwalacze włączone są szeregowo w zabezpieczany obwód (rys 4b).

Czas zadziałania (przerwania obwodu) wyzwalacza przeciążeniowego maleje ze

wzrostem prądu. Wyzwalacz elektromagnetyczny działa bezzwłocznie po przekroczeniu
prądu nastawczego.

Prądy zadziałania wyzwalaczy elektromagnetycznych wyłączników o prądzie
znamionowym I

N

wynoszą:

–

(3 ÷ 5) I

N

w przypadku wyłączników typu B (I

N

od 6 A do 63 A),

–

(5 ÷ 10) I

N

w przypadku wyłączników typu C (I

N

od 0,5 A do 63 A),

–

(10 ÷ 20) I

N

w przypadku wyłączników typu D (I

N

od 0,5 A do 125 A).

Dla wyłączników instalacyjnych podaje się wartości prądu znamionowego, prądu

wyłączalnego i rodzaj charakterystyki. Rodzaj charakterystyki decyduje o zakresie
stosowania wyłącznika:

typu B – zabezpieczanie przewodów w obwodach oświetleniowych gniazd wtykowych,
obwodów sterowania,

typu C – zabezpieczanie obwodów zasilających urządzenia o dużych prądach
rozruchowych (silniki, transformatory),

typu D – zabezpieczanie obwodów zasilających o bardzo dużych prądach rozruchu,
na przykład silników o ciężkim rozruchu.

a) b)

Rys. 4. Wyłącznik instalacyjny: a) budowa wyłącznika firmy Schrack, b) schemat

elektryczny (1 – styk nieruchomy, 2 – styk ruchomy, 3 – wyzwalacz
przeciążeniowy, 4 – wyzwalacz zwarciowy, 5 – zamek, 6 – dźwignia napędu) [13]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

N

Ze względu na różnice występujące między wyłącznikami instalacyjnymi

produkowanymi przez różnych producentów przy dobieraniu zabezpieczeń należy korzystać
z katalogów firmowych. Podane są w nich przebiegi charakterystyk czasowo-prądowych,

z których można odczytać wartości prądów zadziałania.

Rys. 5. Przykład charakterystyki czasowo-prądowej wyłącznika instalacyjnego S 300 B

firmy FAEL (zakres prądów znamionowych In od 6 A do 63 A) [13]

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania przebiegu

ćwiczeń i ich wykonania.

1. Co to jest przetężenie?
2. Kiedy mówi się o zwarciu, a kiedy o przeciążeniu?

3. Jakimi urządzeniami zabezpiecza się przewody przed skutkami przetężeń?
4. Jakie zjawisko jest podstawą działania bezpiecznika?

5. Z jakich części składa się bezpiecznik?
6. Do czego służy wstawka kalibrowa?

7. Jakie parametry podaje się dla wkładek topikowych bezpieczników?
8. Jaka jest definicja prądu znamionowego wkładki topikowej?

9. Jaka jest definicja znamionowej zdolności wyłączania?

10. Jakimi symbolami oznaczane są wkładki topikowe o różnych właściwościach?

11. Co oznacza określenie „wkładka niepełnozakresowa”?
12. Co nazywamy charakterystyką czasowo-prądową pasmową?

13. Jakie są podstawowe elementy wyłącznika instalacyjnego nadmiarowego?
14. Jak oznacza się typy wyłączników i czym różnią się one od siebie?

15. Jakie punkty charakterystyczne występują na charakterystyce czasowo-prądowej

wyłącznika?

16. Jakie jest zastosowanie wyłączników poszczególnych typów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przy jakich krotnościach prądu znamionowego wkładek topikowych typu gG, nastąpi ich

zadziałanie po upływie czasu 0,4 s oraz po upływie 5 minut. Rozpatrz wkładki o prądach
znamionowych 4, 10, 20 i 32 A wykorzystując rysunek 3.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zaprojektować tabelę,
2) odczytać z przykładowej charakterystyki czasowo-prądowej wartości prądów zadziałania

poszczególnych bezpieczników w podanym czasie na granicy pasm,

3) wpisać zakresy do tabeli,

4) obliczyć krotności prądów znamionowych dla granicy pasm i wpisać do tabeli,
5) oszacować średnie przedziały krotności dla podanych czasów zadziałania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier,

− długopis,

− kalkulator.

Ćwiczenie 2

Określić krotności prądów znamionowych wkładek topikowych o tej samej wartości

prądu znamionowego, lecz różnych typach charakterystyk, potrzebne do przepalenia topika

w ciągu 1 sekundy (lub w innym krótszym czasie).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wybrać charakterystyki trzech różnych typów wkładek topikowych,
2) odczytać z wybranych charakterystyk i zapisać prądy zadziałania wkładek topikowych o

tym samym prądzie znamionowym,

3) obliczyć i zapisać krotność prądu zadziałania wkładek o różnych charakterystykach,

4) wykonać wizualizację wyników.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− katalogi wkładek topikowych różnych typów zawierające charakterystyki czasowo-

prądowe (w postaci książkowej lub elektronicznej oraz komputer),

− papier,

− długopis.

Ćwiczenie 3

Przeanalizuj warunki pracy instalacji zabezpieczonej wyłącznikami instalacyjnymi

różnych typów o prądzie znamionowym 6 A oraz 20 A podczas zwarcia oraz przeciążenia,

które powinno zostać wyłączone w ciągu maksimum 2 sekund.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zaprojektować sposób czytelnego zapisania wyników,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

2) odszukać w katalogach charakterystyki do analizy,

3) odczytać i zapisać krotności prądów zadziałania wyzwalacza zwarciowego dla

wskazanych wyłączników,

4) obliczyć i zapisać wartości prądów zadziałania wyzwalaczy zwarciowych wyłączników

o różnych charakterystykach,

5) odczytać i zapisać krotności prądów zadziałania wyzwalacza przeciążeniowego w ciągu

2 s dla wskazanych wyłączników,

6) obliczyć i zapisać wartości prądów zadziałania wyzwalaczy zwarciowych wyłączników

o różnych charakterystykach,

7) oszacować wzrost mocy wydzielonej w przewodach podczas zakłócenia,
8) przeanalizować wyniki i przedstawić wnioski dotyczące warunków pracy instalacji przy

różnych wyłącznikach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− katalogi wyłączników instalacyjnych nadprądowych różnych typów zawierające

charakterystyki czasowo-prądowe (w postaci książkowej lub elektronicznej oraz

komputer),

− kalkulator,

− papier, długopis.

