19 Instalowanie maszyn i urządzeń wraz z układem zasilania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Janusz Frymus

Instalowanie maszyn i urządzeń wraz z układem zasilania

i zabezpieczeniami 724[05].Z2.05

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:

dr inż. Zdzisław Kobierski

mgr inż. Henryk Krystkowiak

Opracowanie redakcyjne:

mgr inż. Barbara Kapruziak

Konsultacja:

dr inż. Bożena Zając

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 724[05].Z2.05
„Instalowanie maszyn i urządzeń wraz z układem zasilania i zabezpieczeń” zawartego
w modułowym programie nauczania dla zawodu elektromechanik 724[05].

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Transport, ustawianie i montaż maszyn i urządzeń

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Dobieranie i wykonywanie instalacji zasilającej

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Dobieranie i montaż urządzeń regulacyjnych, rozruchowych

i zabezpieczających

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Ochrona przeciwporażeniowa

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o transporcie maszyn i urządzeń,

zasadach instalowania urządzeń, zasadach dobierania zabezpieczeń, a także ułatwi Ci
wykonywanie

instalacji

zasilającej

oraz

sprawdzanie

skuteczności

ochrony

przeciwporażeniowej.

Poradnik zawiera:

1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś mieć

opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej.
3. Materiał nauczania (rozdział 4) umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania

ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną
literaturę oraz inne źródła informacji. W materiale nauczania zawarte są równeż

−

wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia,

−

pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia,

−

sprawdziany postępów,

−

sprawdzian umiejętności praktycznych.

4. Zestaw zadań sprawdzających Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej

jednostki. Zaliczenie tego testu jest dowodem osiągnięcia umiejętności praktycznych
określonych w jednostce modułowej.
Jeżeli 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.

Jednostka modułowa: Instalowanie maszyn i urządzeń wraz z układem zasilania

i zabezpieczeń, której treści teraz poznasz, stanowi podsumowanie całego modułu i
wykorzystuje umiejętności nabyte podczas realizacji poprzednich jednostek modułowych
(patrz schemat na stronie 4).

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp i higieny

pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac.
Przepisy te poznasz podczas nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

724[05].Z2.02

Wykonywanie pomiarów sprawdzających

w instalacjach elektrycznych

724[05].Z2.04

Montaż tablic rozdzielczych i rozdzielnic

724[05].Z2,01

Wykonywanie instalacji elektrycznych

724[05].Z2.03

Montaż i uruchamianie układów sterowania

Moduł 724[05].Z2

Instalacja maszyn i urządzeń

elektrycznych

724[05].Z2.05

Instalowanie maszyn i urządzeń wraz

z układem zasilania i zabezpieczeniami

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej „Instalowanie maszyn

i urządzeń wraz z układem zasilania i zabezpieczeniami” powinieneś umieć:

−

określać jednostki układu SI,

−

korzystać z Internetu,

−

korzystać z fachowej literatury dotyczącej elektroenergetyki,

−

korzystać z katalogów firmowych,

−

korzystać z przepisów budowy urządzeń elektrycznych,

−

korzystać z polskich norm,

−

stosować podstawowe prawa i wzory z elektrotechniki,

−

charakteryzować podstawowe parametry podzespołów elektrycznych,

−

określać zastosowanie różnych elementów instalacji elektrycznych,

−

analizować pracę instalacji elektrycznych na podstawie schematów ideowych,

−

oceniać stan techniczny elementów elektrycznych na podstawie oględzin i pomiarów,

−

rozróżniać układy sieci,

−

rozpoznawać podstawowe środki ochrony przeciwpożarowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,

−

posłużyć się zestawem narzędzi monterskich i elektronarzędziami przy instalowaniu
maszyn i urządzeń,

−

zamocować silnik elektryczny na fundamencie, ramie lub innym podłożu,

−

połączyć silnik elektryczny z maszyną roboczą za pomocą przekładni lub sprzęgła,

−

wybrać miejsce i sposób ustawienia (mocowania) urządzenia grzejnego, chłodniczego lub
innego odbiornika,

−

dobrać rodzaj instalacji (zasilającej, sygnalizacyjnej, sterowniczej) uwzględniając sposób
wykonania, rodzaj pomieszczenia i warunki pracy silnika elektrycznego lub innego
odbiornika,

−

dobrać typ i przekrój przewodu oraz osprzęt potrzebny do wykonania instalacji,

−

zmontować instalację zasilającą, sygnalizacyjną lub sterowniczą,

−

dobrać i zainstalować aparaturę sterującą oraz zabezpieczenia maszyn i urządzeń
elektrycznych,

−

zastosować właściwy środek ochrony przeciwporażeniowej,

−

sprawdzić skuteczność wykonanej ochrony przeciwporażeniowej,

−

sprawdzić prawidłowość działania zainstalowanego układu,

−

skorzystać z literatury i kart katalogowych oraz dokumentacji techniczno-ruchowej,

−

zastosować zasady bhp, ochrony ppoż. i ochrony środowiska obowiązujące na
stanowisku pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Transport, ustawianie i montaż maszyn i urządzeń

4.1.1. Materiał nauczania

Transport

Transport urządzeń od producenta do odbiorcy odbywa się najczęściej samochodem. Na

czas transportu należy zabezpieczyć urządzenie przed możliwością przesunięcia oraz
zabezpieczyć urządzenie przed szkodliwym wpływem czynników atmosferycznych
(kroploszczelne opakowanie z folii polietylenowej lub PCW). Podzespoły wrażliwe na
wstrząsy (mierniki, lampy generacyjne) należy przed transportem wymontować z urządzenia
i umieścić w oddzielnych fabrycznych opakowaniach. Również ciężkie podzespoły nie
umocowane trwale z konstrukcją urządzenia (mogące się przesuwać transformatory) należy
transportować osobno. Sposób opakowania określony jest w warunkach odbioru technicznego
dla danego urządzenia. Z urządzeń chłodzonych wodą wodę należy usunąć za pomocą
sprężonego powietrza po odkręceniu odpowiedniego zaworu spustowego. Instrukcję
wypakowania i transportu wewnątrz zakładu zawiera dokumentacja techniczno-ruchowa
urządzenia. Instrukcja ta zawiera sposób zamocowania w czasie transportu wraz z rysunkami.

Zabrania się młodocianym dźwigania i przenoszenia przez jedną osobę na odległość

powyżej 25 m przedmiotów o masie przekraczającej: (przy pracy dorywczej) dla dziewcząt -
14 kg, a dla chłopców - 20 kg.
Przy transporcie ręcznym na jednego pracownika może przypadać masa do:
–

50 kg przy pracy o charakterze dorywczym i odległości przenoszenia do 25 m,

–

45 kg przy pracy o charakterze dorywczym i odległości przenoszenia przekraczającej
25 m.

W przypadku dużych i ciężkich urządzeń transport wewnątrz zakładu odbywa się

przeważnie przy pomocy suwnicy. Urządzenie należy opasać linami w miejscach
zaznaczonych przez producenta wykorzystując przeznaczone do tego celu wsporniki. Aby nie
uszkodzić części urządzenia, między linę a powierzchnię urządzenia podkłada się drewniane
belki, klocki lub płyty filcu. Przykładowe rodzaje zawiesi linowych przedstawiono na
rysunku 1.

a) dwucięgnowe,
b) dwucięgnowe,
c) czterocięgnowe,
d) dwupętlowe

L – długość,

- maksymalny

zalecany kąt
pomiędzy
cięgnami

Rys. 1. Przykładowe rodzaje zawiesi [17]

Podstawowym parametrem zawiesia jest jego maksymalne dopuszczalne odciążenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W czasie podnoszenia urządzenia należy zwrócić uwagę na poziome jego położenie.
Często urządzenie transportowane jest przy pomocy wózków akumulatorowych. Masa

urządzenia nie może przekraczać nośności wózka (ok. 2000 kg). Niekiedy ciężkie urządzenia
przetacza się na rolkach.

Podczas transportu urządzenia należy zachować szczególną ostrożność.
Przy przenoszeniu urządzeń suwnicą należy:
–

dokładnie przestrzegać zaleceń zawartych w instrukcji transportu,

–

stosować liny w dobrym stanie o znanej wytrzymałości (z aktualnym atestem),

–

prawidłowo mocować liny zarówno do urządzenia, jak i do haka suwnicy,

–

w celu kierowania drogą przenoszenia należy przymocować do urządzenia liny konopne,

–

nie wolno nikomu przebywać pod przenoszonym urządzeniem,

–

urządzenie należy zabezpieczyć przed możliwością przechylenia podczas podnoszenia
i transportu,

–

suwnicą mogą kierować tylko osoby posiadające odpowiednie potwierdzone kwalifikacje
(uprawnienia),

Podczas przewożenia urządzenia na wózkach nie może ono stać na rolkach.
Podczas przetaczania urządzenia na rolkach należy zachować szczególną ostrożność przy
podkładaniu i wyjmowaniu rolek spod urządzenia.

Podczas transportu i ustawiania urządzeń mogą być używane:
–

wózki akumulatorowe widłowe lub platformowe.

–

wózki ręczne,

–

suwnice,

–

wciągniki z napędem ręcznym, elektrycznym lub pneumatycznym.

