Technik_elektroenergetyk_transportu_szynowego_311[47].Z3.01

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1. Sieci elektroenergetyczne

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Budowa sieci trakcyjnej

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Kompensacja i podziały trakcji

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Budowa podstacji trakcyjnych

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i umiejętności z zakresu

montowania sieci i urządzeń podstacji trakcyjnych.

W poradniku znajdziesz:

−

wymagania wstępne, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
aby bez problemów opanować treści nauczania w ramach jednostki modułowej
„Montowanie sieci i urządzeń podstacji trakcyjnych” 311[47].Z3.01,

−

cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś nabyć podczas zajęć
w ramach tej jednostki modułowej,

−

materiał nauczania, czyli niezbędne minimum wiadomości teoretycznych, wymaganych
do opanowania treści jednostki modułowej,

−

zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy juŜ opanowałeś wymagane treści nauczania,

−

wiczenia, podczas których będziesz doskonalił umiejętności praktyczne w oparciu

o wiedzę teoretyczną, zaczerpniętą z poradnika i innych źródeł,

−

sprawdzian osiągnięć, czyli przykładowy zestaw zadań i pytań; pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, Ŝe dobrze wykorzystałeś zajęcia i uzyskałeś niezbędną wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,

−

wykaz literatury uzupełniającej.
Poradnik zawiera materiał nauczania składający się z 4 rozdziałów:

−

rozdział „Sieci elektroenergetyczne”, pomoŜe Ci się zapoznać z terminologią oraz
budową linii zasilających tabor szynowy,

−

rozdział „Budowa sieci trakcyjnej” prezentuje metody budowy i montaŜu trakcji,

−

rozdział „Kompensacja i podziały trakcji” opisuje zadania jakie realizują podstacje oraz
sprzęt na nich zainstalowany,

−

rozdział „Budowa podstacji trakcyjnych”, ma Ci pomóc w zapoznaniu się z organizacją
stanowisk przy budowie i eksploatacji trakcji i podstacji.

JeŜeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub

instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.

Przed przystąpieniem do obsługi maszyn i urządzeń powinieneś zapoznać się

z instrukcjami  obsługi.  W  trakcie  wykonywania  ćwiczeń  zwracaj  uwagę  na  zagroŜenia  jakie
mogą  powstać  w trakcie  obsługi  maszyn  i  urządzeń.  W  celu  zminimalizowania    zagroŜeń
zawsze  przestrzegaj  zasad  bezpiecznej  eksploatacji  oraz  stosuj  środki  ochronne  określone
w stanowiskowych instrukcjach BHP.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

korzystać z róŜnych źródeł informacji,

−

stosować przepisy prawne dotyczące pracownika i pracodawcy w zakresie
bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

stosować podstawowe zasady higieny i fizjologii pracy,

−

organizować bezpieczne i ergonomiczne stanowisko pracy,

−

dokonać oceny ryzyka zawodowego na stanowisku pracy,

−

dobrać i stosować odzieŜ ochronną oraz środki ochrony indywidualnej w zaleŜności od
wykonywanych prac,

−

stosować procedury udzielania pierwszej pomocy w stanach zagroŜenia zdrowia i Ŝycia,

−

stosować zasady ochrony środowiska,

−

korzystać z Polskich Norm, Kodeksu pracy oraz rozporządzeń dotyczących
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska,

−

uŜytkować komputer,

−

stosować jednostki SI.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

zorganizować stanowisko pracy,

−

zastosować narzędzia ręczne z napędem elektrycznym i pneumatycznym stosowane do
obróbki skrawaniem,

−

dobrać przyrządy pomiarowe,

−

wykonać trasowanie na płaszczyźnie,

−

wykonać wyrób z wykorzystaniem operacji cięcia i przecinania, gięcia i prostowania,

−

wykonać wyrób z wykorzystaniem operacji piłowania,

−

wykonać wyrób z wykorzystaniem operacji wiercenia, rozwiercania, pogłębiania,
gwintowania,

−

wykonać wyrób z wykorzystaniem operacji toczenia, frezowania,

−

przygotować do montaŜu elementy konstrukcji stalowej stosując szlifowanie na szlifierce
ostrzałce i szlifierce kątowej,

−

wykonać pomiary i sprawdzenie wykonanego wyrobu,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej
i ochrony środowiska podczas wykonywania pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1.

Sieci elektroenergetyczne

4.1.1. Materiał nauczania

Sieć elektroenergetyczna jest to zbiór przewodów elektrycznych i urządzeń powiązanych

pod względem funkcjonalnym i połączonych elektrycznie, przeznaczonych do przesyłania,
przetwarzania i rozdzielania na określonym terytorium wytworzonej w elektrowniach energii
elektrycznej oraz do zasilania nią odbiorników.

Elektryczna sieć trakcyjna jest to zespół urządzeń umoŜliwiających dostarczanie energii

elektrycznej do pojazdów poruszanych silnikami elektrycznymi. Do tych urządzeń zaliczamy:
przewody trakcyjne, słupy trakcyjne, elektryczne podstacje zasilające, takŜe kabiny sekcyjne,
tory, trzecią szynę która zastępuje sieć napowietrzną.

W zaleŜności od potrzeb moŜemy sieci elektroenergetyczne sklasyfikować według wielu

kryteriów np. według wartości przyłoŜonych napięć:

−

sieć niskiego napięcia (do 1 kV),

−

sieć średniego napięcia (od 1 kV do 100 kV),

−

sieć wysokiego napięcia (powyŜej 100 kV).
Inną często występującą klasyfikacją jest podział sieci elektroenergetycznych na sposób

prowadzenia przewodów zasilających:

−

linie elektroenergetyczne napowietrzne, w których izolację przewodów stanowi powietrze
atmosferyczne. Stanowią one większość wśród linii przesyłowych. Sposób prowadzenia
linii przez róŜne tereny naraŜa je na czynniki klimatyczne i topograficzne,

−

linie  elektroenergetyczne  kablowe  są  to  takie  linie  w  których  elementem  przewodzącym
jest  kabel  wieloŜyłowy  lub  wiązka  kabli  jednoŜyłowych  wraz  z  osprzętem  kablowym,
ułoŜone  na  wspólnej  trasie  i  łączących  zaciski  tych  samych  dwóch  urządzeń
elektrycznych.

Linie kablowe

Linie kablowe do przesyłanie energii stosuje się na terenach gęsto zabudowanych

i w obrębie duŜych miast i zakładów przemysłowych. Przy wyborze trasy linii kablowej
naleŜy kierować się następującymi zasadami

−

linia kablowa powinna być moŜliwie najkrótsza poniewaŜ jej długość wpływa na koszt
inwestycji,

−

naleŜy unikać skrzyŜowań i zbliŜeń do innych obiektów podziemnych i naziemnych,
a gdy to jest nieuniknione naleŜy stosować specjalne osłony (co pociąga za sobą dalsze
zwiększenie kosztów,

−

linie kablowe w terenach bardzo rozbudowanych naleŜy prowadzić tak, aby uniknąć
przebudowy tego terenu i uzbrojenia,

−

naleŜy unikać terenów o wysokiej agresywności chemicznej gruntu, a w przypadku kiedy
jest to niemoŜliwe naleŜy stosować odpowiednie typy kabli i osprzętu,

−

w terenach otwartych lub trudno dostępnych trzeba mieć na uwadze warunki związane
z dowozem materiału w czasie układania oraz dostępem w czasie eksploatacji,

−

wyznaczając lub projektując trasę linii kablowej naleŜy mieć na uwadze przyszłą
zabudowę terenu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kable na zewnątrz pomieszczeń układa się najczęściej bezpośrednio w ziemi.

Przy układaniu kabla w ziemi wymagane jest wykonanie wykopów, których szerokość zaleŜy
od liczby  równolegle  układanych  kabli,  a  głębokość  od  najwyŜszej  wartości  znamionowej
pośród  wszystkich  kabli.  Zaleca  się  układanie  kabli  na  gruncie  piaszczystym  i  dlatego
w przypadku  wszystkich  innych  gruntów  powinno  się  usypać  10  cm  warstwę  piasku  pod
kablem  (podsypka  piaskowa)  oraz  15  cm  warstwę  przykrywającą  kabel.  Układanie  kabla
w piasku  zapewnia  dobre  warunki  chłodzenia  oraz  zapobiega  zniekształceniu  w  wyniku
niewielkich  ruchów  gruntów.  Dodatkowa  funkcja  pisaku  to  ochrona  przed  związkami
chemicznymi  zawartymi  w  wodach  gruntowych.  W  celu  oznaczenie  trasy  kablowej
i wykonanie  dodatkowej  ochrony  naleŜy  zastosować  folie  z  tworzywa  sztucznego  w  kolorze
niebieskim  w  przypadku  kabli  o  napięciu  znamionowym  do  l  kV,  w  kolorze  czerwonym
w przypadku kabli o napięciu wyŜszym niŜ 1 kV. Folia powinna być ułoŜona około 25 cm nad
kablem. Kable zakopuje się na co najmniej na następujących głębokościach:

−

50 cm – w przypadku kabli do oświetlenia ulicznego i sygnalizacji ruchu ulicznego
o napięciu znamionowym do l kV, ułoŜonych pod chodnikiem,

−

70 cm – w przypadku wszystkich pozostałych kabli o napięciu do l kV z wyjątkiem kabli
ułoŜonych na terenach uŜytkowych rolnych,

−

80 cm – w przypadku kabli o napięciu z zakresu od l kV do 15 kV, z wyjątkiem kabli
ułoŜonych w ziemi na uŜytkach rolnych,

−

90 cm – w przypadku kabli o napięciu do 15 kV ułoŜonych w ziemi terenach uŜytkowych
rolnych,

−

100 cm – w przypadku kabli o napięciu znamionowym wyŜszym niŜ 15 kV.
W przypadku nie moŜliwości ułoŜenia na takich głębokościach zaleca się stosowanie rur

ochronnych lub innych osłon. Kabel układany jest w wykopie w sposób falisty, co pozwala na
skompensowanie przesunięć gruntu. Zmiany kierunków trasy kabla powinny być wykonywane
przy zachowaniu minimalnego promienia zgięcia R

min

, którego wartość zaleŜy od rodzaju

i średnicy kabla d

−

min

= 25

– dla kabli olejowych,

−

min

= 20

– dla kabli jednoŜyłowych w powłoce ołowianej lub polwinitowej oraz

wieloŜyłowych, (nie więcej niŜ cztero Ŝyłowych) w powłoce aluminiowej,

−

min

= 15

– dla kabli wieloŜyłowych w powłoce ołowianej i kabli wieloŜyłowych

skręcanych z jednoŜyłowych,

−

min

= 10

– dla kabli i izolacji z tworzyw sztucznych i kabli sygnalizacyjnych.

Kable ułoŜone w ziemi powinny być oznaczone i dlatego umieszcza się na nich co 10 m

oznacznik zawierający symbol i numer kabla, oznaczenie kabla, znak uŜytkownika, znak fazy
(tylko przy kablach jednoŜyłowych) i rok ułoŜenia. Ponad to oznaczniki powinny się
znajdować przy mufach, głowicach i skrzynkach.

Równoległe łączenie kabli

W niektórych przypadkach, gdy natęŜenie prądu jest większe niŜ obciąŜalność ułoŜonych

kabli o największym przekroju, zachodzi konieczność równoległego łączenia kabli. W czasie
realizacji tego typu przedsięwzięcia powinno przestrzegać się następujących zasad:

−

yły kabli powinny być ułoŜone w miarę moŜliwości równolegle oraz połączone

odpowiednio ze sobą w sposób trwały i zapewniający jak najlepszy styk (np. poprzez
spawanie),

−

yły elektrycznie połączone ze sobą zabezpiecza się jednym bezpiecznikiem,

−

naleŜy łączyć kable o takich samych lub zbliŜonych przekrojach, co pozawala
równomierne obciąŜenie poszczególnych Ŝył,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

w obliczeniach kable pracujące równolegle traktuje się jak jedną linie kablową
o zwiększonym przekroju,

−

w liniach prądu przemiennego nie naleŜy oddzielnych kabli opancerzonych uŜywać jako
poszczególnych  faz,  bo  grozi  to  powstaniem  dodatkowych  prądów  w  pancerzu
i nadmiernym  nagrzewaniem  się.  Kable  naleŜy  łączyć  tak,  aby  w  kaŜdy  z  nich  stanowił
układ trójfazowy, co pozwala na zniesienie się pól magnetycznych.
Kanał  kablowy  jest  to  kanał  w  ziemi,  podłodze,  ścianie  lub  stropie  przeznaczony

do układania kabli, nie przystosowany jednak do poruszania się w nim ludzi. Kanał kablowy
zazwyczaj pokryty jest zdejmowanymi płytami. Natomiast tunel kablowy jest
to pomieszczenie przystosowane do układania kabli oraz poruszania się w nim ludzi. Dostęp
do tuneli umoŜliwiają zamykane wejścia lub włazy na obu końcach oraz w przypadku tuneli
dłuŜszych – dodatkowe wejścia lub włazy w odstępach nie większych niŜ 100 m.

Kable umieszczone są na umocowanych na ścianie wspornikach. W celu zapewnienia

lepszych  warunków  chłodzenia  oraz  ograniczenia  wzajemnych  wpływów  i  szkodliwego
oddziaływanie  (szczególnie  w  stanach  awaryjnych)  kable  ułoŜone  są  w  pewnych  odstępach.
Dopuszcza  się  stykanie  kabli  sygnalizacyjnych  lub  jednoŜyłowych  tworzących  ten  sam
obwód. Kable nie powinny teŜ stykać się ze ścianami kanału lub tunelu. W płytkich kanałach
kable  mogą  być  układane  na  dnie,  jednak  nie  w  przypadku kiedy moŜe dostać się tam woda
lub  utrudni  to  poruszanie  się  obsługi.  JeŜeli  układane  kable  mają  napięcia  znamionowe
z róŜnych  poziomów  napięć  (NN,  SN,  WN),  to  powinno  się  je  rozmieszczać  po  róŜnych
stronach kanału, a jeŜeli to nie moŜliwe naleŜy zwiększyć odstępy między nimi. Wsporniki na
jakich ułoŜone są kable powinny być oddalone od siebie o odległości nie większe niŜ:

−

0,4 m dla kabli w powłoce ołowianej nie opancerzonej, przy pochyleniu trasy do 30º,

−

1,5 m – dla kabli opancerzonych drutami przy pochyleniu do 30º lub dla kabli jak
w pierwszym punkcie przy pochyleniu powyŜej 30º,

−

0,8 m – przy poziomych lun pochyłych do 30º dla wszystkich innych kabli.
Kable układane w budynkach nie powinny posiadać zewnętrznej osłony włóknistej.

W zaleŜności od potrzeb moŜna je układać w kanałach podłogowych i ściennych, w kanałach
lub  blokach  bezpośrednio  pod  podłogą  lub  na  specjalnie  dostosowanych  konstrukcjach
nośnych.  Dla  wnętrz  budynków  typowe  jest  układanie  kabli  po  wierzchu  lub  w  uchwytach
odległościowych.  W  przypadku większej ilości kabli korzystnie jest zastosować drabinki lub
korytka  kablowe.  UŜycie  korytek,  drabinek  lub  innych  konstrukcji  moŜe  utrudnić  prace
eksploatacyjne związane z montaŜem muf kablowych.

Częstym przypadkiem jest wprowadzanie do budynków końcówek odcinków linii

kablowych  np.  w  celu  połączenia  ich  ze  złączem  lub  rozdzielnicą. Przy wprowadzeniu kabli
do  budynków  naleŜy  je  przepuszczać  przez  rurę  ochronną  wmurowaną  w  ścianę  lub
fundament.  Średnica  rury  powinna  być  co  najmniej  o  50%  większa  od  zewnętrznej  średnicy
kabla.

Połączenie ze sobą odcinków kabla moŜe być zrealizowane tylko za pomocą mufy

kablowej. Zastosowanie tego elementu zapewnia połączenie elektryczne Ŝył roboczych,
powłok metalowych i ekranów, odpowiednią izolacje połączeń oraz ochronne przed wilgocią
i uszkodzeniami mechanicznymi. W przypadku kabli na napięcie 1 kV – kiedy ze względów
ekonomicznych nie wskazane jest uŜycie muf kablowych – dopuszczalne jest takŜe
stosowanie muf uproszonych (zestawów naprawczych).

Budowa mufy powinna zapewnić odtworzenie kaŜdego elementu kabla, bez utraty jego

podstawowych właściwości. W zaleŜności od zastosowanie rozróŜnia się:

−

mufy przelotowe łączące kable tego samego typu,

−

mufy przejściowe, które łączą kable dwóch róŜnych typów np. kabel o izolacji z tworzy
sztucznych z kablem o izolacji papierowej,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

mufy rozgałęźne, które pozwalają na wykonanie odgałęzień lub przyłączenie
dodatkowego kabla.
JeŜeli to moŜliwe łączenie kabli powinno się odbywać w studzienkach kablowych.

W obecnie produkowanych mufach wykorzystuje się nowe technologie. Do powszechnie
stosowanych technologii naleŜą technologia termo- i zimno-kurczliwa oraz taśmowo –
Ŝ

ywiczna. Jako elektryczne połączenie Ŝył roboczych w większości uŜywanych muf stosuje

się  specjalne  złączki.  Zamocowanie  złączek  moŜe  odbywać  się  poprzez  zaprasowywanie,
spawanie  lub  przy  uŜyciu  śrub  z  zrywanymi  łbami.  Kabel  elektryczny  powinien  zostać
specjalnie  przygotowany  przed  zainstalowaniem  mufy  –  dokładnie  według  instrukcji
podanych  przez  producentów.  Zaleca  się  pozostawić  zapas  kabli  po  obu  stronach  mufy,
łącznie nie mniej niŜ:

−

4 m w przypadku kabli o napięciu 15 – 40 kV,

−

3 m w przypadku kabli o napięciu od l do 10 kV,

−

L m w przypadku kabli do l kV.
Kable energetyczne zazwyczaj zakończone są głowicami kablowymi. Zadaniem głowicy

jest  ochrona  kabla  przed  wnikaniem  do  wewnątrz  wilgoci,  utraty  syciwa  oraz  zapewnienie
moŜliwości  połączenia  z  innymi  kablami  lub  urządzeniami.  Budowa  głowicy  zaleŜy
od rodzaju  kabla.  Inaczej budowane są głowice na kable olejowe, inaczej na kable o izolacji
syntetycznej.  Głowica  powinna  się  charakteryzować  duŜa  wytrzymałością  mechaniczną  oraz
elektryczną,  małą  wraŜliwością  na  wpływy  czynników  zewnętrznych  oraz  zapewnieniem
równomiernego rozkładu pola elektrycznego.

Głowice na kable o izolacji papierowej nasączonej olejem mają stosunkowo złoŜoną

budowę.  Dosyć  kłopotliwe  jest  okresowe  uzupełnianie  oleju  lub  innego  syciwa,  które  wnika
w głąb  kabla  w  czasie  eksploatacji.  O  wiele  łatwiejsze  w  uŜytkowaniu  są  głowice  na  kable
z izolacją  z  tworzyw  sztucznych.  Nowoczesne  technologie  pozwalają  na  zwiększenie
trwałości i wytrzymałości tego typu głowic oraz uzyskania efektu samooczyszczania. Wpływ
czynników  zewnętrznych  oraz  gromadzenie  się  zanieczyszczeń  na  powierzchni  zewnętrznej
głowicy znacznie zmniejsza wytrzymałość elektryczną głowicy i powstaje niebezpieczeństwo
powstanie wyładowań ślizgowych.

yły kabli są zakończone końcówkami. W zaleŜności od potrzeb końcówki mogą być

zaprasowywane,  spawane  lub  ze  specjalnymi  śrubami.  Szczególnie  praktyczne  są  końcówki
ze śrubami,  których  łeb  urywa  się  po  przyłoŜeniu  ściśle  określonej  siły.  Głowice  obecnie
produkowane  są  dzielone  na  głowice  wnętrzowe  oraz  głowice  napowietrzne.  Głowice
instalowane  na  przestrzeniach  otwartych  charakteryzują  się  lepszymi  parametrami  i  bardziej
złoŜoną budową.

Oznaczenia kabli

Kable oznaczane są symbolem literowym, który pozwala na określenie ich budowy

i właściwości oraz symbole cyfrowym, który podaje napięcie znamionowe, liczbę Ŝył i ich
przekrój.

Kable są to przewody elektryczne o złoŜonej budowie i posiadające więcej elementów

składowych niŜ typowe przewody. Wszystkie kable składają się z następujących elementów:

−

ył roboczych,

−

izolacji,

−

wypełnienia,

−

szczelnej powłoki,

−

ekranu lub Ŝyły powrotnej,

−

osłony powłoki,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

pancerza,

−

osłony zewnętrznej (obwoju).
W zaleŜności od przeznaczenia oraz warunków pracy kabli, poszczególne elementy mogą

być pominięte lub dodatkowo rozbudowane.

yły kabli mogą być wykonane z miedzi lub aluminium. Przekrój pojedynczej Ŝyły moŜe

być  okrągły  lub  sektorowy.  W  przypadku  Ŝył  o  kształcie  okrągłym  spotyka  się  wykonane
z jednolitego  materiału  lub  złoŜone  z  wielu  drutów.  śyły  sektorowe  stosuje  się  najczęściej
w kablach  wieloŜyłowych  o  przekroju  nie  przekraczającym  10  mm

na napięcie do 6 kV.

W przypadku wyŜszych napięć stosuje się Ŝyły okrągłe.

W kablach niskiego i średniego napięcia izolacja wykonywana jest najczęściej z tworzyw

sztucznych  (polwinit,  polietylen  lub  guma).  W  starszych  lub  specjalnych  zastosowaniach
moŜna spotkać kable z izolacji papierowej nasyconej olejem. W kablach na napięcie powyŜej
20  kV  oprócz  wcześniej  wymienionych  rodzajów  izolacji  stosuje  się  olej  lub  gaz
wprowadzany  do  izolacji  pod  ciśnieniem.  Kable  wieloŜyłowe  na  napięcie  do  10  kV
wykonywane  są z izolacją  rdzeniową,  gdzie  oprócz  izolacji  Ŝył,  nawinięta  jest  dodatkowa
warstwa  izolująca  rdzeń.  Kable  ekranowane  stosuje  się  na  napięcia  powyŜej  15  kV.  Jako
ekran  uŜyta  jest  cienka  warstwa  taśmy  metalizowanej  lub  folii  aluminiowej,  która  zapewnia
równomierny  rozkład  pola  elektrycznego  wewnątrz  kabla.  Sterowanie  polem  elektrycznym
pozwala  na  uniknięcie  miejscowego  zwiększenia  natęŜenia  pola,  co  z  kolei  moŜe
spowodować przebicie kabla. MoŜna takŜe spotkać kable trójpłaszczowe, gdzie kaŜda Ŝyła ma
własną powłokę ołowianą spełniającą funkcje ekranu.

Zadaniem wypełniacza jest wypełnienie szczeliny między izolacją Ŝył a powłoką.

Pozwala to na zwiększenie wytrzymałości mechanicznej i elektrycznej kabla.

yłę powrotną moŜna znaleźć w kablach jednoŜyłowych na napięcie powyŜej 15 kV. Jest

to najczęściej warstwa z taśmy miedzianej lub drutów. W przypadku powstania zwarć
w kablu, Ŝyła ta moŜe przewodzić prąd zwarciowy.

Uszczelnienie kabla oraz zapobieganie dostawanie się do wewnątrz wilgoci lub –

w przypadku  kabli  olejowych  –  wycieku  oleju  lub  powstawania  pęcherzyków  powietrza  to
zadania  powłoki.  Powłoka  kabla  wykonywana  jest  z  ołowiu,  aluminium  lub  tworzyw
sztucznych.  Dodatkową  funkcją  powłoki  jest  teŜ  wyrównanie  natęŜenia  pole  elektrycznego
w izolacji.

Pancerz kabla stanowi podstawową ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi.

W najbardziej powszechnie spotykanym rozwiązaniu jest on wykonywany w postaci obwoju
z taśm stalowych lub drutów.