Ćwiczenie 4

Sprawdzić działanie dwóch wybranych wyłączników instalacyjnych tego samego typu,

o takim samym prądzie znamionowym, wykonanych przez różnych producentów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przestrzegać przepisów bhp, ze szczególnym zwróceniem uwagi na zagrożenie

porażeniem,

2) zamontować i podłączyć pierwszy wyłącznik na stanowisku dydaktycznym,
3) podłączyć zasilanie,

4) wykonać pomiary czasu zadziałania dla kilku różnych wartości prądów, aż do zadziałania

wyzwalacza zwarciowego i zanotować wyniki,

5) odłączyć zasilanie,
6) zamontować i podłączyć drugi wyłącznik na stanowisku dydaktycznym,

7) podłączyć zasilanie,

8) powtórzyć pomiary czasu zadziałania dla kilku różnych wartości prądów, aż do

zadziałania wyzwalacza zwarciowego i zanotować wyniki,

9) wykreślić orientacyjne charakterystyki czasowo-prądowe,

10) porównać wykreślone charakterystyki między sobą oraz z charakterystyka pasmową,

podaną przez wytwórcę w katalogu,

11) przedstawić wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− stanowisko laboratoryjne zasilane napięciem przemiennym 230 V,

− dwa wyłączniki, na przykład typu C, I

N

= 1 A wykonane przez różnych producentów wraz

z kartami katalogowymi zawierającymi charakterystyki czasowo-prądowe,

− stanowisko dydaktyczne do badania wyłączników instalacyjnych z automatycznym

pomiarem czasu,

− papier do notowania wyników,

− papier milimetrowy, długopis, ołówek, linijka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować pojęcie „przetężenie”?

†

†

2) wyjaśnić różnicę między zwarciem i przeciążeniem?

†

†

3) wymienić urządzenia stosowane jako zabezpieczenia przed skutkami

przetężeń?

†

†

4) rozpoznać i nazwać podstawowe części bezpiecznika

instalacyjnego?

†

†

5) objaśnić zasadę działania bezpiecznika topikowego?

†

†

6) zdefiniować pojęcie „prąd znamionowy wkładki topikowej”?

†

†

7) wyjaśnić sposoby uniemożliwiające stosowanie wkładek

topikowych o zbyt dużym prądzie znamionowym?

†

†

8) zdefiniować pojęcie „znamionowa zdolność wyłączania”?

†

†

9) wyjaśnić, co to jest „charakterystyka pasmowa”?

†

†

10) wskazać i nazwać podstawowe części wyłącznika instalacyjnego?

†

†

11) wyjaśnić zasadę działania wyzwalaczy w wyłączniku?

†

†

12) odczytać z charakterystyki czasowo-prądowej wkładek topikowych

czas zadziałania dla określonej wartości prądu?

†

†

13) rozróżnić charakterystyki różnych typów wkładek topikowych?

†

†

14) rozróżnić charakterystyki czasowo-prądowe wyłączników

instalacyjnych różnych typów?

†

†

15) wyznaczyć prąd, przy którym nastąpi zadziałanie wyłącznika

instalacyjnego po określonym czasie?

†

†

16) ocenić, czy wyłącznik instalacyjny działa poprawnie?

†

†

4.4. Dobór zabezpieczeń przewodów

4.4.1. Materiał nauczania

Urządzenia zabezpieczające instalacje elektryczne przed skutkami przepływu prądu o zbyt

dużej wartości powinny samoczynnie wyłączać zasilanie w dostatecznie krótkim czasie, by

przewody nie nagrzały się nadmiernie. Zabezpieczenia instaluje się w przewodach fazowych
na początku chronionego odcinka instalacji, patrząc od strony zasilania. Zabezpieczenia

należy stosować również na początku każdego kolejnego odcinka, w którym następuje
zmniejszenie obciążalności prądowej długotrwałej przewodu spowodowane zmniejszeniem

przekroju przewodu, zastąpieniem przewodu miedzianego przewodem aluminiowym,
zastąpieniem przewodu w izolacji z polietylenu usieciowanego przewodem izolowanym

polwinitem lub zmianą sposobu ułożenia instalacji pogarszającą warunki chłodzenia. Prąd

znamionowy zabezpieczenia należy dobrać do obciążalności prądowej długotrwałej
przewodów, a typ charakterystyki czasowo-prądowej do rodzaju zasilanych odbiorników.

Uwaga:

Nie wolno stosować zabezpieczeń w przewodach ochronnych, przewodach

uziemiających i odgromowych. W przewodach neutralnych można stosować zabezpieczenia

przerywające przepływ prądu pod warunkiem, że przewód neutralny jest rozłączany później
niż przewody fazowe, a załączany wcześniej niż przewody fazowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

Zabezpieczenia w instalacji powinny zapewnić selektywność działania, to znaczy

wyłączać tylko ten odcinek obwodu, w którym wystąpiło zwarcie. W tym celu dobiera się
zabezpieczenia tak, aby czasy ich zadziałania lub prądy znamionowe były coraz większe

w miarę oddalania się od odbiornika. Zapewnienie selektywności wyłączania zwarć jest
bardzo ważne, ale czasem trudne do zrealizowania. Dotychczas wymagania te spełniały

bezpieczniki. Obecnie niektóre firmy produkują tzw. wyłączniki instalacyjne selektywne typu
S90. Zapewniają one wybiórcze wyłączanie zasilania podczas przetężenia oraz skutecznie

ograniczają wartości prądów zwarciowych do czasu ich selektywnego wyłączenia.
Umożliwiają też szybkie ponowne załączenie obwodu [5].

Jako zabezpieczenia przewodów przed prądem zwarciowym i przeciążeniowym stosuje

się najczęściej:

− wyłączniki wyposażone w wyzwalacze przeciążeniowe,

− wyłączniki współpracujące z bezpiecznikami topikowymi,

− bezpieczniki topikowe z wkładkami topikowymi o charakterystyce gG.

Uwaga:

Bezpieczniki niepełnozakresowe, na przykład typu aM, stanowią wyłącznie zabezpieczenie
zwarciowe i muszą współpracować z urządzeniami stanowiącymi zabezpieczenia

przeciążeniowe, na przykład z przekaźnikami termobimetalowymi.

