„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Beata Organ

Eksploatowanie instalacji elektrycznych 311[47].Z2.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Eleonora Muszyńska
mgr inż. Igor Lange



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Danuta Pawełczyk



Konsultacja:
mgr inż. Gabriela Poloczek





Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[47].Z2.02
„Eksploatowanie instalacji elektrycznych”, zawartego w programie nauczania dla zawodu
technik elektroenergetyk transportu szynowego.



























Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

3

2. Wymagania wstępne

5

3. Cele kształcenia

6

4. Materiał nauczania

7

4.1. Przewody elektryczne

7

4.1.1. Materiał nauczania

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

13

4.1.3. Ćwiczenia

13

4.1.4. Sprawdzian postępów

14

4.2. Oświetlenie elektryczne

15

4.2.1. Materiał nauczania

15

4.2.2. Pytania sprawdzające

20

4.2.3. Ćwiczenia

20

4.2.4. Sprawdzian postępów

21

4.3. Instalacje elektryczne i ich zabezpieczenia

22

4.3.1. Materiał nauczania

22

4.3.2. Pytania sprawdzające

35

4.3.3. Ćwiczenia

35

4.3.4. Sprawdzian postępów

37

4.4. Grupyfikacja, oznaczenia izolatorów

38

4.4.1. Materiał nauczania

38

4.4.2. Pytania sprawdzające

41

4.4.3. Ćwiczenia

42

4.4.4. Sprawdzian postępów

43

5. Sprawdzian osiągnięć

44

6. Literatura

49

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu eksploatowania instalacji

elektrycznych.

W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych

311[47].Z2

Montaż i eksploatacja instalacji

elektrycznych

311[47].Z2.01

Posługiwanie się dokumentacją

instalacji

elektrycznych

311[47].Z2.02

Eksploatowanie instalacji

elektrycznych

311[47].Z2.03

Montowanie instalacji

elektrycznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

stosować jednostki układu SI,

−

rozróżniać i przeliczać podstawowe wielkości elektryczne,

−

rozróżniać obwody jednofazowego i trójfazowego prądu przemiennego,

−

wykonywać obliczenia mocy odbiorników jednofazowych i trójfazowych,

−

analizować i interpretować wyniki pomiarów oraz wyciągnąć praktyczne wnioski,

−

lokalizować usterki w prostych układach prądu przemiennego i stałego,

−

stosować różne sposoby połączeń elektrycznych,

−

czytać proste schematy elektryczne,

−

przewidywać zagrożenia dla życia i zdrowia w czasie pracy z urządzeniami
elektrycznymi,

−

stosować zasady prezentacji i ekspozycji projektów,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

rozróżniać osprzęt instalacyjny,

−

rozróżniać izolatory,

−

sgrupyfikować rozdzielnice elektryczne

−

współpracować w grupie,

−

korzystać z możliwie różnych źródeł informacji,

−

stosować różne metody porozumiewania się (rysunki, schematy.) na temat zagadnień
technicznych,

−

użytkować komputer.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

dokonać naprawy, konserwacji i regulacji instalacji i urządzeń elektroenergetycznych
niskiego i średniego napięcia,

–

przeprowadzić nadzór nad sterowaniem urządzeniami elektroenergetycznymi,

–

zorganizować stanowisko pracy oraz zaplecze budowy instalacji elektrycznych,

–

określić i wyeliminować przyczyny i skutki przepięć, przeciążeń i zwarć,

–

skorzystać z przepisów prawa energetycznego oraz z literatury i publikacji zawodowych,

–

scharakteryzować elementy instalacji elektrycznych oraz określić ich parametry
eksploatacyjne,

–

posłużyć się dokumentacją techniczną instalacji i urządzeń elektrycznych,

–

zastosować zasady bezpiecznej pracy, ochrony przeciwpożarowej, przeciwporażeniowej
oraz ochrony środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Przewody elektryczne

4.1.1. Materiał nauczania

Przewody instalacyjne

Do wykonywania instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych używa się

przewodów izolowanych.

Przewody tworzą tory prądowe doprowadzające energię elektryczną do odbiorników.

Podstawowymi elementami są: żyły i izolacja. Oprócz tego niektóre przewody mogą mieć
dodatkową ochronę żył i izolacji w postaci: powłok, pancerzy, oplotów i uzbrojenia.

Rys. 1.

Rodzaje przewodów ze względu na liczbę żył: a) przewód jednożyłowy: b) przewód
wielożyłowy,1–żyła [3, s. 21]

Żyły przewodów wykonuje się z drutów lub linek miedzianych. Żyły w postaci linek

są stosowane w grubszych przewodach dla zabezpieczenia ich przed uszkodzeniem podczas
zginania. Przekroje poprzeczne żył przewodów elektrycznych stosowanych w instalacjach
są znormalizowane.

Znormalizowane przekroje przewodów są następujące: 0,5 :0,75 :1: 1,5: 4: 6: 10: 16: 25:

35: 50: 70: 95: 120: 150: 184: 300: 400: 500: 625: 800 i 1000 mm

2

.

Przewody do układania na stałe nie musza być giętki i mają żyły jednodrutowe

o przekroju 10 mm

2

, a żyły wielodrutowe (linki) – przy większym przekroju. Natomiast

przewody do odbiorników ruchomych powinny być giętkie i wytrzymywać wielokrotne
przeginanie: niezależnie od przekroju mają żyły wielodrutowe, skręcone z cienkich drutów
miedzianych.

Izolację przewodów instalacyjnych dawniej wykonywano z gumy naturalnej, a obecnie

używa się głównie polwinitu (PVC).

Tabela 1 Podstawowe oznaczenia określające przewody instalacyjne [www.elektroda.pl]

Budowa

Oznaczenia

Przykłady

Konstrukcja żyły

−

jednodrutowe

−

wielodrutowe

−

wielodrutowe giętkie

D

L

LG

DY

LY

LgY

Materiał żyły:

−

miedź

−

aluminium

Brak oznaczenia

A

YDY

YADY

Oznaczenia dodatkowe:

−

wtynkowy

−

wzmocniona izolacja

−

ciepłoodporny

t

d

c

YDYt

OPd

DYc

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Budowa

Oznaczenia

Przykłady

−

płaski

−

samonośny

−

niepalny

−

żyła ochronna

−

górniczy

−

sterowniczy

−

sygnalizacyjny

p

s

n(N)

żo

G

St

S

YDYp

AsXS

AsXSn

YKYżo

YKGY

YstYżo

YKSY, OS

komputerowe:

−

nieekranowany

−

ekranowany

−

indywidualnie ekranowane pary

−

indywidualnie ekranowane pary + ekran wspólny

UTP

FTP
STP

S–STP

Optotelekomunikacyjny:

−

rozetowy

−

tubowy

OTKr
OTKt

XOTKr

YOTKtd

Instalacyjny samochodowy

–S

YLY–S

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Rys. 2

.

Oznaczenia przewodów energetycznych znormalizowanych [6, s. 20]

Przekroje przewodów dobierane są w zależności od obciążalności prądowej w danym

fragmencie zaprojektowanego obwodu elektrycznego. Normy określające dobór przekroju
przewodów w instalacjach elektrycznych: norma wieloarkuszowa PN – IEC 60364

−

Instalacje elektryczne w budownictwie, w tym: PN – IEC 60364–5–52 – Ogólne wytyczne
doboru przewodów.

PN – IEC 60364–5–523 – Obciążalność prądowa długotrwała dla 50 sposobów ułożenia

instalacji elektrycznej. Przekrój przewodów w instalacjach elektrycznych ustala się w oparciu
o następujące czynniki:
1. obciążalność prądową długotrwałą,
2. wytrzymałość mechaniczną,
3. dopuszczalny spadek napięcia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

4. skuteczność ochrony przeciwporażeniowej,
5. wytrzymałość zwarciowa (cieplne działanie prądów zwarciowych),
6. czynniki dodatkowe takie jak:

−

sposób układania przewodów,

−

temperatura otoczenia,

−

rodzaj zasilanych odbiorników.

Minimalne przekroje przewodów:
1. W instalacji należy stosować – do przekroju 10 mm² przewody wyłącznie z miedzi
2. Przewód ochronno-neutralny PEN w instalacjach ułożonych na stałe w układzie TN – 10

mm² w przypadku miedzi lub 16 mm² dla przewodów aluminiowych

3. Przewód ochronny PE (nie będący częścią przewodu zasilającego) nie powinien być

mniejszy niż:

−

2,5 mm² gdy stosujemy ochronę mechaniczną

−

4 mm² w przypadku braku ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Rys. 3. Ważniejsze odmiany przewodów w instalacjach mieszkaniowych: 1 – żyła, 2 – izolacja

polwinitowa, 3 – izolacja gumowa, 4 – powłoka (opona) polwinitowa, 5 –opona gumowa,
6 – oplot włóknisty, 7 – wypełniacz włóknisty [3, s. 21]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Dobór przekroju przewodu

Przy doborze przewodów w instalacjach elektrycznych należy uwzględnić następujące

kryteria:

−

napięcie izolacji,

−

najmniejszy przekrój żył ze względu na wytrzymałość mechaniczną,

−

obciążalność prądową,

−

spadek napięcia,

−

odporność izolacji na szkodliwe oddziaływanie środowiska.

Wzory do obliczenia przekrojów przewodów
1. Straty mocy ∆ P, jednostką jest Wat – [W]:

∆ P =

S

γ

2l

I

2

⋅

⋅

: ∆P

%

=

P

100%

ΔP

⋅

gdzie:

I – natężenie prądu,
l – długość przewodu,
S – przekrój,

γ – przewodność.