Osłona powłoki oraz osłona zewnętrzna wykonywane jest materiałów włóknistych

smołowanych (juty) lub polwinitu. Zadaniem osłony zewnętrznej jest ochrona pancerza przed
korozją. Poszczególne litery symbolu oznaczają:

−

K – kabel o Ŝyłach miedzianych o izolacji i powłoce papierowej,

−

Y – umieszczone przed K oznacza powłokę polietylenową, a po K izolację polwinitową,

−

YKY – kabel elektroenergetyczny z Ŝyłami miedzianymi o izolacji i powłoce z polwinitu,

−

A  –  umieszczone  przed  literą  K  oznacza  kabel  z  Ŝyłami  wykonanymi  z  aluminium,
umieszczone  na  końcu  symbolu  literowego  oznacza  zewnętrzną  osłonę  z  materiału
włóknistego,

−

YKG – kabel elektroenergetyczny z Ŝyłami miedzianymi o izolacji z polwinitu i powłoce
z ołowiu,

−

X – na zasadach analogicznych do Y oznacza odpowiednio powłokę lub izolację
polwinitową,

−

Al – umieszczone przed K oznacza powłokę aluminiową,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

S – umieszczone po X oznacza izolację z polietylenu usieciowanego,

−

Ft – pancerz z taśm stalowych,

−

Fp – pancerz z drutów stalowych płaskich,

−

Fo – pancerz z drutów stalowych okrągłych,

−

Ap – pancerz z drutów aluminiowych płaskich,

−

y – umieszczone na końcu symbolu literowego oznacza osłonę polwinitową
na opancerzeniu,

−

k – osłona z taśm polwinitowych,

−

H – umiejscowiony przed literą K lub AK oznacza kabel o Ŝyłach ekranowanych,

−

c – umieszczone po X oznacza izolację z polietylenu ciepłoodpornego, a po Y oznacza
powłokę z polwinitu ciepłoodpornego,

−

n – kabel z syciwem nie ściekającym,

−

3 – umieszczone przed literą H oznacza kabel trójpłaszczowy,

−

o – umieszczone na końcu symbolu oznacza Ŝyłę ochronną,

−

p – umieszczone na końcu symbolu oznacza kabel z Ŝyłami probierczymi,

−

T – na końcu symbolu kabel przeznaczony do pracy w warunkach tropikalnych.
Przykłady oznaczeń niektórych kabli elektroenergetycznych:

−

AK – kabel z Ŝyłami aluminiowymi goły (bez pancerza, osłony i izolacji),

−

YKYFpy 1 kV 4x120 mm

– kabel miedziany o izolacji i powłoce polwinitowej,

z pancerzem z płaskich drutów stalowych, zewnętrzna osłona polwinitowa, na napięcie
1 kV posiadający cztery Ŝyły robocze o przekroju 120 mm

3HAKFtA 15 kV 3x240 mm

– kabel trójpłaszczowy, ekranowany o Ŝyłach roboczych

z aluminium i izolacji papierowej nasyconej olejem, powłoce z ołowiu i pancerzu z taśm
stalowych z zewnętrzną osłoną włóknistą na napięcie 15 kV, trzyŜyłowy o przekroju
pojedynczej Ŝyły 240 mm

Linie napowietrzne

W liniach napowietrznych przewody umieszczane są na słupach, a w niektórych

przypadkach – tylko linie niskonapięciowe – moŜna je takŜe znaleźć na specjalnych
konstrukcjach wsporczych przymocowanych do ścian budynków, mostów lub innych
obiektów budowlanych. Odcinek linii pomiędzy dwoma sąsiednimi słupami lub wspornikami
określa się jako przęsło, a odległość pomiędzy osiami słupów jako rozpiętość przęsła.

Pionowa odległość f między prostą, a przewodem zmierzona w połowie rozpiętości

przęsła  określana  jest  mianem  zwisu  przewodu.  Odległość  h  przewodów  od  ziemi  oraz
obiektów, które linia krzyŜuje, jest w pewnym sensie zaleŜne od wartości zwisu. Im większy
jest  zwis  tym  odległość  ta  jest  mniejsza.  Na  etapie  projektowania  linii  napowietrznych
uwzględnia  się  największy  moŜliwy  zwis  przewodu,  którego  wartość  jest  podawana
w odpowiednich  przepisach  –  zaleŜna  od  napięcia  znamionowego  oraz  typ  linii.  NapręŜenie
zawieszonego  przewodu  nie  jest  wartością  stałą,  ale  zmienia  się  wraz  z  temperaturą.  Wraz
z obniŜaniem  się  temperatury  otoczenia  długość  przewodu  malej  i  wzrasta  jego  napręŜenie
Zmianom  wartości  napręŜenia  towarzyszy  zmian  zwisu  przewodu  i  w  danym  przęśle
wielkości  te  są  ściśle  powiązane  –  wystarczy  wyregulować  jedną  z  nich,  a  zarazem  ustalić
drugą. Największy zwis przewodu moŜliwy jest w dwóch następujących przypadkach:

−

przy największej spodziewanej temperaturze otoczenia, kiedy na skutek rozszerzania się
materiału z jakiego wykonany jest przewód, wydłuŜenie jest największe,

−

przy  temperaturze  –5ºC,  kiedy  przewód obciąŜony jest sadzią. Sadź jest to osad śnieŜny
lub  lodowy,  który  osadza  się  w  postacie  oddzielnych  ziarenek  lub  kryształów  wskutek
bardzo  szybkiego  zamarzania  kropelek  wody.  Wyjątkowo  duŜe  oblodzenie  moŜe
spowodować napręŜenie w przewodzie, które określa się jako napręŜenie katastrofalne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zwis powinien być moŜliwie mały, co jest korzystne ze względów ekonomiczny –

pozwala  to  na  zastosowanie  niŜszych  i  tańszych  słupów.  Rozpiętość  przęsła  dobierana  jest
przez  projektantów  tak,  aby  koszt  linii  był  jak  najmniejsze.  Przy  zwiększonej  rozpiętości
przęseł  maleje  liczba  słupów  oraz  niezbędnego  osprzętu,  ale  za  to  trzeba  stosować  słupy
wyŜsze i zdolne przenosić większe siły. Rozwiązaniem, które pozwala na obniŜenie kosztów
linii jest zastosowanie kilku rodzajów słupów o róŜnej budowie i zastosowaniu.

Słupy linii napowietrznej moŜna podzielić na dwie podstawowe grupy: słupy przelotowe

oraz  tzw.  słupy  mocne.  Do  pierwszej  grupie  znajdują  się  słupy przelotowe, skrzyŜowaniowe
oraz naroŜne. Zadaniem tego typów słupów jest podtrzymywanie przewodów. Charakteryzują
się  one  lekką  konstrukcją  i  nie  wytrzymałe  są  na  naciąg  przewodów.  Na  słupy  przelotowe
działają  siły  pionowe,  pochodzące  od  cięŜaru  przewodu  i  ewentualnie  sadzi  oraz  siły
wynikające  z  oddziaływań  wiatru  na  słupy  i  zawieszone  przewody.  Słupy  naroŜne  naraŜone
są na  działanie  sił  z  obu  stron  słupa,  ale  kąt  załomu  są  niewielkie  i  dlatego  wartość
wypadkowa tej siły nie jest duŜa. Do słupów mocnych zalicza się słupy odporowe, odporowo-
naroŜne  oraz  krańcowe.  Słupy  te  charakteryzują  się  mocniejszą  konstrukcją  niŜ  słupy
przelotowe, dzięki czemu dostosowane są do pracy przy działaniu znacznych sił naciągowych.

Słupy tego typu są prawie zawsze wyposaŜone w zawieszenia odciągowe. Pojedyncza

sekcja  odciągowa  składa  się  ze  słupów  odporowych  na  obu  końcach  sekcji  oraz  słupów
przelotowych  w  środku.  W  miejscach  załomu  linii  umieszcza  się  słupy  odporowo-naroŜne.
Słupy  krańcowe  przystosowane  są  do  wytrzymywania  całkowicie  jednostronnego  naciągu
przewodów i dlatego umieszcza się je na początki i końcu linii.

Innym sposobem podziału słupów jest podział ze względu na materiał z jakiego zostały

one wykonane:

−

słupy drewniane nie są obecnie stosowane ze względu na nietrwałości i trudności
konstrukcyjne. Ich trwałość wynosi około 15

25 lat i dlatego nie uŜywa się ich przy

budowie nowych linii. DuŜym problemem w eksploatacji jest gnicie słupa, pomimo,
Ŝ

e drewno z których je wykonano, było zazwyczaj impregnowane,

−

słupy  betonowe  całkowicie  zastąpiły  słupy  drewniane.  Słupy  tego  typu  są  często
stosowane  w  liniach  niskiego  napięcia.  Słupy  te  wykonywane  są  z  betonu,  najczęściej
zbrojonego  prętami  stalowymi.  Oba  materiały  wykazują  dobrą  przyczepność  do  siebie
oraz mają zbliŜone wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej co znacznie polepsza
właściwości słupów. W celu zwiększenia jakości słupów mieszankę betonową podaje się
drganiom  o  duŜej  częstotliwości  (słupy  wibrowane)  lub  zagęszcza  się  mieszankę
wprawiając  ją  w  szybki  ruch  obrotowy,  co  pozwala  na  uzyskanie  słupa  o  przekroju
pierścieniowym (słupy wirowane). Słupy betonowe mogą być umieszczane bezpośrednio
w ziemi (przy zachowaniu odpowiedniej głębokości i zabezpieczeniu przed chemicznym
wpływem otoczenia) lub przy uŜyciu płyt i belek ustojowych albo fundamentów,

−

słupy  stalowe  stosowane  są  głownie  w  liniach  wysokiego  napięcia.  Mają  one  postać
kratownic  wykonanych  z  stalowych  kształtowników.  Słupy  są  transportowane  w  formie
drobnych  elementów  i  montowane  dopiero  na  stanowisku  w  miejscu  ustawienia.
Poszczególne kształtowniki łączone są za pomocą śrub lub poprzez spawanie. Słup, który
pozornie  jest  nieruchomy,  naraŜony  jest  na  drgania  i  dlatego  uŜyte  śruby  powinny  być
zabezpieczone  przed  odkręcaniem.  Naciski  na  grunt  nie  mogą  przekraczać
dopuszczalnych  wartości  i  dlatego  słupy  tego  typu  umieszczane  są  na  fundamentach
o znacznych  rozmiarach.  Dla  ochrony  przed  korozją  słupy  stalowe  powinny  być
malowane lub cynkowane (co wyklucza stosowanie połączeń spawanych).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Izolatory moŜna scharakteryzować za pomocą następujących parametrów:

−

napięcie znamionowe [kV] – napięcie na jakie dany izolator został wykonany i moŜe
pracować w określonych warunkach długotrwale,

−

długość drogi upływu [mm] – najkrótsza moŜliwa odległość pomiędzy okuciami izolatora
mierzona po jego powierzchni,

−

napięcie  przeskoku  na  sucho  lub  pod  deszczem  [kV]  –  wartość  skuteczna  napięcia
o częstotliwości  50  Hz  w  czasie  próby  na  sucho  lub  w  warunkach  imitujących  opady
atmosferyczne, przy którym następuje przeskok na izolatorze,

−

napięcie przeskoku udarowe na sucho lub pod deszczem [kV] – wartość szczytowa
napięcia o częstotliwości 50 Hz przy którym następuje przeskok na izolatorze,

−

napięcie przebicia [kV] – wartość skuteczna napięcia na sucho lub pod deszczem, przy
którym następuje przebicie izolatora,

−

napięcie przebicia udarowe [kV] – wartość szczytowa napięcia na sucho lub pod
deszczem, przy którym następuje przebicie izolatora,

−

napięcie probiercze [kV] – napięcie przemienne i udarowe, którymi bada się izolatory
w czasie prób,

−

obciąŜenie probiercze [kN] – wartości obciąŜeń mechanicznych, które stosowane są
w czasie prób izolatorów,

−

napięcie wytrzymywane [kV] – największa wartość napięcia przy której nie występuje
jeszcze przeskok ani przebicie izolatora,

−

wytrzymałość mechaniczna [kN] – największa wartość sił mechanicznych, które działając
na izolator nie spowodują jego uszkodzenia,

−

wytrzymałość  elektromechaniczna  [kN]  –  wartość  obciąŜenie  mechanicznego
na rozciąganie  przy  równoczesnym  przyłoŜeniu  napięcia  probierczego  (dotyczy  głównie
izolatorów kołpakowych).
Głównymi  parametrami  na  jakie  dobiera  się  izolator  są  wytrzymałość  elektryczna,

warunki zabrudzeniowe oraz wytrzymałość mechaniczna. Dobór izolatorów ze względu na
warunki zabrudzeniowe odbywa się poprzez wyznaczenie drogi upływu lub charakterystyki
zabrudzeniowej.

Dokładane

wytyczne

odnośnie

dobory

izolatorów

opisane

są

w obowiązujących normach.

Ze względu na napięcie znamionowe linie napowietrzne moŜna podzielić na:

−

linie 400/230 V (380/220 V) linie niskiego napięcia nie przekraczające kilkuset metrów.
Stosowane są głównie do zasilania budynków mieszkalnych i innych drobnych odbiorców
energii,

−

linie 15 kV, 20 kV i 30 kV linie wchodzące w skład sieci rozdzielczych zasilających
obszary wiejskie, osiedla miejskie lub mniejsze miasta oraz zakłady przemysłowe
ś

redniej wielkości. Ich długość, w zasadzie nie powinna przekraczać kilkunastu

kilometrów,

−

linie  110  kV  –  linie  zasilające  większe  miasta  oraz  duŜe  zakłady  przemysłowe,
wykorzystywane  są  do  przesyłu  i  rozdziału  energii  elektrycznej,  ich  długość  zazwyczaj
nie jest większa niŜ kilkadziesiąt kilometrów.

−

linie 220 kV i 400 kV linie przesyłowe na terenie całego kraju. W powiązaniu ze stacjami
tworzą rozległy system elektroenergetyczny. Łączą ze sobą większe elektrownie i punkty
poboru energii. Ich długość zazwyczaj wynosi do kilkuset kilometrów. Za pośrednictwem
linii napowietrznych o takim napięciu znamionowym często sprzęgane są systemy
energetyczne róŜnych państw. W krajach o duŜym obszarze stosowane są linie
napowietrzne o napięciach 500 kV, 700 kV a nawet 1000 kV.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przewody napowietrznych linii elektroenergetycznych muszą cechować się duŜą

przewodnością elektryczną (małą rezystancją), odpornością na drgania oraz oddziaływania
atmosferyczne i chemiczne, a takŜe wytrzymałością mechaniczną. Cechy te łączy w sobie
wielodrutowa linka stalowo-aluminiowa AFL i właśnie ona znalazła zastosowanie do budowy
przewodów roboczych linii napowietrznych.

Przewód roboczy składa się więc z linki stalowej stanowiącej jego rdzeń oraz oplotu

z drutów aluminiowych wokół niego. Rdzeń stalowy nadaje przewodom wytrzymałość
mechaniczną, oplot aluminiowy odpowiada za dobre własności elektryczne. Średnice drutów
stalowych w przewodach o przekrojach do 50 mm

są takie same jak drutów aluminiowych,

dla większych przekrojów druty stalowe są cieńsze.

Stosunek przekroju aluminium do przekroju stali w przewodzie AFL jest

znormalizowany  i  równy  1,25;  1,7;  3;  4;  6;  8;  20.  Podobnie  znormalizowane  są  przekroje
samych  linek  AFL  i wynoszą  one  odpowiednio:  16,  25,  35,  50,  70,  95,  120,  150,  185,  240,
300,  350,  400,  525  i 675  milimetrów  kwadratowych.  W  oznaczeniu  przewodu  po  symbolu
AFL dodajemy wartość równą stosunkowi przekroju aluminium do stali, a następnie przekrój
linki  w milimetrach  kwadratowych.  Symbol  AFL-8  525  mm

oznacza więc, Ŝe mamy do

czynienia z linką stalowo-aluminiową o przekroju 525 mm

, w której stosunek przekroju

aluminium do przekroju stali wynosi 8. W przypadku przewodu wiązkowego przed wyŜej
podanym oznaczeniem dodajemy liczbę określającą ilość przewodów w wiązce. Typowy
przewód roboczy stosowany w liniach 400 kV w Polsce to 2 x AFL-8 525 mm

Materiały izolacyjne

Rozwój nowych technologii pozwala na budowanie izolatorów z materiałów izolacyjnych

o coraz  lepszych właściwościach. Do starszych typów, które nadal są powszechnie uŜywane,
naleŜą  izolatory  ceramiczne  i  szklane.  W  zasadzie  nieprzerwanie  trwają  poszukiwania
materiału,  który  będzie  odporny  na  warunki  atmosferyczne,  procesy  starzeniowe
i wyładowania na powierzchni izolatora.

Do produkcji izolatorów ceramicznych wykorzystuje się nie tylko klasyczną porcelanę,

ale  takŜe  porcelanę  wzbogacaną  chemicznie  lub  poddawaną  w  czasie  produkcji  specjalnym
procesom,  których  celem  jest  uzyskanie  jak  najlepszych  parametrów  materiału.  Elementy
izolacyjne  są  najczęściej  wykonane  z  porcelany  elektrotechnicznej  (wszystkie  izolatory
niskiego napięcia oraz izolatory wysokonapięciowe o stosunkowo nie wielkiej wytrzymałości
mechanicznej) oraz tworzyw ceramicznych wysokoglinowych (izolatory liniowe długopniowe
i kołpakowe, izolatory wsporcze i niektóre z izolatorów aparatowych). Materiały ceramiczne
charakteryzują  się  dobrą  wytrzymałością  elektryczną  na  przebicie.  Wadą  izolatorów
ceramicznych jest kruchość i brak elastyczności i dlatego zdarzają się przypadki kiedy zostają
one uszkodzone przez gałęzie drzew lub w wyniku wybryków chuligańskich.

Izolatory szklane naleŜą do (obok izolatorów porcelanowych) grupy najdłuŜej

stosowanych  izolatorów.  Elementy  izolacyjne  ze  szkła  są  chętnie  stosowane  zarówno
w liniach  niskiego  napięcia,  jak  i  w  liniach  najwyŜszych  napięć.  Do  budowy  tego  typu
izolatorów  wykorzystuje  się  szkło  krzemowo-wapniowe  (izolatory  niskiego  napięcia  oraz
izolatory  wysokiego  napięcia  stojące,  gdzie  działają  niewielkie  siły  łamiące)  oraz  szkło
o wysokiej  mikrojedności,  wysokotopliwe,  przydatne  do  hartowania  (izolatory  liniowe
kołpakowe).  Izolatory  szklane  moŜna  często  znaleźć  w  postaci  łańcuchów  w  liniach
najwyŜszych  napięć.  Dobre  właściwości  mechaniczne  tego  typu  izolatorów  pozwalają  nawet
na wejście obsługi na nie podczas wykonywania prace eksploatacyjnych.

Izolatory z materiałów organicznych pojawiły się na rynku w latach sześćdziesiątych,

ale dopiero obecnie następuje ich intensywny rozwój. Od samego początku, prawie wszystkie
konstrukcje izolatorów kompozytowych składały się z pnia wykonanego z włókien szklanych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

spojonych  Ŝywicą  termoutwardzalną,  jako  część  mechaniczna,  podczas,  gdy  polimerowa
osłona  była  wykonywana  z  rozmaitych  materiałów  takich,  jak  Ŝywica  epoksydowa,  PTFE,
PUR,  kauczuk  etylenowo-propylenowy  i  kauczuk  silikonowy.  Ostatnie  dwa  są  obecnie
najczęściej stosowanymi materiałami w produkcji izolatorów kompozytowych. Izolatory tego
typu  w  duŜej  mierze  wypierają  pozostałe  typy  izolatorów  ze  względu  na  dobre  właściwości
mechaniczne  i  elektryczne  przy  stosunkowo  niewielkiej  cenie.  Dodatkowym  atutem  jest  to,
Ŝ

e materiały organiczne moŜna w zasadzie wykorzystać we wszystkich typach izolatorów

w całym zakresie napięć oraz moŜliwość wyprodukowania stosunkowo tanim kosztem
izolatorów nietypowych, gdzie w przypadku porcelany lub szkła produkcje musi być seryjna,
aby była uzasadniona ekonomicznie.

Osprzęt stosowany w liniach napowietrznych ma za zadanie łączenie i utrzymywanie

przewodów. Przewody łączy się za pomocą:

−

zacisków, które słuŜą do elektrycznego połączenia przewodów, przy zapewnieniu
minimalnej rezystancji zestykowej,

−

złączek, które oprócz połączenia elektrycznego przewodów, przenoszą takŜe siły
mechaniczne,

−

uchwytów – których głównym zadaniem jest połączenie przewodów naraŜonych na
naciąg oraz zwiększenie wytrzymałości mechanicznej połączenie.
W zaleŜności od uŜytego osprzętu, połączenie moŜe zostać wykonane jako rozłączalne

(moŜliwe  rozłączenie  bez  zniszczenia  jakiejkolwiek  części)  lub  nierozłączalne.  W  celu
osiągnięcia  dobrego  połączenia  elektrycznego  niezbędne  jest  staranne  oczyszczenie  oraz
zabezpieczenie  przed  korozją  powierzchni  przewodów  i  odpowiednich  powierzchni
elementów  łączących.  Końce  przewodów  powinny  nieznacznie  wystawać  poza  złączkę
na odcinku około 2...5 cm.

Połączenia przewodów moŜna wykonać za pomocą:

−

złączek  zaprasowywanych  –  wykonanych  w  przypadku  linek  stalowo-aluminiowych
w postaci dwóch tulei: pierwsza do zaprasowywania rdzenia stalowego, druga do oplotu
aluminiowego,  a  w  przypadku  przewodów  jednometalowych  jako  jedna  tuleja.  Tuleje
zaprasowywane  są  przy  uŜyciu  prasy  hydraulicznej  lub  specjalnej  prasy  ręcznej.  Złączki
tego typu są bardzo często stosowane w liniach najwyŜszych napięć,

−

złączek śrubowych , gdzie przewody są ściskane przez szczęk z przekładką zakończonych
ś

rubami. Śruby powinny być zabezpieczone przed rozluźnianiem np. przez zastosowanie

przeciwnakrętek,

−

złączka płytkowe – odmiana złączek śrubowych, gdzie przewody wprowadzane
są pomiędzy dwie faliste płytki ściskane jedną śrubą,

−

złączki pętlicowe – wykonane w postaci dwóch płytek z odpowiednio wyprofilowanymi
rowkami, ściskane dwiema śrubami. Stosowane główne do odciągowego zawieszania
przewodów.
Łączenie przewodów o znacznie róŜniących się przekrojach moŜliwe jest przy uŜyciu

zacisków. Mogą one takŜe słuŜyć do połączenia elektrycznego przewodów w odgałęzieniach
i pętlach nie naraŜonych na naciąg. Zaciski dwumetalowe pozwalają na wykonanie połączenia
przewodów  aluminiowych  i  miedzianych  co  wyklucza  powstanie  ogniwa  elektrycznego
o niekorzystnym  wpływie  na  aluminium.  Zacisk  tego  typu  powinien  być  tam  zamontowany,
aby w razie wystąpienia opadów woda spływała z aluminium na miedź, a nie odwrotnie.

Nie zaleca się łączenie przewodów w liniach napowietrznych poprzez spawanie lub

lutowanie, poniewaŜ sam proce łączenia mógłby znacznie trwale obniŜyć wytrzymałość
mechaniczną w pobliŜy miejsca połączenia.

Izolatory liniowe wykorzystane są w liniach napowietrznych do izolacji przewodów

roboczych od słupów i innych części konstrukcyjnych, które w czasie normalnej pracy nie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

mogą być pod napięciem. Obecnie stosowane izolatory wykonane są z porcelany, szkła lub
materiałów kompozytowych. Izolatory moŜna podzielić według ich zastosowania na:

−

liniowe niskonapięciowe wśród których moŜna wyróŜnić izolatory stojące, szpulowe,
odciągowe i trakcyjne,

−

liniowe wysokonapięciowe do których naleŜą izolatory: stojące deltowe, stojące pniowe,
wiszące kołpakowe, wiszące długopniowe, oraz izolatory trakcyjne,

−

wsporcze stacyjne wykonane jako wnętrzowe lub napowietrzne,

−

przepustowe stacyjne i aparatowe – sworzniowe, szynowe, kondensatorowe,
transformatorowe oraz izolatory do wyłączników,

−

osłony izolacyjne – stosowane do przekładników napięciowych i prądowych,
wyłączników, odgromników, głowic kablowych i kondensatorów.