Działanie zabezpieczeń przeciążeniowych musi zapewniać wyłączenie zasilania, zanim
nastąpi nadmierny wzrost temperatury przewodów i innych elementów przewodzących

w zabezpieczanym obwodzie (na przykład zestyków). W większości przypadków jest to
spełnione, o ile zachowane są łącznie warunki A) i B):

warunek A) I

B

≤ I

N

≤ I

Z

warunek B) I

2

≤ 1,45 · I

Z

gdzie: I

B

– prąd roboczy obwodu (prąd obliczeniowy wynikający z przewidywanych mocy

odbiorników),

I

N

– prąd znamionowy urządzenia zabezpieczającego (lub prąd nastawiony, jeśli

urządzenie to ma możliwość regulacji prądu),

I

Z

– obciążalność prądowa długotrwała przewodu,

I

2

– prąd zadziałania urządzenia w określonym czasie

Prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego przed przeciążeniem I

2

można określić ze

wzoru:

I

2

= k

2

· I

N

przy czym k

2

jest tzw. współczynnikiem krotności prądu powodującego zadziałanie

urządzenia zabezpieczającego w określonym czasie umownym. Wartość współczynnika

przyjmuje się jako równą:

–

1,6 ÷ 2,1 dla wkładek bezpiecznikowych,

–

1,45 – dla wyłączników nadprądowych.

Dokładniejsze informacje na ten temat można znaleźć w literaturze [8].

Urządzenia zabezpieczające przed zwarciem powinny mieć zdolność wyłączania nie mniejszą

od przewidywanego w obwodzie prądu zwarciowego. Czas przerwania obwodu zwarciowego
powinien być dostatecznie krótki, aby nie wystąpiło przegrzanie przewodu powyżej

temperatury granicznej dopuszczalnej w razie krótkotrwałego zwarcia. Dla przewodów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

w izolacji PVC o przekroju S ≤ 300 mm

2

temperatura ta wynosi 160

o

C, a dla przewodów

w izolacji XLPE – 250

o

C.

Czas nagrzewania przewodów prądem zwarciowym, krótszy niż 5 s, potrzebny do

nagrzania przewodów do podanej temperatury końcowej można obliczyć w przybliżeniu,
korzystając ze wzoru:

I

S

t

⋅

= k

gdzie: t – czas w sekundach, S – przekrój przewodu w mm

2

, I – wartość skuteczna prądu

zwarciowego w A, k – współczynnik związany z konstrukcją przewodu.

Wartość współczynnika k dla przewodów:
− miedzianych w izolacji PVC k = 115,

− miedzianych w izolacji XLPE k = 143,

− aluminiowych w izolacji PVC k = 74,
− aluminiowych w izolacji XLPE k = 94.

Należy przyjąć czas zadziałania zabezpieczenia zwarciowego krótszy od obliczonego,

aby przewód nie nagrzał się powyżej temperatury granicznej.

Przy dobieraniu zabezpieczeń przeciążeniowych i zwarciowych można posługiwać się

charakterystykami czasowo-prądowymi urządzeń zabezpieczających lub dobierać je,

korzystając z tablic. Tablice muszą uwzględniać typ zabezpieczenia, rodzaj przewodu, sposób
jego ułożenia, temperaturę otoczenia. Z tego względu korzystanie z nich wymaga znacznej

uwagi. Poniżej, w tabeli 7, zamieszczone są przykładowe wartości prądów znamionowych
bezpieczników typu gG stosowanych do zabezpieczania przewodów w izolacji polwinitowej
(PVC) przy pracy ciągłej w temperaturze otoczenia 25

o

C.

Tabela 7. Maksymalne wartości prądów znamionowych wkładek topikowych typu gG do zabezpieczania
przewodów w izolacji PVC w warunkach pracy ciągłej w temperaturze otoczenia 25

o

C [8]

Sposób ułożenia i liczba żył przewodzących

A1 - przewody

ułożone w ścianie:

jednożyłowe

w rurach

i wielożyłowe

B1 - przewody

jednożyłowe

w rurach

na ścianie

B2 - przewody

wielożyłowe

w listwie

instalacyjnej

z przegrodami

C - przewody

jednożyłowe lub

wielożyłowe na

ścianie

2 3 2 3 2 3 2 3

Przekrój

znamionow

y

ży

ły w mm

2

I

NF

– maksymalny znamionowy prąd wkładki topikowej, w A

1,5 16 10 16 16 16 16 20 16

2,5 20 16 25 20 20 20 25 25

4 25 25 25 25 25 25 35 25

6 35 25 35 35 35 35 35 35

10 35 35 50 50 50 50 50 50

16 63 50 80 63 63 63 63 80

25 80 63 100 80 80 80 80 100

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania przebiegu

ćwiczeń i ich wykonania.

1. Jakie skutki wywołuje w przewodach przepływ prądów o nadmiernej wartości?
2. Gdzie należy instalować zabezpieczenia przetężeniowe?

3. Jakie mogą być przyczyny zmniejszenia obciążalności prądowej długotrwałej kolejnych

odcinków instalacji?

4. W jakich przewodach nie wolno instalować zabezpieczeń przetężeniowych?
5. Na czym polega selektywność działania zabezpieczeń?

6. Jakie urządzenia zapewniają selektywne działanie zabezpieczeń?
7. Jakie urządzenia stosuje się do zabezpieczania obwodów przed długotrwałym przepływem

prądów zwarciowych i przeciążeniowych?

8. Jakie ograniczenia jako zabezpieczenia mają bezpieczniki typu aM?

9. Jakie warunki muszą spełniać zabezpieczenia przeciążeniowe?

10. Jakie warunki muszą spełniać zabezpieczenia zwarciowe?

11. Jak oblicza się prąd zadziałania wkładki bezpiecznika?
12. Jak oblicza się prąd zadziałania wyłącznika instalacyjnego?

13. Na jakiej podstawie można dobrać zabezpieczenie obwodu?
14. Co trzeba wiedzieć, aby skorzystać z tablic doboru zabezpieczeń?

15. Jak obliczyć dopuszczalny czas nagrzewania przewodów prądem zwarciowym?
16. Jakie jest przeznaczenie różnych typów wkładek bezpiecznikowych?