Na rysunku 2 przedstawiono podstawowe rodzaje wózków transportowych.

a) wózek widłowy akumulatorowy,
b) wózek widłowy ręczny,
c) wózek typu L,
d) wózek platformowy

Rys. 2. Rodzaje wózków transportowych [14]

Zasady ustawiania urządzeń w miejscu pracy

Zasady ustawiania urządzeń w miejscu pracy:
–

po dostarczeniu urządzenia na miejsce pracy należy je rozpakować i sprawdzić, czy
podczas transportu nie uległo uszkodzeniu i ustawić na wyznaczonym miejscu,

–

niewielkie urządzenia ustawia się bezpośrednio na podłodze lub podstawie,

–

ciężkie urządzenia ustawia się na przygotowanych fundamentach,

–

między fundament a urządzenie należy położyć bezpośrednio przy śrubach
fundamentowych płytki stalowe,

–

ustawienie urządzenia sprawdza się poziomnicą i w razie potrzeby wyrównuje się
położenie przy pomocy klinów stalowych (o pochyleniu 1:20), i mocuje urządzenie
śrubami zamocowanymi w fundamencie,

–

prawidłowość ustawieniu urządzeń sprawdza się w płaszczyźnie poziomej i pionowej za
pomocą liniałów i poziomnic o dokładności 0,02 mm na 1000 mm), po zainstalowaniu
urządzenia należy uzupełnić je w niezbędny osprzęt transportowany oddzielnie
(transformator, przyrządy pomiarowe),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

jeśli urządzenie wymaga chłodzenia wodnego należy do jego odpowiednich
wyprowadzeń doprowadzić przy pomocy niekorodujących rur lub wężami wodę
o odpowiednich parametrach (maksymalne ciśnienie, minimalny przepływ, temperatura,
konduktywność, wskaźnik pH, maksymalna zawartość cząstek węglanu wapnia),

–

przy podłączaniu wody należy szczególną uwagę zwrócić na prawidłowe podłączenie
wyprowadzeń wlotu i wylotu wody.

Doprowadzenie przewodów

Doprowadzenie elektrycznych przewodów zasilających do urządzeń może być

wykonywane od góry lub od dołu. Przewody elektryczne prowadzi się przeważnie w rurkach
instalacyjnych stalowych, które skutecznie zabezpieczają przewody przed uszkodzeniami
mechanicznymi. Instalacje doprowadzane od góry wykonuje się najczęściej przy odgałęzieniu
od przewodów szynowych prowadzonych na ścianach lub na konstrukcjach budynków
poprzez skrzynkę rozdzielczą.

Urządzenia zaopatruje się w energię elektryczną od góry w zakładach, w których energię

elektryczną rozprowadza się przewodami szynowymi umieszczonymi pod sufitem lub
wysoko na ścianach budynku. W zakładach o innym rozwiązaniu sieci instalacji zasilającej
stosuje się zasilanie urządzeń od dołu. Doprowadzenie przewodów od dołu wykonuje się
w rurce instalacyjnej stalowej, biegnącej pod posadzką lub w specjalnym kanale.

Przewody zasilające doprowadzone poprzez przepusty do urządzenia przyłącza się do

zacisków umieszczonych na tabliczce zaciskowej, zgodnie z instrukcją, schematem ideowym
i montażowym zawartym w dokumentacji techniczno - ruchowej danego urządzenia. Duże
i złożone urządzenia często wyposażane są w osobne szafy sterownicze. W takim przypadku
należy podczas instalacji wykonać również niezbędne połączenia pomiędzy urządzeniem
a szafą sterowniczą. W celu zabezpieczenia przed porażeniem prądem elektrycznym
urządzenia należy uziemiać lub zerować. Obecnie w większości zakładów stosuje się
zerowanie. Uziemienie jako środek ochrony przeciwporażeniowej można spotkać tylko
w małych starszych zakładach.

Stosowanie w tej samej sieci elektrycznej zerowania jednych urządzeń i uziemiania

ochronnego innych urządzeń jest zabronione. Sposób wykonania instalacji ochronnej
podawany jest zawsze w instrukcji dotyczącej instalacji danego urządzenia.

Po podłączeniu urządzenia do sieci elektrycznej i przewodu ochronnego należy

sprawdzić skuteczność ochrony przed porażeniem. Sprawdzenie to polega na pomiarze
impedancji pętli zwarcia i ustaleniu, czy w przypadku pojawienia się napięcia na częściach
metalowych niebędących normalnie pod napięciem, nastąpi przepalenie się wkładki
bezpiecznika lub zadziałanie zabezpieczenia nadmiarowo - prądowego i tym samym
wyłączenie urządzenia z sieci. Przeprowadzona analiza skuteczności zabezpieczenia dotyczy
określonej wielkości wkładki bezpiecznikowej (wartości prądu wyłączającego zabezpieczenia
nadmiarowo prądowego) i nie wolno dowolnie zmieniać wkładek bezpiecznika (wyłącznika).

Przyłączenie przewodów zasilających do sieci może nastąpić dopiero po całkowitym

wykonaniu doprowadzenia i wykonaniu instalacji ochronnej. Podczas podłączania
przewodów zasilających do sieci należy wyłączyć spod napięcia dany odcinek sieci, a na
wyłączniku, w sposób trwały, umieścić tabliczkę z napisem: „Nie włączać”.

Podczas montażu i demontażu należy korzystać z dokumentacji technicznej

i technologicznej. Szczególnie przydatne są instrukcje montażu, instrukcje instalowania,
schematy i rysunki montażowe.
Do podstawowych operacji technologicznych montażu należą:
–

mycie i rozkonserwowywanie,

–

wykonywanie połączeń (nierozłącznych, rozłącznych i ruchowych),

–

regulowanie luzów i pomiary kontrolne,

–

próby i badania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zasady ustawiania i instalowania urządzenia chłodniczego

Chłodziarki nie należy ustawiać:

–

w miejscach narażonych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych,

–

w pobliżu źródła ciepła - kuchni gazowej, grzejników co. itp. (jeśli lodówka stoi obok
pieca kuchennego, może zużywać nawet o 10% energii więcej),

–

w miejscach o ograniczonym przepływie powietrza, jak np. schowki, wnęki itp.

Aby zapewnić właściwą wentylację, należy pozostawić, co najmniej 10 cm wolnej przestrzeni
ponad urządzeniem oraz po obydwu bokach i z tyłu (dobra wentylacja zapewni prawidłowe
chłodzenie i zapobiegnie osadzaniu się pleśni).

Najlepiej jest ustawić lodówkę w możliwie chłodniejszej części pomieszczenia. Zimą

bywa to czasem pobliże okna. Trzeba jednak pamiętać, by latem nie było to miejsce
nasłonecznione.
Podczas ustawiania i uruchamiania urządzenia chłodniczego należy pamiętać o tym, aby:
–

na czas transportu wszystkie części ruchome dobrze przymocować, aby się nie
przemieszczały (np. taśmą klejącą),

–

podczas transportu i ustawiania nie uszkodzić elementów obwodu czynnika chłodzącego,

–

podczas transportu i ustawiania nie przechylać urządzenia o kąt większy niż 45 stopni,

–

urządzenie należy ustawić w miejscu suchym i dobrze wentylowanym,

–

podczas instalowania wypoziomować urządzenie na powierzchni mogącej utrzymać jego
ciężar oraz w miejscu, które jest odpowiednie dla jego wymiarów i zastosowania,

–

po rozpakowaniu urządzenia należy upewnić się, czy nie ma uszkodzeń i czy drzwi
zamykają się prawidłowo,

–

zamknąć i dobrze zabezpieczyć drzwi przed przypadkowym otwarciem,

–

przed uruchomieniem należy odczekać około dwie godziny, co zwiększy efektywność
chłodzenia,

–

urządzenie należy podłączyć zgodnie z instrukcją producenta, zachowując zasady
bezpieczeństwa,

–

przy podłączeniu urządzenia do sieci nie używać przedłużaczy i rozgałęźników,

–

przed rozpoczęciem użytkowania należy oczyścić wnętrze urządzenia,

–

po zainstalowaniu upewnić się, czy urządzenie nie stoi na przewodzie zasilającym,

–

sprawdzić, czy napięcie wskazane na tabliczce znamionowej jest zgodne z napięciem
w miejscu instalowania,

–

nie zakrywać i nie przesłaniać otworów wentylacyjnych urządzenia,

–

urządzenia z elektronicznymi układami sterowania nie używać w miejscu, w którym
temperatura może wzrosnąć powyżej 120

Zasady ustawiania i instalowania pieca akumulacyjnego

Niedozwolone jest eksploatowanie pieca akumulacyjnego:

–

w pomieszczeniach, w których występuje niebezpieczeństwo wystąpienia pożaru lub
wybuchu, w pomieszczeniach, w których występuje kurz, chemikalia, gazy palne,

–

w pobliżu przewodów lub zbiorników przewodzących lub zawierających materiały
łatwopalne (np. zbiorniki z benzyną),

–

gdy na piecu lub w jego bezpośredniej odległości znajdują się przedmioty łatwopalne lub
izolujące ciepło (pościel, bielizna, gazety, zbiorniki z benzyną, spraye itp.) ponieważ
kratki wylotu powietrza oraz obudowa pieca mogą nagrzewać się do temperatury 80

–

gdy nie można zabezpieczyć minimalnych odległości pieca od ścian, mebli, firanek,
zasłon (rysunek 3).