2. Spadek napięcia ∆U, jednostka jest [V]

∆U =

S

γ

I

2l

⋅

⋅

: ∆U

%

=

N

U

100%

ΔU

⋅

gdzie:

U – napięcie,
I – natężenie prądu,
l – długość przewodu,
S – przekrój,

γ – przewodność.

3. Gęstość prądu – J: jednostką jest –

2

m

A

J =

S

I

gdzie:

I – natężenie prądu,
S – przekrój.

Łączenie przewodów

Przy wykonywaniu instalacji przewody przyłącza się do łączników, odbiorników i innych

urządzeń. Połączenia te powinny być rozłączalne, łatwe do rozłączenia bez zniszczenia
jakiejkolwiek części, aby umożliwić odłączenie przyrządu do naprawy lub wymiany:
wykonuje się je w postaci zacisków gwintowych lub wsuwanych. Łączy się też przewody
między sobą w celu przedłużenia ciągów instalacyjnych lub wykonanie odgałęzień. Takie
połączenia mogą być nierozłączne, np. zaprasowane.

Połączenie powinno odznaczać się małą rezystancją i dobrą wytrzymałością

mechaniczną.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

Łączenie przewodów o wszelkich przekrojach wykonuje się za pośrednictwem zacisków

gwintowych i połączeń zaprasowanych: przewody o małym przekroju można też łączyć za
pomocą zacisków wsuwanych i połączeń owijanych.

Zaciski gwintowe zapewniają styczność między przewodem a korpusem zacisku lub

innym przewodem dzięki silnemu dociskowi.

Rys. 4. Odmiany zacisków gwintowych: a) główkowy bez podkładki: b) tulejkowy: c)główkowy

podkładką: d) nakładowy trójwkrętowy: e) nakładowy jednowkrętowy: f) sworzniowy:
g) szczękowy:h główkowy podkładką wahliwą [3, s.26]

Połączenia zaprasowane służą do łączenia przewodów ze sobą oraz łączenia przewodów

z końcówką. Jest to doskonałe połączenie, ale nierozłączalne.

Do łączenia przewodów o małym przekroju służą prasy mechaniczne.
Zaciski wsuwane są odporne na drgania – stosowane w różnych pojazdach,

od samochodów po lokomotywy elektryczne, coraz szerzej wprowadzane w sprzęcie
gospodarstwa domowego i w instalacjach budynku.

Połączenia owijane przewody o małym przekroju (0,75–4 mm

2

) wykonuje się wkładając

ich odizolowane końce do poliamidowej złączki skrętnej o wewnętrznym stożkowym
gwincie.

Układanie przewodów instalacyjnych
W instalacjach nieprzemysłowych, przewody wewnętrznych linii zasilających oraz

obwodów odbiorczych instalacji są układane na stałe.

Obwody odbiorcze instalacji nieprzemysłowych układa się w trzy zasadnicze sposoby

(rys. 5):

−

pod tynkiem – przewody umieszcza się w rurkach we wnętrz ścian podczas budowy
budynku. Stosuje się elastyczne rurki winidurowe karbowane oraz rurki winidurowe
twarde,

−

w tynku – przewody mocuje się do ścian i sufitów przed tynkowaniem (specjalnymi
uchwytami przybijanymi gwoździami) lub przykleja (np. gipsem), a następnie pokrywa
tynkiem,

−

na wierzchu ścian i sufitów – przewody umieszcza się w osłonach mocowanych do ścian
i sufitów. Stosuje się do tego specjalne listwy instalacyjne przypodłogowe i naścienne
wykonane z tworzyw sztucznych, w których umieszcza się przewody izolowane jedno–
lub wielożyłowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Rys. 5. Sposoby układania przewodów w instalacjach nieprzemysłowych: a) pod tynkiem: b) w tynku:

c) w listwach naściennych: 1 – bruzda wykuwana w murze, 2 – rurka winidurowa,
3 – przewody instalacyjne, 4 – gwóźdź, 5 – dolna część listwy instalacyjnej, 6 – górna część
listwy instalacyjnej [4, s. 124]

Instalacje przemysłowe wykonuje się na ogół przewodami dużej obciążalności prądowej.

Przykładami takich przewodów są kable (przystosowane do układania w ziemi) i tzw.
szynoprzewody magistralne.

Rys. 6. Sposoby układania przewodów w instalacjach przemysłowych: a) w korytkach: b) na

wieszakach prętowych: c) w rurkach winidurowych lub stalowych mocowanych do ściany
[4, s. 125]

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie połączenia przewodów powinny być rozłączne?
2. Wylicz znormalizowane przekroje przewodów od 1 do 120 mm

2

?

3. Objaśnij i porównaj budowę przewodów: YDYp i OMYp?
4. Jak się podaje napięcie znamionowe przewodu?
5. Jakie są sposoby układania przewodów w obwodach odbiorczych instalacji

nieprzemysłowych?

6. Przedstaw budowę przewodów instalacyjnych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz budowę przewodu H05RNH2 – F 2 x2,5.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych tabelę z oznaczeniami przewodów,
2) rozpoznać rodzaje przewodu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

katalog z przewodami znormalizowanymi,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Silnik prądu stałego o mocy 8 kW i napięciu U = 200 V jest przyłączony przewodem

NYM (Cu, C) o długości 10 m do linii rozdzielczej prądu stałego.
1. Jakie jest natężenie prądu roboczego?
2. Określ przekrój poprzeczny przewodu,
3. Oblicz spadek napięcia w woltach i procentach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać wzory,
2) wykonać obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić

sposoby

układania

przewodów

w

instalacjach

nieprzemysłowych?





2) dobrać przekrój przewodu w instalacjach elektrycznych?





3) wyliczyć znormalizowane przekroje przewodów od 1 do 100 mm

2

?





4) omówić budowę przewodu elektrycznego?





5) wyjaśnić oznaczenie przewodu YDYp?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

4.2. Oświetlenie elektryczne

4.2.1. Materiał nauczania

Podstawowe pojęcia techniki świetlnej
1. Strumień świetlny – jest to moc promieniowania widzialnego oceniona wzrokiem lub

inaczej ilość energii światła wysyłanego w jednostce czasu. Jednostką jest lumen [lm],

2. Luminacja L– wielkość fotometryczna decydująca o nasileniu subiektywnego rażenia

jasności źródła światła, (jednostką jest [

2

m

cd

]):

Gdzie: I – światłość,

S – powierzchnia.

3. Światłość I– Gęstość strumienia świetlnego o określonym kierunku, jest to stosunek

strumienia świetlnego do kąta przestrzennego (ω), w którym ten strumień promieniuje.
Jednostka [cd]

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

ω – kąt przestrzenny.

4. Natężenie oświetlenia E – Jest to stosunek strumienia świetlnego do powierzchni, na

którą ten strumień pada. Jednostką natężenia jest luks [lx]

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

S – powierzchnia.

Rodzaje lamp
1. Żarówki:

−

zwykłe,

−

halogenowe.

2. Świetlówki:

−

kompaktowe,

−

liniowe.

3. Lampy indukcyjne.
4. Lampy rtęciowe.
5. Lampy metalohalogenkowe.
6. Lampy sodowe.

Żarówki

Żarówka, elektryczne, temperaturowe źródło światła, w którym ciałem świecącym jest

rozżarzony na skutek przepływu prądu, zazwyczaj do temperatury ok. 2500–3000

o

K drut

z trudno topliwego materiału (pierwotnie grafit, obecnie wolfram) umieszczony w bańce
szklanej żarówki mniejszej mocy wykonywane są zazwyczaj jako próżniowe, większej mocy
jako gazowane – wypełnionej mieszaniną gazów szlachetnych (np. argon z 10% domieszką

ΔS

ΔI

L

=

Δω

ΔΦ

I

=

ΔS

ΔΦ

E

=

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

azotu lub krypton). Widmo światła emitowanego przez żarówkę jest ciągłe, a maksimum
natężenia przesunięte w stronę czerwieni względem światła słonecznego. Sprawność żarówki
wynosi ok. 4% Skuteczność świetlna w zależności od mocy i napięcia zasilania wynosi ok. 8–
18 lm/W. Trwałość typowych żarówek wynosi ok. 1000 godzin. Po upływie 1000 godzin
strumień świetlny może się zmniejszyć nawet poniżej 80%. Wielkość strumienia świetlnego
i trwałość żarówki w dużym stopniu zależy od wysokości napięcia zasilającego. Żarówki do
zastosowania domowego (gdzie nie są narażone na wstrząsy) posiadają trzonek gwintowy
(Edisona – E27), zaś np. samochodowe – trzonek bagnetowy (Swana). Żarówki produkowane
są z trzonkiem gwintowym E10 (tzw. Karzełkowi – latarki, rowery, skale radiowe),
z trzonkiem E14 (Mignon – pomocnicze oświetlenie domowe, np. lodówki, kuchenki), E27
(Edison– typowe (domowe o mocy 15– 300 W) i E40 (Goliat – dla żarówek o mocy
300 – 2000 W). Trzonki bagnetowe – Swana –spotyka się najczęściej w wykonaniu trzonka o
średnicy 7, 9 i 15 mm. Ponadto istnieje cały szereg żarówek w wykonaniu specjalnym (często
bez gwintu lub trzonka bagnetowego) –np. lotnicze, górni choinkowe, telefoniczne, kolejowe
itp. Żarówki tzw. głównego szeregu, stosowane do oświetlenia ogólnego produkowane są
w wielkościach o poborze mocy 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 1000, 1500
i 2000W. Żarówki używane typowo w gospodarstwie domowym to żarówki z grupyczną
bańką o gwincie E27 i mocy 25 – 100 W, 1000, 1500.