17. Jakie jest przeznaczenie różnych typów wyłączników instalacyjnych?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz właściwy typ wkładki topikowej oraz wyłącznika instalacyjnego do

zabezpieczenia przewodów zasilających:

a) wewnętrzną linię zasilającą w budynku mieszkalnym,
b) zespół tokarek,

c) stanowiska w pracowni komputerowej,
d) transformator w rozdzielni szkolnej,

e) napęd windy w wieżowcu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zaprojektować formę zestawienia wybranych zabezpieczeń,

2) zapisać w zestawieniu właściwe typy wkładek topikowych przy użyciu symboli

literowych,

3) zapisać w zestawieniu właściwe typy wyłączników instalacyjnych przy użyciu symboli

literowych,

4) zaprezentować zestawienie pozostałym zespołom.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier do prezentacji zestawienia,

− mazaki,

− taśma klejąca.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Ćwiczenie 2

Dobierz dwa warianty zabezpieczenia przewodów YDYt 300/300 3 x 1,5 ułożonych

w tynku, zasilających jednofazową instalację gniazd wtyczkowych o znamionowym napięciu

230 V.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić liczbę obciążonych przewodów i grupę, do której należy instalacja,

2) wybrać właściwą normę zawierającą tabele obciążalności prądowej długotrwałej,
3) wyznaczyć obciążalność prądową podanego przewodu,

4) zaproponować typ bezpiecznika i wyłącznika,

5) obliczyć wartość prądu zadziałania zabezpieczenia w stosunku do obciążalności prądowej

długotrwałej,

6) odszukać wartości współczynników krotności zadziałania zabezpieczenia,
7) obliczyć prąd znamionowy zabezpieczenia,

8) dobrać prąd znamionowy zabezpieczeń i uzasadnić wybór,
9) zaprezentować i przedyskutować wyniki.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zestaw norm PN-IEC 60364 [10],
− podręcznik INPE dla elektryków, część 1 [8],

− kalkulator,

− papier do notowania,
− papier do prezentacji,

− mazaki, długopis.

Ćwiczenie 3

Dobierz zabezpieczenie odcinka instalacji wykonanej przewodami jednożyłowymi

DY 750 ułożonymi w rurach na tynku, zasilającej silniki trójfazowe hydroforni o mocy

5,5 kW i znamionowym napięciu 380 V, przy współczynniku mocy cos φ = 0,9.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) obliczyć wartość prądu roboczego obwodu,

2) określić liczbę obciążonych przewodów i grupę, do której należy instalacja,
3) wybrać właściwą normę zawierającą tabele obciążalności prądowej długotrwałej,

4) wyznaczyć obciążalność prądową podanego przewodu,

5) zaproponować rodzaj zabezpieczenia,
6) obliczyć wartość prądu zadziałania zabezpieczenia w stosunku do obciążalności prądowej

długotrwałej,

7) dobrać prąd znamionowy zabezpieczeń i uzasadnić wybór,

8) zaprezentować i przedyskutować wyniki.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zestaw norm PN-IEC 60364 [10],

− podręcznik INPE dla elektryków, część 1 [8],
− kalkulator,

− papier do notowania i do prezentacji,

− mazaki, długopis.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Ćwiczenie 4

Dobierz na podstawie tabeli zabezpieczenie wkładką topikową typu gG odcinka instalacji

jednofazowej o napięciu znamionowym 230 V, wykonanej przewodami jednożyłowymi

ADY 750 1,5 ułożonymi w rurach w ścianie, przy rezystancji obwodu zwarcia 7 Ω.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odczytać z tabeli prąd znamionowy wkładki topikowej,

2) obliczyć przewidywany prąd zwarcia,

3) obliczyć dopuszczalny czas nagrzewania tego przewodu prądem zwarciowym,

4) odszukać charakterystykę czasowo-prądową dobranej wkładki topikowej,

5) sprawdzić, czy nie nastąpi nadmierne nagrzanie przewodu podczas zwarcia,

6) dokonać ewentualnej korekty doboru wkładki topikowej,

7) przedstawić wykonane zadanie do oceny.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zestaw norm PN-IEC 60364 [10],

− podręcznik INPE dla elektryków, część 1 [8],

− katalogi z charakterystykami czasowo-prądowymi wkładek topikowych,

− kalkulator,

− papier do notowania i do prezentacji,

− mazaki, długopis.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) objaśnić, w jakich miejscach należy instalować zabezpieczenia

przetężeniowe?

†

†

2) wymienić sytuacje, w których następuje zmniejszenie obciążalności

prądowej długotrwałej przewodu?

†

†

3) ustalić czynniki decydujące o wartości prądu znamionowego

urządzenia zabezpieczającego?

†

†

4) ustalić czynniki decydujące o wyborze typu wkładki topikowej lub

wyłącznika instalacyjnego?

†

†

5) wymienić, w jakich przewodach nie wolno instalować zabezpieczeń

przetężeniowych?

†

†

6) wyjaśnić pojęcie selektywności działania zabezpieczeń?

†

†

7) rozpoznać wyłączniki selektywne na podstawie oznaczeń

alfanumerycznych?

†

†

8) dobrać rodzaj urządzenia zabezpieczającego do przewodów w

zależności od warunków pracy?

†

†

9) wskazać zastosowanie wkładek topikowych typu aM?

†

†

10) sformułować warunki zapewniające poprawne wyłączanie prądów

przeciążeniowych?

†

†

11) obliczyć wartość prądu roboczego obwodu?

†

†

12) obliczyć wartość prądu zadziałania zabezpieczenia?

†

†

13) obliczyć maksymalny dopuszczalny czas nagrzewania przewodów

prądem zwarciowym?

†

†

14) ocenić, czy wybrana na podstawie tabeli wartość prądu

znamionowego wkładki topikowej zabezpiecza instalacje przed

uszkodzeniem w wypadku zwarcia?

†

†

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

4.5. Osprzęt instalacyjny

4.5.1. Materiał nauczania

Osprzętem instalacyjnym nazywa się przedmioty przeznaczone do mocowania

(prowadzenia) przewodów, ich łączenia oraz ochrony. Musi on być dostosowany do sposobu

wykonania instalacji elektrycznej. Do osprzętu do mocowania przewodów zalicza się:
uchwyty i opaski do przewodów, listwy i korytka instalacyjne z akcesoriami, drabinki,

izolatory, gałki, kanały kablowe. Do łączenia przewodów służą: puszki rozgałęźne, puszki
przyłączowe, skrzynki zaciskowe, zaciski listwowe, listwy zaciskowe, kostki przyłączeniowe,

złączki przewodowe oraz łączniki instalacyjne i gniazda wtykowe. Jako osprzęt do ochrony
instalacji stosuje się rury elektroinstalacyjne z PVC sztywne i giętkie z akcesoriami oraz rury

stalowe gwintowane. Do osprzętu instalacyjnego zaliczyć można również oznaczniki,
końcówki, tulejki kablowe itp.

Poszczególni producenci oferują kompletny osprzęt do wykonania wybranej instalacji.

Z jego elementami zapoznasz się korzystając z katalogów [13].