Zalecane minimalne odległości przedmiotów łatwopalnych od elementów dynamicznego
pieca akumulacyjnego to:
–

500 mm od kratki wylotowej,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

100 mm od prawej ścianki urządzenia,

–

30 mm od lewej ścianki urządzenia,

–

70 mm od lewej ścianki urządzenia przy dwóch piecach ustawionych obok siebie,

–

40 mm od pokrywy,

–

100 mm od pokrywy (zasłona).

Rys. 3. Minimalne odległości przedmiotów łatwopalnych od pieca akumulacyjnego dynamicznego

[wg Instrukcji obsługi i montażu pieca akumulacyjnego typu WSP AEG Technika Grzewcza]

Podczas ustawiania i uruchamiania pieca akumulacyjnego należy pamiętać o tym, że:
–

ciepłe powietrze musi bezwzględnie bez ograniczeń wypływać z urządzenia,

–

podłoże, na którym stawiany jest piec, musi mieć odpowiednią nośność (masa pieca
może wynosić ponad 250 kg – masa pieca jest podana w danych technicznych i na
tabliczce znamionowej),

–

dla zabezpieczenia przed wywróceniem piec, należy przymocować do podłoża lub ściany
zgodnie z zaleceniami producenta (zwykle przewidziane są odpowiednie otwory lub
uchwyty),

–

ściana, do której ma być przymocowany piec, musi być odporna na temperaturę co
najmniej 85

C a podłoga na temperaturę 80

–

w przypadku ustawienia pieca na podłodze z płytkami PCV, parkietem lub wykładziną
należy, z uwagi na możliwość wystąpienia odkształceń pod wpływem ciężaru
i temperatury, zastosować odporne na temperaturę płyty,

–

przy mocowaniu urządzenia do ściany należy upewnić się, czy posiada ona wystarczającą
nośność i czy można do niej przymocować piec przy pomocy dostarczonych z nim
uchwytów,

–

należy sprawdzić, czy przeznaczona do montażu ściana oraz dostarczone z urządzeniem
śruby i kołki wytrzymają ciężar urządzenia,

–

przewody zasilające nie mogą przebiegać przy otworach wylotowych powietrza,

–

sprawdzić, czy izolacja cieplna w urządzeniu nie została uszkodzona podczas transportu –
w razie uszkodzenia wymienić,

–

elektryczne przewody zasilające należy zabezpieczyć przed możliwością wyciągnięcia
z urządzenia i podłączyć zgodnie ze schematem elektrycznym,

–

szczególną uwagę należy zwrócić na prawidłowość i pewność podłączenia przewodu
ochronnego,

–

przekrój przewodów przyłączeniowych należy dobrać do mocy przyłączeniowej pieca.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Łączenie silnika z maszyną roboczą

Organizacja stanowiska pracy polega na przygotowaniu stanowiska pracy do wykonania

danego zadania, ułożeniu planu pracy, przygotowaniu niezbędnych materiałów i narzędzi oraz
utrzymywaniu porządku na stanowisku podczas pracy i po jej zakończeniu.
W szczególności należy:
–

na stanowisku układać tylko te przedmioty, które niezbędne są do wykonania danej
pracy,

–

przedmioty częściej używane układać bliżej niż przedmioty używane rzadziej,

–

przedmioty trzymane w prawej ręce układać po prawej stronie miejsca pracy,
a przedmioty trzymane w lewej ręce po lewej stronie,

–

przed przystąpieniem do pracy należy dokładnie oczyścić miejsce pracy i narzędzia,

–

zapoznać się dokładnie z treścią zadania i niezbędną dokumentacją,

–

po zakończeniu pracy należy oczyścić i uporządkować miejsce pracy, a czyste narzędzia
ułożyć w miejscu ich przechowywania,

–

wszystkie narzędzia używane przy montażu i demontażu muszą być w dobrym stanie
technicznym.

Używanie kluczy o niewłaściwych wymiarach lub zużytych szczękach, a także

uszkodzonych nakrętek i śrub o uszkodzonych łbach, może spowodować ześlizgnięcie klucza
i skaleczenie montera. Przyczyną uszkodzeń mogą być również wkrętaki o uszkodzonych lub
źle dopasowanych piórach do rowków wkrętów.
Mycie części w benzynie lub benzolu powinno odbywać się na stanowisku z wyciągiem.

Podczas prac montażowych urządzeń należy korzystać z dokumentacji montażu

zawierającej rysunki zestawieniowe zespołów oraz całego urządzenia, instrukcji montażu
i demontażu zespołów i urządzeń.

Przenoszenie napędu z silnika do maszyny roboczej odbywa się za pośrednictwem

różnego rodzaju układów sprzęgających (przekładnie, sprzęgła). Do przenoszenia momentu
obrotowego między wałem a osadzoną na nim piastą koła zębatego, pasowego lub innego
powszechnie stosuje się połączenia wpustowe. Konstrukcja tych połączeń jest prosta, tania
i wygodna w montażu i demontażu.

Rozróżnia się wpusty pryzmatyczne, czółenkowe, kołkowe i czołowe. Przykłady

połączeń wpustowych z wykorzystaniem wpustów pryzmatycznych przedstawiono na
rysunku 4.
Wpusty kołkowe (rysunek 4c) są stosowane w przypadku, gdy piasta jest osadzona na końcu
wału. Wpusty czołowe (rysunek 4d) są osadzone w płaszczyźnie styku części sprzęgających
końce dwóch wałów, szczególnie przy ich kołnierzowym połączeniu.

a) z wpustem pryzmatycznym zwykłym,
b) z wpustem czółenkowym,
c) z wpustem kołkowym
d) z wpustem czołowym

a – luz promieniowy,
k – wpust kołkowy

Rys. 4. Przykładowe połączenia wpustowe [3]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wpusty pryzmatyczne osadza się w rowku wzdłużnym wykonanym w czopie wałka tak,

aby wpust wystawał ponad powierzchnię styku czopa i wałka. Między dnem rowka w piaście
a wpustem musi być zachowany luz promieniowy wynoszący od 1,1 mm do 0,2 mm.

Połączenia wpustowe wykonywane są najczęściej jako spoczynkowe, czasem zaś jako

ruchowo-przesuwne. Wpust w rowku wałka osadza się zawsze z wciskiem. Podobnie osadza
się wpust w rowku piasty przy połączeniu spoczynkowym, ale przy połączeniu
ruchowo-przesuwnym wpust jest osadzony w rowku piasty luźno. Umożliwia to przesuwanie
piasty wzdłuż wałka i wpustu. Wpusty nie zabezpieczają piasty przed przesunięciem osiowym
wzdłuż wałka i dlatego stosuje się inne metody ustalania, np. za pomocą pierścieni osadczych,
poprzez oparcie płaszczyzny czołowej piasty na odsadzeniu na wale.
Na rysunku 5 przedstawiono różne rodzaje wpustów pryzmatycznych i sposoby ich
mocowania.
Wpusty otworowe (rysunek 5 b

d) są mocowane do wału za pomocą wkrętów. Wpusty te

stosuje się głównie w połączeniach przesuwnych.
Wpusty otworowe wciskowe (rysunek 5e, f) mają dodatkowy nagwintowany otwór w środku.
Wkręcanie wkrętu w ten otwór powoduje wyciśnięcie wpustu, co umożliwia jego wyjęcie
z rowka. W celu wyeliminowania wiercenia otworów w czopie wału (zmniejsza to
wytrzymałość wału) stosuje się wpusty czopkowe, które są ustalane w otworze wywierconym
poprzecznie w piaście (rysunek 5g, h, i). Stosowane są również wpusty otworowe mocowane
wkrętami do wału.

a) wpust zaokrąglony pełny,
b) wpust zaokrąglony otworowy,
c) wpust ścięty otworowy,
d) zamocowanie wpustu otworowego,
e) wpust zaokrąglony wciskowy,
f) wpust ścięty wciskowy,
g) wpust czopkowy symetryczny,
h) wpust czopkowy niesymetryczny,
i)

sposób osadzenia wpustu
czopkowego w piaście

Rys. 5. Różne rodzaje wpustów pryzmatycznych i sposoby ich mocowania [3]

Przed przystąpieniem do montażu połączeń wpustowych należy sprawdzić wykonanie

rowka w czopie wału i w piaście. Następnie osadza się wpust w rowku wału lekkimi
uderzeniami młotka miedzianego lub specjalnymi przyrządami. Wpust musi być tak
osadzony, aby przylegał do dna i bocznych ścianek rowka. Sprawdzenie dokładności
osadzenia wpustu w rowku jest bardzo ważne, gdyż zukosowanie lub zwichrowanie wpustu w
rowku może doprowadzić do zniszczenia połączenia. Należy również sprawdzić wysokość
wystawania wpustu poza rowek wału na całej jego długości, aby podczas montażu został
zachowany luz promieniowy między wpustem a dnem rowka w piaście. Sprawdzenia tego
dokonuje się za pomocą pryzmatycznego urządzenia mikrometrycznego (rysunek 6).
Wpusty otworowe po osadzeniu w rowku należy zamocować wkrętami.
Montując połączenie wpustowe ruchowo-przesuwne należy sprawdzić, czy piasta przesuwa
się swobodnie wzdłuż osi wałka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przy montażu wpustów czółenkowych należy zwrócić uwagę na to, aby górna powierzchnia
wpustu była równoległa do powierzchni czopa.
Wpusty kołkowe montuje się przez osadzanie kołka w otwór wykonany w miejscu styku piast
z wałem. Kołek osadza się uderzeniami młotka.