Zalety żarówki:

−

szerokie zakresy napięć i mocy znamionowych,

−

dobrze wytrzymuje częste załączanie,

−

zapala się natychmiast po załączeniu,

−

nie wymaga przyrządów zapłonowych i stateczników.

Wady:

−

mała skuteczność świetlna,

−

nieduża trwałość,

−

wrażliwa na poziom napięcia zasilającego.

Rys. 7. Budowa żarówki: 1 – żarnik, 2 – główka, 3 – wspornik żarnika, 4 – nóżka, 5 – bańka,

6 – podpórka, 7 – słupek, 8 – rurka pompowa, 9 – krążek izolacji cieplnej, 10 – trzonek
gwintowany, 11 – styk doprowadzający [pl.wikipedia.org]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Świetlówka

Świetlówka jest lampą rtęciową niskoprężną, tzn. wykorzystuje wyładowanie elektryczne

w parze rtęci o ciśnieniu ok.1Pa. Aby świetlówka wysyłała promieniowanie widzialne
wewnętrzną powierzchnie pokrywa się luminoforem.

Rys. 8. Przykłady świetlówek różnego typu: liniowe, kołowe i kompaktowe [pl.wikipedia.org]

Zalety świetlówki w porównaniu z żarówką

−

wytwarza znacznie mniej ciepła,

−

wyższa skuteczność świetlna (do 80 lm/W),

−

dłuższy czas pracy (ok. 8000 h),

−

mniejsza zależność strumienia świetlnego od napięcia zasilającego,

−

można wytwarzać świetlówki o różnych temperaturach barwowych,

−

mniejsza luminacja.

Wady (głównie przy stosowaniu magnetycznego układu stabilizacyjno–zapłonowego)

−

wymaga skomplikowanych opraw z dodatkowym wyposażeniem (statecznik i zapłonnik),

−

wydajność świetlna lampy zależna jest od temperatury otoczenia,

−

większy niż u żarówek spadek żywotności przy dużej częstości włączeń,

−

tętnienie strumienia świetlnego powodujące zjawisko stroboskopowe,

−

utrudniony zapłon przy obniżonym napięciu oraz w niskiej temperaturze,

−

niski współczynnik mocy (ok. 0,5) powodujący konieczność stosowania kondensatorów
kompensujących,

−

zawierają rtęć, która jest silną trucizną – mogą być niebezpieczne po stłuczeniu,

−

generują "zimne" światło,

Lampy rtęciowe

Lampa wyładowcza (rys. 9), której głównym źródłem światła jest wyładowanie

elektryczne. Bańkę rtęciówki pokrywa się luminoforem, bez którego byłaby sinoniebieska.
Rtęciówka wymaga statecznika. W razie stłuczenia bańki wydostaje się z lampy
promieniowanie nadfioletowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Rys. 9.

Rtęciówka budowa i układ połączeń: 1 – bańka szklana pokryta luminoforem od
wewnątrz, 2 – elektrodygłówne, 3 – rezystor, 4 – elektroda pomocnicza, 5 – jarznik
kwarcowy, 6 – kropla rtęci. Dł – dławik, C – kondensator[pl.wikipedia.org]

Lampa sodowa

Lampa sodowa (rys. 10) (pot. sodówka) – lampa wyładowcza, w której środowiskiem

wyładowczym są pary sodu. Ze względu na ciśnienie par sodu w jarzniku dzielone
są na nisko– i wysokoprężne. Dają charakterystyczne pomarańczowe światło. Obecnie
są powszechnie stosowane w oświetleniu zewnętrznym i uprawie roślin. Ze względu
na oszczędność energii i mniejszą zawartość toksycznej rtęci praktycznie zastąpiły stosowane
wcześniej lampy rtęciowe.

a)

b)

Rys. 10. Lampy sodowe: a) wysokoprężne: b) niskoprężne[pl.wikipedia.org]

Oprawy oświetleniowe

Celem stosowania opraw oświetleniowych jest:

−

umocowanie źródła światła,

−

przyłączenie go do instalacji zasilającej,

−

zmniejszenie szkodliwej dla oczu luminacji i uzyskanie żądanego ukierunkowania
strumienia,

−

ochrona źródła światła przed zewnętrznymi wpływami,

−

podniesienie etyki oświetlenia.
Oprawy podzielić można według różnych kryteriów. Ze względu na zastosowanie

oprawy dzieli się na:

−

przemysłowe,

−

mieszkaniowe,

−

dekoracyjne.
Ze względu na sposób mocowania rozróżnia się oprawy:

−

stałe,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

−

przenośne,

−

nastawne.
Inny podział według sposobu zabezpieczenia od wpływów zewnętrznych. Oprawy

oświetleniowe grupy I stosuje się do oświetlenia zewnętrznego lub do wysokich hal
o ciemnych ścianach i sufitach. Oprawy tej grupy wykorzystywane są do reflektorów.
Oprawy grupy II i III stosowane są najczęściej w pomieszczeniach niskich o średnio jasnych
ścianach i sufitach, takich jak biura, sklepy, korytarze itd. Grupy IV i V opraw dają
w większości światło odbite, głównie od sufitu, dlatego też może być stosowane w niskich
pokojach o jasnych ścianach i sufitach. Oprawy te dają światło łagodne, rozproszone, lecz
z nie wielkim natężeniem oświetlenia. Wykorzystywane są one w mieszkaniach, hotelach
i innych pomieszczeniach powszechnego użytku jako oświetlenie ogólne. Oprócz oświetlenia
ogólnego w niektórych miejscach pomieszczeń konieczne jest oświetlenie o większym
natężeniu. Oświetlenie spełniające te wymogi nazywamy oświetleniem miejscowym.
Do oświetlenia miejscowego stosowane są przede wszystkim oprawy grupy I ewentualnie
grupy II. Oświetlenie, w którym zastosowano oba systemy, ogólny i miejscowy, nazywa się
oświetleniem złożonym tego typu oświetlenie spotykane jest najczęściej. Oprawy
oświetleniowe różnią się w istotny sposób w zależności od rodzaju źródła światła. Dla
żarówek i rtęciówek oprawy tworzą najczęściej bryły obrotowe. Natomiast świetlówki
i sodówki ze względu na wydłużony kształt mają oprawy w formie korytek. W miejscach
narażonych na uszkodzenia mechaniczne źródła światła i grupy opraw chronione są stalową
siatką przymocowaną do korpusu oprawy. Oprawy odporne na pył, wodę, gazy mają budowę
szczelną wprowadzenie przewodów wykonane są przez specjalne dławiki. Oprawy
oświetleniowe do wnętrz użyteczności publicznej. Oprawy tego typu są stosowane do
oświetlenia ogólnego pomieszczeń mieszkalnych oraz hoteli, kawiarni itp. Można wśród nich
wymienić:

−

plafoniery do żarówek, przystosowane do przykręcenia do niepalnego podłoża,

−

oprawy zawieszone do żarówek, przystosowane do zawieszenia na holu,

−

oprawy świetlówek do sufitu.

Wzory do obliczanie oświetlenia elektrycznego

1. Natężenie oświetlenia E jednostką jest lx (1 lx = [

2

m

1lm

])

E =

S

Φ

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

S – powierzchnia.

2. Wydajność świetlna h: jednostka [

W

lm

]

h =

P

Φ

Gdzie: Φ – strumień świetlny,

P – energia pobierana przez źródło w jednostce czasu.

3. Strumień świetlny jednej lampy Φ

1

[lm]

Φ

1

=

t

W

,

Gdzie: W –moc energii promieniowania,

t – czas.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

n =

η

Φ

S

E

1,25

1

⋅

⋅

⋅

gdzie:

E – natężenie oświetlenia,

S – powierzchnia,
Φ – strumień świetlny jednej lampy,
η

o

– sprawność świetlna,

n – liczba opraw wg współczynnika mocy.

4. Sprawność świetlna η

o

:

η

o

= η

p

∙ η

1

gdzie: η

p

– współczynnik sprawności pomieszczenia,

η

1

– współczynnik sprawności.

5. Współczynnik pomieszczenia w:

w =

(

)

b

a

H

b

a

±

⋅

gdzie: a, b, H – wymiary pomieszczenia

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co to jest natężenie oświetlenia?
2. Jakie zalety i wady ma żarówka w porównaniu z innymi źródłami światła?
3. Jakie znasz parametry oświetlenia?
4. Jakie lampy i jakim celu wymagają statecznika?
5. Jak działa lampa rtęciowa?
6. Jakie są wady świetlówek?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Strumień świetlny Φ = 1200 lm pada na równomierną powierzchnię S = 16 m

2

. Jaką

wartość ma natężenie oświetlenia?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) skorzystać ze wzorów,
2) wykonać obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Pomieszczenie biurowe o powierzchni S = 35 m

2

jest oświetlone przez 6 świetlówek

o strumieniu świetlnym Φ

1

= 4800 lm każda. Sprawność oświetlenia wynosi 0,55. Jakie jest

natężenie oświetlenia w tym pomieszczeniu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać wzory,
2) wykonać obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Pomieszczenie sklepu o powierzchni podstawowej S = 80 m

2

jest oświetlane przez 18

żarówek o mocy P = 200 W każda i strumieniu 3160 lm. Luksomierzem zmierzono średnie
natężenie oświetlenia na wysokości 0,85 m nad podłogą, wyniosło ono 350 lx.
1. Ile wynosi sprawność oświetlenia?
2. Wymień możliwości zwiększenia sprawności oświetlenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać wzory,
2) wykonać obliczenia,
3) wymienić możliwości zwiększania sprawności oświetlenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt, przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić

sposoby

układania

przewodów

w

instalacjach

nieprzemysłowych?