Sposoby układania przewodów w budynkach o różnym przeznaczeniu

Sposób ułożenia instalacji jest uzależniony od jej przeznaczenia i miejsca wykonania.

Przy wyborze należy kierować się przede wszystkim możliwościami technicznymi,

względami bezpieczeństwa oraz względami estetycznymi. Norma PN-IEC 60364-5-523 [10]
wymienia 80 sposobów wykonania instalacji przewidzianych dla różnych typów przewodów

i różnych konstrukcji budynków.

W zależności od miejsca ułożenia instalacji można wyróżnić instalacje:

− ścienne,
− sufitowe,

− podłogowe,

W zależności od sposobu ułożenia można wyróżnić instalacje:

− w rurach instalacyjnych,

− w listwach instalacyjnych,
− na uchwytach,

− bezpośrednio w tynku,

− w ościeżnicach drzwiowych lub okiennych,
− w korytkach instalacyjnych,

− na wspornikach instalacyjnych,

− na drabinkach instalacyjnych,
− na lince nośnej,

− na izolatorach,

− w przestrzeniach instalacyjnych,
− w kanałach kablowych.

Przewody można prowadzić:

− wewnątrz konstrukcji (ściany, sufitu, podłogi),
− bezpośrednio na powierzchni konstrukcji,

− w powietrzu (odległość od konstrukcji większa niż średnica przewodu lub 0,3 średnicy

rury).

Nie wszystkie możliwe kombinacje są możliwe do wykonania. Pewne sposoby układania

przewodów są w Polsce rzadko stosowane (na przykład układanie przewodów w ościeżnicach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

drzwi lub w ramach okiennych). Poniżej podane są najczęściej stosowane sposoby

wykonywania instalacji:
a) W budownictwie mieszkaniowym jednorodzinnym i wielorodzinnym:

– w rurach instalacyjnych w ścianie izolowanej cieplnie lub murowanej – B1 lub B2,
– przewodami

wielożyłowymi bezpośrednio w izolowanej cieplnie ścianie – A1,

– przewodami jedno- lub wielożyłowymi na powierzchni ściany – C,
– przewodami wtynkowymi w tynku – C,

– w

listwach

instalacyjnych

ściennych lub wbudowanych – B1 lub B2,

– w sufitach podwieszanych – B1 lub B2.

b) W pomieszczeniach ogólnych (użyteczności publicznej, biurach itp.):

– przewodami wtynkowymi w tynku – C,

– w

listwach

instalacyjnych

ściennych lub wbudowanych – B1 lub B2,

– w sufitach podwieszanych – B1 lub B2,
– w listwach instalacyjnych podłogowych – B1 lub B2,

– w przestrzeniach instalacyjnych – B1 lub B2.

c) W warunkach przemysłowych:

– w rurach instalacyjnych stalowych lub z twardego PVC na tynku – B1 lub B2,
– w podwieszanych listwach instalacyjnych – B1 lub B2,

– w korytkach instalacyjnych perforowanych lub nie – według normy,
– na drabinkach – według normy,

– na lince nośnej – według normy
– w

kanałach kablowych – B1 lub B2.

Łączniki instalacyjne ręczne

Łączniki instalacyjne ręczne, stosowane są w instalacjach mieszkaniowych

i przemysłowych do sterowania pracą instalacji oświetleniowych, dzwonkowych lub innych

odbiorników. Styki ruchome przełączane są mechanizmem uruchamianym ręcznie, który
posiada zwykle element zapewniający ich dostatecznie szybkie przełączanie (tzw. migowe),

niezależnie od prędkości przestawiania dźwigni napędowej. Zapewnia to przerwanie
występującego łuku elektrycznego, który mógłby uszkodzić styki. W instalacjach

mieszkaniowych powszechnie stosowane są tzw. łączniki puszkowe z napędem
klawiszowym. Łączniki klawiszowe mogą mieć dwa trwałe położenia klawisza

(dwupołożeniowe) lub jedno trwałe położenie klawisza (jednopołożeniowe), tzw. przyciski –
stosowane głównie w instalacjach dzwonkowych. Produkowane są zwykle na napięcie

znamionowe 250 V i prąd znamionowy 10 A. Występują jako natynkowe, podtynkowe oraz
natynkowo-wtynkowe. W wersji do pomieszczeń mokrych (tzw. bryzgoszczelnej – wyłącznie

natynkowe) mają puszkę hermetyczną, a klawisz osłonięty szczelną elastyczną membraną.
Spotykane są również wersje łączników instalacyjnych do mocowania na uchwytach

systemów instalacyjnych listwowych.
W niektórych wykonaniach łączniki mogą być podświetlane lub posiadać wskaźnik

przepływu prądu. Nowoczesne łączniki instalacyjne klawiszowe mogą mieć wbudowane

urządzenia do regulacji natężenia oświetlenia (tzw. „ściemniacze”) oraz urządzenia
opóźniające przerywanie obwodu oświetleniowego (czas opóźnienia od 1 do 15 s)

Istnieje kilka rozwiązań programu przełączania łączników instalacyjnych, co pozwala na
sterowanie pracą różnych obwodów oświetleniowych i innych (tabela 8).

Tabela 8. Łączniki dwupołożeniowe instalacyjne (opracowanie na podstawie [6])

Nazwa łącznika

Symbol

graficzny

Program

działania

Cechy budowy

Zastosowanie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

Nazwa łącznika

Symbol

graficzny

Program

działania

Cechy budowy

Zastosowanie

jednobiegunowy

jeden klawisz,
dwa zaciski

załączanie lub wyłączanie
w przewodzie fazowym

jednej grupy odbiorników

dwubiegunowy

jeden klawisz,
cztery zaciski

załączanie lub wyłączanie

w przewodzie fazowym
i neutralnym jednej grupy

odbiorników

świecznikowy
(seryjny [2],
szeregowy)

dwa klawisze,
trzy zaciski

załączanie lub wyłączanie

w przewodzie fazowym dwu
grup odbiorników

zmienny
(schodowy)

jeden klawisz,
trzy zaciski

załączanie lub wyłączanie
w jednej grupy odbiorników
z dwóch niezależnych miejsc

krzyżowy

jeden klawisz,
cztery zaciski

w połączeniu z łącznikami
zmiennymi załączanie lub

wyłączanie jednej grupy
odbiorników z trzech lub

więcej miejsc

Więcej o łącznikach instalacyjnych dowiesz się z katalogów producentów.