Rys. 6. Sprawdzenie zamocowania wpustu – pomiar części wystającej [12]

Przekładnie cięgnowe pozwalają przenosić napęd na znaczne odległości, dzięki

zastosowaniu długiego pośredniego cięgna. Cięgna wykonywane są w postaci pasów
płaskich, klinowych lub zębatych. Przykładowe rodzaje pasów stosowanych w przekładniach
cięgnowych przedstawiono na rysunku 7.

a) pas o przekroju okrągłym,
b) pas płaski,
c) pas klinowy,
d) pas klinowy składany,
e) pas zębaty,
f) pas złożony wieloklinowy

Rys. 7. Przykłady wieńców i pasów stosowanych w przekładniach cięgnowych [12]

Ukształtowanie przekroju pasa i powierzchni koła w kształcie klinowym pozwala

uzyskać większe siły tarcia, a więc i przenosić większe moce w porównaniu do przekładni
z pasami płaskimi. Przekładnie z pasami klinowymi – przy tej samej przenoszonej mocy –
mogą mieć mniejsze średnice kół, ich rozstawienie oraz napięcie pasa niż przekładnie
z pasami płaskimi.

Pasy klinowe wykonuje się jako bezkońcowe z gumy, pokrytej dla zwiększenia

odporności na ścieranie tkaniną oraz zbrojone (w warstwie obojętnej) tkaniną lub linkami
kordowymi, niekiedy poliamidowymi lub stalowymi. Wymiary pasów klinowych są
znormalizowane i umieszczane na wewnętrznej lub bocznej powierzchni pasa.

a) pas płaski,
b) pas klinowy

Rys. 8. Przekroje wieńców kół pasowych i pasów [12]

Przy montażu napędu pasowego muszą być spełnione następujące warunki:
–

wały, na których osadzane są koła pasowe, powinny być wzajemnie równoległe,

–

koła pasowe osadzone na wale napędzającym i napędzanym muszą się wzajemnie
pokrywać,

–

koła pasowe muszą być prostopadłe do wału,

–

koła pasowe o dużej masie i dużej prędkości obwodowej muszą być wyważone,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

musi być zapewniona współosiowość wieńców kół pasowych i wałów,

–

bicie kół nie może przekraczać promieniowo 0,0005 D i poosiowo 0,001 D, gdzie D jest
średnicą koła pasowego,

–

należy zapewnić właściwy dobór długości pasa, gdyż za długi pas będzie powodował
poślizg, a zbyt krótki – wyciąganie pasa oraz szybsze zużycie pasa i łożysk,

–

pasy klinowe powinny być osadzone w rowku na równi z powierzchnią wieńca i nie
powinny dotykać do dna rowka.

Przed montażem przekładni pasowej należy sprawdzić, czy powierzchnie wałów są

gładkie i równe. Jeśli na powierzchniach występują skaleczenia, rysy lub ślady korozji to
należy je usunąć. Należy sprawdzić i oczyścić miejsca nagwintowane oraz rowki klinowe
i wpustowe. Po oczyszczeniu należy wałki przemyć naftą i wytrzeć czystą szmatką.
Osadzając koła pasowe na wale (najczęściej stosowane jest pasowanie obrotowo ciasne),
można korzystać z drewnianego młotka lekko nim popukując w koło dokoła osi. Jeśli koło
osadza się na końcu wałka, to stosuje się klin wpuszczany, a od czoła wałka na wystający
nagwintowany koniec nakręca się nakrętkę. Często wałki mają podtoczenie, o które opiera się
piasta koła, wówczas łączy się go z kołem za pomocą wpuszczanego klina z noskiem.

Prawidłowość osadzenia koła na wale sprawdza się na bicie, za pomocą czujnika, którego

końcówkę przykłada się najpierw do obwodu, a później do powierzchni czołowej wieńca.
W przypadku gdy brak jest czujnika, można wielkość bicia oznaczyć za pomocą rysika
traserskiego umocowanego na stałej podstawie, kredy lub pionu (rys. 9 b).

a) koła zwichrowane,
b) koła przesunięte,
c) koła ustawione pod kątem

Rys. 9. Przykłady nieprawidłowego ustawienia kół przekładni pasowej [15]

Sprawdzenie prawidłowości ustawienia współpracujących ze sobą kół przekładni

pasowej wykonuje się za pomocą liniału przyłożonego do bocznych powierzchni wieńców kół
lub za pomocą sznurka (rysunek 10a) – pomierzone odległości a, b, c, d muszą być równe.

a) sprawdzanie równoległości wałów

z osadzonymi kołami pasowymi,

b) sprawdzanie ustawienia koła

pasowego w płaszczyźnie
pionowej

Rys. 10. Sprawdzanie prawidłowości montażu kół pasowych [3]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Bardzo wygodne w użyciu są laserowe przyrządy do sprawdzania położenia kół

pasowych względem siebie. Przykład zastosowania takiego przyrządu przedstawiono na
rysunku 11.

Przyrząd składa się z urządzenia emitującego płaską kątową wiązkę światła laserowego

(źródła) oraz dwóch wskaźników położenia kół. Wskaźniki położenia kół umieszcza się na
powierzchni czołowej jednego koła pasowego, a źródło wiązki laserowej przykłada się do
powierzchni czołowej drugiego koła pasowego.

Rys. 11. Przykład zastosowania laserowego przyrządu do sprawdzania ustawienia kół przekładni pasowej [15]

Przy równoległych płaszczyznach bocznych kół wiązka laserowa przechodzić będzie

przez szczeliny w obu wskaźnikach (rysunek 12b). Przy niedokładnym ustawieniu kół
pasowych wiązka nie będzie przechodziła przez szczeliny we wskaźnikach, co będzie
wyraźnie na nich widoczne (rysunek 12a). Kąt, pod jakim rozchodzi się wiązka światła lasera,
wynosi około 80

, a zasięg praktycznego zastosowania to około 10 m.

a) ustawienie nieprawidłowe,
b) ustawienie prawidłowe.

1 – wiązka światła laserowego,
2 – źródło wiązki laserowej,
A, B – wskaźniki położenia.

Rys. 12. Schematyczne przedstawienie obrazu wiązki laserowej na wskaźnikach położenia kół

przekładni pasowej A i B przy nieprawidłowym i prawidłowym ustawieniu kół [15]

W napędach pasowych stosuje się niekiedy naprężacze pasów. W czasie montażu

naprężacza należy zwrócić uwagę na prawidłowe ułożenie krążka naprężającego, który musi
się obracać swobodnie i bez oporu. Przy braku naprężacza pasa naciąg realizuje się przez
przesuwanie jednego z kół (zwykle wraz z silnikiem). Dobrze pracują przekładnie pasowe
o osiach poziomych przy niewielkiej różnicy wysokości kół. Najlepiej gdyby osie kół
pasowych były na tej samej wysokości. W przekładniach bez napinaczy cięgno bierne
powinno znajdować się na górze (rysunek 13), ponieważ w tym przypadku zwiększają się
kąty opasania, a tym samym jest możliwość przenoszenia większej mocy (poślizg pasa
wystąpi przy większym obciążeniu).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku 14 przedstawiono trzy przykłady stosowania naprężaczy pasa. Naprężacz
wewnętrzny (rysunek 14a) zmniejsza kąt opasania pasa a naprężacz wewnętrzny (rysunek
14b) zwiększa, lecz jednocześnie powoduje obustronne zginanie pasa. Dwa naprężacze
(rysunek 14c) stosuje się, gdy występuje duża różnica wysokości osi i średnic kół pasowych.

Rys. 13. Przekładnia pasowa bez naprężacza pasa [15]

Rys. 14. Przekładnia pasowa z naprężaczami pasa [15]

a) naprężacz wewnętrzny, b) naprężacz zewnętrzny, c) dwa naprężacze: wewnętrzny i zewnętrzny

Sprzęgła

Sprzęgła stanowią elementy łączące mechanicznie wał silnika z urządzeniem

napędzanym. Jeżeli silnik i napędzane urządzenie są zamontowane na wspólnej płycie bądź
na sztywnej konstrukcji fundamentowej, to do połączenia ich wałów stosuje się sprzęgło
sztywne. Wadą tych sprzęgieł jest to, że wymagają ściśle współosiowego ustawienia
sprzęganych wałów oraz to, że przy udarowych zmianach momentów przenosi je z jednego
urządzenia na drugie.

Wszędzie tam, gdzie występują raptowne przeciążenia i szarpnięcia, stosowane są

sprzęgła elastyczne, które na skutek swej elastyczności w znacznym stopniu amortyzują
gwałtowne zmiany obciążeń. Sprzęgła elastyczne stosowane są również w przypadkach
trudności z uzyskaniem dużej dokładności w ustawieniu współosiowym wałów silnika
i urządzenia napędzanego (gdy silnik i urządzenie są przymocowane do osobnych
niezależnych podstaw).

Po zamocowaniu połówek sprzęgła na wale silnika i urządzenia ich powierzchnie

czołowe powinny być równoległe a wały silnika i urządzenia współosiowe. Sprawdzenie
współosiowości wałów można wykonać za pomocą obejm z dwoma ostrzami (poziomym
i pionowym – rysunek 15), umocowanych na tarczach sprzęgła. Przy obracaniu wałów ostrza
zataczają okręgi, w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału, na którym są zamocowane.
Podczas wspólnego obracania wałów, odległości pomiędzy ostrzami ustawionymi pionowo
i poziomo będą zależały tylko od wzajemnego położenia osi wałów.