W linach niskiego napięcia wymagania stawiane izolatorom nie są zbyt wygórowane

i łatwo  je  spełnić.  W  wielu  przypadkach,  gdy  nie  przenoszą  one  duŜych  sił  naciągu
przewodów  stosuje  się izolatory stojące. W liniach wysokiego napięcia duŜe znaczenie mają
własności elektryczne izolatorów – w duŜym stopniu zaleŜy od nich bezawaryjna praca linii.
Ich  wytrzymałość  elektryczna  powinna  być  znacznie  większa  niŜ  napięcie  znamionowe  linii
i powinny one wytrzymywać napięcia , które pojawiają się w czasie czynności łączeniowych
i przy  zwarciach.  Przy  napięciach  wyŜszych  niŜ  wytrzymałość  elektryczna  izolatorów
powinno  następować  przebicie,  które  jednak  nie  spowoduje  uszkodzenia  izolatora.  Znając
relacje  pomiędzy  długością  przeskoku  w  powietrzu  a  odstępem  elektrod  w  materiale
izolacyjnym  izolatory  moŜna  podzielić  na  dwie  grupy:  izolatory  przebijalne  i  nieprzebijalne.
Napięcie przebicia konkretnego izolatora moŜe być róŜne niŜ pozostałych izolatorów w serii.
Jest  to  szczególnie  uciąŜliwe  w  przypadku  izolatorów  porcelanowych,  gdzie  istnieje
moŜliwość powstanie mikropęknięć.

Przewody w liniach napowietrznych oprócz niskiej wartości impedancji powinny się

takŜe charakteryzować wysoką wytrzymałością mechaniczną. Materiałem z jakiego wykonane
są  przewody  to  najczęściej  twarde  aluminium  i  twarda  miedź.  Jest  to  materiał  specjalnie
utwardzany, dzięki czemu zwiększa się ich wytrzymałość mechaniczna kosztem niewielkiego
spadku  wartości  konduktywności.  Zastosowanie  tego  typu  materiałów  zapewnia  takŜe
zwiększenie oporności na wpływ otoczenia (zmienne warunki klimatyczne, zanieczyszczenie
miejskie lub przemysłowe). Miedź jest materiałem, który silnie niewraŜliwy na oddziaływanie
chemiczne  środowiska,  ale  ze  względów  ekonomicznych  stosowany  jest  tylko  w  rejonach
zanieczyszczonych  wyziewami  chloru,  siarki  i  alkaliów.  Na  pozostałych  rejonach  stosuje się
w  zasadzie  tylko  linki  aluminiowe  i  linki  stalowo-  aluminiowe.  Przekrój  linki  stalowo-
aluminiowej  pokazuje  poniŜszy  rysunek  (strzałki  określają  kierunek  skrętu  poszczególnych
warstw linki). Badając właściwości tego typu linki moŜna wywnioskować, Ŝe prawie cały prąd
przewodzony jest przez część aluminiową, a prawie cały naciąg przejmuje stalowy rdzeń.

Rozwiązaniem dla linii napowietrznych niskiego i średniego napięcia, które zyskało

na popularności w ostatnich latach, jest zastosowanie przewodów izolowanych. Zastosowanie
tych  przewodów  pozwala  w  znacznym  stopniu  ograniczyć  zniszczenia  powodowane  przez
wiatr,  burze,  śnieg  i  sadź  na  przewodach  i  drzewach.  W  linach  wysokiego  napięcia  w  celu
ochrony  przewodów  roboczych  wyładowaniami  atmosferycznymi  stosuje  się  przewody
odgromowe. Jako przewody te uŜywa się linki stalowo-aluminiowe lub specjalne linki stalowe
o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej.

W liniach niskiego napięcia przewody mogą być prowadzone w układach

naprzemianległych  lub  płaskich  oraz  jedno-  i  wielopoziomowych.  We  wszystkich  tych
układach  powinno  umieszczać  się  przewody  neutralne  jak  najniŜej  pod  przewodami
roboczymi  –  wyjątek  moŜe  stanowić  przewody  wykorzystane  do  zasilania  oświetlenia.
Rozmieszczenie  przewodów  jest  szczególnie  waŜne  w  liniach  wysokiego  napięcia,  gdzie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

stosuje  się  układy  jednotorowe  (trzy  przewody  robocze)  lub  dwutorowe  (sześć  przewodów
roboczych).  Przewody  mogą  być  tamo  rozmieszczane  w  konfiguracji  płaskiej  lub  trójkątnej.
Układ  płaski  pozwala  na  stosowanie  niŜszych  słupów,  co  wiąŜe  się  z  mniejszym  zuŜyciem
materiały,  lecz  zajmuje  stosunkowo  szeroki  pas  terenu.  Jest  to  szczególnie  kłopotliwe
w liniach najwyŜszych napięć, gdzie minimalne odległości między przewodami sięgają nawet
kilkunastu  metrów.  W  układzie  trójkątnym  problem  ten  jest  rozwiązany  kosztem  większego
zuŜycia  materiału  z  jakiego  wykonane  są  słupy.  WaŜnym  aspektem  w  rozmieszczaniu
przewodów w liniach napowietrznych wysokiego napięcia jest niesymetria reaktancji. Jest to
zjawisko  niekorzystne  i  dlatego  w  celu  jego  wyeliminowania  stosuje  się  tzw.  przeplatanie
przewodów.

W liniach dwutorowych w celu zmniejszenia szerokości linii, stosuje się niekiedy układy

pionowe  lub  zbliŜone  do  pionowych.  W  liniach,  gdzie  stosowane  są  przewody  wiązkowe,
występuje  często  układ  płaski  faz.  Stosowane  są  głównie  układy  o  dwóch  lub  czterech
przewodach  w  wiązce.,  które  tworzą  w  przypadku  dwóch  przewodów  układ  płaski  lub
w przypadku  czterech  przewodów  układ  kwadratowy.  Odległości  między  przewodami  nie
powinny  być  jednak  mniejsze  niŜ  dopuszczalne.  Zapewnienie  odpowiedniej  odległości
realizowane jest poprzez uŜycie izolatorów lub odpowiedniego osprzętu mocującego.

Stacje elektroenergetyczne są waŜnym elementem w przesyłaniu i rozdziale energii

elektrycznej.  Stacje  moŜna  podzielić  na  stacje  rozdzielcze,  transformatorowe  oraz
rozdzielczo-transformatorowe.  Stacje  rozdzielcze  zawierają  rozdzielnice  wysokonapięciowe
oraz  niskonapięciowe,  róŜnorodne  przyrządy  łączeniowe  i  zabezpieczające,  a  ich  głównym
zadanie  jest  łączenie  róŜnych  obwodów  w  systemie  elektroenergetycznym  oraz  rozdział
energii między nimi. W stacjach transformatorowych energia elektryczna prądu przemiennego
o  określonym  napięciu  zostaje  przekształcona  na  energie  elektryczną  o  innym  napięciu.
Zastosowanie  transformatora  pozwala  na  połączenie  obwodów  o  róŜnych  napięciach
znamionowych. Stacje rozdzielczo- transformatorowe łączą funkcje obu poprzednich typów:

a – stacja rozdzielcza, b – stacja transformatorowa, c – stacja rozdzielczo- transformatorowa.

Oprócz transformatorów i rozdzielnic w skład stacji elektroenergetycznych wchodzą:

−

nastawie – pomieszczenia zawierające szafy, tablice i pulpity z przyrządami
sterowniczymi, pomiarowymi, zabezpieczającymi oraz sygnalizującymi, które pozwalają
na nadzór i manipulacje ruchowe obsłudze stacji,

−

elementy słuŜące do wyłączania prądów w obwodzie oraz robienia widocznych przerw,

−

elementy chroniące przed skutkami zwarć i innych stanów awaryjnych oraz wpływem
wyładowań atmosferycznych,

−

urządzenia pomocnicze takie, jak instalacje spręŜonego powietrza, akumulatory itp.
Ilość urządzeń i wyposaŜenie danej stacji zaleŜy od jej wielkości. Najmniejsze stacje

zasilane  z  linii  napowietrznych  mogą  być  wykonane  na  słupach.  Składają  się  one
z transformatora  oraz  niezbędnej  aparatury.  Stacje  miejskie  wykonywane  są  zazwyczaj  jako
wnętrzowe i wyposaŜa się je w rozdzielnice średniego i niskiego napięcia oraz transformator
i zabezpieczenia. Linie wysokiego napięcia są połączone z duŜymi stacjami wykonanymi jako
napowietrzne.  Wykonanie  stacji  tego  typu  jako  wnętrzowej  byłoby  zbyt  kosztowne,  jednak
prawie  zawsze  znajdują  się  tam  budynki  mieszczące  nastawnie,  rozdzielnice  średniego
napięcia i zespól urządzeń pomocniczych.

Jako przewody w rozdzielniach stosuje się szyny wykonane głownie z aluminium

i niekiedy z miedzi. Szyny stosuje się do połączenia elektrycznego poszczególnych aparatów
i jako szyny zbiorcze. Przewody szynowe mogą być płaskie lub wykonane jako ceowniki,
pręty lub rury.

W przypadku dłuŜszych ciągów oraz przy wykonywaniu odgałęzień konieczne jest

łączenie szyn. Połączenie szyn powinno zapewniać jak najlepszy styk i jak najmniejszą

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

rezystancje przejścia przy zapewnieniu odpowiedniej trwałości i wytrzymałości mechanicznej.
JeŜeli  dane  połączenie  moŜe  być  wykonane  jako  nierozłączalne,  najlepszym  rozwiązaniem
jest  spawanie.  Znacznie  częściej  jednak  połączenia  powinny  być  rozbieralne  i  dlatego
wykonuje  się  połączenie  śrubowe.  W  czasie  montaŜu  korzystnie  jest  mieć  na  uwadze
następujące zasady:

−

połączenie powinny być wykonane na zakładkę, co zapewnia lepszy przepływ prądu
i małą rezystancję styku,

−

liczba,  rozmiar  oraz  rozmieszczenie  śrub  powinny  być  dopasowane  do  wymiarów
łączonych szyn. Zaleca się przecinać wzdłuŜnie szyny w miejscach połączeń w przypadku
szyn  o  szerokości  przekraczającej  60  mm.  Ułatwia  to  uzyskanie  duŜego  docisku
zestykowego na całej powierzchni styczności,

−

powierzchnie styczności powinny być oczyszczone z wszelkich zanieczyszczeń
i pozbawione zadziorów powstałych w wyniku cięcia lub wiercenia.

−

oczyszczone powierzchnie styku naleŜy zabezpieczyć przed utlenianiem się
odpowiednimi środkami chemicznymi,

−

do połączenia naleŜy uŜyć śrub cynkowanych lub kadmowych, a połączenie powinno być
zabezpieczone przed rozluźnianiem.
Wykonywanie połączeń ułatwia cienka warstwa cyny, miedzi lub srebra nałoŜona na

szyny na etapie ich produkcji. Szyny stanowią przewody gołe, a jedyną warstwą ochronno jest
warstwa farby, którą szyny są pomalowane. Szyny maluje się na całej długości (oprócz miejsc
połączeń) co umoŜliwia łatwą identyfikacje poszczególnych faz, chroni przed korozją oraz
poprawia warunki chłodzenia. W przypadku połączenia przewodów szynowych na dłuŜszych
odcinkach prostych konieczne jest skompensowanie wydłuŜeń cieplnych szyn. Wykorzystuje
się do tego celu połączenia podatne z pakietów folii aluminiowej lub miedzianej
(w zaleŜności od rodzaju materiału szyn).

W rozdzielniach napowietrznych wysokiego napięcia stosuje się szyny giętkie. Szyny –

łączące elektrycznie ze sobą poszczególne aparaty i urządzenia - zawieszone są na izolatorach,
a  odgałęzienia  realizuje  się  przy  uŜyciu  zacisków  stoŜkowych  lub  zaprasowywanych.
W czasie  montaŜu  szyn  naleŜy  unikać  powstawanie  ostrych  krawędzi  lub  ostrzy  poniewaŜ
powoduje  to  deformacje  pola  elektrycznego  co  sprzyja  pojawianiu  się  wyładowań
elektrycznych.  Szyny  i  wszystkie inne elementy obwodu powinny mieć – o ile to moŜliwe –
kształt  zbliŜony  do  walca  lub  kuli  o  duŜym  promieniu.  Źle  wyprofilowane  szyny  mogą  być
ź

ródłem ulotu co łączy się z dodatkowymi stratami energii oraz zakłóceniami w odbiorze

radiowym i telewizyjnym.

Odłączniki

Odłączniki słuŜą do otwierani i zamykania obwodów elektrycznych wysokiego napięcia

w stanie  bezprądowym,  w  celu  stworzenia  bezpiecznej  przerwy  w  obwodzie.  Łączniki  tego
typu  nie  są  wyposaŜone  w  komorę  gaszenia  łuku  i  dlatego  ich  zdolność  wyłączeniowa  jest
bardzo  mała.  Głównym  zadaniem  odłączników  jest  zapewnienie  bezpieczeństwa  i  komfortu
pracy  obsługi  dzięki  widocznym  przerwom  w  stanie  otwartym.  Rozłącznik  nie  jest
przeznaczony  do  wyłączania  prądów,  chociaŜ  dopuszcza  się  sytuacje,  kiedy  moŜliwe
rozłączenie  przy  prądzie  o  stosunkowo  niewielkiej  wartości.  W  budowie  odłącznika  moŜna
wyróŜnić  następujące  elementy:  izolatory  wsporcze,  podstawę,  zaciski  nieruchome,  styk
ruchomy noŜowy, uchwytu lub napędu, zacisków śrubowych oraz śruby uziemiającej.

Odłączniki moŜna podzielić ze względu na sposób zwierania i rozwierania styków.

Spotyka się rozłączniki: noŜowe (sieczne), poziomo obrotowe jedno- lub dwuprzerwowe oraz
pionowe. W zaleŜności od zastosowania wykonuje się ja jako wnętrzowe i napowietrzne,
które róŜnią się przede wszystkim konstrukcją styków. Odłączniki buduje się jako

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

jednobiegunowe lub trójbiegunowe. W obwodach najwyŜszych napięć stosowane są jednak
tylko odłączniki jednobiegunowe.

Jako dane znamionowe odłączników podaje się:

−

napięcie znamionowe – zaleŜne głownie od parametrów izolatorów wsporczych,

−

prąd znamionowy ciągły zaleŜy od konstrukcji i przekroju styków,

−

wytrzymałość zwarciową dynamiczną – określoną jako największa szczytowa wartość
prądu, która przypływając prze odłącznik nie spowoduje jego uszkodzenia,

−

wytrzymałość  zwarciowa  cieplna  –  określana  jako  wartość  prądu  ,  który  przepływając
przez  odłącznik  w  określonym  czasie  nie  spowoduje  wzrostu  temperatury  powyŜej
dopuszczalnej.
Odłączniki  instaluje  się  zazwyczaj  od  strony  źródła  napięcia,  przy  kaŜdym  odejściu

od szyn  w  szeregu  z  wyłącznikiem.  Proces  odłączania  danej  gałęzi  obwodu  polega  na
przerwaniu  prądu  w  wyłączniku,  a  następnie  utworzenie  widocznej  przerwy  za  pomocą
odłącznika.

Szczególnym typem odłącznika są uziemniki. SłuŜą one do uziemiania i zwierania

odłączonych  obwodów  wysokiego  napięcia  z  ziemią,  w  celu  stworzenia  bezpiecznych
warunków pracy. Spotyka się dwa rozwiązania uziemników: jako osobne konstrukcje lub teŜ
jako  część  składowa  odłącznika.  W  przypadku  połączenia  odłącznika  i  uziemnika  w  jedną
całość  stosuje  się  blokadę  mechaniczną,  która  uniemoŜliwia  uziemienie  przy  zamkniętym
obwodzie roboczym lub teŜ zwarcie styków odłącznika przy zamkniętym uziemniku.

Rozłączniki

Rozłączniki słuŜą do przerywania prądów roboczych oraz ewentualnie do samoczynnego

rozłączania prądów przeciąŜeniowych nie większych niŜ 10-krotność prądu znamionowego.
MoŜna powiedzieć, Ŝe rozłączniki łączą w sobie funkcje odłącznika i bezpiecznika. Niekiedy
taniej jest zastosować właśnie układ złoŜony z odłącznika i bezpiecznika niŜ montować
rozłącznik. Zazwyczaj rozłączniki mają wbudowane bezpieczniki, co pozwala przerywać prąd
przekraczający zdolność wyłączania samego rozłącznika.

Budowa takiego układu pozwala na zadziałanie lub nie dopuszcza do załączenia

rozłącznika w przypadku przepalenia się choćby jednej wkładki bezpiecznikowej. Załączenie
tylko  jednej  fazy  moŜe  być  groźne  dla  niektórych  maszyn  i  urządzeń,  szczególnie
dla trójfazowych  silników  elektrycznych.  Poszczególne  typy  rozłączników  róŜnią  się  między
sobą konstrukcją, przeznaczeniem oraz sposobem gaszenia łuku elektrycznego. Ze względu na
rodzaj  pracy  moŜna  je  podzielić  na:  ogólnego  zastosowania,  transformatorowe,
kondensatorowe, silnikowe (styczniki) oraz specjalnego zastosowania. Gaszenie łuku odbywa
się  w  komorze  gaszeniowej  przy  uŜyciu  styków  opalnych  otwierających  się  z  opóźnieniem
w stosunku  do  styków  roboczych  i  w  sposób  migowy.  Najczęściej  spotyka  się  rozłączniki,
w których łuk gaszony jest:

−

w powietrzu poprzez wydłuŜenie łuku,

−

w komorze gazo-wydmuchowej,

−

pneumatycznie.
Rozłączniki gazowo-wydmuchowe wyposaŜone są w zestyk podstawowy przewodzący

prąd w stanie zamkniętym rozłącznika oraz zestyk opalny, który przejmuje procesy związane
z  powstawaniem  i  gaszeniem  łuku  w  chwili  otwierania  rozłącznika.  Gałęzie  obu  typów
styków  połączone  są  równolegle.  Komora  łukowa  wykonane  jest  z  materiałów  gazujących
pod wpływem  wysokiej  temperatury.  Wydzielanie  się  duŜych  ilości  gazów  (np.  wodoru,
dwutlenku  węgla  itp.)  powoduje  intensywne  chłodzenie  komory  i  doprowadza  do  zgaszenia
łuku.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W układach pneumatycznych gaszenie łuku odbywa się przy pomocy spręŜonego

powietrza w czasie stopniowego oddalania się styków. Konstrukcja styku ruchomego pozwala
na uzyskanie wysokiego ciśnienia powietrza w wyniki jego poruszania się wewnątrz komory
gaszeniowej. W innych rozwiązaniach powietrze spręŜane jest na zewnątrz. Struga powietrza
dostaje się specjalną dyszą do łuku silnie go chłodząc i doprowadzając do jego ugaszenia.

Rozłączniki rozdzielcze pozostają w stanie zamkniętym dzięki działaniu zamka

z zapadką. W razie zwolnienia spręŜyny powrotnej przez zapadkę, następuje bardzo szybkie
otwarcie rozłącznika co zmniejsza ryzyko powstania łuku. Łączniki tego typu wyposaŜone
w odpowiedni wyzwalacz mogą słuŜyć jako zabezpieczanie przeciąŜeniowe.

W pracy manewrowej jako rozłączniki najlepiej sprawdzają się styczniki

wysokonapięciowe. Są one zbudowane podobnie jak styczniki niskonapięciowe , a róŜnią się
głownie tym, Ŝe posiadają solidniejszy układ izolacyjny, zapewniający większą wytrzymałość
elektryczną, zwiększone są odległości pomiędzy poszczególnymi elementami oraz mają
znacznie

bardzie

rozbudowany

system

gaszenia

łuku

pomocą

wydmuch

elektromagnetycznego.  Cechą  styczników  jest  to,  Ŝe  zestyki  ukryte  są  wewnątrz  komór  i  nie
moŜe  on  zapewnić  widocznej,  bezpiecznej  przerwy  w  obwodzie.  JeŜeli  zachodzi  taka
potrzeba  to  moŜna  ją  uzyskać  poprzez  wyjęcie  wkładek  bezpiecznikowych  z  podstaw  lub
otwierając odłącznik umieszczony w obwodzie.

Rozłączniki charakteryzują następujące parametry:

−

napięcie znamionowe – zaleŜne od właściwości i wytrzymałości materiałów izolacyjnych

−

znamionowy prąd ciągły,

−

znamionowy  prąd  wyłączalny  jest  to  największa  wartość  prądu,  jaki  moŜe  zostać
wyłączony  w  warunkach  roboczych  przy  podawany  dla  róŜnych  wartości  cosφ  lub  prąd
znamionowy wyłączalny wkładki bezpiecznikowej dla warunków zwarciowych,

−

znamionowy prąd załączany – określony jako największa wartość prądu, jaki moŜe zostać
załączony przez aparat,

−

znamionowy prąd szczytowy – maksymalna wartość prądu zwarciowego, który płynąc
przez rozłącznik w stanie zamkniętym nie spowoduje jego mechanicznego uszkodzenia,

−

znamionowy prąd 1– lub 3–sekundowy – określa wytrzymałość cieplną rozłącznika
w stanie zamkniętym przy działaniu prądów zwarciowych.
Wyłączniki są elementami obwodów elektroenergetycznych, których głównym zadaniem

jest  samoczynne  wyłączanie  prądów  zwarciowych.  Za  pomocą  wyłączników  moŜna  takŜe
załączać  i  wyłączać  prądy  robocze.  Wyłączniki  stanowią  pewnego  rodzaju  zabezpieczenie
zwarciowe  obwodów,  a  wyposaŜone  w  odpowiednie  przekaźniki  mogą  takŜe  samoczynnie
wyłączać  zagroŜone  obwody  w  przypadku  innych  zakłóceń  np.  przeciąŜenia,  zaniki  lub
nadmiernego  wzrostu  napięcia  lub  niekontrolowanej  zmiany  kierunku  przepływu  energii.
Tak więc, zmiana stany wyłącznika moŜe odbywać się samoczynnie lub teŜ w wyniki działań
obsługi.  Zazwyczaj  wyłączniki  wyposaŜone  są  w  dodatkowe  styki  pomocnicze,  które
wykorzystywane  są  w  sygnalizacji  i  zabezpieczeniach.  W  wyłącznikach  wysokiego  napięcia
bardzo  waŜną  rolę  spełniają  części  składowe  do  gaszenia  łuku  elektrycznego.  Ze  względu
na sposób gaszenia łuku wyłączniki moŜna podzielić na:

−

wyłączniki z gasiwem,

−

ciekłym – pełno olejowe oraz małoolejowe,

−

płynnym – gdzie uŜyta jest woda,

−

stałym – wyposaŜone w materiały gazujące pod wpływem wysokiej temperatury,

−

gazowym – gdzie stosuje się powietrze lub sześciofluorek siarki SF6,

−

bez gasiwa,

−

elektromagnetyczne – wąskoszczelinowe lub z płytkami metalowymi,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

próŜniowe.
Napęd wyłączników moŜe być ręczny bezpośredni lub pośredni, mechaniczny,

pneumatyczny lub elektromagnetyczny. Wielkościami, które charakteryzują poszczególne
wyłączniki są następujące parametry:

−

napięcie znamionowe – napięcie na jakie zostały zbudowane urządzenia do gaszenia
łuku,

−

napięcie znamionowe izolacji – zaleŜne od uŜytego materiału izolacyjnego, moŜe być
równe lub większe napięciu znamionowemu wyłącznika,

−

prąd znamionowy ciągły, który zaleŜy od rodzaju, przekroju oraz siły docisku styków
ruchomych i stałych oraz właściwości innych części przewodzących wyłącznika,

−

prąd wyłączalny – największa wartość prądu jaki moŜe zostać wyłączony przez
wyłącznik,

−

moc wyłączalna – określa wytrzymałość cieplną i mechaniczną wyłącznika w warunkach
zwarciowych. ZaleŜna jest w duŜej mierze od konstrukcji wyłącznika,

−

prąd załączany – jest to największa wartość prądu jaki moŜe przepływać przez wyłącznik
w chwili załączania nie powodująca Ŝadnych uszkodzeń. Wartość ta jest ściśle związana
mikrodrganiami styków w momencie złączenia i dynamicznymi skutkami przepływu
prądu w tym czasie,

−

wytrzymałość  zwarciowa  cieplna  n-sekundowa  –  jest  największa  wartość  prądu,  który
płynąc  w  czasie  n  sekund  przez  wyłącznik  nie  spowoduje  jego  uszkodzenia  oraz
przekroczenia temperatury dopuszczalnej,

−

czas wyłączenia – czas mierzony od chwili zadziałania przekaźnika lub wyzwalacza lub
teŜ od zmiany wielkości fizycznej powodującej zadziałanie wyzwalacza do chwili
zgaszenia łuku i przerwania prądu w obwodzie.
Izolatory wykorzystywane w napowietrznych stacjach energetycznych wysokiego

napięcia muszą charakteryzować się odpornością na wpływ warunków atmosferycznych oraz
zapewniać dostateczną wytrzymałość elektryczną w czasie deszczu. . Do zawieszania giętkich
szyn  o  napięciu  110  kV  i  wyŜszym  stosuje  się  izolatory  wiszące.  Ich  zadaniem  jest
zachowanie  odpowiedniej  odległości  pomiędzy  poszczególnymi  szynami  oraz  elementami
sąsiednimi.  Izolatory,  które  takŜe  słuŜą  do  podtrzymywania  szyn  oraz  stanowią  części
składowe  róŜnych  aparatów  to  izolatory  wsporcze.  Mogą  one  mieć  postać  pojedynczej
kształtki  porcelanowej  zakończonej  okuciami  lub  teŜ  słupa  składającego  się  z  kilku
mniejszych izolatorów wsporczych połączonych śrubami.