Łączniki wtykowe

Łączniki wtykowe to zespoły gniazd wtykowych i wtyczek służące do przyłączenia

odbiorników ruchomych i przenośnych do ułożonej na stałe instalacji. Konstrukcja ich
uniemożliwia dotknięcie styków, które znajdują się pod napięciem podczas wkładania

wtyczki do gniazda oraz włożenie wtyczki o innym napięciu znamionowym. Obecnie
wchodzą do użytku gniazda zabezpieczone przed włożeniem w ich otwory innych

przedmiotów. Rozwiązanie to przydatne jest w miejscach, w których przebywają dzieci.
W jednofazowych instalacjach mieszkaniowych stosuje się gniazda i wtyczki na napięcie

znamionowe 250 V o prądzie znamionowym 6, 10 lub 16 A. W budynkach jednorodzinnych
często spotyka się również łączniki wtykowe trójfazowe, które zaliczane są do łączników

przemysłowych i omawiane będą w następnej jednostce modułowej.

Gniazda jednofazowe, podobnie jak łączniki instalacyjne, występują w wersji

podtynkowej, natynkowej i do listew instalacyjnych. Wykonuje się je jako zwykłe
i bryzgoszczelne (hermetyczne – wyłącznie natynkowe), zabezpieczone ruchomą przesłoną

przed wnikaniem wody do wnętrza. Są również wykonania przystosowane do montażu
w systemach instalacji listwowych. Produkowane są gniazda pojedyncze i podwójne, a nawet

potrójne w jednej obudowie. Obecnie wymaga się, aby we wszystkich pomieszczeniach
niezależnie od ich charakteru instalować gniazda ze stykiem ochronnym. Styk ochronny

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

gniazda zawsze musi być podłączony do przewodu ochronnego instalacji. Wtyczki

instalowane w przewodach zasilających odbiorników ruchomych i przenośnych muszą
odpowiadać zastosowanej w nich ochronie przeciwporażeniowej.

Uwaga:

Nie wolno przyłączać odbiornika z wtyczką z czynnym stykiem ochronnym do gniazda

bez styku ochronnego, gdyż użytkowanie może grozić porażeniem.

Standardy gniazd i wtyczek stosowanych w innych państwach Unii Europejskiej różnią się

od polskich. Aby móc używać urządzeń z polskimi wtyczkami za granicą, należy się
zaopatrzyć w odpowiedni adapter.

Więcej o łącznikach wtykowych dowiesz się z katalogów producentów.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania przebiegu

ćwiczeń i ich wykonania.

1. Co zalicza się do osprzętu instalacyjnego do mocowania przewodów?
2. Jakie elementy służą do łączenia przewodów w instalacjach?

3. Czym chronione są przed uszkodzeniami przewody w instalacjach?
4. Gdzie można odszukać informacje na temat sposobów wykonywania instalacji

elektrycznych?

5. Jakie sposoby układania przewodów są najczęściej stosowane w budynkach

mieszkalnych?

6. Jaka jest konstrukcja łączników instalacyjnych stosowanych w budynkach mieszkalnych?

7. Po czym można rozpoznać łączniki stosowane w pomieszczeniach wilgotnych?
8. Jak dzieli się łączniki instalacyjne w zależności od zastosowania?

9. Po czym można rozpoznać, jakie zadania może pełnić wybrany łącznik instalacyjny?

10. Po czym odróżnisz łącznik dwubiegunowy od krzyżowego?

11. Z jakich części składa się łącznik wtyczkowy?
12. Jaka jest konstrukcja gniazd wtykowych bezpiecznych dla dzieci?

13. Jakie warunki musi spełniać zainstalowane gniazdo ze stykiem ochronnym?
14. Jakie parametry znamionowe podaje się dla gniazd wtyczkowych i wtyczek?

15. Kiedy odbiornik z wtyczką ze stykiem ochronnym można podłączyć do gniazda nie

posiadającego styku ochronnego?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz i nazwij elementy osprzętu instalacyjnego, które można zastosować do

wykonania instalacji we wskazanych rurach PVC na powierzchni tynku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z osprzętem do rur instalacyjnych PVC zamieszczonym w katalogach

wybranych producentów,

2) wybrać z zestawu elementy zgodnie z zadaniem,
3) wypisać na kartę rozwiązania numery wybranych elementów i uzupełnić nazwami

katalogowymi,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

4) oddać nauczycielowi do oceny wypełnioną kartę rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− zestaw ponumerowanych elementów osprzętu instalacyjnego z różnych systemów,

− katalogi osprzętu instalacyjnego zawierające osprzęt do rur PVC,
− karta rozwiązania,

− długopis.

Ćwiczenie 2

Oblicz koszt materiałów potrzebnych do wykonania w listwach instalacyjnych

zamieszczonej na załączonym planie instalacji gniazd wtyczkowych (bez uwzględnienia ceny

przewodów). Najkorzystniejszą ofertę przedstaw pozostałym grupom.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z osprzętem do instalacji w listwach zamieszczonym w wybranych

katalogach producentów,

2) zapoznać się z planem załączonej instalacji,

3) sporządzić wykaz elementów, które potrzebne będą do wykonania instalacji,
4) na podstawie cenników wybranych sklepów lub hurtowni obliczyć koszty zakupów

potrzebnych elementów,

5) porównać różne warianty zakupu i wybrać optymalny,

6) przedstawić wybrany wykaz elementów i koszty pozostałym grupom.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− katalogi producentów osprzętu instalacyjnego dostępnego w Polsce, w formie książkowej

(lub płyty CD z katalogami w formie elektronicznej i komputer ze stacją CD i dostępem

do Internetu),

− cenniki osprzętu wybranych firm oferowanego przez różne hurtownie i sklepy,

− plan instalacji gniazd wtyczkowych w wybranej pracowni szkolnej,
− papier do pisania,

− długopis,

− kalkulator,
− arkusz A2 do przygotowania prezentacji,

− ewentualnie folia i mazaki lub inne środki prezentacji.