Rys. 15. Centrowanie wałów - schematyczne przedstawienie układu obejm [15]

Koła pasowe o dużej masie i dużej prędkości obwodowej muszą być wyważone.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie dopuszczalne ciężary mogą przenosić osoby młodociane i dorosłe?
2. Jakie środki są przeznaczone do transportu ciężkich urządzeń?
3. Jakie obowiązują zasady transportowania maszyn i urządzeń?
4. Jakich zawiesi wolno używać podczas transportu za pomocą suwnicy?
5. Jakie podstawowe zasady obowiązują podczas transportu i instalowania maszyn

i urządzeń?

6. Jakie mogą być konsekwencje złego wyboru miejsca ustawienia urządzenia

chłodniczego?

7. Jakie mogą być konsekwencje złego wyboru miejsca ustawienia pieca akumulacyjnego?
8. Gdzie można znaleźć informacje o sposobie instalowania maszyn i urządzeń?
9. Jakie są sposoby mocowania kół pasowych na wałach?
10. Jakie przyrządy są stosowane do współosiowego ustawiania wałów silnika i urządzenia

napędzanego?

11. Jakie elementy pomocne są przy mocowaniu i poziomowaniu maszyn na fundamentach?
12. Jakie są sposoby naprężania pasa przekładni pasowej?
13. Jakie elementy urządzenia grzewczego decydują o sposobie jego ustawiania?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przygotuj silnik do napędu urządzenia (np. wentylatora), przykręć go do fundamentu

(ramy) i wypoziomuj.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić ciężar silnika na podstawie tabliczki znamionowej,
2) rozpoznać elementy silnika przeznaczone do transportu i określić sposób transportu,
3) przykręcić lekko silnik do fundamentu (ramy),
4) wypoziomować silnik korzystając z elementów do tego przeznaczonych,
5) przykręcić mocno silnik do fundamentu i sprawdzić wypoziomowanie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowisko z fundamentem i urządzeniem napędzanym (ramą i wentylatorem
napędzanym przekładnią pasową),

–

podstawowe narzędzia monterskie (młotek gumowy, zestaw kluczy, wkrętaki),

–

elementy przekładni (lub sprzęgła), elementy śrubowe, podkładki do poziomowania,

–

poziomnica.

Ćwiczenie 2

Połącz silnik z maszyną roboczą (np. wentylatorem) za pomocą przekładni.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się ze stanowiskiem pracy i wskazać zagrożenia bezpieczeństwa pracy,
2) zorganizować bezpieczne stanowisko pracy,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) oczyścić i nasmarować wał silnika,
4) rozpoznać sposób mocowania kół pasowych na wale silnika i urządzenia (wentylatora),
5) nabić koła pasowe na wały silnika i wentylatora, używając młotka gumowego (nie można

wykonywać tej czynności zbyt gwałtownie, aby nie uszkodzić łożyska),

6) zabezpieczyć koła przed zsunięciem,
7) ustawić współosiowość wałów silnika i urządzenia,
8) przykręcić lekko silnik do szyn naciągowych,
9) napiąć pas klinowy i dociągnąć śruby mocujące silnik,
10) sprawdzić i wyregulować naprężenie paska klinowego (ugięcie paska powinno wynosić

16 mm na 1 m długości odstępu pomiędzy osiami - siłę nacisku na pasek uczeń dobiera
z odpowiedniej tabeli),

11) założyć osłonę ochronną na napęd,
12) podłączyć do silnika przewody zasilające i uruchomić urządzenie,
13) sprawdzić, czy silnik nie jest przeciążony, a wentylator nie pracuje zbyt głośno i czy jego

wirnik obraca się w prawidłową stronę, (jeżeli nie, wyłączyć zasilanie i skorygować
połączenia),

14) wyłączyć zasilanie silnika.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowisko z fundamentem, urządzeniem napędzanym (ramą, wentylatorem napędzanym
przekładnią pasową) i silnikiem,

–

podstawowe narzędzia monterskie (młotek gumowy, zestaw kluczy, wkrętaki),

–

elementy przekładni (lub sprzęgła), elementy śrubowe, podkładki do poziomowania,

–

poziomnica i przyrządy do sprawdzania współosiowości wałów.

Ćwiczenie 3

Zaproponuj miejsce ustawienia urządzenia:

a) pieca akumulacyjnego,
b) urządzenia chłodniczego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) podać, w jakim dokumencie znajdują się informacje o sposobie i miejscu ustawienia

urządzeń,

2) zapoznać się z dokumentacją urządzenia,
3) zapoznać się z warunkami panującymi w pomieszczeniu,
4) rozpoznać sposób wykonania instalacji elektrycznej i zastosowane zabezpieczenia,
5) podać, w jakich miejscach nie należy ustawiać danego urządzenia,
6) objaśnić konsekwencje złego wyboru miejsca ustawienia urządzenia chłodniczego,
7) wymienić elementy urządzenia, które należy mieć na względzie wybierając miejsce jego

ustawienia,

8) podać, jakich elementów nie wolno używać, podłączając urządzenia do sieci zasilającej,
9) zaproponować (narysować szkic) i uzasadnić miejsce ustawienia urządzenia

w określonym pomieszczeniu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

dokumentacja pieca akumulacyjnego i urządzenia chłodniczego (instrukcja obsługi lub
instrukcja instalowania),

–

schematy, opisy pomieszczeń lub fotografie, schematy instalacji elektrycznej,

–

zeszyt do ćwiczeń, ołówek, liniał, przymiar.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zorganizować stanowisko montażowe zgodnie z zasadami bhp?

2) posłużyć się zestawem narzędzi monterskich przy instalowaniu

maszyn?

3) zamocować i wypoziomować silnik na fundamencie?

4) połączyć silnik elektryczny z urządzeniem roboczym za pomocą

przekładni?

5) wybrać miejsce i sposób ustawienia (mocowania) urządzenia

grzejnego?

6) wybrać miejsce i sposób ustawienia (mocowania) urządzenia

chłodniczego?

7) określić sposób postępowania przy wyborze miejsca i sposobu

ustawienia (mocowania) dowolnego urządzeni?

8) ustawić współosiowo wał silnika i urządzenia napędzanego?

9) wyregulować pasek klinowy przekładni pasowej?

10) wskazać zagrożenia występujące przy instalowaniu maszyn

i urządzeń?

11) określić sposób transportu określonego urządzenia na podstawie

dokumentacji?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Dobieranie i wykonywanie instalacji zasilającej

4.2.1. Materiał nauczania

Warunki pracy instalacji

Prawidłowy dobór i montaż przewodów zapobiegający ich przegrzaniu oraz prawidłowy

dobór urządzeń zabezpieczających, zapewniają niezawodność pracy instalacji elektrycznych
oraz jej bezpieczeństwo pożarowe i porażeniowe. Przepływ prądów przekraczających
obciążalność prądową przewodów lub większych niż prąd znamionowy odbiorników
i urządzeń elektrycznych powoduje zwiększenie temperatury żył przewodów i uzwojeń
urządzeń elektrycznych, co z kolei powoduje przyspieszone starzenie się izolacji, a niekiedy
może być przyczyną jej zniszczenia, powstania pożaru lub wybuchu. Z tych względów
przewody i kable oraz różnorodne urządzenia elektroenergetyczne i układy zasilania powinny
mieć skuteczne zabezpieczenia nadmiarowo - prądowe, powodujące samoczynne wyłączenie
zasilania w przypadku zwarć i przeciążeń oraz przy nieprawidłowej pracy urządzeń
zapewniających właściwe warunki chłodzenia.

Ze względu na konieczność doprowadzenia energii elektrycznej do prawie każdego

budynku, pomieszczenia lub stanowiska pracy, instalacje elektryczne pracują w różnych
warunkach środowiskowych. Urządzenia te powinny mieć zdolność przerywania przepływu
prądu zwarciowego o wartości nie mniejszej od wartości spodziewanego prądu zwarciowego,
mogącego występować w miejscu zainstalowania danego urządzenia. W zależności od
środowiska, w którym pracują, instalacje muszą być odporne na różnego rodzaju wpływy
otoczenia, takie jak: wilgoć, wysoka temperatura, zapylenie. Muszą one również umożliwić
bezpieczną eksploatację w otoczeniu gazów lub pyłów łatwopalnych albo wybuchowych.
W celu ujednolicenia wymagań, jakie stawia się instalacjom i urządzeniom elektrycznym,
zostały określone rodzaje pomieszczeń charakteryzujących się różnego typu zagrożeniami.
Podział taki, opracowany wg PBUE, podano w tabeli 1. Za pomieszczenie uważa się również
przestrzenie na zewnątrz budynków. Pomieszczenia, które nie wykazują cech wymienionych
w tabeli 1, nazywa się pomieszczeniami zwykłymi.