Zadaniem łączników jest zamykanie i otwieranie obwodu, przerywanie prądów w czasie

normalnej pracy jak i w stanach awaryjnych lub utworzenie widocznej przerwy w obwodzie.
Znając stosunek prądu wyłączalnego I

do wartości prądu znamionowego I

moŜna podzielić

łączniki na grupy. W zaleŜności od budowy i moŜliwości wyłączania prądów wyróŜnia się:

−

łączniki izolacyjne, do których naleŜą odłączniki uziemniki oraz zwierniki (I

/ I

< 0,2),

−

rozłączniki, wśród których moŜna wyróŜnić rozłączniki oraz styczniki wysokiego
napięcia (0,2 I

/ I

< 10),

−

wyłączniki (I

/ I

< 10),

−

bezpieczniki.
Poszczególne grupy róŜnią się od siebie zdolnością wyłączania prądów oraz moŜliwością

i  sposobem  gaszenia  łuku  elektrycznego,  który  moŜe  powstać  w  czasie  przerywania  prądu.
Najprostsze  w  budowie  są  odłączniki,  gdyŜ  przeznaczone  są  jedynie  do  zapewnienia
widocznej przerwy izolacyjną w obwodzie i w zasadzie nie są przystosowane do wyłączania
prądów  roboczych.  Rozłączniki  mogą  takŜe  pełnić  funkcje  łączników  izolacyjnych,  ale  ich
głównym zadaniem jest wyłączanie prądów roboczych. W zaleŜności od konstrukcji i uŜytych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

materiałów  rozłączniki  mogą  być  przystosowanie  do  niewielkiej  częstotliwości  łączeń
(rozłączniki  sieciowe)  lub  posiadać  zdolność  wielokrotnego  wykonywania  łączeń  np.  przy
sterowaniu  pracy  odbiorników  (rozłączniki  manewrowe).  Wyłączniki  są  natomiast
nieodzownym  elementem  zabezpieczającym  obwody  wyŜszych  napięć,  poniewaŜ  oprócz
zdolności  wyłączanie  prądów  roboczych  są  one  w  stanie  wyłączać  prądu  zwarciowe
wielokrotnie  większe  niŜ  prąd  znamionowy.  Bezpieczniki  moŜna  zaliczyć  do  wyłączników,
które  spełniają  swoją  rolę  jednorazowo.  NaleŜy  jeszcze  wymienić  bezstykowe  elementy
energoelektroniczne,  które  dzięki  rozwojowi  nowych  technologii  mają  coraz  większe
zdolności wyłączanie prądów.

Charakteryzując poszczególne łączniki naleŜy znać ich podstawowe parametry:

−

napięcie znamionowe,

−

prąd znamionowy ciągły,

−

zdolność łączeniowa,

−

znamionowa częstość łączeń,

−

wytrzymałość zwarciowa.
W budowie wszystkich typów łączników moŜna wyróŜnić poszczególne elementy: zestyk

(układ  słuŜący  do  łączenia  i  rozłączanie  dwóch  obwodów),  układ  gaszenia  łuku  (tylko
w niektórych  typach  łączników),  układ  napędowy,  izolacja.  DuŜe  znaczenie  w  czasie  pracy
łącznika ma jego rezystancja przejścia, która zaleŜy od siły docisku oraz konstrukcji zestyku.
RozróŜnia  się  trzy  podstawowe  rodzaje  styków:  punktowy,  liniowy  oraz  płaszczyznowy.
Układ  gaszenia  łuku  jest  szczególnie  waŜny  w  wyłącznikach  przeznaczonych  od  wyłączania
prądów  o  znacznych  wartościach.  Niektóre  typy  łączników  wyposaŜone  są  w  specjalne
konstrukcje układów napędowych które zapobiegają powstawianiu łuków np. poprzez bardzo
szybkie rozwarcie się styków.

Najniebezpieczniejszymi chwilami w pracy łączników są załączanie i rozłączanie prądu.

Podczas załączania na skutek niestabilności zestyku wytwarzają się mikrodrgania, które mają
znaczący wpływ na trwałość styku. W czasie wyłączania prądu pomiędzy stykami moŜe
pojawić się zjonizowany gaz, który przewodzi prąd w postaci łuku elektrycznego, co moŜe
doprowadzić do trwałego uszkodzenia łącznika.

Wymagania stawiane izolatorom wnętrzowym są mniejsze niŜ w przypadku izolatorów

napowietrznych o takim samym napięciu znamionowym. Izolatory umieszczone w budynkach
rozdzielni nie są naraŜone na działanie warunków atmosferycznych oraz w mniejszym stopniu
ulegają  zanieczyszczeniom.  Pozwala  to  na  zastosowanie  izolatorów  o  prostszej  budowie
i większej  moŜliwości  ustalenia  ich  połoŜenia.  Izolator  tego  typu  (jak  większość  izolatorów)
składa się z części izolującej zakończonej okuciami. Szyny mocuje się do kołpaka izolatora za
pośrednictwem  specjalnej  nasadki  szynowej.  Izolatory  stacyjne  nie  są  naraŜone  na  działanie
sił  naciągowych  w  normalnych  warunkach  pracy  jak  w  przypadku  izolatorów  liniowych,
jednak  w  czasie  zwarć  pod  wpływem  przepływu  prądu  o  duŜej  wartości  na  szyny  połoŜone
blisko siebie działają znaczne siły dynamiczne, które przenoszą się na izolatory.

Przeprowadzenie szyn i innych przewodów przez ścianę lub przegrodę odbywa się

za pośrednictwem izolatorów przepustowych. Kształt izolatora tego typu powinien zapobiegać
zwarciom lub wyładowaniom pomiędzy przewodem będącym pod napięciem a ścianą lub
przegrodą.

Do zabezpieczenia obwodów elektrycznych wysokiego napięcia przed skutkami zwarć

słuŜą  bezpieczniki.  Stosuje  się  je  zazwyczaj  jako  zabezpieczenia  transformatorów,  silników,
przekładników  oraz  odgałęzień  linii  o  niewielkich  mocach.  Niekiedy  moŜliwe  jest
zastosowanie bezpieczników połączonych z rozłącznikami zamiast wyłączników.

Bezpieczniki wysokiego napięcia składają się z dwóch podstawowych elementów:

podstawy oraz wkładki topikowej. W zaleŜności od wykonania i sposobu gaszenia łuku

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

elektrycznego bezpieczniki moŜna podzielić na bezpieczniki ograniczające oraz bezpieczniki
gazowo-wydmuchowe.  Ze  względu  na  miejsce  zainstalowania  rozróŜnia  się  bezpieczniki
wnętrzowe  i  napowietrzne,  które  róŜnią  się  między  sobą  rodzajem  izolacji  i  sposobem
zabezpieczenia przed wpływami czynników atmosferycznych.

Bezpieczniki ograniczające stanowią podstawową grupę bezpieczników wysoko

napięciowych do których naleŜą bezpieczniki mocy oraz bezpieczniki trakcyjne. Ograniczenie
prądów zwarciowych w obwodzie polega na tym, Ŝe prąd ten zostanie przerwany zanim
osiągnie wartość maksymalną. W czasie zwarcia obwodzie z bezpiecznikiem płynie tzw. prąd
ograniczony, który jest znacznie mniejszy od tego, który popłynąłby przy braku bezpiecznika
w obwodzie.

Wkłada topikowa wykonywana jest najczęściej jako walec z porcelany lub innego

materiału o duŜej wytrzymałości cieplnej i mechanicznej. Wewnątrz w specjalnych kanałach
umieszczone  są  druty  połączone  ze  sobą  równolegle.  Liczba  drutów  –  zaleŜna  od  prądu
znamionowego  wkładki  –  moŜe  wynosić  od  jednego  do  kilkunastu.  Centralnie  umieszczony
jest  drut  o  duŜej  rezystancji,  z  jednej  strony  umocowany  na  stałe  z  drugiej  połączony
z ruchomym  wskaźnikiem  i  spręŜyną.  Wolna  przestrzeń  wewnątrz  wkładki  topikowej
wypełniona jest piaskiem kwarcowym. W skutek zadziałania bezpiecznika druty przewodzące
prąd przepalają się, a wskaźnik pod wpływem siły spręŜyny zostaje wypchnięty na zewnątrz.
W wielu układach wskaźnik jest sprzęŜony z rozłącznikiem, powodując jego rozwarcie.

Bezpieczniki gazowydmuchowe działają na podobnej zasadzie jak wyłączniki gazujące.

Przy  przerywaniu  niewielkich  prądów  gaszenie  łuku  następuje  w  osłonie  gazującej  topiku,
natomiast  przy  większych  wartościach  prądu  odbywa  się  to  w  komorze  gaszeniowej
wykonanej  równieŜ  z  materiału  gazującego.  Pod  wpływem  wysokiej  temperatury  panującej
w chwili wyłączenia, z materiałów otaczających wydobywa się gaz, który chłodzi intensywnie
łuk  oraz  powoduje  dejonizacje.  Zaletą  tego  typu  bezpieczników  jest  moŜliwość  regeneracji
poprzez  wymianę  wkładki  topikowej.  W  układach  zabezpieczanych  bezpiecznikami
gazowydmuchowymi  naleŜy  zwrócić  uwagę,  aby  w  strefie  wydmuch  gazów  nie  znajdowały
się Ŝadne części będące pod napięciem lub uziemione.

Odrębną grupę stanowią bezpieczniki przekładnikowe słuŜące do zabezpieczania

urządzeń  rozdzielczych  przed  skutkami  zwarć  w  przekładnikach  napięciowych.  Nie  są  one
jednak  wystarczającym  zabezpieczeniem  przed  skutkami  przeciąŜeń  poniewaŜ  trudności
technologiczne nie pozwalają na wyprodukowanie bezpiecznika pracującego selektywnie przy
stosunkowo niewielkim prądzie.

Bezpieczniki charakteryzują następujące parametry:

−

napięcie znamionowe,

−

prąd znamionowy ciągły,

−

znamionowy prąd wyłączalny,

−

prąd ograniczony,

−

charakterystyka prądowo-czasowa.
Napięcie znamionowe powinno być równe co do wartości napięciu znamionowemu, przy

jakim  pracuje  zabezpieczany  układ.  Wartość  prądu  znamionowego  ciągłego  wkładki
topikowej  zaleŜna  jest  od  rodzaju  urządzenia  zabezpieczanego  (transformator,  silnik,  bateria
kondensatorów  itd.)  Wartości  tych  prądów  są  znormalizowane  i podawane w typoszeregach.
Doboru  podstaw  bezpieczników  dokonuje  się  na  podstawie  kart  katalogowych
bezpieczników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie napięcia znamionowe moŜemy spotkać w sieciach niskiego napięcia?

Jakimi kryteriami naleŜy kierować się, przy wyborze trasy budowanej linii kablowej?

Jakie są minimalne głębokości układania kabli o napięciu znamionowym do 1 kV?

W jaki sposób oznacza się miejsca, w których ułoŜone zostały kable elektroenergetyczne?

W jaki sposób oznacza się przewody nie izolowane stosowane w sieciach napowietrznych
wysokiego napięcia?

W jaki sposób łączy się ze sobą kolejne odcinki przewodów w sieciach napowietrznych?

Jakie funkcje pełnią odłączniki w sieciach elektroenergetycznych?

W jaki sposób skraca się proces gaszenia łuku elektrycznego w wyłącznikach
elektroenergetycznych?

Jakie są kryteria doboru bezpieczników nadprądowych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie zdjęcia fragmentu linii elektroenergetycznej określ jej napięcie znamionowe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

obejrzeć zdjęcie zwracając uwagę na kształt i długość izolatorów,

określić rodzaj słupów uŜytych do budowy tejŜe linii,

porównać izolatory i słupy z danymi katalogowymi,

zapisać i zaprezentować wnioski.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

zdjęcia wybranych fragmentów róŜnych linii elektroenergetycznych napowietrznych,

−

katalogi osprzętu elektrycznego wykorzystywanego do budowy linii napowietrznych,

−

materiały i przybory do pisania.

Ćwiczenie 2

Na podstawie kart katalogowych oraz tabliczek znamionowych zidentyfikuj łączniki

wskazane przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

obejrzeć łączniki (lub ich zdjęcia, zdjęcia tabliczek znamionowych),

zinterpretować zapisy tabliczek znamionowych,

w razie wątpliwości odnaleźć właściwą kartę katalogową,

zidentyfikować rodzaj łącznika.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

zdjęcia wybranych fragmentów łączników lub ich tabliczek znamionowych,

−

katalogi osprzętu elektrycznego wykorzystywanego do budowy linii napowietrznych,

−

materiały i przybory do pisania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

We wskazanym przez nauczyciela miejscu ułóŜ fragment linii kablowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować wykop dla linii kablowej,

wykonać podsypkę pod kabel,

ułoŜyć kabel w przygotowanym wykopie,

obsypać kabel Ŝwirem,

oznakować folią miejsce ułoŜenia kabla,

zasypać wykop uporządkować miejsce.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

łopata, szpadel,

−

krotki odcinek kabla ok. 1,5 m,

−

piasek do wykonania osypki,

−

folia do znakowania w kolorze uzaleŜnionym od napięcia znamionowego kabla,

−

instrukcja do ćwiczenia.

Ćwiczenie 4

Wykonaj połączenie kabla YAKY 4 x 25 do gniazda bezpieczników mocy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zdjąć na odpowiednim odcinku powłokę,

zdjąć izolacje z Ŝył,

dobrać odpowiednie końcówki,

prasą zacisnąć końcówki na Ŝyłach przewodzących,

wykonać połączenie kabla do bezpieczników.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

prasa hydrauliczna wraz z kamieniami,

−

końcówki zaciskowe dostosowane do rodzaju kabla,

−

komplet narzędzi elektromonterskich,

−

fragment kabla ok. 1 mb YAKY 4 x 25,

−

instrukcja do ćwiczenia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

montować elementy linii napowietrznej?

montować elementy linii kablowej?

odczytywać dokumentację techniczną?

rozróŜniać elementy do budowy linii kablowej?

rozróŜniać elementy do budowy linii napowietrznej?

dobierać na podstawie katalogów elementy zastępcze?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Budowa sieci trakcyjnej

4.2.1.

Materiał nauczania

Transport szynowy w Polsce zasilane jest stałym prądem elektrycznym dostarczanym do

nich  za  pośrednictwem  sieci  trakcyjnej,  która  składa  się  z  sieci  jezdnej  (najczęściej
napowietrznej)  i  sieci  powrotnej.  Wartości  napięć  zaleŜą  od  środków  transportu:  w  polskich
kolejach liniowych napięcie wynosi 3300 V, w metrach spotyka się napięcia najczęściej 750 V
lub  rzadziej  600  V,  natomiast  sieć  trakcyjna  tramwajowa  zasilana  jest  napięciem  600 V.
Na ogół  do  sieci  jezdnej  podłącza  się  biegun  dodatni  (+),  a  biegun  ujemny (-) do szyn. Prąd
w ten  sposób  płynie  z  podstacji  trakcyjnej  siecią  jezdną  poprzez  odbierak  prądu  (pantograf)
zainstalowany  na  pojazdach  szynowych,  dalej  odbiorniki  zainstalowane  w  pojazdach
trakcyjnych i siecią powrotną prąd wraca przez koła jezdne szynami do podstacji trakcyjnych.

Sieć trakcyjna kolejowa

Sieć trakcyjna zbudowana jest z drutów jezdnych profilowanych DJP, czyli z drutów

miedzianych o przekroju w przybliŜeniu okrągłym z dwoma podłuŜnymi rowkami w górnej
ich części. Miedź zapewnia dobrą przewodność prądu oraz duŜą wytrzymałość na rozrywanie
i napręŜanie udarowe, jak równieŜ jest odporna na ścieranie. Najczęściej stosuje się przewody
jezdne typu DJP 120 o przekroju 120 mm

lub DJP 100 o przekroju 100 mm

. Nad jednym

torem przewody mogą występować podwójnie lub pojedynczo w zaleŜności od typu sieci.

Rys. 1.

Schemat sieci elektroenergetycznej trakcyjnej pojedynczej: a) lina nośna, b) przewód jezdny,
c) wieszak przewodu jezdnego [opracowanie własne]

Rys. 2.

Schemat sieci elektroenergetycznej trakcyjnej podwójnej: a) lina nośna, b) przewód jezdny, c) wieszak
przewodu jezdnego( lina nośna pomocnicza), e) wieszak liny nośnej pomocniczej [opracowanie
własne]

Minimalna wysokość zawieszania przewodów jezdnych ponad główkę szyny według

przepisów  obowiązujących na PKP S.A. wynosi 4,90 m. MoŜliwe jest zejście z przewodami
jezdnymi  do  wysokości  4,85  m  na  liniach  lokalnych,  gdzie  są  małe  prędkości  kursowania
pociągów.  Wysokość  normalna  zawieszenia  przewodów  jezdnych  według  przepisów  wynosi
5,60 m.

Przewody jezdne produkowane są w długościach nie przekraczających 1500 m stąd

między innymi wynika stosowanie odcinków napręŜania (opis w dalszej części) nie
przekraczających tej właśnie długości. JeŜeli wystąpi konieczność połączenia przewodów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

jezdnych ze sobą stosuje się w takiej sytuacji złączki przewodów. Złączki mogą być śrubowe,
albo klinowe.

Rys. 3.

MontaŜ przewodów jezdnych: A) złączka klinowa łącząca dwa przewody jezdne profilowane ze sobą,
B) Sposób montaŜu przewodu jezdnego, umoŜliwiający swobodny ślizg odbieraków prądu: a) przewód
jezdny, b) obejma zaciskowa uchwytu, c) śruba regulacyjna zacisku [opracowanie własne]

Do przenoszenia sił wzdłuŜnych w sieci trakcyjnej słuŜy lina nośna, na której wisi

przewód  profilowany  jezdny.  Lina  nośna  ma  kształt  paraboli,  najwyŜsze  punkty  liny  nośnej
zawieszone  są  na  ukośnikach  słupów,  najniŜszy  punkt  zazwyczaj  jest  w  połowie  odległości
między  słupami.  Przewód  jezdny  powinien  być  powieszony  poziomy  na  stałej  wysokości
względem torów.
A)

Rys. 4.

Wieszak pojedynczy długi: A) widok, B) sposób montaŜu drutów jezdnych na wieszaku a) linka
wieszakowa, b) zacisk, c) wkładka chomontkowa, d) uchwyt zaciskowy przewodu jezdnego, e) przewód
jezdny V

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Lina nośna jest to splot linek miedzianych (lub stopów miedzi) z rdzeniem głównym

w środku. Zapewnia to dobre przewodzenie prądu elektrycznego oraz duŜą wytrzymałość na
siły rozrywające. Podobnie jak przewody jezdne lina nośna moŜe występować pojedynczo lub
podwójnie w zaleŜności od typu sieci.

Na trasach o prędkościach do 120 km/h stosuje się dwa przewody jezdne, wówczas sieć

lepiej współpracuje z odbierakiem prądu tzn. umoŜliwia większe pobory prądu przez pojazdy
trakcyjne.  Wówczas  lina  nośna  podtrzymuje  obydwa  przewody  jezdne.  Kolejne  wieszaki  są
mocowane  do  przewodów  jezdnych  naprzemiennie  –  jeden  wieszak  zaczepiany  jest  do
prawego  przewodu  jezdnego,  a  kolejny  do  lewego  –  następny  natomiast  znowu do prawego,
itd.  w  związku  z  tym  musimy  zastosować  podwójną  ilość  wieszaków  w  stosunku  do  sieci
z jednym przewodem jezdnym.

Wśród sieci z jedną lina nośną i dwoma przewodami jezdnymi najczęściej moŜna spotkać

podwieszenia typu „Y” (rys. 5).

Rys. 5.

Sposób podwieszania drutów jezdnych w sieciach typu „Y”. Występuje jedna linia nośna, w pobliŜu
słupów do liny nośnej doczepia się linki uelastyczniające [opracowanie własne]

Zastosowanie podwieszenia typu „Y” dodatkowo wyrównuje sieć. Zastosowanie linki

uelastyczniającej podwieszenia „Y” powoduje zmniejszenie zwisu liny nośnej, a im mniejszy
zwis liny nośnej tym elastyczność sieci jest bardziej równomierna na całym przęśle.
Podwieszenie typu "Y" stosuje się przy rozpiętości przęseł większych niŜ 45 m.

Rys. 6.

Sieć łańcuchowa z dwoma przewodami jezdnymi i dwoma liniami nośnymi.

Ten typ sieci stosowany jest na liniach kolejowych przystosowanych do jazdy pociągów

z duŜymi  prędkościami  (ponad  120  km/h)  i  jest  udoskonaleniem  zawieszenia
uelastyczniającego  typu  „Y”.  Lina  nośna  podwieszana  do  konstrukcji  wsporczych  nazywana
jest liną główną, natomiast druga zwana jest liną uelastyczniającą (odpowiednik igreka).

W omawianym typie sieci stosuje się przęsła napręŜania sześciosłupowe, w których kaŜda

para: przewód jezdny - lina nośna, kotwione są do osobnej konstrukcji wsporczej.

W sieciach z podwójnymi przewodami jezdnymi stosuje się uchwyty odległościowe,

które chronią przed uderzaniem przewodów jezdnych o siebie pod wpływem parcia wiatru,
czy teŜ duŜych poborów prądu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 7.

Widok przedstawiający metody zawieszania trakcji na słupach przelotowych: a) ukośnik, a1) izolator
wsporczy ukośnika, a2) zawias obrotowy ukośnika, b) odciąg ukośnika, b1) izolator odciągu, c) wysięg
pomocniczy, d) ramiona odciągowe, e) Ŝelbetowa konstrukcja słupa, f) wieszak wysięgu pomocniczego,
g) lina nośna, h) przewody jezdne, i) wieszak, j) przewód uszyniający [opracowanie własne]

Przewody jezdne mocuje się do wysięgów pomocniczych wysięgników za pomocą

ramion odciągowych zakończonych uchwytami zaciskowymi przewodów jezdnych lub za
pośrednictwem uchwytów stałych. Uchwyty zaciska się w rowkach przewodu jezdnego.

Sieć jezdna łańcuchowa skompensowana i nieskompensowana podwieszana jest do

konstrukcji wsporczych za pomocą obrotowych wysięgników.

Słupy trakcyjne metalowe mogą być płaskie lub przestrzenne. Te pierwsze składają się

z dwóch pionowych ceowników połączonych ze sobą poprzez okratowanie wewnętrzne lub
poziome płaskowniki. Obydwa te łączenia ceowników mogą występować jednocześnie

Słupy przestrzenne natomiast składają się z czterech pionowych kątowników, pomiędzy

którymi występuje kratowanie.

Konstrukcja

wysięgnikowa

składa

się

metalowego

słupa

(przestrzenny

ze okratowaniem),  na  którym  spoczywa  metalowy  wysięgnik  (równieŜ  okratowany).
Do wysięgnika  instaluje  się  pionowe  wsporniki.  Do  wsporników  mocuje  się  za
pośrednictwem  izolatorów  wysięgniki  sieci  jezdnych.  Konstrukcje  wysięgnikowe  stosuje  się
często  przy  rozjazdach  oraz  w  miejscach,  gdzie  nie  ma  moŜliwości  indywidualnego
podwieszenia sieci jezdnych.