2) omówić zasadę działania żarówki?





3) wyjaśnić do czego służy oprawa oświetleniowa?





4) wymienić zalety świetlówek?





5) obliczyć natężenie oświetlenia?





6) sgrupyfikować oświetlenie elektryczne?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

4.3. Instalacje elektryczne i ich zabezpieczenia

4.3.1. Materiał nauczania

Rodzaje instalacji

Instalacja elektroenergetyczna służy do doprowadzenia energii elektrycznej z sieci

elektroenergetycznej do odbiorników (silników, urządzeń grzejnych, źródeł światła itp.).
Według Polskiej Normy rozróżnia się następujące rodzaje systemów:
1. System prądu przemiennego (rys.11)

−

jednofazowy 2– przewodowy,

−

jednofazowy 3– przewodowy,

−

jednofazowy 4– przewodowy,

−

jednofazowy 5– przewodowy.

2. System prądu stałego:

−

dwuprzewodowy,

−

trójprzewodowy.

Rys. 11. Schematy zasilania odbiorników jednofazowych (gniazda wtyczkowego ze stykiem

ochronnym)

w instalacji:

a)

dwuprzewodowej

z

sieci

czteroprzewodowej,

b) trójprzewodowej z sieci czteroprzewodowej, c) trójprzewodowej z sieci
pięcioprzewodowej [7, s. 128]

Instalacje elektryczne można podzielić na:

−

nieprzemysłowe – w budynkach mieszkalnych i budynkach użyteczności publicznej
(np. sklepy, biura, szkoły, kina itp.):

−

przemysłowe – w pomieszczeniach zakładów przemysłowych (np. hale fabryczne,
hodowlane obiekty rolnicze, obiekty górnicze itp.). Instalacje te są narażone na takie
czynniki, jak: wysoka temperatura, wysoka wilgotność, uszkodzenia mechaniczne,
wyziewy żrące oraz zapylenia.

Instalacje elektryczne powinny spełniać wymagania:

1. Niezawodność zasilania odbiorników energii elektrycznej.
2. Bezpieczeństwa obsługi, użytkowników oraz osób postronnych.
3. Bezpieczeństwa pożarowego i wybuchowego.
4. Dobrych warunków pracy osób obsługujących i użytkujących.
5. Optymalnych kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

Szeroki zakres zastosowania energii elektrycznej, zarówno w okresie wznoszenia, jak

i eksploatacji obiektów budowlanych, wymaga stosowania różnych rodzajów instalacji
elektrycznych, np. instalacji:

−

zasilania budynku,

−

zasilania mieszkań,

−

elektrycznej w mieszkaniach,

−

dla urządzeń uruchamiających wentylację i hydrofornię,

−

automatyki centralnego ogrzewania i ciepłej wody,

−

sygnalizacji wejściowej (dzwonki, domofony),

−

zbiorczych anten radiowo – telewizyjnych,

−

ochrony od porażeń prądem elektrycznym.
W zależności od sposobu wykonania (rodzaju przewodów, sposobu ułożenia,

zastosowanego osprzętu) spotykamy następujące rodzaje instalacji elektroenergetycznych:
1. W budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej:

−

w rurkach winidurowych i wężach giętkich,

−

wykonywane przewodami wtykowymi,

−

wykonywane przewodami kabelkowymi (głównie na uchwytach),

−

w listwach podłogowych.

2. W obiektach przemysłowych:

−

w rurkach stalowych,

−

w rurkach winidurowych,

−

w kanałach podłogowych,

−

wykonywane przewodami kabelkowymi (na uchwytach, w korytkach, w wiązkach),

−

kablowe,

−

przewodami szynowymi,

−

wykonane przewodami gołymi prowadzonymi na izolatorach.

Dobór rodzaju instalacji do środowiska
Rodzaj przewodów i sposób ich ułożenia w instalacjach zależnie od środowiska (rodzaju

pomieszczenia i występujących warunków) są określone w Przepisach budowy urządzeń
elektroenergetycznych – PBUE (tabela1).

Instalacje elektroenergetyczne
W skład instalacji elektrycznej nieprzemysłowej (np. budynek mieszkalny) wchodzą

takie elementy jak: złącze, rozdzielnica główna, wewnętrzna linia zasilająca (wlz) oraz
instalacje odbiorcze.

−

Przyłącze – kablowe lub napowietrzne służy do doprowadzenia energii elektrycznej
z sieci zasilającej, stanowiącej własność zakładu energetycznego, do złącza.

−

Złącze – służy do połączenia sieci rozdzielczej z instalacja odbiorczą. Połączenie to
wykonuje się bezpośrednio lub za pośrednictwem rozdzielnicy głównej i wewnętrznej
linii zasilającej.

−

Rozdzielnica główna – jest urządzeniem, w którym znajdują się zabezpieczenia
poszczególnych wewnętrznych linii zasilających oraz główny łącznik całej instalacji.
W dużych budynkach wielopiętrowych (np. blokach mieszkalnych) z rozdzielnicy
głównej jest zasilanych kilkanaście wewnętrznych linii zasilających, a także instalacje
odbiorcze ogólnego przeznaczenia – instalacje oświetleniowe klatek schodowych,
korytarzy, maszynownie dźwigów osobowych (windy), itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

−

Wewnętrzna linia zasilająca (wlz) – służy do połączenia złącza lub rozdzielnicy
głównej z poszczególnymi instalacjami odbiorczymi. W dużym budynku wielopiętrowym
wlz określa się potocznie jako pion.

−

Instalacja odbiorcza – stanowi część instalacji dostarczającej energię elektryczną
końcowemu użytkownikowi. Bezpośrednio za miejscem połączenia z wlz umieszcza się
zabezpieczenie (bezpieczniki, wyłączniki nadprądowe) całej instalacji odbiorczej,
a następnie licznik energii elektrycznej.
Licznik mierzy energię elektryczną (w kilowatogodzinach kWh) zużywaną przez
wszystkie odbiorniki przyłączone do tej instalacji. Mieszkaniowa instalacja dzieli się
zwykle na kilka obwodów, z których każdy ma osobne zabezpieczenie. Oddzielne
obwody wydziela się dla instalacji oświetleniowych poszczególnych pomieszczeń, gniazd
wtyczkowych.

Instalacje przemysłowe składają się, podobnie jak instalacje w budynkach

mieszkaniowych, ze złączy, rozdzielni głównej, wlz i instalacji odbiorczych. W skład
instalacji odbiorczej wchodzą obwody rozdzielcze i odbiorcze, które tworzą rozgałęzioną
sieć. W węzłowych punktach sieci przemysłowej umieszcza się rozdzielnice wydziałowe,
oddziałowe i odbiorcze. Rozdzielnice wydziałowe i oddziałowe służą do zasilania niewielkiej
liczby obwodów rozdzielczych obciążonych stosunkowo dużymi prądami. Z rozdzielnic
odbiorczych, poprzez obwody odbiorcze, zasilane są liczne odbiorniki średniej i małej mocy.

Rys.12. Schemat instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym z podziałem jej na części

(przyłącze, złącze, wlz, linie zasilające, instalacje odbiorcze) [4, s. 120]

Osprzęt instalacyjny
Do osprzętu instalacyjnego zaliczamy: rury do układania przewodów, złączki do łączenia

rur, puszki i gniazda odgałęźne do łączenia przewodów, sprzęt do mocowania przewodów
i rur.

Rury instalacyjne
Rury służą do zabezpieczenia przewodów przed uszkodzeniami mechanicznymi,

działaniem pyłu, gazów wilgoci itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

Rozróżnia się następujące rodzaje rur instalacyjnych:

−

stalowe,

−

winidurowe (węże izolacyjne),

−

stalowo–pancerne,

−

gumowe.

W instalacjach stosuje się rury o różnych średnicach, przeznaczone do ułożenia różnej liczby
przewodów o różnym przekroju.

Osprzęt odgałęźny
Przy łączeniu przewodów i wykonaniu odgałęzień przewody instalacyjne wprowadza się

do puszek lub gniazd odgałęźnych. W instalacjach wtynkowych wykonanych przewodami
wtynkowymi (DYt, ADYt, EDYt) i kabelkowymi (EDYp, YADYp) mogą być stosowane
puszki z zaciskami, szczękami stykowymi nadające się zarówno do wykonywania odgałęzień,
jak i umieszczenia łączników oraz gniazd wtykowych.

W instalacjach podtynkowych układa się puszki rozgałęźne z tworzywa. Instalacjach

wykonanych przewodami kabelkowymi na uchwytach, korytkach itp. są stosowane puszki
odgałęźne bakelitowe 2–3 lub 4– wylotowe.