Tabela 1. Klasyfikacja pomieszczeń wg PBUE [18]

Rodzaj

pomieszczenia

Charakterystyka pomieszczenia

Przykłady pomieszczeń

Przejściowo
wilgotne

bez gwałtownych zmian
temperatury, przejściowo może
występować para i skropliny

klatki schodowe, kuchnie,
łazienki, niektóre piwnice

Wilgotne

wilgotność 75-100%

piwnice, suszarnie, kuchnie
zbiorowego żywienia

Bardzo wilgotne

wilgotność ok. 100%, ściany
pokryte skroplinami

łaźnie, niektóre pomieszczenia
produkcyjne

Gorące

temperatura przekracza 35°C

łaźnie, palmiarnie

Zapylone

zawierają duże ilości pyłu
przewodzącego lub
nieprzewodzącego

cementownie, zakłady
wapiennicze, szlifierskie

Z wyziewami
żrącymi

zawierają lub mogą zawierać gazy,
pary lub osady żrące

niektóre hale produkcyjne lub
składy materiałów chemicznych,
obory, stajnie, chlewy,
akumulatornie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rodzaj

pomieszczenia

Charakterystyka pomieszczenia

Przykłady pomieszczeń

Niebezpieczne
pod względem
pożarowym

produkuje się lub magazynuje
materiały palne

stolarnie, tartaki, młyny, fabryki
włókiennicze, niektóre fabryki
chemiczne

Niebezpieczne
pod względem
wybuchowym

powstają lub mogą powstać mie-
szaniny wybuchowe

rafinerie, fabryki materiałów
wybuchowych, lakiernie,
wytwórnie waty

Zasady doboru rodzaju instalacji i sposobu jej montażu

W pomieszczeniach zwykłych instaluje się przewody:

–

szynowe gołe i izolowane na wspornikach izolowanych,

–

płaszczowe natynkowe w izolacji i powłoce z polwinitu,

–

w rurach instalacyjnych stalowych, winidurowych na wierzchu i pod tynkiem, przewody
wtynkowe, kable,

–

kabelkowe w wiązkach, korytkach i w instalacji podłogowej.
W pomieszczeniach przejściowo wilgotnych instaluje się przewody tak jak

w pomieszczeniach zwykłych z wyjątkiem przewodów płaszczowych, w rurach izolacyjnych
oraz instalacji podłogowych.

W pomieszczeniach wilgotnych i bardzo wilgotnych lub zapylonych zwykłych instaluje

się przewody:
–

gołe i izolowane na wspornikach izolacyjnych z wyjątkiem przewodów aluminiowych,

–

wtynkowe z osprzętem szczelnym,

–

kabelkowe w wiązkach i korytkach z osprzętem szczelnym,

–

przewody izolowane w rurach stalowych i winidurowych z osprzętem szczelnym,

–

kable.
W pomieszczeniach gorących instaluje się przewody:

–

jak dla pomieszczeń zwykłych z wyjątkiem przewodów i kabli w izolacji lub powłoce
z polwinitu lub tiokolu oraz z wyjątkiem rur winidurowych.
W pomieszczeniach z wyziewami żrącymi instaluje się przewody:

–

jak dla pomieszczeń wilgotnych, z wyjątkiem przewodów izolowanych w rurach
stalowych.
W pomieszczeniach niebezpiecznych pod względem pożarowym instaluje się przewody:

–

przewody izolowane w rurach izolacyjnych pod tynkiem lub na tynku w miejscach nie
narażonych na uszkodzenia mechaniczne,

–

przewody izolowane w rurach stalowych i winidurowych,

–

przewody wtynkowe,

–

przewody kabelkowe i kable bez zewnętrznego oplotu włóknistego,

–

z osprzętem szczelnym, gdy w pomieszczeniach znajduje się pył.
W pomieszczeniach niebezpiecznych pod względem wybuchowym instaluje się

przewody kabelkowe i kable.

Na zewnątrz budynków instaluje się przewody jak w pomieszczeniach wilgotnych

z wyjątkiem rur winidurowych (przewody w izolacji z polwinitu lub tiokolu powinny być
osłonięte od działania promieni słonecznych).

Do pomieszczeń o zwiększonym niebezpieczeństwie porażenia należą pomieszczenia:

–

przejściowo wilgotne i wilgotne,

–

z pyłem przewodzącym,

–

gorące,

–

z podłogami z materiałów przewodzących,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

w których jest możliwe jednoczesne dotknięcie metalowych części urządzeń
elektrycznych i części połączonych z ziemią.
Do pomieszczeń szczególnie niebezpiecznych pod względem porażenia zalicza się

pomieszczenia:
–

bardzo wilgotne,

–

o wyziewach żrących,

–

wykazujące co najmniej dwie cechy pomieszczeń o zwiększonym niebezpieczeństwie.

Obudowy

Obudowa urządzenia stanowi ochronę przed niekorzystnymi wpływami otoczenia oraz

przed bezpośrednim dotykiem części pozostających pod napięciem. Spełnienie określonych
wymagań przez obudowę charakteryzuje tak zwany stopień ochrony. Stopnie ochrony
oznacza się za pomocą dwóch liter IP oraz dwóch cyfr umieszczonych za nimi. Pierwsza
cyfra oznacza stopień ochrony osób przed dotknięciem części znajdujących się pod napięciem
i niebezpiecznych części znajdujących się w ruchu oraz przed przedostaniem się do wnętrza
obudowy ciał stałych. Druga cyfra charakteryzuje stopień ochrony urządzeń przed
przedostaniem się do ich wnętrza wody. W tabeli 2 przedstawiono bliższe informacje
dotyczące oznaczeń stopni ochrony.

Tabela 2. Stopnie ochrony obudów [10]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Szczególnie

starannie

należy

dobierać

urządzenia

elementy

instalacji

w pomieszczeniach niebezpiecznych pod względem pożarowym i wybuchowym. Stosowany
osprzęt instalacyjny powinien być przystosowany do tych warunków (wykonanie
przeciwwybuchowe z materiałów niepalnych).

Urządzenia i instalacje w wykonaniu przeciwwybuchowym powinny być wykonane

w sposób, który uniemożliwia zainicjowanie wybuchu gazów, par i pyłów na zewnątrz
urządzeń oraz w sposób uniemożliwiający zaiskrzenie lub silne nagrzewanie.

Nie wolno instalować osłon posiadających rysy, szczerby, szczeliny i inne uszkodzenia

mechaniczne. Instalacja i jej elementy powinny być wykonane z materiałów niepalnych lub
takich, które podczas pożaru nie wydzielają chloru, chlorowodoru ani siarki (PCV). W razie
pożaru instalacja powinna dobrze pracować przez okres od 30 do 180 minut.

Rodzaje osłon w wykonaniu przeciwwybuchowym (rysunek 16):
–

ognioszczelna (wytrzymuje ciśnienie wybuchu i nie doznaje trwałych odkształceń oraz
wydmuchiwany na zewnątrz płomień jest tak skierowany, że nie może zapalić
mieszaniny wybuchowej na zewnątrz osłony),

–

piaskowa (osłona wypełniona suchym piaskiem o odpowiedniej granulacji i nie ma
miejsca na wytworzenie się mieszaniny wybuchowej – stosowana do transformatorów,
skrzynek zaciskowych, aparatów nie zawierających części ruchomych),

–

hermetyzowana masą izolacyjną,

–

olejowa (części silnie nagrzewające lub iskrzące zanurza się w oleju izolacyjnym),

–

gazowa z nadciśnieniem (wewnątrz osłony panuje ciśnienie gazu doprowadzonego
z zewnątrz, większe niż ciśnienie powietrza na zewnątrz, ruch gazu odbywa się w jednym
kierunku uniemożliwiając powstanie mieszaniny wybuchowej).

W pomieszczeniach zagrożonych wybuchem stosuje się urządzenia iskrobezpieczne oraz

o budowie wzmocnionej.
Urządzenia iskrobezpieczne są to urządzenia głównie małej mocy wykonane tak, że
w przypadku iskrzenia, zwarcia lub nagrzewania temperatura części zewnętrznej jest tak
mała, że nie może spowodować zapalenie się mieszaniny wybuchowej (mała jest energia
iskry).
Urządzenia o budowie wzmocnionej są urządzeniami przewymiarowanymi pod względem
mechanicznym, cieplnym i elektrycznym tak, by ograniczyć możliwość uszkodzeń.
Urządzenia w wykonaniu przeciwwybuchowym posiadają oznaczenie literowe Ex,
oznaczenie rodzaju osłony oraz oznaczenia informujące, w jakich warunkach mogą być
używane (w jakich mieszaninach wybuchowych).

Rys.16. Szkice konstrukcji urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym [10]

a) osłona ognioszczelna – oznaczenie d,
b) osłona piaskowa – oznaczenie q,
c) hermetyzowanie masą izolacyjną – oznaczenie m,
d) osłona olejowa – oznaczenie o,
e) f) osłony gazowe z nadciśnieniem – oznaczenie p,

1 – części nagrzewające się lub iskrzące

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie czynniki niekorzystnie wpływają na pracę instalacji elektrycznej?
2. Jaki jest podział pomieszczeń ze względu na warunki w nich panujące?
3. Jakie pomieszczenia zaliczają się do pomieszczeń suchych, wilgotnych, z wyziewami

żrącymi i zapylonych?

4. Jakie przewody i w jaki sposób instaluje się w pomieszczeniach suchych, wilgotnych,

z wyziewami żrącymi i zapylonych?