Wysięgniki przymocowywane są do konstrukcji wsporczych obrotowo, co umoŜliwia

sieci jezdnej podłuŜne poruszanie pod wpływem temperatur.

W miejscu mocowania, pomiędzy czołem konstrukcji wsporczej, a wysięgnikiem stosuje

się izolatory, poniewaŜ wysięgniki znajdują się wraz z siecią jezdną pod napięciem
i konieczne jest ich odizolowanie od konstrukcji. WyróŜniamy dwa rodzaje izolatorów:
izolatory wsporcze i izolatory odciągowe.

RozróŜniamy dwa rodzaje konstrukcji wsporczych:

−

indywidualne,

−

grupowe.
Konstrukcje wsporcze indywidualne są to słupy trakcyjne, do których podwieszana jest

jedna sieć jezdna jednego toru. Słupy te mogą być Ŝelbetowe lub metalowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Konstrukcje wsporcze grupowe stosowane są w przypadku podwieszania sieci jezdnych

kilku  torów  z  reguły  do  siebie  równoległych  w  szczególności  w  sytuacji,  gdy  międzytorza
uniemoŜliwiają  poprzez  swój  mały  rozmiar  ustawienia  indywidualnych  konstrukcji
wsporczych.  Zawieszenia  grupowe  stosuje  się  szczególnie  na  stacjach,  a  ich  zastosowanie
dodatkowo powoduje większą przejrzystość. Do zawieszeń grupowych zaliczamy konstrukcje
wysięgnikowe, konstrukcje bramkowe oraz zawieszenia poprzeczne.

Konstrukcja wysięgnikowa składa się z metalowego słupa (przestrzenny ze

okratowaniem),  na  którym  spoczywa  metalowy  wysięgnik  (równieŜ  okratowany).
Do wysięgnika  instaluje  się  pionowe  wsporniki.  Do  wsporników  mocuje  się  za
pośrednictwem  izolatorów  wysięgniki  sieci  jezdnych.  Konstrukcje  wysięgnikowe  stosuje  się
często  przy  rozjazdach  oraz  w  miejscach,  gdzie  nie  ma  moŜliwości  indywidualnego
podwieszenia sieci jezdnych.

Słupy trakcyjne

Wysokość względna (ponad grunt) słupów trakcyjnych wynosi od 6

7 m. Mogą one być

wyŜsze w przypadku, gdy zamontowana zostanie na ich wierzchołku lampa uliczna, itp.
Głębokość wpuszczania słupa trakcyjnego w grunt wynosi w zaleŜności od fundamentu
1,3

2,5 m. W wykopie pod fundament umieszcza się słup. Następnie pionuje się go, po czym

otwór  w  ziemi  zalewa  się  betonem.  Gdy  beton  zastygnie  fundament  jest  gotowy.  Słupy
trakcyjne,  które  będą  pełnić  rolę  kotwowych  lekko  przechyla  się  w  tył  (w  przeciwnym
kierunku  niŜ  kotwienie).  Doczepienie  do  konstrukcji  słupa  kotwienia  spowoduje  jego
wyprostowanie  w  związku  z  zadziałaniem  sił  podłuŜnych  naciągu  sieci.  Kolejnym  krokiem
jest wybetonowanie głowicy fundamentowej, która swoim poziomem równa się z gruntem po
zasypaniu  wykopu  pod  torowisko.  Głowica  fundamentowa  zabezpiecza  przez  stykaniem  się
gruntu  (podsypki) z konstrukcją słupa trakcyjnego, co przyspieszałoby jego korozję. Kolejną
czynnością w przypadku słupów kratowych jest zalanie wnętrza przekroju poprzecznego słupa
betonem do wysokości blach okalających i podwyŜszenie głowicy fundamentowej, do połowy
wysokości  blach  okalających  konstrukcję  słupa.  PodwyŜszenie  głowicy  fundamentowej
powoduje,  Ŝe  wystaje  ona  ponad  poziom  gruntu  (podsypki)  o  kilkanaście  centymetrów
i dodatkowo  zabezpiecza  przed  kontaktem  słupa  z  gruntem.  W  słupach  z  konstrukcją  pełną
z przyczyn oczywistych nie zalewa się ich przekroju betonem.

Przy osadzaniu w gruncie słupa o konstrukcji dwuteowej i okrągłej wylewanie

fundamentu róŜni się nieco od tego przy słupach kratowych. Po wykopaniu otworu pod
fundament, w jego osi osadza się kartonową rurę szalunkową. Następnie otwór fundamentowy
zalewa się betonem tak, Ŝe rura szalunkowa jest oblana od zewnątrz.

Gdy beton zastygnie rurę szalunkową wyjmuje się, a w powstałym okrągłym otworze

umieszcza się słup dwuteowy. Po wypionowaniu słupa zalewa się go betonem.
Po zastygnięciu betonu fundament jest gotowy. Ostatnim etapem osadzania słupa dwuteowego
jest wylanie głowicy fundamentowej analogicznej do tej przy słupach kratowych.

W szczególnych przypadkach fundamenty wykonuje się jako elementy prefabrykowane

które zakopuje się w ziemi. Po zagęszczeniu ziemi na wyprowadzonych kotwach montuje się
słup.

Gdy nie ma moŜliwości postawienia słupa z wysięgnikiem w odpowiedniej odległości od

osi toru (np. na peronie), to do podwieszenia sieci stosuje się konstrukcję z jednym
wysięgnikiem wydłuŜonym, który podtrzymuje siec nad dwoma sąsiednimi torami.

Gdy konieczne jest obniŜenie wysokości zawieszenia sieci jezdnej na przykład w sytuacji,

gdy  sieć  przechodzi  pod  obiektami  inŜynierskimi,  takimi  jak  wiadukty,  stosuje  się  specjalne
wysięgniki  umoŜliwiające  niŜsze  zawieszenie  sieci.  ObniŜanie  wysokości  zawieszenia  wiąŜe
się ze zmniejszaniem wysokości konstrukcyjnej sieci.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ObniŜanie poziomu zawieszenie sieci jezdnej musi następować zgodnie z rygorami, tak

by nie została zachwiana prawidłowa współpraca odbieraka prądu na skutek zbyt
gwałtownego opadania lub unoszenia się przewodów jezdnych.

Zgodnie z przepisami prowadzenia sieci trakcyjnej na PKP pochylenie przewodów

jezdnych na trasach gdzie prędkość jazdy pociągów nie przekracza 40 km/h moŜe dochodzić
do  10  promili  w  stosunku  do  płaszczyzny  toru.  Na  szlakach  gdzie  prędkości  dochodzą  do
100 km/h  dopuszczalne  pochylenie  przewodów  jezdnych  moŜe  wynieść  maksymalnie
5 promili.  Przy  prędkościach  do  160  km/h  pochylenie  nie  moŜe  przekroczyć  3  promili.
Na trasach  kolejowych  przystosowanych  do  prędkości  większych  niŜ  160  km/h  stosuje  się
pochylenie nie większe niŜ 1,5 promila.

Wszystkie konstrukcje wsporcze (zarówno Ŝelbetowe jak i metalowe), semafory i inne

urządzenia, obiekty znajdujące się przy torach są uszynione.

Uszynienie jest to celowe połączenie z szyną (siecią powrotną) jest zabezpieczeniem na

wypadek  przebicia  izolatorów  wsporczych/odciągowych  (między  konstrukcją  wsporczą,
a wysięgnikiem)  jak  równieŜ  na  wypadek  zetknięcia  się  sieci  jezdnej  z  urządzeniami
znajdującymi  się  przy  torach  na  skutek  oberwania  się  sieci.  W  takich  przypadkach  nastąpi
bezpośrednie zwarcie sieci trakcyjnej, wówczas przy zwarciu popłynie duŜy prąd zwarciowy,
który  spowoduje  zadziałanie  zabezpieczeń  w  podstacji  trakcyjnej,  a  tym  samym  wyłączenie
napięcia w sieci.

Według przepisów przy uszynianiu wiaduktów nie moŜe zostać zastosowane

bezpośrednie  uszynienie,  to  znaczy  wiadukty  nie  mogą  być  połączone  bezpośrednio  za
pomocą przewodów uszyniających z szynami. Jest to spowodowane faktem, Ŝe bezpośrednie
uszynienie  omawianych  obiektów,  które  posiadają  dość  duŜa  rezystancja  spowodowałoby
uziemienie  szyn  i  w  rezultacie  doprowadziłoby  do  powstania  prądów  błądzących,  które  są
bardzo  szkodliwe  dla  konstrukcji  metalowych  -  np.  przyspieszają  korozję.  PowyŜsza  reguła
dotyczy  zarówno  wiaduktów  metalowych,  jak  i  Ŝelbetowych  -  występuje  w  nich  metalowe
zbrojenie.

Rozwiązaniem umoŜliwiającym pewne uszynienie, a zarazem odizolowanie wiaduktów

od  szyn  są  iskierniki  niskonapięciowe.  Zasada  działania  iskierników  polega  na  tym,  Ŝe
w momencie  prawidłowej  izolacji  elektrycznej  sieci  trakcyjnej  iskierniki  izolują  wiadukt  od
torów.  Elementem izolującym iskiernika jest płytka izolacyjna (mikowa), która w momencie
gdy  napięcie  przedostanie  się  na  wiadukt  zostaje  przepalona  i  następuje  bezpośrednie
połączenie konstrukcji wiaduktu z szynami. Popłynie w związku z tym duŜy prąd zwarciowy
natychmiastowo  wyzwalający  zadziałanie  wyłączników  szybkich  w  podstacji  trakcyjnej  /
kabinie sekcyjnej.

Sieć trakcyjna tramwajowa

Sieć tramwajowa w budowie jest bardzo zbliŜona do sieci trakcji kolejowej. Istotne

róŜnice pojawiają się w stosowanych izolatorach, oraz zmienione są odległości. RównieŜ
naleŜy uwzględnić fakt, Ŝe masa tramwajów jest duŜo mniejsza, co wpływa pobory prądu.

Nominalna wysokość zawieszania przewodu jezdnego ponad główką szyny waha się

między 5,25

5,50 m. W szczególnych przypadkach moŜe on być zawieszany na niŜszej

wysokości (np. pod niskimi wiaduktami).

NajniŜsza dopuszczalna przepisami wysokość sieci trakcyjnej tramwajowej wynosi 4,2 m.

Maksymalna wysokość natomiast nie powinna przekraczać 6 m, gdyŜ spowoduje to
nieprawidłową współpracę odbieraka prądu z siecią jezdną. Jak juŜ było wspomniane do sieci
jezdnej dochodzą przewody zasilające o biegunowości dodatniej. Wieszak – jest to linka typu
Cu o przekroju 10 mm

przymocowana górnym końcem do liny nośnej, a dolnym do

przewodu jezdnego za pomocą specjalnych uchwytów wieszakowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 8.

Metoda  łączenia  liny  nośnej:  a)  końcówka
odcinka  liny  nośnej  1,  b)  końcówka  odcinak
liny  nośnej  2,  c)  uchwyty  zaciskowe  typu  U
[opracowanie własne]

Rys. 9.

Złączka śrubowa: a) korpus złączki, b) śruby
mocujące przewody jezdne, c) druty jezdne
[opracowanie własne]

To elementy nawierzchni torowej czyli szyny, rozjazdy oraz połączenia elektryczne tych

elementów słuŜące doprowadzeniu prądu zwanego prądem powrotnym z obwodu
elektrycznego tramwaju do podstacji trakcyjnej. (Opis w dziale zasilania sieci trakcyjnej).

Dla polepszenia przepływu prądu powrotnego przez szyny do podstacji (wyrównania

obciąŜenia prądowego oraz zmniejszenia do minimum rezystancji) w pewnych odstępach (co
około 100

200 m) sąsiadujące szyny torów łączy się ze sobą elektrycznymi połączeniami

międzytorowymi, natomiast szyny, kaŜdego toru łączy się między sobą elektrycznymi
połączeniami międzytokowymi.

W sieciach tramwajowych oprócz slupów Ŝelbetonowych opisanych w trakcji kolejowej

stosuje się bardzo często słupy stalowe o przekrojach: ośmiokątnym, okrągłym i dwuteowym.

Rys. 10.

Słup trakcji tramwajowej

o przekroju ośmiokątnym
[opracowanie własne]

Rys. 11.

Słup trakcji tramwajowej
o

przekroju

okrągłym

[opracowanie własne]

Rys. 12.

Słup trakcji tramwajowej
o przekroju dwuteowym
[opracowanie własne]

Do powyŜej opisanych połączeń elektrycznych wykorzystuje się obecnie kable w izolacji

zakończone specjalnymi końcówkami z otworami umoŜliwiającymi ich przymocowanie
ś

rubami do szyjek szyn.

Rys. 13.

Konstrukcja wsporcza
indywidualna
[opracowanie własne]

Rys. 14.

Konstrukcja wsporcza

zawieszenia indywidualnego
dwutorowego [opracowanie
własne]

Rys. 15.

Konstrukcja wsporcza

zawieszenia zbiorowego
[opracowanie własne]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W sieci trakcyjnej tramwajowej rozróŜnia się wysięgniki metalowe wymagające

odizolowania od słupa oraz wysięgniki z tworzyw sztucznych, które odizolowania nie
wymagają, gdyŜ wykonane są z materiałów izolacyjnych.

Wysięgniki metalowe są obecnie rzadziej stosowane, obecnie się juŜ ich nie montuje na

nowopowstających trasach, a podczas remontów kapitalnych sieci zastępuje się je
nowoczesnymi wysięgnikami z tworzyw sztucznych. Wysięgniki metalowe są o wiele cięŜsze
od tych z tworzyw sztucznych i wymagają bardziej pracochłonnego montaŜu, a w utrzymaniu
są równieŜ bardzo kłopotliwe.

Wysięgniki z tworzyw sztucznych – to nowoczesny typ wysięgników. Są lekkie, łatwe

w montaŜu i proste w eksploatacji – nie wymagają na przykład malowania w przeciwieństwie
do rdzewiejących metalowych. Poza tym nie wymagają odizolowania za pomocą izolatorów
od słupa, gdyŜ ich konstrukcja jest materiałem izolacyjnym.

Pierwszym krokiem przy montaŜu wysięgników do słupów jest zamontowanie na słupach

uchwytów  przegubowych,  zapewniających  obrotowość  wysięgnika.  KaŜdy  wysięgnik
przytwierdzany  jest  za  pośrednictwem  dwóch  uchwytów  przegubowych  –  jeden  z  nich  jest
elementem wsporczym ukośnika, a drugi elementem odciągu ukośnika.

Uchwyty przegubowe mogą być instalowane (w zaleŜności od rodzaju słupów

trakcyjnych) za pomocą taśmy (uchwytu paskowego), zaczepów śrubowych lub wsporników.

Ukośniki przymocowuje się do uchwytów przegubowych za pomocą uchwytów

widełkowych. Zastosowanie uchwytów przegubowych i widełkowych umoŜliwia poruszanie
ukośnikiem w płaszczyźnie poziomej (obrotowość) i pionowej (wysokość zawieszenia sieci).

Do zamontowania odciągu ukośnika stosuje się uchwyty przegubowe przytwierdzane do

słupów analogiczne jak te ukośnikowe. W zaleŜności od tego czy wysięgnik ma być
przechylny, czy nieprzechylny do uchwytu instaluje się odpowiednio linkę odciągu lub odciąg
ze szkłolaminatu.

W przypadku instalowania sztywnego odciągu ukośnika, szkłolaminat odciągu

zakończony jest po obydwóch stronach uchwytami widełkowymi. Jednym uchwytem
widełkowym przymocowuje się odciąg do uchwytu przegubowego, a do drugiego uchwytu
widełkowego mocuje się głowicę wysięgnika.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Z jakich elementów buduje się linie trakcji elektrycznej?

Jakie są podstawowe elementy zawieszenia przewodów?

Jakie funkcje realizują linie nośne?

W jaki sposób łączy się druty jezdne profilowane?

Jakie rodzaje izolatorów stosuje się przy budowie linii elektrycznej trakcyjnej?

Na czym polega kompensacja sieci?

Co to jest uszynienie i do czego słuŜy?

Jakie konstrukcje nośne stosuje się w budowie trakcji?

Czym róŜnią się trakcja tramwajowa od trakcji tramwajowej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na modelu linii trakcyjnej, wskaŜ wszystkie elementy odpowiedzialne za utrzymanie

drutów jezdnych na odpowiedniej wysokości. Ustal kolejność montaŜu wszystkich elementów
linii.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odnaleźć na zdjęciu, ukośnik, odciąg, wieszak, izolator ukośnika, izolator odciągu,

wysięg, ramiona odciągu, wieszak pomocniczy, drut jezdny, lina nośna, przewód
uszyniający, itp.

2)  wykonać szkic i opisać wszystkie elementy,
3)  w przypadku problemów z nazewnictwem naleŜy sprawdzić w katalogach,
4)  opisać zadania jakie realizuje kaŜdy ze zidentyfikowanych elementów.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

model linii trakcji elektrycznej (lub zdjęcia linii),

−

katalogi elementów wykorzystywanych w budowie trakcji elektrycznej,

−

materiały i przybory do pisania.

Ćwiczenie 2

Wykonaj montaŜ wybranego fragmentu trakcji elektrycznej. Na rozciągniętej linie nośnej

zamontuj fragment ok. 3 m drutu jezdnego profilowanego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  sprawdzić poprawność zamontowania liny nośnej,
2)  załoŜyć wieszaki liny nośnej pomocniczej,
3)  zamontować wieszaki przewodu jezdnego,
4)  zamontować przewód jezdny,
5)  wypoziomować przewód jezdny,
6)  wykonać kontrolę poprawności montaŜu.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

lina nośna zamontowana miedzy dwoma punktami,

−

wieszaki liny nośnej pomocniczej ok. 10 szt.,

−

wieszaki przewodów jezdnych ok. 10 szt.,

−

lina pomocnicza ok. 3 mb,

−

zestaw narzędzi elektromonterskich,

−

drut jezdny profilowany ok. 3 mb,

−

instrukcja do ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Określ wszystkie zagroŜenia jakie mogą powstać w trakcie montaŜu trakcji elektrycznej.

WskaŜ metody zmniejszenia prawdopodobieństwa wystąpienia wypadku. Dobierz
odpowiednie środki ochrony.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać to ćwiczenie powinieneś:

1)  opisać warunki montaŜu poszczególnych elementów linii,
2)  wskazać występujące zagroŜenia w trakcie budowy linii,
3)  określić czynniki zwiększające prawdopodobieństwo wystąpienie wypadku,
4)  dobrać środki ochrony indywidualnej.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

katalogi sprzętu ochronnego,

–

materiały i przybory do pisania,

–

zdjęcia lub filmy z placu budowy linii.

4.2.4.

Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

rozróŜnić podstawowe schematy sieci elektroenergetycznej trakcyjnej?

scharakteryzować właściwości drutów jezdnych profilowanych DJP?

określić na jakich liniach kolejowych stosuje się układ sieci
elektroenergetycznej trakcyjnej z dwoma drutami jezdnymi
i dwoma linami nośnymi?

wymienić

jakie

konstrukcje

nośne

stosuje

się

sieciach

elektroenergetycznych trakcyjnych?

określić jakie funkcje pełnią fundamenty konstrukcji wsporczych
trakcji?

określić jakie funkcje pełnią przewody uszyniające w trakcji
elektrycznej?

wymienić jakie są róŜnice w wysokości montaŜu przewodów jezdnych
w sieciach trakcyjnych kolejowych i tramwajowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.

Kompensacja i podziały trakcji

4.3.1. Materiał nauczania

Sekcjonowanie ma na celu podzielenie sieci na niezaleŜne odcinki zasilania. Zapewnia to

wyłączenie zwarć, równomierne obciąŜenie oraz uniezaleŜnienie prowadzenia ruchu
pociągów od uszkodzeń sieci. RozróŜniamy dwa sposoby sekcjonowania sieci trakcyjnej:

−

podłuŜne (zapewnia oddzielenie torów szlakowych od torów stacyjnych, dzieli sieć przy
punktach zasilania),

−

poprzeczne (zawieszenie sieci na odrębnych konstrukcjach wsporczych).

Sekcjonowanie podłuŜne

Najprostszym sposobem izolowania podłuŜnego sieci jest wpięcie w linę nośną izolatora

dzielczego, a w przewód jezdny izolatora sekcyjnego. Zaletą tego rozwiązania jest moŜliwość
wyizolowania sieci w dowolnym miejscu.

Rys. 16.

Izolator sekcyjny [3]

Izolator stanowi przerwę w obwodzie. Dzięki tej przerwie zachowany jest podział

na sekcje. Aby podać napięcie z jednej sekcji do drugiej, sekcje te zwiera się poprzez
odłącznik. Sekcjonowane są takŜe przęsła napręŜenia (na stacjach).

Izolator ten podwiesza się do liny nośnej za pomocą dwóch wieszaków trójkątnych.

Z obu stron izolatora znajdują się prowadnice po których ślizga się odbierak prądu.
Prowadnice są izolowane od siebie przerwą powietrzną z odgromnikiem roŜkowym. RoŜki te
zabudowane na izolatory ułatwiają gaszenie łuku elektrycznego przechodzącego pantografu.

W rozwiązaniach konstrukcyjnych jako izolatory sekcyjne stosowane są izolatory

ceramiczne  oraz  z  tworzyw  sztucznych.  Izolator  sekcyjny  ceramiczny  obecnie  jest
sukcesywnie wymieniany na izolator sekcyjny z tworzyw sztucznych. Powodem wymiany jest
fakt,  iŜ  izolator  sekcyjny  ceramiczny  stanowi  „twardy  punkt”  w  sieci  –  ogranicza  prędkość
przejazdu  do  40  km/h,  a  poza  tym  posiada  duŜą  masę  (30  kg)  w  przeciwieństwie  do  masy
izolatora sekcyjnego z tworzyw sztucznych (17 kg).

Przęsła napręŜenia moŜna sekcjonować oraz izolować. Izolowane przęsła napręŜenia

stosowane są w punktach zasilania sieci (oddzielenie jednej sekcji zasilanej od drugiej).
Przęsło jest zwierane przez odbierak pojazdu trakcyjnego na wspólnej bieŜni. PoniewaŜ takie
przęsło jest izolatorem, więc występuje łuk elektryczny. Dlatego przewody w takim przęśle
chronione są izolacją termiczną.

W związku z występowaniem rozszerzalności liniowej przy zmianach temperatury

otoczenia, naleŜy w sieciach jezdnych stosować równieŜ zmianę stosowanych naciągów czyli
tzw. kompensację. Sieci, w których nie stosuje się kompensacji wpływu temperatury, nazywa
się sieciami nieskompensowanymi. Natomiast w sieciach, w których stosuje się kompensację
wpływu temperatury, nazywa się sieciami skompensowanymi. Występowanie więc
rozszerzalności przewodów wymusza budowanie sieci w tzw. sekcjach zwanych odcinkami

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

napręŜenia. Długość odcinka napręŜenia uzaleŜniona jest od rodzaju stosowanej sieci, a więc
ilości przewodów w sieci jezdnej oraz podwieszenia. Kompensację sieci uzyskuje się poprzez
zastosowanie napręŜania cięŜarowego.

Kotwienie krańcowe sieci

sieciach

łańcuchowych

kompensacja

polega  na  utrzymaniu  stałego  naciągu  przewodów
za  pomocą  urządzeń  napręŜających.  Końce
przewodów  są  mocowane  do  konstrukcji  stałych
(kotwione) za pomocą urządzenia zapewniającego
stałą  siłę  naciągu.  W  sieci  jezdnej  występują
następujące kotwienia:

−

kotwienie stałe,

−

kotwienie cięŜarowe.
Kotwienie stałe sieci stosuje się tam, gdzie

odcinek  napręŜany  jest  krótszy  niŜ  600 metrów
i  stosowany  jest  z  jednej  strony  sekcji.  Słup,  na
którym  zakotwiona  jest  sieć  na stałe  nie  posiada
urządzeń  napręŜających.  Sieć  jezdna  i  lina  nośna
kończą  się  uchwytem  krańcowym,  który  jest
mocowany do śruby rzymskiej.

Rys. 17.