Rys. 13. Puszki rozgałęźne do instalacji elektroenergetycznych: a) puszka uniwersalna do przewodów

oraz gniazd wtykowych, b) puszka bakelitowa kroploszczelna 3–wylotowa do przewodów
kabelkowych, c) puszka winidurowa do instalacji w rurkach winidurowych, d), e), f) puszki
metalowe do instalacji w rurkach stalowych i winidurowych, g) puszka rozgałęźna
z tworzywa do instalacji podtynkowych [7, s. 133]

Osprzęt do łączenia, zakończenia i mocowania rur instancyjnych.
Rury stalowe łączymy i zakańczamy za pomocą elementów pokazanych na rys.

14

mocujemy zaś za pomocą uchwytów śrubowych. lub osprzętu bezśrubowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Rys.14. Osprzęt do łączenia i zakańczania rur stalowych: a) złączka kontrolna przelotowa

z odgałęzieniem, b)kątnik, c) łuk, d) złączka kontrolna kątowa, e), f) półfajki, g) tulejka,
h) końcówka bakelitowa z gwintem, i) wkrętka redukcyjna, j) wkrętka dławikowa [7, s. 134]

Oddziaływanie środowiska na instalacje i urządzenia elektryczne

Instalacje i urządzenia elektryczne, zależnie od ich umiejscowienia, narażone są na

oddziaływanie następujących czynników środowiskowych:

−

temperatura otoczenia:

−

temperatura własna, wydzielana w czasie normalnej pracy:

−

temperatura wydzielana w przypadku awarii (przeciążenia instalacji, uszkodzenia
w odbiorniku lub zwarcia):

−

promieniowanie słoneczne:

−

wilgotność otoczenia w czasie normalnej pracy:

−

wilgotność otoczenia w przypadku awarii:

−

woda(rozbryzgi, deszcz, itp.):

−

zapylenie otoczenia (kurz, pył sadza, piasek, itp.):

−

wyładowania atmosferyczne:

−

naprężenia mechaniczne konstrukcji obiektów budowlanych:

−

ruchy tektoniczne ziemi:

−

szkodliwe środki chemiczne zawarte powietrzu w opadach deszczowych oraz
występujących w glebie.

Łączniki

Łączniki służą do wykonywania czynności łączeniowych w obwodach elektrycznych

w różnych warunkach pracy oraz do przewodzenia prądu w stanie załączonym (zamknięte
styki).

Ze względu na przeznaczenie łączniki dzielimy na:

−

izolacyjne – sporadycznie zamykane i otwierane, mające na celu stworzenie widocznej
przerwy izolacyjnej w obwodzie,

−

manewrowe – wykonujące czynności łączeniowe w warunkach roboczych, do
sterowania np. silników,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

−

zabezpieczeniowe – do przerywania obwodów w stanach zakłóceniowych,

−

przeznaczone do innych zadań.

Grupyfikacja łączników ze względu na zasadę działania i zakres stosowania:

−

ręczne – puszkowe, instalacyjne, warstwowe (krzywkowe, drążkowe, walcowe) –
stosowane głównie w obwodach oświetleniowych i manewrowych, w których
przełączenia dokonuje się ręcznie,

−

automatyczne – styczniki, przekaźniki, wyłączniki– zmiana położenia styków następuje
poprzez zmianę parametrów fizycznych obwodu zasilającego, np. wzrost lub spadek
napięcia, wzrost prądu, temperatury itp.
Do łączników najczęściej stosowanych w instalacjach zaliczamy:

−

łączniki wtyczkowe,

−

łączniki instalacyjne,

−

łączniki warstwowe,

−

łączniki drążkowe,

−

łączniki tyrystorowe,

−

styczniki,

−

wyłączniki,

−

bezpieczniki.
Łączniki wtyczkowe służą do załączenia odbiorników przenośnych i ruchomych

do instalacji elektrycznej. Można nimi łączyć tylko obwody nieobciążone lub obciążone
bardzo małymi prądami.
W instalacjach nieprzemysłowych stosuje się na ogół łączniki wtyczkowe jednofazowe.
Ich gniazda montuje się w puszkach (wtynkowych lub podtynkowych) albo na powierzchni
ściany.

Rys. 15. Przykłady gniazd wtyczkowych [http://merlin.pl]

Przemysłowe łączniki wtyczkowe są łącznikami trójfazowymi wyposażonymi w trzy,

cztery lub pięć zestyków

Osobną grupę łączników niskonapięciowych stanowią łączniki instalacyjne, do których

zalicza się łączniki na napięcie 250 V na małe prądy znamionowe: 6 lub 10 A, stosowane do
jednofazowych obwodów w instalacjach mieszkaniowych i biurowych, w obwodach
oświetleniowych zakładów przemysłowych itd.

Łączniki warstwowe są łącznikami, w których załączanie i wyłączanie odbywa się

migowo (szybki przerzut styków za pomocą sprężyny napinanej przy pokręcaniu dźwigni
napędowej), styki rozchodzą się wówczas z dużą prędkością doprowadzając do szybkiego
gaszenia łuku elektrycznego. Łączniki warstwowe buduje się na prądy 10–200 A: można
je stosować nie tylko do załączania i wyłączania, ale także do przełączeń (np. do zmiany
konfiguracji sieci), jak przełączenie uzwojeń silnika lub zmiany kierunku wirowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Łączniki statyczne (bezstykowe) rozpowszechniły się obecnie w układach sterowania,

w których mamy do czynienia z obwodami dużej mocy o bardzo dużej częstości łączeń.
Łączniki te są zbudowane z elementów półprzewodnikowych mocy. Są to przede wszystkim
układy tyrystorowe lub tranzystorowe, które przewyższają układy mechaniczne łączników
pod względem trwałości i możliwości skracania czasów załączania i wyłączania obwodów.

Stycznikami są łączniki manewrowe – automatyczne o dużej częstości łączeń.

Najczęściej występują styczniki z napędem elektromagnetycznym, spotyka się też styczniki
z napędem pneumatycznym np. w pojazdach trakcyjnych, a nawet napędem mechanicznym.

Styczniki elektromagnetyczne są sterowane tylko sygnałem napięciowym. Otwarcie lub

zamknięcie styków następuje na skutek zaniku lub pojawienia się napięcia sterującego.
Zaliczamy je do grupy rozłączników, które mają zdolność załączania i wyłączania prądów
roboczych i przeciążeniowych. Coraz częściej do łączenia obwodów dużej mocy stosuje się
łączniki próżniowe – styczniki próżniowe, wyłączniki próżniowe. Styki tych łączników
umieszczone są w komorach próżniowych. Konstrukcja ta zapewnia bardzo krótki
i bezłukowy proces wyłączenia (próżnia nie posiada nośników energii).

Rys. 16. Układy styków stycznika typu Z–SCH firmy Moeller [2, s.52]

Podstawą doboru stycznika do pracy w obwodach sterowniczych są parametry

znamionowe zawarte w kartach katalogowych. Podstawowe parametry znamionowe:

−

prąd

znamionowy

ciągły,

−

napięcie

znamionowe

(łączeniowe),

−

prąd łączeniowy,

−

napięcie sterowania,

−

kategorie użytkowania,

−

moc łączeniowa,

−

trwałość,

−

łączeniowa.

Rys. 17. Układy sterowania stycznika: a) sterowanie impulsem ciągłym przy użyciu łącznika bez

samoczynnego powrotu: b) sterowanie impulsem ciągłym przy użyciu przycisku: c)
sterowanie impulsem krótkotrwałym przy użyciu dwóch przycisków: 1– cewka
elektromagnesu napędowego, 2 – łącznik ręczny, 3– przycisk zwierny (zamknięty, gdy się go
naciska), 4 – przycisk rozwierny (otwarty, gdy się go naciska), 5 – zestyk pomocniczy
zwierny (dla samopotrzymania), F2 – bezpiecznik w obwodzie głównym, F5 – bezpiecznik w
obwodzie sterowniczym [3, s. 157]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

Styki główne stycznika umieszczone są w torze głównym zasilającym odbiornika (płynie

przez nie prąd roboczy odbiornika). Stycznik może posiadać również styki pomocnicze
stosowane w obwodach współpracujących z obwodem danego odbiornika. Np. styki
pomocnicze mogą uruchamiać układ sygnalizacji alarmowej lub mogą sterować pracą innego
obwodu elektrycznego. Styki pomocnicze mogą być zwierne (zamykają się przy
wysterowaniu stycznika) lub rozwierne (otwierają się przy wysterowaniu stycznika). Stan
wysterowania określony jest tu jako stan pracy, w którym podany jest impuls na zamknięcie
styków stycznika.

Innym łącznikiem automatycznym stosowanym w układach automatyki przemysłowej

jest przekaźnik. Może być on sterowany różnymi wielkościami elektrycznymi,
np. napięciem, prądem, temperaturą, mocą itp. Posiada styki zarówno zwierne jak i rozwierne,
są one najczęściej o niskiej obciążalności prądowej. Poniżej podane są różne zestawienia
styków przekaźnikowych.

Do łączników zaliczane są również są wyłączniki, stosowane do załączania i wyłączania

prądów roboczych, przeciążeniowych i zwarciowych. Załączanie i wyłączanie wyłącznika
może odbywać się ręcznie i/lub samoczynnie. Wyłączniki wyposażone są w wyzwalacze lub
przekaźniki, które oddziałują na zamek wyłącznika powodując jego zadziałanie (otwarcie
styków) w stanie zakłócenia pracy obwodu.