5. Co to jest stopień ochrony i jakimi symbolami jest oznaczany?
6. Co oznacza pierwsza, a co druga cyfra w oznaczeniu stopnia ochrony?
7. Jakie są rodzaje osłon w wykonaniu przeciwwybuchowym?
8. W jakim dokumencie zawarte są szczegółowe informacje dotyczące wymagań, jakie

muszą spełniać instalacje elektryczne w różnych warunkach pracy?

9. Co oznacza symbol IP43 i w jakich warunkach może być stosowane urządzenie

oznaczone tym symbolem?

10. Jakie są sposoby wykonania instalacji elektrycznych?
11. Jakie są kryteria doboru sposobu wykonania instalacji elektrycznej?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz rodzaj instalacji silnika elektrycznego napędzającego wentylator, pracującego w:

a) pomieszczeniu mieszkalnym,
b) piwnicy,
c) galwanizerni,
d) cementowni.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z warunkami panującymi w określonym pomieszczeniu i określić rodzaj

pomieszczenia,

2) zidentyfikować elementy instalacji na schemacie,
3) wyjaśnić, jaką funkcję spełniają poszczególne elementy w danej instalacji,
4) zapoznać się z wymaganiami stawianymi instalacjom w danych warunkach pracy,
5) znaleźć w katalogu lub Internecie producentów elementów instalacji elektrycznych

stosowanych w określonych warunkach,

6) zaproponować sposób wykonania instalacji.
7) dobrać z katalogu lub Internetu elementy instalacji do określonych warunków pracy

i sposobu wykonania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi aparatury i osprzętu elektrycznego,

–

komputer z dostępem do Internetu,

–

schemat ideowy instalacji elektrycznej,

–

opis warunków panujących w pomieszczeniu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

odpowiednie fragmenty PBUE dotyczące wymagań stawianym instalacjom elektrycznym
w różnych warunkach pracy,

–

zeszyt do ćwiczeń, ołówek i długopis.

Ćwiczenie 2

Dobierz typ przewodów oraz osprzęt do wykonania instalacji elektrycznej pracującej w:

a) pomieszczeniu mieszkalnym,
b) piwnicy,
c) galwanizerni,
d) cementowni.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z warunkami panującymi w określonym pomieszczeniu i określić rodzaj

pomieszczenia,

2) zapoznać się z wymaganiami stawianymi instalacjom w danych warunkach pracy,
3) określić typ przewodów dla danej instalacji,
4) określić elementy osprzętu instalacji,
5) znaleźć w katalogu lub Internecie producentów przewodów i osprzętu instalacji

elektrycznych stosowanych w określonych warunkach,

6) zaproponować typ przewodów i osprzętu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi aparatury i osprzętu elektrycznego,

–

komputer z dostępem do Internetu,

–

schemat ideowy instalacji elektrycznej,

–

opis warunków panujących w pomieszczeniu,

–

odpowiednie fragmenty PBUE dotyczące wymagań stawianym instalacjom elektrycznym
w różnych warunkach pracy,

–

zeszyt do ćwiczeń, ołówek i długopis.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić rodzaje pomieszczeń ze względu na warunki w nich

panujące?

2) podać, jakie czynniki decydują o klasyfikacji pomieszczeń

ze względu na panujące w nich warunki?

3) scharakteryzować poszczególne rodzaje pomieszczeń?

4) podać, w jakim dokumencie określone są szczegółowe wymagania

stawiane instalacją elektrycznym w zależności od warunków w nich
panujących?

5) dobrać rodzaj instalacji uwzględniając rodzaj pomieszczeń?

6) podać, jakie są sposoby wykonywania instalacji elektrycznych?

7) scharakteryzować poszczególne sposoby wykonania instalacji

elektrycznych?

8) podać kryteria doboru sposobu wykonania instalacji elektrycznych?

9) scharakteryzować obudowy w wykonaniu przeciwwybuchowym?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10) wymienić,

jakie

pomieszczenia

należą

pomieszczeń

o zwiększonym niebezpieczeństwie porażenia?

11) dobrać typ przewodów do warunków pracy instalacji?

4.3. Dobieranie i montaż urządzeń regulacyjnych, rozruchowych
i zabezpieczających

4.3.1. Materiał nauczania

Dobór zabezpieczeń silnika

Silniki zabezpiecza się przed skutkami:

–

zwarć,

–

przeciążeń,

–

obniżenia napięcia,

–

zaniku i powrotu napięcia,

–

zaniku fazy.

Zabezpieczenie przeciążeniowe

W urządzeniach przemysłowych najczęściej stosowanymi silnikami są trójfazowe silniki

klatkowe. Podczas rozruchu silniki indukcyjne pobierają znacznie większy prąd niż podczas
pracy w ustalonych warunkach z obciążeniem znamionowym:
–

około 2 razy - silniki pierścieniowe,

–

około 5

8 razy - silniki klatkowe.

Prąd rozruchowy silników klatkowych może, a dla silników o dużych mocach

znamionowych (powyżej 5,5 kW) powinien być zmniejszany przez stosowanie specjalnych
układów rozruchowych. Oprócz najprostszego układu przełączającego „gwiazda - trójkąt”
można stosować układy elektroniczne „łagodnego startu”.
Stosowanie przełącznika „gwiazda - trójkąt”, przy początkowym połączeniu uzwojeń
w gwiazdę, powoduje, że prąd w przewodach zasilających silnik zmniejsza się trzykrotnie.
Przeciążenia w silnikach mogą być powodowane:
–

nadmiernym zwiększeniem się momentu hamującego (np. na skutek uszkodzenia
maszyny napędzanej),

–

niepełnofazową pracą,

–

obniżeniem napięcia zasilającego,

–

pogorszeniem warunków chłodzenia na skutek podwyższenia się temperatury otoczenia
ponad wartość obliczeniową w wyniku np. zabrudzenia obudowy,

–

zbyt częstymi załączeniami lub nadmiernym wydłużeniem czasu rozruchu.

Dopuszczalną przeciążalność silnika określa jego cieplna charakterystyka czasowo-prądowa.
Jako zabezpieczenia przeciążeniowe silników stosuje się:
–

wyłączniki z wyzwalaczami termobimetalowymi,

–

styczniki z przekaźnikami termobimetalowymi.

Charakterystyki czasowo - prądowe tych wyzwalaczy i przekaźników mają kształt zbliżony
do charakterystyk cieplnych silnika, aby więc zabezpieczenie było skuteczne, jego
charakterystyka musi leżeć poniżej charakterystyki silnika.

Taki warunek jest spełniony przy nastawieniu zabezpieczenia przeciążeniowego na prąd:

nast

= ( 1,0

1,1 ) I

gdzie:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

nast

– prąd nastawczy zabezpieczenia,

– prąd znamionowy silnika.

Praktycznie wyzwalacze przeciążeniowe nastawia się na prąd znamionowy silnika - I

Wyłączniki silnikowe produkcji krajowej mają wyzwalacze termiczne, których prąd
niezadziałania wynosi 1,05 I

nast

a prąd zadziałania – 1,2 I

nast

, więc nastawienie wyzwalacza na

prąd znamionowy silnika (I

= I

) powoduje, że może wystąpić długotrwałe przeciążenie

silnika o 5

20% .

Zabezpieczenie zwarciowe

Zabezpieczenia silnika przed skutkami zwarć to:

–

bezpiecznik o pełnozakresowej lub niepełnozakresowej charakterystyce działania,

–

wyłącznik z wyzwalaczem zwarciowym.

Charakterystyka czasowo-prądowa zabezpieczenia zwarciowego silnika musi leżeć między
charakterystyką rozruchową a cieplną silnika (rysunek 17). t I I

1 – charakterystyka rozruchowa silnika,
2 – charakterystyka cieplna silnika,
3 – charakterystyka zabezpieczenia prawidłowego,
4 – charakterystyka zabezpieczenia nieprawidłowego,

– wartość prądu znamionowego silnika,

– maksymalna wartość prądu rozruchowego silnika

Rys. 17. Charakterystyki czasowo-prądowe silnika i zabezpieczenia [18]

Wybiera się bezpiecznik o najmniejszym prądzie znamionowym, którego charakterystyka nie
przecina się z charakterystyką rozruchową silnika i który ma wystarczającą zdolność
zwarciową. Wartość prądu znamionowego zabezpieczenia powinna spełnić następujące
warunki:

≥ I

oraz I

≥

gdzie:
I

– prąd rozruchowy silnika.

– współczynnik zależy od typu stosowanej wkładki bezpiecznikowej oraz od rodzaju

rozruchu. Przykładowe wartości współczynnika

α podano w tabeli 3.

Prąd rozruchowy oblicza się z zależności:

= k

– współczynnik krotności prądu rozruchowego.

Tabela 3. Przykładowe wartości współczynnika

[18]

Typ wkładki

Rodzaj rozruchu

szybka – Wts

zwłoczna – Wtz

lekki – Mn

≤

0,5 M

średni – 0,5 M

≤

ciężki – Mn

2,0

2,5

1,8

2,0

1,5

1,8

2,5

3,0

2,0

2,5

1,8

2,0

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przy stosowaniu do rozruchu trójfazowych silników klatkowych przełącznika gwiazda –
trójkąt można przyjąć k

= 2.

Wielu producentów zabezpieczeń podaje wartości prądów znamionowych wkładek

bezpiecznikowych, jakie należy zastosować w zależności od mocy chronionego silnika (nie
trzeba wykonywać obliczeń).