Schemat kotwienia stałego: 1 – konstrukcja wsporcza, 2 – odciąg, 3 – fundament odciągu,
4 – izolatory dzielcze, 5 – śruby rzymskie, 6 – uchwyt krańcowy liny nośnej, 7 – uchwyt krańcowy djp
[opracowanie własne]

Kotwienie cięŜarkowe 1/2 umoŜliwia przy

pomocy

jednego

urządzenia

napręŜającego

zastosować  róŜne  naciągi  w  stosunku  do  lin
nośnych  i  przewodów  jezdnych.  Uzyskanie  siły
napręŜającej  dwukrotnie  większej  w  stosunku  do
masy  cięŜaru  uzyskuje  się  poprzez  zastosowanie
dwóch

krąŜków

urządzenia

napręŜającego.

W przełoŜeniu 1:2 krąŜki są połączone specjalnym
łańcuchem (Galla). KrąŜki obracają się na
łoŜyskach tocznych. PrzełoŜenie 1:2 cechuje bardzo
duŜa liczba cięŜarów nawet przy małym napręŜeniu
przewodów.

Rys. 18.

Schemat kotwienia 1:2: 1 – konstrukcja wsporcza, 2 – odciąg, 3 – fundament odciągu, 4 – prowadnica,
5  –  cięŜary,  6  –  pręt,  7  –  łańcuch,  8  –  krąŜek  stały,  9  –  krąŜek  ruchomy,  10  –  uchwyt  krąŜka
ruchomego,  11 – dźwignia, 12 – śruby rzymskie, 13 – izolatory ceramiczne, 14 - uchwyty krańcowe
[opracowanie własne]

Kotwienie cięŜarowe typu 1:4 pozwala na zwiększenie napręŜeń przewodów, poprzez

zastosowanie przekładni o przełoŜeniu 1:4. W celu zmniejszenia oporów ruchu stosuje się linę
(stalową lub nylonową tzw. cięgło linowe) zamiast łańcucha. Urządzenie to ma cztery krąŜki
osadzone po dwa na wspólnej osi. Cięgło linowe połączone jest jednym końcem z uchwytem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pary krąŜków przymocowanych do słupa, a następnie kolejno przybiega przez wszystkie
cztery krąŜki. Drugi koniec cięgła połączony jest z prętem, na którym zawieszone są cięŜary
napręŜające.

Rys. 19.

Schemat kotwienia 1:4: 1 – konstrukcja wsporcza, 2 – odciąg, 3 – fundament odciągu, 4 – izolatory
dzielcze, 5 – śruby rzymskie, 6 – prowadnica, 7 – cięŜary, 8 – cięgło linowe, 9 – krąŜek stały 2 szt,
10 – krąŜek ruchomy 2 szt, 11 – uchwyt krąŜka ruchomego, 12 – dźwignia, 13 – uchwyt krańcowy liny
nośnej, 14 – uchwyt krańcowy djp, 15 – urządzenie zabezpieczające [opracowanie własne]

Stosowane nowoczesne kotwienie cięŜarowe polega na osobnym kotwieniu liny nośnej

oraz  przewodu  jezdnego.  Dzięki  takiemu  rozwiązaniu  unika  się  stosowania  dźwigni  co
zapewnia  lepszą  regulację  sieci  i  polepszenie  jej  parametrów.  Dodatkowo  przy  sieci
składającej  się  z  2  djp  oraz  2  lin  nośnych  za  śrubami  rzymskimi  wpięte  są  wyrównywacze
przewodów.  Izolatory  dzielcze  lin  nośnych  znajdują  się  za  wyrównywaczem,  natomiast
wyrównywacz przewodów jezdnych znajduje się za izolatorem dzielczym, który jest wspólny
dla dwóch przewodów.

Rys. 20.

Schemat  nowoczesnego  kotwienia:  1  –  konstrukcja  wsporcza,  2  –  odciąg,  3  –  fundament  odciągu,
4  –  śruby  rzymskie,  5  –  izolatory  dzielcze,  6  –  prowadnica,  7  –  cięŜary  napręŜające  linę  nośną,
8  –  cięŜary  napręŜające  linę  djp,  9  –  zespół  krąŜków  liny  nośnej,  10  –  zespół  krąŜków  djp,
11  –  uchwyt  krańcowy  liny  nośnej,  12  –  uchwyt  krańcowy  djp,  13  –  urządzenie  zabezpieczające
[opracowanie własne]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podstawowe elementy napręŜające konstrukcji kotwowych

Ze względu na ilość kotwionych przewodów, urządzenia napręŜające róŜnią się

konstrukcyjnie. W przypadku kotwienia sieci z dwoma djp, za izolatorem stosowany jest tzw.
wyrównywacz przewodów, którego zadaniem jest niwelowanie róŜnic długości dwóch
napręŜanych djp.

W celu wyrównania róŜnic długości liny nośnej i djp w kotwieniu cięŜarowym stosowane

są dźwignie. Dźwignia to konstrukcja uniwersalna, która posiada szereg otworów słuŜących
do połączenia przewodów na róŜnych długościach ramion dźwigni. UmoŜliwia to odpowiedni
dobór długości ramion zaleŜnie od stosowanych naciągów w linie nośnej i djp. Do regulacji
połoŜenia dźwigni w pionie słuŜą śruby rzymskie.

Rys. 21.

Elementy krańcowe w napręŜaniu: 1 – krąŜki ruchome, 2 – dźwignia, 3 – izolatory dzielcze, 4 – śruby
rzymskie, 5 – wyrównywacz, 6 – uchwyty krańcowe DJP, 7 – uchwyt krańcowy liny nośnej [3]

W przypadku kotwienia cięŜarowego 1:4, aby zarwanie liny elastycznej urządzenia

napręŜającego nie spowodowało opadnięcia sieci na ziemię, pomiędzy krąŜki ruchome
i nieruchome wpina się urządzenie zabezpieczające.

W przypadku sieci z dwoma linami nośnymi, aby niwelować róŜnicę zmian ich długości,

wpina się dodatkową dźwignię regulującą.

Rys. 22.

Sieć trakcyjna z jedną
lina nośną i jednym
drutem

jezdnym

[opracowanie własne]

Rys. 23.

Sieć trakcyjna z jedna
liną nośną i dwoma
drutami

jezdnymi

[opracowanie własne]

Rys. 24.

Sieć trakcyjna z dwoma
liniami nośnymi i dwoma
drutami

jezdnymi

[opracowanie własne]

CięŜary w kotwieniu cięŜarowym wykonane są jako Ŝeliwne odlewy. Cały cięŜar

napręŜający  składa  się  z  krąŜków  o  masie  27  kg  kaŜdy.  Obecnie  w  celu  wyeliminowania
kradzieŜy  coraz  częściej  stosowane  są  cięŜary  z  betonu.  CięŜary  napręŜające  w  przełoŜeniu
1:4  połączone  są  z  cięgłem,  w  1:2  z  łańcuchem,  za  pomocą  pręta.  Swobodny  ruch  cięŜarów
przy  zmianie  temperatury  umoŜliwia  prowadnica  (latem  cięŜary  opadają,  zimą
są podnoszone).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W starszym rozwiązaniu stosowano cięŜary podwójne. W Ŝargonie kolejowym kaŜdy
pojedynczy cięŜarek nazywany jest dropsem. W najnowszych rozwiązaniach konstrukcyjnych
uŜywa się podwójnej prowadnicy.

Izolatory stosowane w konstrukcjach kotwowych zapobiegają przedostaniu się napięcia

kotwionej  sieci  na  konstrukcje  wsporczą.  Obecnie  stosowane  są  izolatory  dzielcze  z  Ŝywic
epoksydowych,  dawniej  natomiast  stosowane  były  izolatory  ceramiczne.  Izolator  ceramiczne
kotwowe  zostają  wymieniane  na  nowe  izolatory  z  tworzywa  sztucznego.  Powodem  tej
wymiany  jest  duŜa  masa  izolatora  ceramicznego  –  ok.  16  kg.  Masa  izolatora  z  tworzyw
sztucznych wynosi zaledwie 1,4 kg.

Rys. 25.

Izolatory w kotwieniu: nowe izolatory dzielcze [opracowanie własne]

Charakterystyczną cechą kaŜdej konstrukcji kotwowej, indywidualnej czy grupowej, jest

odciąg  który  stanowi  przeciw  wagę  dla  napręŜenia  przewodów.  Konstrukcja  odciągów
zmieniała  się  wraz  z  postępem  elektryfikacyjnym.  Najstarsze  odciągi  są  wykonane
z ceowników,  płaskowników  lub  kratownic.  Ze  względu  na  swoje  wymiary,  odciągi
ceownikowe  zostały  wyparte  przez  odciągi  prętowe,  początkowo  dwuprętowe,  następnie
jednoprętowe,  które  do  konstrukcji  wsporczych  montowane  są  za  pomocą  widełek.
W najnowszych  rozwiązaniach,  widełki  z  prętem  połączone  są  za  pomocą  elastycznego
elementu.

Rys. 26.

Konstrukcja kotwowa
z odciągiem
[opracowanie własne]

Rys. 27.

Konstrukcja kotwowa
z podporą [opracowanie
własne]

Rys. 28.

Konstrukcja kotwowa
podwójna [opracowanie
własne]

KaŜdy odciąg (w zaleŜności od konstrukcji) posiada fundament bądź głowicę

fundamentową. Odciągi konstrukcji wsporczej, która posiada palikowany fundament, równieŜ
posiada fundament palikowany do którego mocuje się odciąg przy pomocy śrub. W zaleŜności
od odciągu występują róŜne rodzaje głowic i fundamentów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 29.

Fundament odciągu - fundament palikowany [3]

W wyjątkowych indywidualnych przypadkach stosowane są boczne odciągi konstrukcji

wsporczych np. znaczna przechyłka konstrukcji wsporczej na bok, bądź znaczne obciąŜenie
konstrukcji siłą poprzeczną.

Przęsła napręŜania

Miejsca napręŜenia dwóch odcinków sieci nazywamy przęsłem napręŜenia. Przęsła dzieli

się na normalnej długości i skrócone, izolowane, cztero-, sześcio- lub ośmiosłupowe,
sekcjonowane odłącznikiem. Typowe przęsło napręŜenia składa się z czterech słupów.

Słup Kotwowy

Słup krzyŜowy

Słup krzyŜowy 2

Słup kotwowy

Wspólna bieŜnia

Odcinek A

Odcinek B

Rys. 30.

Zasada konstrukcji przęsła napręŜenia [3]

Na skraju przęsła znajdują się słupy kotwowe, natomiast w środku umiejscowione

są słupy krzyŜowe. Przewody jezdne między słupami krzyŜowymi stanowią wspólną bieŜnię
gdyŜ znajdują się na tej samej wysokości.

Konstrukcja wysięgnika słupa kotwowego jest identyczna jak słupa przelotowego,

natomiast konstrukcja słupa krzyŜowego róŜni się w zasadniczy sposób. Odciąg ukośnika
słupa krzyŜowego przenosi siły ciskające na słup i dlatego odciągi muszą być nieprzechylne.
W wysięgniku rurowym odciąg jest wykonany z rury, w wysięgniku teownikowym z teownika
zamiast pręta. Izolator odciągu jest jednocześnie izolatorem wsporczym. Wysięg pomocniczy
nie posiada ramion odciągowych tylko bezpośrednio zamocowane uchwyty przewodów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

jezdnych. Słup krzyŜowy jest więc końcowym słupem, na którym podwieszona jest sieć
jezdna.

Pierwszy słup krzyŜowy posiada długi wysięg pomocniczy, natomiast drugi słup

krzyŜowy posiada krótszy wysięg pomocniczy.

Przewody odcinków tworzących przęsło napręŜenia krzyŜują się w róŜnych poziomach.

Aby  umoŜliwić  przepływ  prądu  z  jednego  odcinka  do  drugiego,  łączy  się  przewody  obu
odcinków  w  przęśle  napręŜenia  za  pomocą  elektrycznych  połączeń  międzyodcinkowych
zwartych na stałe. Na szlaku połączenia wykonuje się w dwóch miejscach w pobliŜu słupów
krzyŜowych.  W  przęsłach  napręŜenia  stacyjnych  na  słupach  krzyŜowych  montowane
są odłączniki,  które  umoŜliwiają  sekcjonowanie  sieci  jezdnej.  Połączenie  międzyodcinkowe
zwarte jest wtedy za pomocą odłącznika.

Przęsła napręŜania na łuku

Na łukach o małych promieniach, w celu uzyskania właściwych odsuwów przewodów,

obie sieci tworzące przęsło muszą być zawieszone na sześciu konstrukcjach wsporczych.
Przęsło te posiada dwa słupy kotwowe i cztery krzyŜowe.

Rys. 31.

Schemat przęsła w łuku [opracowanie własne]

Dwa skrajne słupy krzyŜowe są identyczne jak słupy krzyŜowe w normalnym przęśle,

natomiast dwa słupy krzyŜowe które są w środku przęsła posiadają ramiona odciągowe
i odciągi prętowe - pierwszy słup środkowy posiada normalne ramiona odciągowe stosowane
w łuku odciągające sieć do konstrukcji wsporczej, natomiast drugi posiada specjalne ramiona
odciągające sieć od konstrukcji wsporczej.

Przęsła złoŜone z sześciu konstrukcji wsporczych

Sześciosłupowe przęsło napręŜania sieci typu 2C-120-2C (dwie liny nośne i dwa

przewody jezdne) wynika z konieczności rozdzielenia kotwienia kaŜdej sieci na 2 słupy
kotwowe z uwagi na duŜe naciągi zastosowane w przewodach. Na kaŜdym ze słupów
kotwiona jest jedna z lin nośnych oraz jeden z przewodów jezdnych.

Rys. 32.

Schemat przęsła sieci 2C-120-2C [opracowanie własne]

Skrajne konstrukcje kotwowe posiadają wysięgniki słupów przelotowych, natomiast

słupy  kotwowe  w  środku  przęsła  posiadają  wysięgnik  słupa  krzyŜowego  (słupy  kotwowo-
krzyŜowe).  Dwa  słupy  krzyŜowe  znajdujące  się  w  samym  środku  przęsła  posiadają  ramię
odciągowe,  odciągając  w  ten  sposób  jedną  parę  liny  nośnej  i  przewodu  jezdnego.  Wysokie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

naciągi zastosowane w przewodach powodują zwiększenie elastyczności sieci, a tym samym
zwiększenie prędkości konstrukcyjnej dla tego typu sieci (250 km/h).

Dla sieci o duŜych naciągach oraz duŜej prędkości jazdy w celu polepszenia elastyczności

wspólnej bieŜni stosowane jest przede wszystkim sześciosłupowe przęsło napręŜenia bez
rozbicia kotwienia jak w przypadku opisanym powyŜej. Zwiększenie elastyczności w przęśle
moŜliwe jest dzięki wydłuŜeniu długości wspólnej bieŜni. Rozwinięciem konstrukcyjnym jest
czterosłupowe przęsło typu „LibiąŜ”.

Rys. 33.

Schemat klasycznego przęsła sześciosłupowego o wydłuŜonej bieŜni [opracowanie własne]

Rys. 34.

Schemat przęsła o wydłuŜonej bieŜni typu „libiąŜ” [opracowanie własne]

W klasycznym przęśle o wydłuŜonej bieŜni znajdują się dwa słupy kotwowe, dwa słupy

krzyŜowe oraz dwa słupy przelotowe. Słupy przelotowe ustawiane są jako środkowe takiego
przęsła i posiadają ramiona odciągowe.

W rozwiązaniu typu „libiąŜ” zamiast dwóch osobnych konstrukcji wsporczych dla

wysięgu krzyŜowego i przelotowego, stosuje się jedną konstrukcję na której znajdują się dwa
wysięgi - krzyŜowy i przelotowy. Tego typu konstrukcje często stosowano są w krajach
zachodnioeuropejskich.

Skrócone przęsło napręŜenia

W normalnych przypadkach odległości między słupami krzyŜowymi wynoszą,

w zaleŜności od rodzaju sieci, od 30 do 53 m. Jednak w pewnych przypadkach z uwagi na
brak miejsca, buduje się przęsła napręŜenia o rozpiętości mniejszej od normalnej. Wysięgniki
słupów krzyŜowych posiadają wtedy specjalne ramiona odciągowe.

Rys. 35.

Schemat skróconych przęseł napręŜenia [opracowanie własne]

Kotwienie środkowe

Kotwienie środkowe wykonuje się dlatego, iŜ zapobiega przeciąganiu sieci oraz

zmniejsza  odcinek  awaryjny  przy  uszkodzeniach  sieci.  Polega  ono  na  unieruchomieniu
wysięgu  znajdującego  się  w  środku  odcinka  napręŜenia  (wysięgu  słupa  środkowego)
za pomocą  liny  kotwiącej  rozpiętej  do  dwóch  sąsiednich  słupów  kotwowych.  Dodatkowo
przewody  jezdne  są  zakotwione  do  liny  nośnej  tworząc  tzw.  układ  V.  W  starszych
rozwiązaniach  konstrukcyjnych,  układ  V  wykonywany  był  bezpośrednio  przy  wysięgu  słupa
ś

rodkowego, obecnie wykonywany jest w środku odcinka między konstrukcją środkową

a kotwową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 36.

Konstrukcja kotwienia środkowego starszego typu: 1 – układ V, 2 – słup środkowy, 3 – lina kotwienia
ś

rodkowego [opracowanie własne]

Lina kotwiąca zaczyna i kończy się na słupie kotwowym. Wysięgniki słupa kotwowego

tego  kotwienia  są  identyczne  jak  konstrukcji  wsporczej  przelotowej,  konstrukcja  wsporcza
posiada  dodatkowo  odciąg.  Wysięgnik  słupa  środkowego  posiada  jedynie  odciąg  rurowy lub
teownikowy (w zaleŜności od wysięgnika) zamiast odciągu prętowego. Podobnie jak w słupie
krzyŜowym,  izolator  odciągu  jest  izolatorem  wsporczym,  a  zamocowanie  wysięgu
nieprzechylne.

Lina kotwiąca (w sieci z wysięgnikami rurowymi) łączona jest na stałe z liną nośną.

Zabieg ten powoduje to unieruchomienie wysięgnika. W przypadku zastosowania wysięgnika
teownikowego  lina  kotwienia  środkowego  unieruchamia  wysięgnik,  lecz  nie  ma  potrzeby
łączenia  jej  z  liną  nośną  sieci.  Przewody  jezdne  są  powiązane  z  liną  nośną  za  pomocą
oddzielnych  odcinków  lin  ukształtowanych  w  postaci  litery  V  –  w  sieciach  z  dwoma
przewodami jezdnymi jeden przewód kotwiony jest do liny nośnej przed słupem środkowym,
a drugi za.

Rys. 37.

Układ V sieci z dwoma przewodami jezdnymi [opracowanie własne]

Kotwienie środkowe wykonuje się takŜe w bramkach. Lina nośna kotwiona jest

do pomostu  bramki  przy  pomocy  dodatkowej  liny  kotwiącej.  W  linie  tej  muszą  być
zamontowane  izolatory,  poniewaŜ  lina nośna jest pod napięciem. Podobnie jak w przypadku
kotwienia  cięŜarowego,  jako  izolatory  liny  kotwiącej  stosowane  są  izolatory  dzielcze,
w starszych konstrukcjach spotkać moŜna izolatory ceramiczne.

Rys. 38.

Zasada kotwienia środkowego w bramkach: 1 – izolator, 2 – lina dodatkowa kotwienia środkowego
3 – uchwyt równoległy lina-lina, 4 – pomost bramki [opracowanie własne]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są metody kompensacji sieci trakcyjnej?
2.  Kiedy wykonuje się podział trakcji na sekcje?
3.  Do czego słuŜą odciągi?
4.  Jakie najczęściej stosuje się metody kotwień?
5.  Czy  róŜnią  się  metody  kompensacji  sieci  w  zaleŜności  od  ilości  lin  nośnych  i  drutów

jezdnych?

6.  Jakie funkcje realizują izolatory dzielcze?
7.  W jaki sposób zapewnia się ciągłość zasilania taboru w miejscach podziału sieci?
8.  Jakie funkcje realizują fundamenty?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie zdjęć wybranej linii, określ zastosowany w niej sposób kompensacji

długości przewodów jezdnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  określić sposób kompensacji,
2)  ustalić czy są przekładnie, a jeŜeli tak to jakie,
3)  odnaleźć

literaturze

podobne

rozwiązania

techniczne

kompensacji,

w analizowanych przypadku,

4) sklasyfikować badaną kompensację.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

katalogi elementów kompensacyjnych,

−

modele linii z róŜnymi metodami kompensacji,

−

zdjęcia wybranych linii,

−

materiały i przybory do pisania.

Ćwiczenie 2

Zamontuj izolator sekcyjny. Podłącz do niego druty jezdne DJP.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zapoznać się technologią wykonywania przyłącza przewodu do izolatora,
2)  dobrać odpowiednie narzędzia,
3)  ustawić  odpowiednia  w  złączach  druty  jezdne  (naleŜy  dokładnie  wypoziomować

separator),

4) wykonać połączenie przewodów jezdnych,
5) sprawdzić jakość połączenia elektrycznego oraz wytrzymałość mechaniczną.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

izolator sekcyjny wzdłuŜny,

−

komplet narzędzi elektromonterskich,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

dwa odcinki przewodów jezdnych,

−

złączki zaprasowywane lub śrubowe w zaleŜności od rodzaju izolatora,

−

instrukcja do ćwiczenia.

Ćwiczenie 3

Wykonaj montaŜ układu napinania sieci trakcyjnej typ 1:4.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać to ćwiczenie, powinieneś:

zamontować na postawionym modelu słupa wszystkie uchwyty obejmy,

załoŜyć cięgno linowe na krąŜki stały i ruchomy,

przymocować dźwignie wraz z izolatorami dzielczymi,

sprawdzić prowadzenia cięgła,

rozłączyć zestawy,

sprawdzić w dokumentacji planowany naciąg,

zamontować cięŜary (dropsy),

sprawdzić poprawność montaŜu, sprawdzić i zabezpieczyć wszystkie połączenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

słup ćwiczebny o ograniczonej wysokości,

−

komplet do kotwienia w układzie 1:4,

−

sprzęt asekuracyjny, kaski, podesty,

−

komplet narzędzi ślusarskich,

−

instrukcja do ćwiczenia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

opisać budowę linii elektrycznej?

określić metody napinania sieci?

opisać metody kompensacji sieci (druty jezdne i liny nośne)?

zmontować urządzenia do napinania i kotwienia sieci?

dobrać środki ochrony indywidualnej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.

Budowa podstacji trakcyjnych

4.4.1.

Materiał nauczania

Podstacja trakcyjna to stacja elektroenergetyczna, zasilana z krajowego systemu

elektroenergetycznego,  której  podstawowym  zadaniem  jest  zasilanie  sieci  trakcyjnej
na określonym  odcinku  linii  kolejowej.  Ze  względu  na  stosowany  w  Polsce  system  trakcji
3 kV  prądu  stałego,  podstacje  trakcyjne  są  stacjami  transformatorowo-prostownikowymi.
Przetwarzają  one  prąd  przemienny  trójfazowy  o  napięciu  stosowanym  w  energetyce
zawodowej (zwykle 15 kV) na prąd stały 3 kV DC, którym zasilana jest sieć trakcyjna i za jej
pomocą - pojazdy trakcyjne.

Podstacje trakcyjne zasilane są z krajowego systemu elektroenergetycznego liniami

redniego napięcia, głównie 15 i 110 kV. Ze względu na wymóg ciągłości zasilania, podstacje

są połączone z siecią energetyki zawodowej za pomocą co najmniej dwóch linii, z których
kaŜda musi posiadać zdolność przeniesienia mocy całej podstacji. Linie te (zwykle oznaczane
jako PKP-1 i PKP-2) muszą być wyprowadzone z dwóch niezawodnych źródeł zasilania,
najlepiej dwóch niezaleŜnych terytorialnie stacji transformatorowych 110 kV / SN (GPZ-tów).

Linie zasilające zabezpieczone są za pomocą zabezpieczeń nadprądowych zwłocznych

i bezzwłocznych, których nastawy uzgadniane są z zakładem energetycznym (właściwą spółką
dystrybucyjną).  Często  zabezpieczenia  te  są  uzupełniane  przekaźnikami  podnapięciowymi,
które  reagują  na  spadek  napięcia  linii  (m.in.  podczas  zwarcia)  i  jednocześnie  słuŜą
do pobudzenia  automatyki  SZR.  Od  strony  stacji  zasilającej  (GPZ)  linie  są  wyposaŜone
dodatkowo  w  zabezpieczenie  ziemnozwarciowe  czynnomocowe  lub  admitancyjne.
Automatyki SPZ w liniach zasilających podstacje nie stosuje się.