Rozróżniamy wyzwalacze pierwotne lub wtórne. Do najprostszych należą wyzwalacze

pierwotne, w których prąd roboczy urządzenia przepływa bezpośrednio przez elementy
wyzwalacza. Wyzwalacze wtórne zasilane są z przekładników prądowych lub napięciowych.
Przykładem

wyzwalacza

pierwotnego

jest

niskonapięciowy

wyzwalacz

termiczny-bimetalowy, przez który przepływa prąd roboczy. Przy przepływie prądu
przeciążeniowego wygina się i powoduje wyłączenie styków łącznika. Inny typ wyzwalacza
to wyzwalacz elektromagnetyczny, którego zasada pracy pokazana jest na rysunku 18.

Rys. 18. Kompaktowe wyłączniki dużej mocy: a) schemat połączeń, b) szkic budowy, 1 – zacisk

przyłączeniowy, 2,3 – styki, 4 – komora gaszeniowa, 5 – wyzwalacz nadpradowy, 6– wyzwalacz
cieplny, 7 – cewka podnapięciowa, 8 – zamek, 9 – dźwignia napędu, 10 – obudowa [2, s. 70]

Otwarcie styków wyłącznika następuje pod wpływem wyzwalacza (lub przekaźnika),

który mechanicznie oddziałuje na zamek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Rys. 19. Zasada działania urządzeń wyzwalających: a) wyzwalacz pierwotny, b) wyzwalacz wtórny,

c) przekaźnik, 1 – łącznik, 2– wyzwalacz pierwotny, 3 – wyzwalacz wtórny, 4 – cewka
wybijakowa wyłącznika,5 – przekaźnik’ 6 – przekładnik prądowy [1, s. 508]

Rys. 20. Przykładowe rozwiązanie prostego układu automatyki [2 s. 57]

Wyłączniki nadprądowe służą do łączenia obwodów (załączania, przewodzenia

i wyłączania prądów roboczych) oraz wyłączania prądów przeciążeniowych i zwarciowych
(ich popularna nazwa to bezpieczniki automatyczne).

W domowych instalacjach stosuje się je do zabezpieczania urządzeń elektrycznych przed

zwarciami i przeciążeniami, a także do ochrony przeciwporażeniowej.

Wyłącznik nadprądowy jest zbudowany z:

−

szeregowo

połączonych

wyzwalaczy:

termobimetalowego

(przeciążeniowego)

i elektromagnetycznego (zwarciowego),

−

mechanizmu zamka z układem zestykowym i komorą gaszeniową łuku elektrycznego,

−

zacisków przyłączeniowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Rys. 21.

Schemat działania wyłącznika nadprądowego wkręconego w gniazdo bezpiecznikowe [4, s.
128]

Wyłączniki nadprądowe produkuje się na następujące prądy znamionowe: 0,3: 05: 1: 2:

3: 4: 6:1 0: 16: 20: 25: 32: 40:50 i 63 A

Bezpieczniki przeznaczone są do samoczynnego wyłączania prądów zwarciowych.

W bezpieczniku, inaczej niż w innych typach łączników, nie występują zestyki. Ich funkcję
pełni element topikowy – drut lub pasek wykonany z metalu, który w przypadku wystąpienia
prądu o natężeniu przekraczającym wartość znamionową nagrzewa się do wysokiej
temperatury, topi i odparowuje, powodując przerwę obwodzie elektrycznym.

Bezpiecznik instalacyjny składa się z:

−

podstawy mocowanej do tablicy rozdzielczej, do której doprowadzone są przewody,

−

wkładki bezpiecznikowej (topikowej) w obudowie porcelanowej, wewnątrz której
znajduje się element topikowy oraz piasek kwarcowy, ułatwiający gaszenie łuku,

−

główki wkręcanej w gwint podstawy mocującej wkładkę bezpiecznikową,

−

wstawki dolnej zapobiegającej włożonej do podstawy wkładki o większym prądzie
znamionowym.

Rys. 22. Bezpiecznik instalacyjny [7, s. 277]

Rozdzielnice
Rozdzielnice w instalacjach nieprzemysłowych

W instalacjach nieprzemysłowych występują zwykle cztery punkty węzłowe, w których

umieszcza się rozdzielnice: połączenie sieci rozdzielczej z instalacją (złącze), rozdzielenie
wewnętrznych linii zasilających (rozdzielnica główna), połączenie wewnętrznych linii

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

zasilających z instalacja odbiorczą (rozdzielnica piętrowa), rozdzielnia obwodów instalacji
odbiorczej (rozdzielnice mieszkaniowe).

Na rysunku 23 przedstawiono widok i schemat elektryczny typowych rozdzielnic

stosowanych jako złącza wolnostojące lub umieszczone we wnękach ściennych. Obudowa
rozdzielnicy jest wykonana z blachy stalowej lub z tworzywa sztucznego (bardziej
korzystnego ze względu bezpieczeństwa, gdyż tworzywo sztuczne stanowi izolację).
Wewnątrz obudowy, na tabliczce montażowej są umieszczone podstawy bezpiecznikowe
i zaciski przyłączeniowe.

Rys. 23.

Złącze budynku zasilanego z sieci kablowej: a) wolnostojące: b) we wnęce ściennej:
c) przykładowy schemat elektryczny [5, s. 285]

Rozdzielnice główne instaluje się w przyziemnych kondygnacjach budynków, w pobliżu

złącza. Na rysunku 24 przedstawiono przykładową rozdzielnicę główną zbudowaną
z prefabrykowanych skrzynek blaszanych, zasilającą wewnętrzne linie zasilające oraz
obwody odbiorcze ogólnego przeznaczenia. Licznik energii elektrycznej, zaznaczony na
schemacie tej rozdzielnicy, służy do rozliczania energii pobieranej przez obwody ogólnego
przeznaczenia, np. oświetlenia klatki schodowej. W budynkach wielokondygnacyjnych
(wysokich) rozdzielnice zasilają dużą liczbę obwodów ogólnego przeznaczenia
i wewnętrznych linii zasilających.

Rys. 24.

Rozdzielnica główna: a) widok: b) schemat elektryczny [5, s. 286]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Rozdzielnice piętrowe wykonane w instalacjach tradycyjnych stanowią tablice

umieszczone we wnękach ściennych zamykanych stalowymi drzwiczkami. Zawierają one
zabezpieczenia przedlicznikowe instalacji odbiorczych i liczniki energii. W budynkach
wznoszonych metodami przemysłowymi, w których instalacja jest w dużej mierze
prefabrykowana funkcje rozdzielnic piętrowych pełnią prefabrykowane kanały blaszane,
zwane kanałami piętrowymi lub szybami instalacyjnymi.

Rys. 25. Kanał piętrowy: a) widok kanału: b) schemat elektryczny, 1 – przedział dla urządzeń

telefonicznych i oświetlenia klatki schodowej, 2 – przedział licznikowy, 3 – przedział
bezpiecznikowy, 4 – przedział gniazd wtyczkowych [5, s. 279]

Tablice mieszkaniowe są to rozdzielnice, w których następuje rozdział obwodu

łączącego wlz. z instalacją w mieszkaniu. W budynkach ze starą instalacją elektryczną tablice
mieszkaniowe zawierają liczniki energii elektrycznej i bezpieczniki lub wyłączniki
instalacyjne wkręcone w podstawy bezpiecznikowe zabezpieczające poszczególne obwody
odbiorcze (czasem bezpieczniki), a także wyłączniki różnicowo–prądowe.

Na rysunku 26 przedstawiono typowy schemat elektryczny tablicy mieszkaniowej

wyposażonej w wyłącznik przeciwpożarowy i wyłączniki nadmiarowe instalacje.

Rys.26. Schemat elektryczny tablicy rozdzielczej mieszkaniowej [5, s. 286]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

Rozdzielnice w instalacjach przemysłowych
Liczba typów produkowanych rozdzielnic jest duża. Różnią się one konstrukcją,

stopniem szczelności osłon, sposobem zainstalowania urządzeń, parametrami elektrycznymi,
liczbą odpływów, wyposażeniem. Większość tych rozdzielnic ma jednak pewna cechę
wspólną, a mianowicie tworzy się je z prefabrykowanych segmentów dzięki czemu można
łatwo tworzyć rozdzielnice o różnej liczbie odpływów i różnym wyposażeniu. Segmenty te są
albo szafami albo skrzynkami.

Stąd ich nazwy:

−

rozdzielnica szafowa,

−

rozdzielnica skrzynkowa.

Rys. 27. Rozdzielnica szafowa: a) widok ogólny: b) widok przedniej ściany szafy: c) schemat

elektryczny szafy [5, s. 288]

Jako rozdzielnice odbiorcze najczęściej wykorzystuje się rozdzielnice skrzynkowe.

Rozdzielnice takie są zestawiane ze skrzynek żeliwnych, blaszanych lub wykonanych
z tworzyw sztucznych. Mają one znormalizowane wymiary.

Wewnątrz skrzynek znajdują się zabezpieczenia, łączniki i inne elementy obwodów

głównych, pomiarowych, sygnalizacyjnych itp. Napędy łączników ręcznych są umieszczone
na pokrywach czołowych skrzynek. Ze względu na niezbyt duże wymiary skrzynek można
w nich instalować urządzenia zasilające odbiorniki średniej i małej mocy.

Zaletą rozdzielnic skrzynkowych jest możliwość tworzenia z elementów obwodów

umieszczonych w skrzynkach, pól o różnym wyposażeniu i rozdzielnic o dużej liczbie pól.
Rozdzielnice te się dają łatwo instalować w konstrukcjach wsporczych i zajmują mało
miejsca.