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj i wykonaj na makiecie ćwiczeniowej fragment instalacji zasilającej oprawę

oświetleniową dwuobwodową z łącznikiem instalacyjnym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) narysować schemat wieloliniowy (rozwinięty) instalacji,
2) przedstawić projekt nauczycielowi do zatwierdzenia,

3) zidentyfikować elementy instalacji na makiecie,
4) oznaczyć na schemacie i makiecie elementy, które wykorzystasz w instalacji,

5) wykonać połączenia elementów zgodnie ze schematem, stosując odcinki przewodów

o właściwej liczbie żył przewodzących,

6) sprawdzić poprawność montażu przy użyciu omomierza,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

7) sprawdzić działanie układu,

8) usunąć ewentualne błędy i usterki,
9) zaprezentować wykonaną instalację.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− stanowisko laboratoryjne zasilane napięciem przemiennym 230 V,

− makieta uniwersalna do wykonywania ćwiczeń z zakresu łączenia instalacji

oświetleniowych z osprzętem natynkowym (puszki instalacyjne, oprawy oświetleniowe ze

źródłami światła na napięcie 230 V, łączniki instalacyjne do różnych obwodów),

− odcinki przewodów dwużyłowych, trójżyłowych i czterożyłowych z zaprasowanymi

tulejkami,

− komplet wkrętaków,

− przewód zasilający z wtyczką na 230 V,

− miernik uniwersalny,
− długopis lub pisak,

− naklejki do opisywania elementów.

Ćwiczenie 4

Wykonaj na makiecie instalację oświetlenia długiego korytarza zespołem świetlówek

z możliwością załączenia i wyłączenia oświetlenia dowolnym z dwu łączników

umieszczonych przy drzwiach na końcach tego korytarza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wybrać właściwy rodzaj łącznika do zastosowania w tym zadaniu,
2) narysować symbol graficzny i program działania tego łącznika,

3) rozpatrzyć działanie łączników w różnych sytuacjach,
4) narysować schemat ideowy układu połączeń,

5) zastanowić się, jakie elementy osprzętu do łączenia przewodów poza łącznikami

instalacyjnymi będą dodatkowo potrzebne,

6) narysować wieloliniowy schemat połączeń instalacji,
7) przeanalizować działanie tego układu w różnych położeniach łączników (opisać lub

zaznaczyć drogi przepływu prądu w różnych sytuacjach),

8) zmontować zaprojektowany układ na makiecie,

9) sprawdzić poprawność montażu,

10) zaprezentować działanie zmontowanego układu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier,
− ołówek,

− pisaki w 3 kolorach,

− stanowisko laboratoryjne zasilane napięciem przemiennym 230 V,
− makieta uniwersalna do wykonywania ćwiczeń z zakresu łączenia instalacji

oświetleniowych z osprzętem natynkowym (puszki instalacyjne, oprawy oświetleniowe ze

źródłami światła na napięcie 230 V, łączniki instalacyjne do różnych obwodów),

− odcinki przewodów dwużyłowych, trójżyłowych i czterożyłowych z zaprasowanymi

tulejkami,

− komplet wkrętaków,

− przewód zasilający z wtyczką na 230 V,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

− miernik uniwersalny,

− naklejki do opisywania elementów.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozpoznać uchwyty i opaski do mocowania przewodów?

†

†

2) dobrać osprzęt do listew i rur elektroinstalacyjnych?

†

†

3) wymienić sposoby układania przewodów w instalacjach

mieszkaniowych?

†

†

4) rozpoznać i nazwać sposób wykonania instalacji?

†

†

5) wskazać przeznaczenie łączników instalacyjnych?

†

†

6) określić rolę mechanizmu migowego w łacznikach?

†

†

7) podać typowe dane znamionowe łączników instalacyjnych?

†

†

8) rozpoznać symbole graficzne określonych łączników?

†

†

9) wybrać eksponat łącznika do wskazanego zastosowania?

†

†

10) odróżnić łącznik krzyżowy od dwubiegunowego?

†

†

11) połączyć układ oświetleniowy według schematu wieloliniowego?

†

†

12) rozpoznać gniazdo bezpieczne dla dzieci?

†

†

13) wskazać wtyczkę z czynnym stykiem ochronnym?

†

†

14) odszukać w katalogu wskazany osprzęt instalacyjny?

†

†

15) dobrać wtyczkę do prądu znamionowego odbiornika o wskazanym

sposobie ochrony przed dotykiem pośrednim?

†

†

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję – masz na tę czynność 5 minut. Jeżeli są wątpliwości,

zapytaj nauczyciela.

2. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

3. Na rozwiązanie zadań masz 40 minut.
4. W czasie rozwiązywania zadań możesz korzystać z zestawu norm oraz kalkulatora.

5. Zaznacz poprawną odpowiedź zaczerniając właściwe pole w karcie odpowiedzi.
6. W przypadku pomyłki weź złą odpowiedź w kółko i zaznacz właściwą.

7. W każdym zadaniu jest tylko jedna poprawna odpowiedź.

8. Po zakończeniu testu podnieś rękę i zaczekaj, aż nauczyciel odbierze od Ciebie pracę.
9. Test zawiera 20 zadań wielokrotnego wyboru. W każdym zadaniu jest tylko jedna

poprawna odpowiedź. Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz 1 punkt, za złą lub brak
odpowiedzi otrzymasz 0 punktów.

10. Test jest dwustopniowy. Zadania 1÷12 należą do poziomu podstawowego. Musisz

rozwiązać poprawnie co najmniej dziesięć z nich, aby mieć zaliczone zadania

z wyższego poziomu (13÷20).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Symbol OMY 300/500 4 x 1,5 oznacza przewód:

a) telekomunikacyjny,

b) instalacyjny do układania na stałe,
c) sygnalizacyjny,

d) do odbiorników przenośnych.

2. Do ułożenia instalacji jednofazowej w tynku zastosować należy przewód:

a) YALY 300/500 4 x 2,5,

b) SMYp 300/300 2 x 1,
c) YDYt 300/300 3 x 1,5,

d) YADYn 750 3 x 1,5.

3. Obciążalność prądowa długotrwała przewodu YDY 2 x 1,5 mm

2

, ułożonego sposobem B2

wynosi:

a) 16,5 A,
b) 15 A,

c) 22 A,
d) 19,5 A.

4. Elementami osprzętu do łączenia przewodów są:

a) listwy zaciskowe, zaciski listwowe, opaski instalacyjne, izolatory,
b) łączniki instalacyjne, listwy instalacyjne, izolatory,

c) skrzynki zaciskowe, puszki przyłączowe, kostki przyłączeniowe,
d) zaciski, końcówki, tulejki, uchwyty.

5. Do wykonania instalacji przewodami wielożyłowymi na powierzchni tynku należy

zastosować:

a) łączniki i gniazda instalacyjne mocowane na listwach,

b) łączniki i gniazda instalacyjne natynkowe,
c) łączniki i gniazda instalacyjne wtynkowe,

d) dowolne z wymienionych w poprzednich podpunktach.

6. Wkładki topikowe typu aM mogą samodzielnie stanowić zabezpieczenie przewodów

przed:

a) zwarciem i przeciążeniem,

b) przepięciem i przeciążeniem,
c) wyłącznie przed zwarciem,

d) wyłącznie przed przeciążeniem.