Podstacje trakcyjne są w przewaŜającej większości budynkami parterowymi, chociaŜ na

sieci PKP moŜna spotkać takŜe podstacje piętrowe (na piętrze znajduje się rozdzielnia prądu
przemiennego). Linie zasilające oraz linie LPN są wprowadzone do wnętrza budynku kablem
lub  przez  izolatory  przepustowe  w  jednej  ze  ścian  (tylnej  lub  bocznej  -  w  zaleŜności
od lokalizacji rozdzielni SN). Na tej samej ścianie, pod izolatorami przepustowymi, znajdują
się odgromniki, które ze względu na niebezpieczeństwo eksplozji muszą być zainstalowane na
zewnątrz  budynku.  Bardzo  często  po  tej  samej  stronie  budynku  znajdują  się  stoiska
transformatorów  potrzeb  własnych,  które  stoją  przy  ścianie  (na  zewnątrz)  ogrodzone  siatką
lub  uziemioną  barierką.  W  podstacji  typu  „12”  transformatory  potrzeb  własnych
są umieszczone w rozdzielnicy SN. Po drugiej stronie budynku podstacji stoją transformatory
prostownikowe.  Ze  względów  przeciwpoŜarowych  są  one  ustawione  na  specjalnych
betonowych  podestach,  w  których  znajdują  się  misy  olejowe  wypełnione  tłuczniem.  W  celu
ochrony  transformatorów  przed  zniszczeniem  w  przypadku  eksplozji  lub  poŜaru  jednego
z nich, są one oddzielone od siebie ściankami ogniotrwałymi.

Największym pomieszczeniem wewnątrz budynku podstacji trakcyjnej jest hala główna,

w  której  znajdują  się  prostowniki,  rozdzielnica  trakcyjna  oraz  celka  minusowa.  Szafy
prostownikowe zlokalizowane są przy tej samej ścianie, za którą od strony zewnętrznej stoją
transformatory  prostownikowe.  Połączenia  transformatorów  z  prostownikami  są  wykonane
za pomocą  szynoprzewodów  i  wprowadzone  do  budynku  przez  izolatory  przepustowe.
W bezpośrednim  sąsiedztwie  szaf  prostownikowych  znajdują  się  dławiki  katodowe.
Rozdzielnica  prądu  przemiennego  jest  umieszczona  zwykle  w  hali  głównej,  ale  istnieją
podstacje,  w  których  rozdzielnia  prądu  trójfazowego  stanowi  oddzielne  pomieszczenie  lub
znajduje  się  na  piętrze.  W  hali  głównej  zlokalizowane  są  takŜe  rozdzielnice  i  prostowniki
potrzeb  własnych,  a  często  równieŜ  szafy  zdalnego  sterowania  kabinami  sekcyjnymi

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i urządzenia odległościowego sterowania odłącznikami sekcyjnymi. W jednej ze ścian hali
głównej znajdują się wrota, umoŜliwiające transport urządzeń o duŜych gabarytach.

Pozostałe pomieszczenia wewnątrz budynku nazywamy pomieszczeniami pomocniczymi

i są to: akumulatornia, pomieszczenie pomocnicze akumulatorni, warsztat, magazyn, dyŜurka,
pomieszczenia sanitarne dla obsługi.

Rozdzielnia prądu przemiennego na podstacji trakcyjnej z dwoma zespołami

prostownikowymi  posiada  pojedynczą,  sekcjonowaną  szynę  zbiorczą.  Do  kaŜdej  sekcji  szyn
przyłączone są pola: linii zasilającej, linii LPN, zespołu prostownikowego oraz transformatora
potrzeb własnych. Jak więc widać, typowa rozdzielnia prądu przemiennego składa się z 8 pól
podzielonych  na  dwie  sekcje  za  pomocą  odłącznika  sekcyjnego.  Poszczególne  pola  są
zrealizowane  w  postaci  celek.  Wprowadzenia  linii  napowietrznych  do  rozdzielni  SN,  jak
równieŜ

połączenia

odgromnikami

oraz

transformatorami

potrzeb

własnych,

są zrealizowane za pomocą izolatorów przepustowych.

W rozwiązaniu tradycyjnym podstacja trakcyjna jest umieszczona w budynku. W latach

70-tych  rozwinęła  się  idea  pełnej  prefabrykacji  elementów  układu  zasilania  trakcji
elektrycznej  PKP,  głównie  z  powodu  szybkiego  tempa  elektryfikacji.  Pierwszy  prototyp
kontenerowej  podstacji  trakcyjnej  został  zbudowany  w  grudniu  1977  r.  przez  PKRE
i w okresie  od  stycznia  do  maja  1978  r.  przechodził  kompleksowe  badania.  Wykazały  one
poprawność  rozwiązania  prototypowego,  w  związku  z  czym  w  czerwcu  1978  r.  podstacja
została  umieszczona  w  miejscowości  Dobiegniew  na  linii  Poznań  –  Szczecin  (dokładnie
KrzyŜ  –  Stargard  Szczeciński).  Podstacja  ta  w  końcowym  wykonaniu  składała  się  z  siedmiu
kontenerów typu 1-CC:

−

2 kontenery stanowiące rozdzielnię 15 kV prądu przemiennego,

−

2 kontenery zawierające zespoły prostownikowe typu PK-17/3,3-3,

−

2 kontenery stanowiące rozdzielnię 3 kV prądu stałego,

−

1 kontener zawierający dwa pola rozdzielni potrzeb nietrakcyjnych 15 kV.
Realizacja tej podstacji była związana z licznymi trudnościami, gdyŜ konieczne było

wyprodukowanie  podstawowych  aparatów  i  urządzeń  w  wykonaniu  małogabarytowym,
przystosowanych  do  rozmiarów  kontenera  i  nowych  warunków  pracy  (mała  przestrzeń,
utrudniona  wymiana  powietrza).  Poza  tym  załoŜono,  Ŝe  cała  aparatura  musi  być  produkcji
krajowej.  Kolejnym  utrudnieniem  było  zdalne  sterowanie,  gdyŜ  załoŜono  Ŝe  podstacja  ma
pracować  bez  obsługi  na  miejscu.  Mimo  powyŜszych  problemów  podstacja  została
wyprodukowana, choć niestety nie w takim zakresie, jak pierwotnie przewidywano.

−

nie udało się zastosować sterowania zdalnego, co spowodowało konieczność
zastosowania dodatkowego kontenera typu „System” jako dyŜurki,

−

nie zastosowano w podstacji szyny obejściowej w rozdzielnicy 3 kV,

−

nie zastosowano w podstacji wyłącznika szybkiego zapasowego,

−

nie udało się wyprodukować w kraju dławika katodowego nadającego się do pracy
w kontenerze,

−

transformatory potrzeb własnych miały być przystosowane do pracy wewnętrznej
i umieszczone w kontenerze, lecz nie udało się wyprodukować ich w wykonaniu suchym
i ostatecznie zostały umieszczone na zewnątrz.
Oprócz niewątpliwych zalety podstacja trakcyjna okazała się uciąŜliwa w obsłudze

i konserwacji,  a  warunki  pracy  aparatury  głównej  i  pomocniczej  (dostosowanej  „na  siłę”  do
pracy w kontenerze) okazały się bardzo trudne. Czarę goryczy przelała powaŜna awaria całej
podstacji,  jaka  miała  miejsce  w  kilka  miesięcy  po  jej  uruchomieniu.  Jednostopniowa
transformacja  napięcia  110/3  kV  wymaga  doprowadzenia  do  podstacji  trakcyjnej  napięcia
WN.  W  Polsce  napięcie  to  ma  poziom  110  kV.  W  podstacji  dokonuje  się  bezpośredniej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

transformacji ze 110 kV na napięcie doprowadzane do prostownika trakcyjnego. W układzie
tym pomija się powszechnie wykonywaną pośrednią transformację napięcia WN/SN (zwykle
110/15  kV)  odbywającą  się  w  stacjach  GPZ,  a  takŜe  eliminuje  linie  zasilające  średniego
napięcia  -  podstawowe  źródło  spadków  napięć  i  strat  energii.  Na  rysunku  A  przedstawiony
jest  klasyczny  układ  zasilania  trakcji  PKP,  na  rysunku  B  zaś  -  układ  z transformacją
jednostopniową:

Rys. 39.

Układy zasilania: a) klasyczny, b) z transformacją jednostopniową [opracowanie własne]

Głównym problemem w zespołach z transformacją jednostopniową 110/3 kV są duŜe

wartości  prądów  zwarciowych  na  szynach  prądu  stałego,  które  przy  pracy  jednego  zespołu
przekraczają  40  kA.  Aby  ograniczyć  wartości  prądów  zwarciowych  ustalono,  Ŝe  procentowe
napięcie  zwarcia  nowego  transformatora  prostownikowego  musi  zawierać  się  w  granicach
10–11%  (w  typowych  transformatorach  prostownikowych  TO3Z-6000/15  stosowanych
w zespołach  PD-16/3,3  wynosi  8%).  W  systemie  elektrotrakcyjnym  z  jednostopniową
transformacją  napięcia  to  właśnie  parametry  transformatora  prostownikowego  mają
największy  wpływ  na  wartość  impedancji  zwarciowej  obwodu.  Dalsze  zwiększanie  napięcia
zwarcia  transformatora  byłoby  niecelowe  ze  względu  na  wzrastające  straty  przy  przepływie
prądów  roboczych.  Transformator  prostownikowy  stosowany  w  zespołach  z  transformacją
jednostopniową  wyposaŜony  jest  w  szesnastostopniową  regulację  napięcia  pod  obciąŜeniem
(po 8 stopni w górę i w dół).

W podstacjach z jednostopniową transformacją 110/3 kV są stosowane aperiodyczne

filtry  LC  typu  „gamma”  indywidualnie  dla  kaŜdego  zespołu.  Zastosowanie  indywidualnego
wygładzania  napięcia  stałego  zapewnia  generowanie  niŜszego  poziomu  wyŜszych
harmonicznych.  Filtr  składa  się  z  dławika  katodowego  o  indukcyjności  6  mH  oraz  baterii
kondensatorów o pojemności 1000 mikrofaradów.

Rys. 40.

Filtr typu „gamma” stosowany w podstacjach z jednostopniową transformacją [opracowanie własne]

Częstotliwość rezonansowa filtru ma wartość poniŜej 100 Hz. Omawiany filtr jest

dostrajany  do  określonej  częstotliwości  rezonansowej  poprzez  regulację  pojemności  baterii
kondensatorów,  a  nie  wartości  indukcyjności  jak  w  przypadku  filtrów  rezonansowych
(szeregowych LC). Wybór filtru jest podyktowany perspektywą wprowadzenia do eksploatacji
na  sieci  PKP  pojazdów  trakcyjnych  z  napędem  energoelektronicznym.  NaleŜy  pamiętać,  Ŝe
dławik  katodowy  jest  nie  tylko  częścią  składową  filtru,  lecz  takŜe  podstawowym elementem
obwodu głównego podstacji ograniczającym wartości prądów zwarciowych na szynach 3 kV.
Jego wytrzymałość zwarciowa wynosi 33 kA dla czasu 20 ms i 22 kA dla czasu 200 ms.

Pola liniowe (zasilające i LPN) są wyposaŜone w komplet odłączników oraz uziemiaczy.

Przed odłącznikiem liniowym do kaŜdej fazy są przyłączone odgromniki, które ze względów
bezpieczeństwa znajdują się na zewnątrz budynku. Za odłącznikiem liniowym znajdują się

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

przekładniki  prądowe,  a  następnie  przekładniki  napięciowe,  przyłączone  do  toru  głównego
za pośrednictwem  bezpieczników  przekładnikowych.  NajwaŜniejszym  elementem  pola  jest
wyłącznik  małoolejowy,  który  ma  za  zadanie  wyłączać  prądy  robocze,  przeciąŜeniowe  oraz
zwarciowe i stanowi element wykonawczy układów automatyki zabezpieczeniowej.

Pola zespołów prostownikowych mają znacznie prostszy układ niŜ pola liniowe, gdyŜ

posiadają tylko jeden odłącznik (szynowy), a takŜe z oczywistych powodów nie
są wyposaŜone w pomiar napięcia. Składają się one jedynie z odłącznika szynowego,
wyłącznika (małoolejowego) i przekładników prądowych.

Pola transformatorów potrzeb własnych są natomiast najprostszymi polami rozdzielnicy,

eby nie powiedzieć najbardziej prymitywnymi. Transformatory te są przyłączone do szyn

zbiorczych  za  pomocą  odłączników  i  bezpieczników,  jedynie  w  wyjątkowych  przypadkach
stosuje  się  rozłączniki.  Stosuje  się  takŜe  podstacje,  na  których  transformatory  potrzeb
własnych  są  przyłączone  bezpośrednio  do  linii  zasilającej  za  pomocą  napowietrznego
rozłącznika  i bezpieczników,  z  pominięciem  rozdzielnicy  SN.  Transformatory  potrzeb
własnych  znajdują  się  na  zewnątrz  budynku  podstacji  (w  ogrodzonych  stoiskach)  lub  są
zabudowane w celce rozdzielnicy prądu przemiennego, co ma miejsce w podstacji typu „12”.

Na tablicach czołowych rozdzielnicy prądu przemiennego znajdują się mierniki, lampki

kontrolne i łączniki sterownicze, niezbędne w przypadku obsługi lokalnej. Odłączniki
w podstacjach sterowanych zdalnie są wyposaŜone w napęd elektryczny.

Rys. 41.

Schemat rozdzielni 110/15 kV [opracowanie własne]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zespołem

prostownikowym

nazywamy

prostownik

wraz

zasilającym

transformatorem. Urządzenia te zawsze współpracują blokowo. Do zespołu prostownikowego
moŜemy  wliczyć  takŜe  dławik  katodowy,  który  od  zawsze  był  związany  ze  „swoim”
prostownikiem  (nigdy  nie  stosowano  centralnego  dławika  katodowego  dla  całej  podstacji)
oraz  urządzenie  wygładzające  indywidualne,  jeśli  takowe  występuje.  W  zespołach
z transformacją  jednostopniową  kaŜdy  zespół  prostownikowy  posiada  swój  własny  filtr  typu
gamma.

Transformatory prostownikowe zasilane są z rozdzielni prądu przemiennego podstacji

trakcyjnej i zasilają prostowniki. Układ połączeń uzwojeń transformatora jest bezpośrednio
związany z układem elektrycznym prostownika. Transformatory prostownikowe dzielimy
ze względu na liczbę uzwojeń dolnego napięcia na dwuuzwojeniowe i trójuzwojeniowe.

Uzwojenie pierwotne transformatora prostownikowego moŜe być połączone w gwiazdę

lub trójkąt, choć ze względów ekonomicznych (koszt izolacji zwojowej) korzystne jest jego
połączenie w gwiazdę. Istnieją jednak przypadki, kiedy uzwojenie pierwotne musi być
połączone w trójkąt dla kompensacji trzeciej harmonicznej strumienia.

Ze względu na ograniczone parametry diod, szczególnie w początkowym okresie

elektryfikacji, musiały być one łączone w liczne grupy szeregowe (ze względu
na dopuszczalne

napięcia) oraz równoległe (ograniczenia prądowe). W zespole

prostownikowym typu PK-10/3,3 o mocy znamionowej 2,5 MW zastosowano 324 diody.
W miarę postępu technicznego w produkcji diod uzyskiwano coraz lepsze ich parametry i na
przykład w zespole typu PK-17/3,3 o tej samej mocy zastosowano juŜ 288 diod, a w zespole
PD-10/3,3 o mocy 3,3 MW – tylko 72 diody. Dodatkowo naleŜy zwrócić uwagę na fakt,
Ŝ

e zespół PK-10/3,3 miał wymuszone chłodzenie powietrzem, podczas gdy w zespołach

PK-17/3,3 oraz PD-10/3.3 wystarczało juŜ chłodzenie naturalne.

Zestaw prostownikowy typu PD-12/3,3 stanowią dwie szafy diodowe (D-16/1,6) kaŜda

o układzie  mostka  3-fazowego,  szeregowo  połączone  po  stronie  napięcia  wyprostowanego
oraz  jedna  wspólna  dla  obydwu  szaf  diodowych  szafa  obwodów  RC  oraz  pomiaru  prądu
i napięcia  wyprostowanego.  Do  pomiaru  prądu  zastosowano  bocznik  i  amperomierz  na
2500 A.

Szkielet szafy diodowej oraz szafy obwodów RC i pomiaru stanowi rama

z kształtowników kwadratowych zamkniętych. Z przodu i tyłu kaŜdej szafy diodowej znajdują
się  osiatkowane  drzwi  dwuskrzydłowe  zamykane  na  zamek.  Ściany  boczne  wykonane
są w postaci  osłon  dzielonych  z  blachy  stalowej  o  grubości  2  mm,  umoŜliwiające  łączenie
szeregowe  szaf  za  pomocą  dodatkowych  łączników.  W  górnej  części  szafy  diodowej  oraz
obwodów  RC  i  pomiarów  znajdują  się  cztery  uchwyty  (nie  wystające  z  gabarytu  szafy)
słuŜące  do  podnoszenia,  a  w  szafie  diodowej  –  pięć  podstaw  z  otworami  do  mocowania
izolatorów wsporczych dla szyn połączeniowych R, S, T oraz ewentualnie (+) i (-). W kaŜdym
naroŜu  dolnej  części  szaf  znajdują  się  otwory,  które  mogą  być  wykorzystane  w  przypadku
ustawienia tych szaf na kotwach.

W kaŜdej szafie diodowej na konstrukcyjnych elementach izolacyjnych wspartych na

szkielecie szafy, równomiernie rozmieszczone jest 36 jednoelementowych modułów
diodowych typu MOD9P-1000-20-T-A33. Moduły te składają się z diod pastylkowanych typu
D93-1000-20-T i aluminiowych radiatorów typu RY-205. Ze względów termicznych moduły
te zamocowane są skośnie (pod kątem 30 stopni w stosunku do pionu), co w znacznym
stopniu eliminuje zjawisko wzajemnego podgrzewania się.

Pod względem elektrycznym moduły te skojarzone są w mostek 3-fazowy, przy czym

w kaŜdym  ramieniu  mostka  pracują  po  3  w  połączeniu  szeregowym  i  po  2  w  połączeniu
równoległym.  Połączenia  szeregowe  są  zrealizowane  poziomo  przy  pomocy  wyjmowalnych
łączówek  w  kształcie  litery  U,  a  połączenia  równoległe  –  pionowo.  KaŜdy  równolegle

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pracujący  moduł  diodowy  jest  bezpośrednio  połączony  z  szyną  R,  S  lub  T,  zaś  wszystkie
moduły  z  grupy  katodowej  są  połączone  bezpośrednio  łącznikami  szynowymi  z  szyną  (+),
analogicznie  jak  wszystkie  moduły  z  grupy  anodowej  są  połączone  bezpośrednio  z  szyną (-)
danego zestawu diodowego.

Przed skutkami przepięć komutacyjnych diody tych modułów chronione są za pomocą

odpowiednich  układów  RC  bocznikujących  kaŜdą  diodę.  Układ  taki stanowi przykręcona do
radiatora  płytka  izolacyjna,  na  której  znajdują  się  dwa  kondensatory  typu  MPKP-2W-1uF  /
1600 V połączone szeregowo oraz cztery rezystory typu OWZ 100 kΩ/2W po 2 równolegle na
kaŜdym  kondensatorze.  Przed  skutkami  przepięć  łączeniowych  kaŜdy  zestaw  diodowy
chroniony  jest  odpowiednimi  oddzielnymi  układami  RC  przyłączonymi  do  szyn  (+)  i  (-)
danego zestawu diodowego. Układ taki złoŜony jest z kondensatora typu C6,3/50-2 (6,3 kV /
4  uF),  dwóch  równolegle  połączonych  oporników  typu  DE150W/40Ω  oraz  bezpiecznika
topikowego WN typu WBT 3/6 (3000 V / 6 A). Obydwa te układy są zlokalizowane w szafie
obwodów RC i pomiaru, w której ponadto znajduje się bocznik pomiarowy (na dole) oraz na
drzwiach

frontowych

magnetoelektryczny

woltomierz

rezystorem

dodatkowym

i amperomierz.  Ze  względów  bezpieczeństwa  obydwa  przyrządy  zamocowane  są  na  płycie
izolacyjnej  i  od  frontu  zasłonięte  są  płytka  z  pleksi.  Wszystkie  połączenia  elementów
obwodów  RC  i  przyrządów  pomiarowych  wykonane  są  przewodem  wysokonapięciowym,
przy  czym  połączenia  biegnące  do  szaf  diodowych  wykonane  są  ponadto  w  rurkach
izolacyjnych przymocowanych do metalowej konstrukcji szaf.

Podstawowym zabezpieczeniem zespołu prostownikowego jest zabezpieczenie

nadprądowe  bezzwłoczne  i  zwłoczne  prądowo-zaleŜne  po  stronie  zasilania,  którego
charakterystyka  powinna  pozwalać  na  przeciąŜanie  zespołu  w  dopuszczalnych  granicach.
NaleŜy  bowiem  pamiętać,  Ŝe  wyróŜniamy  siedem  klas  przeciąŜalności  zespołów
prostownikowych.

Uzupełnieniem

zabezpieczenia

nadprądowego

zwłocznego

jest

zabezpieczenie  termometryczne  transformatora  lub  jego  model  cieplny,  przy  czym  ma  ono
zwykle  dwa  stopnie  działania  (pierwszy  działa  na  sygnalizację,  drugi  na  wyłączenie).
Dodatkowo,  stosowane  jest  zabezpieczenie  gazowo  –  przepływowe  transformatora
prostownikowego  w  postaci  przekaźnika  Buchholza,  który  równieŜ  posiada  dwa  stopnie
działania.  Pierwszy  działa  w  przypadku  obniŜenia  się  poziomu  oleju  w  kadzi transformatora
lub  pojawienia  się  wyładowań  niezupełnych  (gazowania)  i  działa  na  sygnalizację.  Drugi
stopień  natomiast  reaguje  na  szybki  przepływ  oleju  z  kadzi  do  konserwatora  (dzieje  się  tak,
gdy w kadzi transformatora pojawi się łuk elektryczny) i działa na wyłączenie zespołu.

Wymienione powyŜej zabezpieczenia działają na otwarcie wyłącznika po stronie zasilania

(prądu przemiennego) i dotyczą prostowników krzemowych. Prostowniki rtęciowe wymagały
dodatkowych zabezpieczeń związanych z kontrolą próŜni, temperatury anod i pracy
kompresorów, a przede wszystkim konieczne było stosowanie wyłączników szybkich
katodowych między biegunem dodatnim prostownika i szyną zbiorczą 3 kV.

W podstacjach wyposaŜonych w dwa zespoły prostownikowe pracuje zwykle tylko jeden

z nich,  zwany  zespołem  wiodącym.  Drugi  zespół  stanowi  rezerwę  mocy  i  jest  załączany
do pracy równoległej w przypadku przeciąŜenia zespołu wiodącego. Mówiąc obrazowo, drugi
zespół „pomaga” zespołowi wiodącemu w okresie zwiększonego obciąŜenia. Na podstacjach
wyposaŜonych  w  trzy  lub  cztery  zespoły  prostownikowe  moŜe  być  juŜ  róŜnie.  Jeśli  ruch
pociągów  w  odcinku  zasilanym  przez  podstację  jest  duŜy  to  mogą  w  stanie  normalnym
pracować  dwa  zespoły.  Załączanie  i  wyłączanie  poszczególnych  zespołów  moŜe  być
wykonywane ręcznie lub następować automatycznie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozdzielnia prądu stałego

Posiada ona układ dwóch szyn zbiorczych, podwójnie sekcjonowany za pomocą

odłączników  OD1  i  OD2.  RozróŜniamy  szynę  zbiorczą  główną  i zapasową  (obejściową).
Szyna główna zasilana jest z zespołów prostownikowych ZP-1 i ZP-2 za pomocą odłączników
OP1  i  OP2  (dawniej  –  wyłączników  katodowych).  Pomiędzy  prostownikami  i  ich
odłącznikami  znajdują  się  dławiki  katodowe  DK-1  i  DK-2.  Do  szyn  zbiorczych  przyłączone
są  pola  odpływowe  (zasilaczy  sieci  trakcyjnej),  pole  wyłącznika  zapasowego  oraz  pole
urządzenia wygładzającego (filtru). Pola zasilaczy wyposaŜone są w wyłączniki szybkie WSx
i  komplet  odłączników  OSx  i  OZx.  KaŜdy  wyłącznik  szybki  jest  zbocznikowany  układem
UPL  (próby  linii),  którego  z  powodu  braku  miejsca  nie  mogłem  umieścić  na  schemacie.
Wyłącznik  szybki  zapasowy  WSZ  umoŜliwia  zastąpienie  dowolnego  wyłącznika  w  polach
zasilaczy za pomocą szyny obejściowej, po zamknięciu odłącznika OZx w uszkodzonym polu.
Urządzenia  wygładzające  (filtry)  przyłączone  są  do  głównej  szyny  zbiorczej  za  pomocą
odłącznika  i  bezpieczników.  Przedstawiony  poniŜej  schemat  naleŜy  traktować  jako
uproszczony, pominięte zostały na nim m.in. obwody pomiarowe oraz UPL.