Rys. 28. Rozdzielnica skrzynkowa: a) widok ogólny: b) schemat elektryczny [5, s. 289]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1. Do czego służy wyłącznik nadprądowy?
2. Jakie znasz rodzaje łączników stosowanych w instalacjach elektrycznych?
3. Jakie wymagania powinny spełniać instalacje elektryczne?
4. Jak możemy podzielić instalacje elektryczne?
5. Jakie są różnice między instalacjami nieprzemysłowymi i przemysłowymi?
6. Gdzie należy umieszczać złącze?
7. Czy potrafisz omówić układy pracy stycznika?
8. Jakie jest zastosowanie przekaźników?
9. Jakie są różnice pomiędzy stycznikiem i przekaźnikiem?
10. Jakie parametry znamionowe ułatwiają dobór stycznika i przekaźnika do obwodu

elektrycznego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Narysuj schematy sieci elektrycznej z podłączonymi odbiornikami jednofazowymi

i trójfazowymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) poprawnie zastosować na schemacie oznaczenia i symbole elektryczne,
2) używać poprawnego nazewnictwa elektrycznego,
3) dokonać analizy pracy układu zaproponowanego na schemacie elektrycznym.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

treść zadania dla pary uczniów,

−

fragment schematu elektrycznego z zastosowaniem przekaźników i styczników,

−

makiety instalacji elektrycznej,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj osprzęt elektryczny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wskazać umiejscowienie danego elementu na schemacie elektrycznym,
2) poprawnie nazwać elementy wskazane,
3) określić zastosowanie wskazanego elementu oraz sposób jego zamontowania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

treść zadania dla pary uczniów,

−

katalogi, zdjęcia,

−

makiety, eksponaty omawianych urządzeń,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Zmontuj prostą instalację elektryczną według zaproponowanego schematu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przypomnieć sobie zasady tworzenia rysunków technicznych,
2) dobrać materiały do wykonania instalacji elektrycznej,
3) zorganizować stanowisko do montażu instalacji zgodnie z zasadami bezpieczeństwa

i higieny pracy,

4) zamontować podstawowe zabezpieczenia zwarciowe,
5) wymienić zastosowane środki ochrony przeciwporażeniowej,
6) wykonać poprawne połączenia pomiędzy elementami obwodu zasilającego i odbiorczego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tablica (ściana) montażowa,

−

osprzęt elektryczny,

−

narzędzia elektrotechniczne (wkrętaki, kombinerki),

−

zabezpieczenia zwarciowe, przepięciowe i przeciwporażeniowe,

−

proste odbiory elektryczne np. żarówki,

−

zestaw komputerowy z drukarką wyposażony w program wspomagający projektowanie
instalacji elektrycznej,

−

normy elektryczne,

−

instrukcja dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 4

Przeanalizuj pracę układu sterowania, w którym zastosowano styczniki i przekaźniki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wskazać wymagane urządzenia na schematach elektrycznych,
2) poprawnie nazwać wskazane elementy,
3) dokonać analizy pracy układu zaproponowanego na schemacie elektrycznym.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

treść zadania dla pary uczniów,

−

fragment schematu elektrycznego z zastosowaniem przekaźników i styczników,

−

materiały i przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) narysować schemat elektryczny stycznika?





2) wyjaśnić, co nazywamy instalacją elektroenergetyczną?





3) objaśnić budowę bezpiecznika instalacyjnego?





4) objaśnić różnice pomiędzy złączem a przyłączem?





5) rozróżnić pojęcie instalacji: przemysłowej i nieprzemysłowej?





6) omówić działanie stycznika elektrycznego?





7) narysować schemat zasilania odbiorników jednofazowych?





8) narysować prosty schemat elektryczny z zastosowaniem styczników

i przekaźników?





9) rozróżnić stycznik i przekaźnik wśród eksponatów?





10) zmontować prosty układ z zastosowaniem stycznika i przekaźnika?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

4.4. Grupyfikacja, oznaczenia izolatorów

4.4.1. Materiał nauczania

Izolatory liniowe i ich osprzęt

Izolatory liniowe mogą być wykonane z porcelany lub ze szkła. W Polsce stosuje się

szkło wyłącznie do wykonania niektórych typów izolatorów niskiego napięcia. Izolatory
porcelanowe pokrywa się szkliwem, które zwiększa ich wytrzymałość mechaniczną o ok.10%
oraz zmniejsza przyczepność pyłów. Niektóre typy izolatorów wyposaża się w okucia
metalowe mocowane do części izolacyjnej za pomocą specjalnego kitu lub cementu.
Ze względu na sposób zamocowania izolatory można podzielić na:

−

stojące,

−

wiszące,

−

kołpakowe,

−

długopniowe

Podstawowe parametry

Podstawowe parametry charakteryzujące izolatory w elektroenergetyce to:

−

napięcie znamionowe (V),

−

droga upływu (cm),

−

droga przeskoku (cm),

−

droga przebicia (cm),

−

napięcie probiercze 50 Hz pod deszczem (kV),

−

napięcie probiercze udarowe o kształcie 1,2/50 μs (kV),

−

napięcie przeskoku 50 Hz na sucho (kV),

−

napięcie przeskoku 50 Hz pod deszczem (kV),

−

obciążenie probiercze (kN),

−

wytrzymałość mechaniczna (kN),

−

wytrzymałość elektromechaniczna (kN).

Rys. 29. Izolatory niskich napięć: a) porcelanowy typu N: b) porcelanowy

szpulowy typu S: c) szklany typu Ns [1, s. 19]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

Rys. 30. Typowe izolatory liniowe wysokiego napięcia: a) izolator kołpakowy: b) izolator

dwukołpakowy: c) izolator stojący: d), e), f) ,g) izolatory długopniowe: 1 – okucie z gniazdem,
2 – okucie z uchem, 3 – porcelana pokryta szkliwem [1, s.20]

Rys. 31. Izolator kołpakowy ceramiczny [pl.wikipedia.org]

Do oznaczania izolatorów w elektroenergetyce stosuje się symbole:

−

L – izolatory liniowe,

−

S – izolatory stojące,

−

W – izolatory wsporcze,

−

K – izolatory kołpakowe,

−

G – izolatory odciągowe,

−

Z – izolatory przeciwzabrudzeniowe,

−

D – izolatory o konstrukcji w kształcie litery delta (deltowe),

−

P – izolatory o konstrukcji pniowej (nieprzebijalne).
Każdy izolator oprócz własności elektrycznych odpowiadających napięciu linii, dla której

jest przeznaczony musi mieć również określone własności mechaniczne decydujące
o możliwości jego wyboru zależnie od wartości sił, które ma wytrzymywać. Odpowiednie
własności elektryczne i mechaniczne uzyskuje się przez nadanie izolatorowi odpowiedniego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

kształtu (uformowanie kloszy, żłobków, liczba kloszy). Spośród wielu typów izolatorów
wysokiego napięcia przy budowie linii napowietrznych stosuje się obecnie izolatory stojące
(linie do 30 kV) oraz różne typy izolatorów wiszących, długopniowych. Łańcuchy złożone
z izolatorów kołpakowych porcelanowych spotykane są w liniach eksploatowanych.
W liniach wyższych napięć wprowadza się izolatory kołpakowe szklane. Izolatory stojące
mocuje się do konstrukcji wsporczych za pomocą trzonów i uchwytów. Izolatory niskiego
napięcia stojące mocowane są trzonach hakowych lub trzonach prostych. Trzon okręca się
pakułami konopnymi nasyconymi minią i nakręca się na niego izolator. Izolatory szpulowe
niskiego napięcia mocuje się za pomocą uchwytów wyposażonych w sworzeń przetykany
przez izolator i zabezpieczany zawleczką. Izolatory wysokiego napięcia stojące są mocowane
na trzonach prostych, a wiszące wieszane na wieszakach odciągowych lub nośnych.
Dla zwiększenia wytrzymałości mechanicznej stosowane są w określonych przypadkach dwa
izolatory połączone za pomocą orczyków.

Rodzaje trzonków

Rys.32. Rodzaje trzonków: a) trzon prosty zwykły, b) trzon prosty wzmocniony, c)trzon hakowy,

d) trzon hakowy wysokonapięciowy[1, s.21]

Izolatory

liniowe

stojące

to

rodzaj

izolatorów

stosowanych

w

liniach

elektroenergetycznych średniego napięcia i wysokiego napięcia oraz w rozdzielniach
napowietrznych jako wsporniki szyn i części odłączników oraz bezpieczników.

Najczęściej spotykane typy izolatorów stojących to już nie stosowane: izolatory deltowe

(LSD – o niezbyt korzystnym kształcie i podatne na wyładowania niezupełne),
szerokokloszowe (szerszy górny klosz bardziej niewrażliwe na przeskoki) i powszechnie
stosowane izolatory pniowe (LSP – o znacznej odporności na uderzenia i dobrej
wytrzymałości elektrycznej przy zanieczyszczeniach).

Izolatory

liniowe

wiszące

to

rodzaj

izolatorów

stosowanych

w

liniach

elektroenergetycznych głównie wysokiego napięcia i przeznaczone są one do pracy
mechanicznej tylko na rozciąganie. Najczęściej spotykane izolatory wiszące to typu
łańcuchowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

Zasady montażu oraz dobór izolatorów
Montaż

izolatorów

Izolatory mocuje się na konstrukcjach wsporczych za pomocą wieszaków i trzonów.