7. Umieszczony obok symbol graficzny obrazuje łącznik:

a) szeregowy,

b) dwubiegunowy,
c) schodowy,

d) krzyżowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

8. Przewody jednożyłowe w rurze w kanale kablowym odkrytym lub wentylowanym,

w podłodze zalicza się do sposobów ułożenia z grupy:

a) E lub F,

b) C,
c) A1 lub A2,

d) B1.

9. Dla zapewnienia bezpieczeństwa podczas montażu instalacji na makiecie należy:

a) włączyć napięcie zasilające stanowisko,

b) używać wkrętaka izolacyjnego,
c) sprawdzić stan przewodów montażowych,

d) wyłączyć napięcie zasilające stanowisko.

10. Dopuszczalny spadek napięcia na przewodach zasilających obwód odbiorczy wynosi:

a) 1,5 %,
b) 3 %,

c) 4 %,
d) 6 %.

11. Selektywność zabezpieczeń oznacza, że:

a) każdy przewód musi posiadać oddzielne urządzenie zabezpieczające,
b) zadziała zabezpieczenie najbliższe miejsca wystąpienia zwarcia lub przeciążenia,

c) stosowane są inne zabezpieczenia na wypadek przeciążenia niż na wypadek zwarcia,
d) należy dobrać zabezpieczenie do mocy odbiornika.

12. Zabezpieczenia należy stosować:

a) w przewodach fazowych, neutralnych i ochronnych,
b) w przewodach fazowych na początku każdego odcinka linii o mniejszym przekroju,

c) w przewodach fazowych na początku każdego odcinka linii o mniejszej obciążalności
prądowej długotrwałej,

d) we wszystkich przewodach fazowych na początku każdego odcinka linii.

13. Odpowiednikiem przewodu DY 300/500 jest przewód:

a) H03 VV-H,

b) H05 V-U,
c) H05 V-K,

d) H03 VVH2-F.

14. W przypadku przekroczenia dopuszczalnego spadku napięcia na dobranym przewodzie

najbardziej optymalnym rozwiązaniem jest:

a) obliczenie minimalnego przekroju dla założonego spadku napięcia,
b) wybranie kolejnej większej wartości znormalizowanej przekroju przewodu,

c) wybranie innego sposobu układania przewodu,

d) zmniejszenie długości odcinka instalacji.

15. Obciążalność prądowa długotrwała przewodu miedzianego w izolacji XLPE, o przekroju

żyły przewodzącej 10 mm

2

, ułożonego sposobem zaliczanym do grupy B1, podana

w tabeli w normie PN-IEC 60364 wynosi:
a) 63 A przy dwóch żyłach obciążonych,

b) 70 A przy trzech żyłach obciążonych,
c) 54 A przy dwóch żyłach obciążonych,

d) 63 A przy trzech żyłach obciążonych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

16. Obciążalność prądowa długotrwała przewodu YDY odczytana z tabeli w normie

PN-IEC 60364 Iz wynosi 18 A. Jaka będzie obciążalność tego przewodu w temperaturze
powietrza 50

o

C:

a) 25 A,
b) 12,5 A,

c) 18 A,
d) 30 A.

17. W celu kompensacji wydłużenia rurek instalacyjnych winidurowych:

a) należy zastosować między kolejnymi rurkami złączkę elastyczną,
b) wystarczy rozsunąć nieco kolejne odcinki rurek,

c) co trzy metry wykonać połączenie kompensacyjne typu U,

d) zacisnąć na sąsiednich rurkach złączkę dwukielichową.

18. Poszczególne gniazda wtyczkowe w pomieszczeniach mieszkalnych:

a) należy połączyć w obwód pierścieniowy,

b) łączy się oddzielnie do linii zasilającej,
c) mają oddzielne przewody ochronne,

d) powinny mieć styk ochronny połączony z zaciskiem przewodu fazowego.

19. Wyłącznik instalacyjny trójbiegunowy S 303 B I

N

= 25 A zabezpieczający obwód

trójfazowej wewnętrznej linii zasilającej w domku jednorodzinnym przy przeciążeniu

występującym w jednej fazie zadziała:
a) w czasie krótszym niż przy przeciążeniu w trzech fazach,

b) w takim samym czasie, co przy przeciążeniu w trzech fazach,
c) w czasie dłuższym niż przy przeciążeniu w trzech fazach,

d) nie można oszacować czasu zadziałania.

20. Dodatkowy przewód ochronny w instalacji ułożonej na uchwytach na powierzchni ściany

w piwnicy przewodem LYd 750 4 x 2,5 powinien mieć symbol:

a) DYd 750 1 x 4,
b) LYc 300/500 1 x 6,

c) YDY 450/750 1 x 2,5,
d) ADY 750 1 x 2,5.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………………………………

Dobieranie przewodów i osprzętu w instalacjach elektrycznych

Zaznacz poprawną odpowiedź

Nr zadania

Odpowiedź

Punktacja

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

11 a b c d

12 a b c d

13 a b c d

14 a b c d

15 a b c d

16 a b c d

17 a b c d

18 a b c d

19 a b c d

20 a b c d

Razem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

6.

LITERATURA

1. Bartodziej G., Kałuża E.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 2000
2. Bastian P., Schuberth G., Spielvogel O., Steil H.-J., Tkotz K., Ziegler K.: Praktyczna

elektrotechnika ogólna. Rea, Warszawa 2003

3. Kacejko L.: Pracownia eletryczna, t. II. Maszyny, urządzenia i napęd elektryczny.

MCNEMT, Radom 1993

4. Kotlarski W., Grad J.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 1999

5. Markiewicz H.: Instalacje elektryczne. WNT, Warszawa 2005
6. Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 2005

7. Poradnik inżyniera elektryka t. 3. Praca zbiorowa. WNT, Warszawa 2005
8. Strojny J.: Podręcznik INPE dla elektryków, zeszyt 1. COSiW SEP, Warszawa 2004

9. Strzałka J.: Podręcznik INPE dla elektryków, zeszyt 2. COSiW SEP, Warszawa 2004

10. Polska Norma PN-IEC 60634 (wieloarkuszowa) Instalacje elektryczne w obiektach

budowlanych.

11. Polska Norma PN HD 361 S3:2002 Klasyfikacja przewodów i kabli.

12. Katalogi przewodów.

13. Katalogi osprzętu instalacyjnego.
14. Katalogi bezpieczników i wyłączników instalacyjnych.