Rys. 42.

Rozdzielnia prądu stałego [opracowanie własne]

Celką minusową nazywamy potocznie rozdzielnię prądów powrotnych. Ze względu na

charakter  pracy  i  niski  potencjał  rozdzielnia  prądów  powrotnych  jest  bardzo  prosta.  Do  jej
szyny  są  przyłączone  za  pośrednictwem  odłączników  przewody  łączące  punkty  neutralne
uzwojeń  wtórnych  transformatorów  prostownikowych  lub bieguny minusowe prostowników,
a  takŜe  kable powrotne (od szyn kolejowych). Do celki minusowej jest równieŜ przyłączony
biegun  ujemny  urządzenia  wygładzającego  (filtru).  Niekiedy  na  szynie  rozdzielni  prądów
powrotnych są instalowane urządzenia do pomiaru całkowitego obciąŜenia podstacji i licznik
energii oddawanej do sieci trakcyjnej.

Dawniej rozdzielnia prądów powrotnych była połączona z potencjałem ziemi

(uziemieniem) przez iskiernik, chroniący przed pojawieniem się na szynie zbyt wysokiego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

potencjału i jednocześnie przerywający obwód prądów błądzących. Przykład schematu takiej
rozdzielni przedstawiam poniŜej.

Rys. 43.

Schemat poglądowy rozdzielni starego typu z iskrownikiem doziemiającym [opracowanie własne]

Iskiernik jest jednak rozwiązaniem prymitywnym oraz kłopotliwym w regulacji. Wobec

tego, obecnie, stosuje się stycznik uziemiający lub zwiernik półprzewodnikowy sterowany
przekaźnikiem kontrolującym napięcie między szyną minusową i ziemią.

Rys. 44.

Schemat poglądowy rozdzielni nowego typu z układem doziemiającym [opracowanie własne]

Zadaniem dławika katodowego jest wygładzanie prądu stałego za prostownikiem oraz

ograniczanie stromości narastania prądów zwarciowych. Posiada on bardzo małą rezystancję,
natomiast indukcyjność jego jest na poziomie pojedynczych milihenrów (od 1,8 do 6,0 mH).
Jest on włączony szeregowo między biegun dodatni prostownika i rozdzielnię prądu stałego
(trakcyjną) jak na poniŜszym schemacie.

Rys. 45.

Metoda podłączenia dławika katodowego do układu prostownika [opracowanie własne]

Dławik katodowy oprócz wspomnianych zalet ma jedną podstawową wadę. Podczas

szybkich zmian obciąŜenia (wyłączanie zwarć, przetęŜeniowe otwarcie WS zasilacza) jego
indukcyjność jest źródłem znacznych przepięć. W przypadku zastosowania duŜych
pojemności w obwodzie filtra przepięcia te mogą być długotrwałe. Wobec powyŜszego celem
ochrony przed przepięciami dławiki katodowe bocznikuje się iskiernikiem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podczas pracy prostownika powstają tętnienia prądu, będące przyczyną powstawania

harmonicznych  o  częstotliwościach  150,  300,  450,  600,  1200  Hz  itd.  zaleŜnych  od  układu
połączeń  zespołu  prostownikowego.  Składowe  harmoniczne  nałoŜone  na  prąd  obciąŜenia
powodują zakłócenia w pracy silników trakcyjnych (komutacja, przegrzewanie) oraz urządzeń
łączności.  Zmiany  częstotliwości  w  sieci  energetycznej,  asymetria  prądów  fazowych  lub
niewłaściwa praca zaworów w jednej gałęzi prostownika mogą spowodować takŜe pojawienie
się składowej nieokresowej (aperiodycznej). W celu uniknięcia skutków działania składowych
okresowych  i  nieokresowych  w  podstacjach  są  stosowane  filtry  elektryczne,  zwane  teŜ
urządzeniami  wygładzającymi.  Ze  względu  na  lokalizację  urządzenia  wygładzające  dzielimy
na  indywidualne  (skojarzone  z  pojedynczymi  zespołami  prostownikowymi)  oraz  centralne
(przeznaczone dla całej podstacji).

Działanie filtrów jest oparte na zjawisku rezonansu szeregowego. Składają się one

z gałęzi LC włączonych między szynę bieguna dodatniego i ujemnego. Dla częstotliwości 150
Hz  stosowane  są  dławiki  z  rdzeniem,  dla  pozostałych  częstotliwości  –  dławiki  powietrzne.
Parametry  cewek  i  kondensatorów  są  tak  dobrane,  aby  zachodził  warunek  rezonansu  dla
wybranych  (spodziewanych)  częstotliwości  zakłóceń.  Dla  częstotliwości  tych  wystąpi
rezonans  napięć  i  impedancja  gałęzi  LC  spadnie  praktycznie  do  zera  i  tą  drogą  zamknie  się
obwód  dla  prądów  harmonicznych,  które  nie  wydostaną  się  do  sieci  trakcyjnej.  Dla  kaŜdej
spodziewanej  częstotliwości  harmonicznej  potrzebny  jest  odpowiednio  dostrojony  obwód
filtru.

Podstawowym zabezpieczeniem zasilaczy sieci trakcyjnej są wyłączniki szybkie,

umieszczone  w  celkach  rozdzielnicy  prądu  stałego  i  wyposaŜone  w  wyzwalacze  pierwotne
nadprądowe,  działające  bezpośrednio  na  mechanizm  napędowy  wyłącznika.  Wyzwalacz
nadprądowy reaguje na przeciąŜenia oraz zwarcia. Często wyłączniki szybkie są wyposaŜone
dodatkowo  w  elektroniczne  zabezpieczenia  stromościowe  (di/dt).  Zabezpieczenia
te wykorzystują fakt, iŜ prąd zwarciowy narasta w czasie szybciej niŜ normalny prąd roboczy
i pozwalają na wykrycie zwarć odległych. Jeśli pochodna di/dt przekroczny określoną wartość
zabezpieczenie  stromościowe  wysyła  do  wyłącznika  szybkiego  impuls  wyłączający,  nawet
jeśli natęŜenie prądu w obwodzie jest mniejsze od nastawienia zabezpieczenia nadprądowego
wyłącznika.

Zabezpieczenie to jest realizowane przez przekaźnik podnapięciowy zainstalowany

na szynach  zbiorczych  prądu  stałego.  Jest  to  bardzo  waŜne  zabezpieczenie,  gdyŜ  przy  jego
braku  wszelkie  zwarcia,  które  wystąpiły  w  obszarze  szyny  zbiorczej,  powodowały  duŜe
szkody  (brak  było  bezpośredniego  czynnika,  który  mógłby  to  zwarcie  „wyczuć”
i spowodować  jego  wyłączenie).  Pośrednio  zwarcie  takie  mogłoby  być  wyłączone  przez
zadziałanie iskiernika na szynie minusowej, lecz jego działanie w takich przypadkach nie było
pewne, a wyłączenie nie zawsze następowało nawet po zadziałaniu iskiernika.

Zabezpieczenie podnapięciowe działa pewnie i powoduje kompletne odcięcie zasilania,

zarówno  od  strony  prądu  przemiennego  (zespoły  prostownikowe),  jak  i  od  strony  prądu
stałego  (wszystkie  zasilacze).  Próg  zadziałania  zabezpieczenia  moŜe  być  nastawiany,  dzięki
temu  moŜna  go  dobrze  dostosować  do  lokalnych  warunków.  Próg  ten  jest  dostosowywany
(automatycznie)  do  liczby  załączonych  zespołów  prostownikowych,  zatem  jest  dokładnie
dostosowany do „sztywności” napięcia zasilającego rozdzielnicę trakcyjną.

Zabezpieczenia ziemnozwarciowe stosuje się w celu ochrony urządzeń przed skutkami

zwarć na szynach podstacji oraz w jej bezpośredniej bliskości. Zabezpiecza ono takŜe przed
pojawieniem się na szynach niebezpiecznego dla ludzi potencjału.

Stosowane dawniej zabezpieczenia ziemnozwarciowe wykonane były w postaci

iskiernika niskonapięciowego włączonego między szynę minusową i uziemienie podstacji.
Pracowały one w sposób niepewny, działały przy róŜnych napięciach i były uciąŜliwe

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w eksploatacji  (częste  kontrole,  wymiana  przekładek  izolacyjnych  po  kaŜdym  zadziałaniu,
zespawywanie  elektrod).  Z  tych  powodów  opracowano,  zbadano  i  wprowadzono
w podstacjach  tzw.  zwieracz  szyny  minusowej,  wykonany  jako  stycznik  zwierający  szynę
minusową  z uziemieniem  podstacji  trakcyjnej,  tak  samo  jak  iskiernik.  W  przypadku  gdy
róŜnica  potencjałów  szyny  minusowej i uziemienia przekroczy dopuszczalną wartość, co ma
zazwyczaj  miejsce,  gdy  w  podstacji  lub  jej  bezpośredniej  bliskości  wystąpi  zwarcie,  prąd
płynący  przez  uziemienie  wywołuje  podskok  potencjału,  a  to  w  konsekwencji  powoduje
zadziałanie  zabezpieczenia  i  zamknięcie  stycznika.  Nastąpi  wówczas  nagły  wzrost  prądu
zwarcia,  bowiem  stycznik  zbocznikuje  dwa  człony  rezystancji  w  obwodzie  zwarcia,
tj. rezystancję przejścia uziemienia oraz rezystancję między szynami toru zelektryfikowanego
i ziemią odniesienia.

Poza tym zabezpieczenie to jest wyposaŜone w człon prądowy i zadziała równieŜ wtedy,

gdy  prąd  płynący  przez  zwieracz  przekroczy  określoną  wartość.  W  przypadku  zadziałania
zabezpieczenia  zostają  wysłane  impulsy  do  wyłączników  na  wejściu,  do  zespołów
prostownikowych i do wszystkich wyłączników szybkich zasilaczy, co powoduje obustronne
odcięcie  zasilania  rozdzielni  3  kV,  a  tym  samym  wyłączenie  zwarcia.  Skutek  zadziałania
zabezpieczenia ziemnozwarciowego jest analogiczny jak zadziałania ochrony podnapięciowej.

Obecnie na podstacjach trakcyjnych stosowane są elektroniczne urządzenia ochrony

ziemnozwarciowej TUZZ, UZZ i EZZ - przy czym TUZZ jest sukcesywnie wycofywany
z powodu małej stabilności podczas burzy. W urządzeniach tych funkcję stycznika pełni
zwiernik tyrystorowy. Zabezpieczenia ziemnozwarciowe są zabudowane w celce minusowej.

Podstacja trakcyjna jest połączona z kolejową siecią trakcyjną za pomocą zasilaczy

(łączących biegun dodatni podstacji z górną siecią jezdną) oraz za pomocą kabli powrotnych
(łączących biegun ujemny podstacji z szynami toru). Zasilacze dzielimy na liniowe (zasilające
tory szlakowe) oraz stacyjne (zasilające wydzielone grupy torów w stacji). Mogą być one
wykonane jako kablowe lub napowietrzno-kablowe.

Zasilacze kablowe stosowane są na terenie zabudowanym, gdzie prowadzenie linii

napowietrznej  jest  utrudnione.  W  zasilaczach  tych,  wykonanych  z  kabli  ziemnych,  naleŜy
uziemienie  pancerzy  kabli  doprowadzić  do  magistrali  uziemiającej  podstacji.  Pancerze
te muszą  być  odizolowane  od  bieguna  ujemnego.  W  celu  ochrony  przed  przepięciami  na
podejściu  do  rozdzielni  3  kV  stosuje  się  odgromniki  zaworowe  włączone  między  Ŝyłę  kabla
i uziemienie podstacji.

Na terenach niezabudowanych powszechnie stosuje się zasilacze napowietrzno-kablowe,

przy czym wstawki kablowe znajdują się tylko na podejściu do podstacji oraz tam, gdzie nie
jest  moŜliwe  prowadzenie  linii  napowietrznej.  Część  napowietrzna  wykonana  jest
z przewodów  AFL.  Ze  względu  na  duŜe  przekroje  przewodów  (zwykle  wiązkowych),
zasilacze  napowietrzne  prowadzone  są  na  słupach  typowych  dla  „cięŜkich”  linii  średniego
napięcia  lub  na  konstrukcjach  specjalnych.  Na  jednym  słupie  prowadzone  są  zwykle  dwa
zasilacze.  Na  konstrukcjach  wsporczych  oprócz  przewodów  roboczych  podwieszony  jest
przewód  uszyniający,  połączony  z  szynami  kolejowymi.  Ochronę  odgromową  zasilacza
stanowią  iskierniki  roŜkowe  lub  odgromniki  zaworowe,  włączone  między  przewód  roboczy
i uszyniający.

Kable powrotne łączą szynę minusową podstacji z szynami kolejowymi. Połączenie

to moŜe być wykonane bezpośrednio lub przez dławiki torowe (jeśli urządzenia SRK
wykorzystują obwody torowe). Kable powrotne są najbardziej naraŜone na uszkodzenia przy
dojściu do torów kolejowych i powinny być w tych miejscach szczególnie dozorowane
i konserwowane.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie funkcje realizują kabiny sekcyjne?

Jakie są typowe technologie wykonania podstacji trakcyjnych?

Jakie typowe urządzenia elektroenergetyczne znajdują się w podstacji trakcyjnej?

Co to jest cela minusowa?

Jakie są zadania filtrów?

Jakie urządzenia słuŜą do ochrony przepięciowej?

Czy róŜnią się odłączniki od wyłączników?

Jakie typy prostowników stosuje się w podstacjach trakcyjnych?

Jakie funkcje realizują kable powrotne?

10.

Do czego słuŜą akumulatory, stanowiące wyposaŜenie podstacji trakcyjnej?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj montaŜ elementów prostujących w typowym sześciopulsowym zespole

prostowniczym słuŜącym U

= 3300 V.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać to ćwiczenie, powinieneś:

1)  dobrać na podstawie dokumentacji zespołu prostowniczego elementy prostujące,
2)  określić sposób i elementy montujące,
3)  określić metody radiacji termicznej,
4)  dobrać odpowiednie metody zmniejszenia rezystancji termicznej między obudowami diod

a radiatorami,

5)  zamontować mechanicznie diody,
6)  połączyć układ prostownika,
7)  podać napięcie kontrolne,
8)  sprawdzić oscyloskopem poprawność działania prostownika.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

zespół prostowniczy z wymontowanymi diodami,

−

kilka zestawów róŜnych diod,

−

zestaw narzędzi elektromonterskich,

−

silpasty – preparaty do obniŜania rezystancji termicznych,

−

przewody do łączenia diod,

−

oscyloskop,

−

transformator separacyjny trójfazowy 380 V/380 Vdo kontroli poprawności montaŜu,

−

instrukcja do ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Wykonaj strojenie filtru LC tak by wyeliminować wyŜsze harmoniczne w określonym

zespole zasilającym trakcję.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać to ćwiczenie, powinieneś:

1)  zmontować układ filtru Gamma z elementów LC,
2)  uruchomić układ,
3)  dołączyć rejestrator lub analizator wyŜszych harmonicznych,
4)  sprawdzić  układ,  szczególnie  zwracając  uwagę  na  dzielnik  napięcia,  do  którego

podłączony jest analizator,

5) dołączać lub odłączać baterię kondensatory wysokonapięciowe, do czasu ograniczenia

harmonicznych do minimum.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

zestaw baterii kondensatorów,

–

dławik katodowy,

–

zestaw prostownikowy, podłączony do trakcji,

–

analizator wyŜszych harmonicznych wraz z separatorami,

–

zestaw narzędzi monterskich,

–

dokumentacja podstacji,

–

instrukcja do ćwiczenia.

4.4.4.

Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zmontować elementy linii napowietrznej?

zmontować elementy linii kablowej?

odczytać dokumentację techniczną?

rozróŜnić elementy do budowy linii kablowej?

rozróŜnić elementy do budowy linii napowietrznej?

dobrać na podstawie katalogów elementy zastępcze?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

Test zawiera 20 zadań i sprawdza Twoje wiadomości z zakresu montaŜu i warunków
budowy sieci elektroenergetycznych i podstacji trakcyjnych.

Tylko jedna odpowiedź do kaŜdego zadania jest prawidłowa.

Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Skreśl prawidłową
odpowiedź.

JeŜeli się pomylisz, błędną odpowiedź weź w kółko i skreśl odpowiedź prawidłową.
JeŜeli skreślisz więcej niŜ jedną odpowiedź do jednego zadania, nie zostanie one
ocenione.

Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz mógł sprawdzić poziom swojej wiedzy.

Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, odłóŜ jego rozwiązanie
na później; wrócisz do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

10.

Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Głębokość na jakiej układa się kable o napięciu powyŜej 15 kV to
a)

100 cm.

80 cm.

70 cm.

50 cm.

Głowica jest to element słuŜący do
a)

uszczelniania końców kabli.

łączenia dwóch kabli ze sobą.

wprowadzania kabla do wnętrza budynku.

odprowadzania nadmiaru ciepła.

Kabel trójpłaszczowy, ekranowany o Ŝyłach roboczych z aluminium i izolacji papierowej
nasyconej olejem, powłoce z ołowiu i pancerzu z taśm stalowych z zewnętrzną osłoną
włóknistą na napięcie 15 kV, trzyŜyłowy o przekroju pojedynczej Ŝyły 240 mm

oznaczony jest symbolem
a)

YKYFoy 3x240 mm

1 kV.

3HAKFtA 3x240 mm

15 kV.

3HAKFtA 3x240 mm

15 kV.

YKYŜo 4x120 mm

1 kV.

Do grupy słupów przelotowych zalicza się
a)

przelotowe, krańcowe i naroŜne.

naroŜne, skrzyŜowaniowe i krańcowe.

naroŜne, przelotowe i skrzyŜowaniowe.

odporowe i naroŜne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozpiętość przęsła jest to
a)

pionowa połowa odległości między prostą, a przewodem zmierzona w połowie
rozpiętości przęsła.

pionowa odległość między prostą, a przewodem zmierzona w połowie rozpiętości
przęsła.

odległość między drutem przewodzącym a powierzchnią ziemi mierzona w połowie
przęsła.

odległość między osiami dwóch kolejnych słupów.

W trakcji kolejowej najczęściej stosuje się przewody jezdne
a)

DJP 120 mm

DJP 2

525 mm

AFL 100 mm

FL 100 mm

Wyłączniki są to łączniki, które słuŜą do
a)

odłączania napięcia na zaciskach, jeŜeli w danym momencie prąd nie płynie.

wyłączania prądów zwarciowych.

wyłączania prądów znamionowych.

wyłączania prądów nie większych od 10

Symbol spotykany w dokumentacji trakcji elektrycznej oznacza

odgromnik.

przewód uszyniający.

łącznik poprzeczny międzytorowy.

łącznik poprzeczny międzytokowy.

Trakcja tramwajowa w przewaŜającym stopniu w Polsce zasilana jest napięciem
a)

1500 V DC.

600 V DC.

3000 V DC.

750 V DC.

10.

NajniŜsza dopuszczalna wysokość zawieszenia przewodów jezdnych w trakcji
tramwajowej wynosi
a)

6,12 m.

5,60 m.

4,20 m.

4,25 m.

11.

W dokumentacji izolator sekcyjny oznacza się symbolem

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12.

Maksymalne dopuszczalne nachylenie trakcji na szlakach przystosowanych do
prowadzenia ruchu z prędkością do 40 km/h wynosi
a)

1‰.

5‰.

10‰.

50‰.

13.

Odciąg jest to
a)

element elastyczny do przejmowania części obciąŜeń gnących słupów krańcowych
bądź naroŜnych.

element słuŜący do separacji galwanicznej trakcji elektrycznej.

połączenie toków ze sobą w celu zmniejszenie rezystancji sieci powrotnej.

połączenie sieci jezdnej z zasilaczem.

14.

Kotwienie 1:4 stosuje się w celu
a)

dwukrotnego zwiększenia napręŜenia drutu jezdnego.

czterokrotnego zwiększenia siły naciągu drutów jezdnych.

dwukrotnego zwiększenia napręŜenia linki nośnej.

czterokrotnego zwiększenia naciągu linki nośnej głównej i pomocniczej.

15.

Wyrównywacz przewodów słuŜy do niwelowania róŜnic długości
a)

dwóch lin nośnych.

dwóch przewodów jezdnych.

liny nośnej i przewodu jezdnego.

naciągów słupów odciągowych.

16.

W trakcji elektrycznej układ z dwoma drutami jezdnymi stosuje się obowiązkowo na
szlakach, na których dopuszczalna prędkość jest większa od
a)

40 km/h.

80 km/h.

100 km//h.

120 km/h.

17.

W trakcie montaŜu nowych odcinków trakcji elektrycznej najczęstszymi przyczynami
uszkodzenia ciała
a)

są poparzenia i wychłodzenia.

są zatrucia spowodowane substancjami smarująco-konserwacyjnymi.

są przekazywania energii elektrycznej między siecią trakcyjną a podstacją trakcyjną.

jest poraŜenie prądem.

18.

Łączenie drutów jezdnych wykonywane jest za pomocą
a)

złączek zaprasowywanych.

uchwytów zaciskowych typu U.

złączek klinowych lub śrubowych.

spawania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19.

Sieć powrotna w głównej mierze składa się z
a)

drutów jezdnych profilowanych.

uszynień.

szyn jezdnych.

łączników wzdłuŜnych.

20.

Sieć skompensowana jest to sieć, w której
a)

jeden z końców odcinka linki nośnej jest napręŜany, drugi koniec natomiast kotwiony
jest na stałe.

kompensowane są zarówno przewody jezdne jak i linki nośne.

układy kompensacji stosuje się na końcu kaŜdego przęsła.

jeden z końców odcinka drutu jezdnego jest napręŜany, drugi koniec natomiast
kotwiony jest na stałe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Montowanie sieci i urządzeń podstacji trakcyjnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

Czapla J, Seruga W.: Trakcja elektryczna w transporcie. WKŁ, Warszawa 1990

Dąbrowski T.: Sieci i podstacje trakcyjne. WKŁ, Warszawa 1986

Durbajło M, Karbowniczek R.: Multimedialna prezentacja rozwiązań konstrukcyjnych
sieci trakcyjnej stosowanych w Polsce. Praca dyplomowa Zespół Szkół Kolejowych
w Szczecinie

Dziuba W.: Sieć powrotna i prądy błądzące. Wyd. Instytutu Elektrotechniki,
Warszawa 1995

Głowacki K., Onderka E.: Sieci trakcyjne. Wyd. PiT, Kraków 2002

Grad J.: Aparaty i urządzenia elektryczne. Ćwiczenia. WSiP, Warszawa 1996

Januszewski S., Sagan T., Szczucki F., Świątek H.: Eksploatacja urządzeń elektrycznych
i energoelektronicznych. ITE, Radom 2000

Jarosz T., Siemiński T.: Odbieraki prądu i ich współpraca z siecią. WKŁ, Warszawa 1989

Kacejko L.: Pracownia elektryczna. T. II. Maszyny, urządzenia i napęd. ITE, Radom 1993

10.

Kościug K., Maciszewski Z.: Naprawa maszyn i urządzeń elektrycznych taboru
kolejowego. WKŁ, Warszawa 1980

11.

Przybyłowska-Łomnicka A.: Pomiary elektryczne. Obwody prądu przemiennego.
Wydawnictwa Szkolne PWN, Warszawa 2000

12.

Przepisy budowy urządzeń elektroenergetycznych. Wydawnictwa Przemysłowe WEMA,
Warszawa 1995

13.

Ustawa – prawo energetyczne wraz z aktami wykonawczymi

14.

Normy, przepisy i instrukcje branŜowe