Za pomocą trzonów mocuje się izolatory stojące. Trzon izolatora owija się pasmami konopi
nasyconymi minią i pokostem lub specjalnym kitem. Na tak przygotowany trzon wkręca się
izolator. W zależności od sposobu umocowania izolatorów stosuje się trzony proste, hakowe
lub kabłąkowe. Izolatory wiszące zawiesza się na wieszakach przymocowanych
do poprzeczników słupów. Gdy zachodzi konieczność zawieszenia dwóch izolatorów
równolegle, stosuje się w tym celu orczyki. Mocowanie przewodów do izolatorów wiszących
wymaga stosowania specjalnych uchwytów.

Dobór izolatorów

Izolatory muszą spełniać odpowiednie wymagania dotyczące wytrzymałości elektrycznej

izolacji, wytrzymałości mechanicznej. Wytrzymałość elektryczna izolacji musi odpowiadać
tzw. poziomowi znamionowemu izolacji tzn. musi spełniać wymagania dotyczące całego
zespołu znamionowych napięć probierczych określonych w normie PN–81/E–O5001.
Wymagania te dotyczą głównie producentów urządzeń i izolacji. Osadzające się podczas
eksploatacji zanieczyszczenia na izolatorach pogarszają zdolności izolacyjne i są często
przyczyną przeskoków i zwarć doziemnych. Czynnikami przeciwdziałającymi temu
są deszcze spłukujące izolatory oraz w bardziej krytycznych przypadkach– specjalne
okresowe czyszczenie izolacji. Intensywność pogarszania się własności izolacyjnych na
skutek zabrudzeń zależy od intensywności osadzania się pyłów oraz ich rodzaju (bardziej lub
mniej przewodzące). Ze względu na warunki zabrudzeniowe izolatory dobiera się na
podstawie PN– 79/E–O6303. Norma ta dzieli tereny na cztery strefy zabrudzeniowe izolatory,
charakteryzujące się odpowiednim natężeniem opadu zanieczyszczeń oraz konduktywności
tych zanieczyszczeń. Przynależność jakiegoś terenu do odpowiedniej strefy zabrudzeniowej
podają najczęściej Zakłady Energetyczne na podstawie przeprowadzonych pomiarów. Dla
izolatorów liniowych oraz wsporczych o napięciu znamionowym 11O kV i wyższym
dopuszcza się dwa sposoby doboru izolacji do warunków zabrudzeniowych: według
charakterystyki zabrudzeniowej oraz według drogi upływu.

Charakterystyka zabrudzeniowa izolatora podaje zależność napięcia przeskoku od

konduktywności powierzchniowej izolatorów. Odczytane z charakterystyki napięcie dla
odpowiedniej strefy konduktywności, musi być o 10% większe od największego
dopuszczalnego napięcia sieci Um, czyli Upz 50 > 1,1 Um. Dla izolatorów liniowych, których
charakterystyka zabrudzeniowa nie iL, mana, dla izolatorów wsporczych, przepustowych
i aparatowych dokonuje się, doboru na podstawie drogi upływu izolatora (łańcuch
izolatorów).

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

1. Z jakich materiałów wykonuje się izolatory liniowe?
2. Jak osadza się na trzonach izolatory stojące?
3. Jaki jest zakres stosowania izolatorów wiszących?
4. Jakie są zasady doboru izolatorów?
5. Jakie są zasady montażu izolatorów?

6. Jakie znasz podstawowe parametry izolatorów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz budowę i typ izolatora przedstawionego na rysunku.







Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) opisać budowę w zeszycie,
3) omówić sposób rozwiązania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalog izolatorów,

–

eksponaty,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Korzystając z katalogu dobierz izolator niskich napięć np. porcelanowy typu N. Zapisz

obliczenia i wskazówki w zeszycie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z danymi katalogowymi wybranego elementu,
3) dokonać obliczeń,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Zaprojektuj tabliczkę znamionową dowolnego izolatora na podstawie danych

katalogowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z danymi katalogowymi wybranego izolatora,
2) zaprojektować tabliczkę znamionową wybranego izolatora,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

3) odczytać dane z katalogu izolatora,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi,

–

podręczniki,

–

materiały i przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) dobrać izolator średnich napięć?





2) sgrupyfikować izolatory ze względu na sposób mocowania?





3) określić podstawowe parametry jakie zawiera tabliczka znamionowa?





4) sgrupyfikować trzonki do mocowania izolatorów





5) rozróżnić symbole stosowane na izolatorach?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi,

z których tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Zadania wymagają stosunkowo prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed

wskazaniem poprawnego wyniku.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz mógł sprawdzić poziom swojej wiedzy.
8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9. Na rozwiązanie testu masz 60 minut.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Przewody fazowe mają przekrój 3x16 mm

2

Cu, najmniejszy dopuszczalny przekrój

przewodów ochronnych PE i uziemiających E wynosi
a) 10 mm

2

Cu.

b) 16 mm

2

Cu.

c) 25 mm

2

Cu.

d) 100 mm

2

Cu.

2. Rysunek przedstawia schemat wyłącznika

a) S191.
b) S192.
c) S193.
d) S194.

3. Na rysunku element oznaczony numerem 1, to łącznik

a) jednobiegunowy.
b) schodowy.
c) świecznikowy.
d) krzyżowy.

4. Luks(lx) jest jednostką

a) strumienia świetlnego.
b) luminacji.
c) światłości kierunkowej.
d) natężenia oświetlenia.

5. Dławik (statecznik) w układzie zapłonowym świetlówki służy do

a) poprawy współczynnika mocy.
b) wytwarzanie fali przepięciowej i obniżenia napięcia czasie pracy.
c) przerwania obwodu w czasie zapłonu.
d) ograniczania zjawiska stroboskopowego.

6. Symbol YKY oznacza

a) kabel o izolacji polwinitowej.
b) przewód oponowy o izolacji polwinitowej.
c) kabel o powłoce poletylenowej.
d) kabel o izolacji i powłoce poletylenowej.

7. Wobwodach prądu przemiennego w normalnych warunkach pracy uważa się za

bezpieczne napięcie
a) 120 V.
b) 50 V.
c) 100 V.
d) 230 V.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

8. Gniazdko instalacyjne umieszcza się nad podłogą

a) zgodnie z normą
b) 10 cm.
c) 15 cm.
d) 50 cm.

9. Instalację wtynkową wykonujesz przewodem

a) YDY.
b) ALY.
c) DYt.
d) DY.

10. Wyłącznik różnicowoprądowy jest ochroną przed

a) zarówno dotykiem pośrednim jak i bezpośrednim.
b) dotykiem pośrednim.
c) dotykiem bezpośrednim.
d) nie jest to urządzenie ochronne.

11. Łączniki niskich napięć to

a) łączniki oświetleniowe puszkowe.
b) łączniki warstwowe.
c) łączniki pakietowe.
d) mikrowyłączniki.

12. Na rysunku przedstawiono układ

a) lampy fluorescencyjnej.
b) lampy sodowej.
c) lampy rtęciowej.

d) lampy żarowej.

13. Dla przewodów instalacyjnych określa się ich

a) średnicę.
b) przekrój.
c) promień.
d) ciężar.

14. Lampa miejscowego oświetlenia na obrabiarce powinna być zasilana napięciem

a) 24 V.
b) 110 V
c) 230 V.
d) 400 V.

15. Fotografia przedstawia

a) izolator kołpakowy.
b) izolator dwukołpakowy.
c) izolator długopniowy.
d) izolator stojący.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

47

16. Element oznaczony X, to

a) wyłącznik różnicowoprądowy.
b) bezpiecznik topikowy.
c) wyłącznik instalacyjny.
d) przekaźnik termiczny.

17. W układzie jak na rysunku zmierzono rezystancję izolacji pomiędzy poszczególnymi

żyłami kabla otrzymując następujące wyniki: R

12.

0: R

23.

: R

34.

: R

41.

0. Kabel ma

przerwaną żyłę oznaczoną numerem
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.

18. Przekrój przewodu PEN w instalacjach ułożonych na stałe w układzie TN – w przypadku

przewodu z miedzi wynosi

a) 4 mm

2

.

b) 6 mm

2.

c) 10 mm

2

.

d) 16 mm

2

.

19. Człon napędowy w łącznikach służy do

a) do zamykania i otwierania zestyków.
b) do przekazywania sygnału mechanicznego lub elektrycznego do członu

łączeniowego.

c) do gaszenia łuku.
d) do zrobienia bezpiecznej przerwy w obwodzie.

20. Na skutek wilgotności izolacja przewodów pogorszyła się względem ziemi.

Elektromonter dotknął pierwszego przewodu. Przy znanych rezystancjach przez jego
prąd

a) 0,06 mA.
b) 0,6 mA.
c) 6 mA.
d) 60 mA

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

48

KARTA ODPOWIEDZI

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

Eksploatacja instalacji elektrycznych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

49

6. LITERATURA

1. Kotlarski W.: Sieci energetyczne. WSiP, Warszawa 1995
2. Markiewicz H.: Bezpieczeństwo w elektroenergetyce. WN

−

T Warszawa 2002

3. Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 1998
4. Orlik W.: Egzamin kwalifikacyjny elektryka. Wydawnictwo „KaBe”S.C. Krosno 1999
5. Płoszajski G.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 1998
6. Praca zbiorowa – Praktyczna elektrotechnika ogólna. Wydawnictwo REA 2003
7. Praca zbiorowa – Poradnik elektryka. WSiP, Warszawa 1999
8. Praca zbiorowa – Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków. WN

−

T,

Warszawa 1991

9. www.elektroda.pl

Czasopisma:

−

Instalator