Wyłącznik z wyzwalaczem zwarciowym (elektromagnetycznym) dobiera się tak, aby nie

działał zbędnie przy przepływie dużego prądu, który nie jest efektem zwarcia (np. przy
rozruchu, hamowaniu). Prąd zadziałania wyzwalacza powinien spełniać warunek:

wem

≥ 1,2 I

W większości wyłączników silnikowych nie ma możliwości nastawiania prądów

wyzwalaczy elektromagnetycznych.

Zabezpieczenie podnapięciowe

Zabezpieczenie podnapięciowe silnika stanowi ochronę przed znacznym obniżeniem

napięcia (co przy niezmienionym momencie hamującym grozi przegrzaniem) oraz przed
skutkami ponownego pojawienia się napięcia.

W przypadku chwilowego zaniku napięcia silniki zmniejszają prędkość. Po powrocie

napięcia odbywa się samorozruch, który może być niekorzystny, ponieważ:
–

suma prądów rozruchowych kilku silników może spowodować zbędne działanie
zabezpieczeń linii zasilających,

–

nagłe samoczynne uruchomienie silnika może stanowić zagrożenie dla obsługi,

–

mogą uszkodzić się silniki nie przystosowane do samorozruchu.

Rolę zabezpieczeń podnapięciowych pełnią:
–

stycznik,

–

wyłącznik wyposażony w cewkę zanikową lub przekaźnik podnapięciowy o działaniu
bezzwłocznym.

Wartość nastawiona na zabezpieczeniu podnapięciowym to (0,5

0,7) U

– znamionowa

wartość napięcia zasilającego).

Niepełnofazowa praca silnika jest możliwa, ale wywoła asymetrię prądów wirnika

i stojana, co prowadzi do takich samych uszkodzeń jak przy przeciążeniu. Zabezpieczenie od
zaniku fazy stanowi przekaźnik zaniku fazy reagujący na brak napięcia fazy i powodujący
wyłączenie stycznika lub wyłącznika silnika.

Oprócz zabezpieczeń silnik (jak każdy odbiornik) wymaga urządzenia, za pomocą

którego można go załączyć i wyłączyć.
Urządzeniem takim może być:
–

wyłącznik silnikowy,

–

stycznik.
Stycznik przeznaczony jest do manewrowania z dużą częstością łączeń (nawet do 1200

łączeń na godzinę), ma dużą trwałość mechaniczną (do kilku milionów cykli), umożliwia też
zdalne załączanie i wyłączanie.

Wyposażenie stycznika w przekaźniki i czujniki reagujące na różne wielkości fizyczne

np. prąd, temperaturę, napięcie pozwala na stworzenie układu rozruchowego przeznaczonego
dla odbiornika zgodnie z kategorią opisującą charakter łączeń (PN-90/E-06150/10).

Dobór przekroju przewodów

Przy doborze przewodów i ich przekrojów stosuje się następujące kryteria:

–

wytrzymałość mechaniczną,

–

nagrzewanie prądem roboczym,

–

nagrzewanie prądem przeciążeniowym,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

dopuszczalny spadek napięcia,

–

nagrzewanie prądem zwarciowym.

Kryterium, z którego wynika największy przekrój, jest rozstrzygające.

Wytrzymałość mechaniczna

Przepisy budowy urządzeń elektrycznych określają najmniejsze dopuszczalne przekroje

przewodów w instalacjach elektroenergetycznych ze względów mechanicznych, np.:

−

przewody izolowane ułożone w pomieszczeniach: 1 mm

(Cu)

−

przewody obwodu wtórnego przekładnika prądowego: 2,5 mm

(Cu),

−

przewody obwodu wtórnego przekładnika napięciowego: 1,5 mm

(Cu),

Nagrzewane prądem roboczym

Na podstawie mocy lub danych znamionowych odbiornika należy określić wartość

natężenia prądów płynących w przewodach instalacji zasilającej odbiornik I.
Dla silnika o danych:
–

moc znamionowa P,

–

napięcie znamionowe międzyprzewodowe Un,

–

współczynnik mocy cos

ϕ,

–

sprawność

η.

Wartość natężenia prąd w przewodzie zasilającym można obliczyć ze wzorów:
–

dla odbiornika trójfazowego (silnika):

cos

(dla trójfazowych silników klatkowych o mocach do 10 kW można przyjąć wartość prądu
równą 2 A na 1 kW mocy silnika),
–

dla odbiornika jednofazowego (silnika):

cos

Dla odbiorników o charakterze rezystancyjnym (piece akumulacyjne, ogrzewacze,

grzejniki) wartość natężenia prądu oblicza się z powyższych wzorów, przyjmując: cos

ϕ = 1

oraz

η = 1.

Na podstawie warunków pracy i założeń wykonawczych instalacji należy określić rodzaj

przewodów (jedno czy wielożyłowe, rodzaj izolacji) i sposób ułożenia (w rurkach, korytkach,
na uchwytach itp.).

Dla wybranego typu przewodu, na podstawie tablic długotrwałej obciążalności prądowej

uwzględniającej warunki ułożenia i temperatury otoczenia, określa się najmniejszy

przekrój przewodu spełniający warunek:

≥

Wartość I

dla znanego typu i ułożenia przewodów odczytuje się najczęściej z tabeli wg

normy PN/IEC 364-523. Tabele tego typu podawane są również literaturze technicznej.

Tabela 4 zawiera przykładowe dane.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 4

. Obciążalność długotrwała przewodów I

o żyłach miedzianych, o izolacji z gumy naturalnej lub

polwinitu, ułożonych na stałe w miejscach o temperaturze otoczenia nieprzekraczającej

+25° C [18]

Przekrój żył

Przewody jednożyłowe

układane w rurkach

Przewody wielożyłowe i kable układane

pojedynczo na uchwytach, o liczbie żył

po 2

po 3

po 4-6

5 lub 6

1,5

2,5

123

110

120

107

154

136

120

107

150

134

118

192

170

150

134

Nagrzewanie prądem przeciążeniowym

Przekrój przewodu powinien być tak dobrany, aby podczas przepływu prądu

przeciążeniowego wartość jego temperatury nie wzrosła ponad wartość dopuszczalną, zanim
nie zadziałają zabezpieczenia przeciążeniowe.

Prąd przeciążeniowy o wartości 1,45 I

, przy której przyrost temperatury przewodu ustali

się na poziomie dwukrotnie większym od dopuszczalnego długotrwale, powinien
spowodować zadziałanie nadprądowego zabezpieczenia. Zatem musi być spełniony warunek:

1,45 I

≥

gdzie:

– najmniejszy prąd niezawodnie wywołujący zadziałanie zabezpieczenia nadprądowego

(przeciążeniowego).

Wartość prądu I

można określić na podstawie charakterystyki czasowo-prądowej

elementu zabezpieczającego. Wynosi ona w stosunku do prądu znamionowego lub
nastawczego I

–

= 1,6 I

; dla bezpieczników o I

> 13 A (wyłączenie następuje przed upływem 1 do

4 godzin),

–

= 1,45 I

; dla nowszych wyłączników nadprądowych instalacyjnych (wyłączenie

następuje przed upływem 1 godziny),

–

= 1,15 I

; dla nowszych przekaźników termobimetalowych współpracujących ze

stycznikiem (wyłączenie następuje przed upływem 20 minut).

Jeśli w obwodzie jest więcej niż jedno zabezpieczenie nadprądowe, to dla doboru przekroju
przewodów przyjmuje się wartość prądu I

tego zabezpieczenia, dla którego wypada ona

najmniejsza.

Dla wybranego typu przewodu, na podstawie tablic długotrwałej obciążalności prądowej

uwzględniającej warunki ułożenia i temperatury otoczenia, określa się najmniejszy

przekrój przewodu spełniający warunek:

Nagrzewanie prądem zwarciowym

Po określeniu znamionowego prądu wkładki bezpiecznikowej należy sprawdzić

wytrzymałość przewodów na nagrzewanie prądem zwarciowym.
W czasie zwarcia wydzielana energia cieplna powoduje podgrzanie przewodu.
Przy zwarciu dopuszcza się nagrzewanie przewodów do temperatury wyższej niż dopuszczalna
długotrwale, ale niezagrażającej uszkodzeniu przewodu. Parametrem charakterystycznym
przewodu jest największa dopuszczalna jednosekundowa gęstość prądu K [A/mm

], czyli gęstość

prądu, jaką przewód wytrzymuje podczas zwarcia trwającego jedną sekundę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przekrój przewodu wymagany ze względu na wytrzymałość prądową wynosi:

t – wartość wyłączeniowa bezpiecznika lub wyłącznika.

Dla przewodów izolowanych Pol - winitem:
K = 115 A/mm

(Cu).

Dopuszczalny spadek napięcia

Przekroje przewodów instalacji zasilających odbiorniki energii elektrycznej powinny być

tak dobrane żeby spadki napięć na nich, występujące przy znamionowych obciążeniach, nie
przekraczały wartości dopuszczalnych.

Tabela 5. Największe dopuszczalne spadki napięcia w urządzeniach zasilanych z sieci użyteczności

publicznej [18]

Dopuszczalne spadki napięć w procentach

w miastach

we wsi

instalacje

Część instalacji

oświetleniowe

siłowe

standardowe

Przyłącze

1,0

W.l.z.

2,0

3,0

0,5

Urządzenie odbiorcze

2,0

3,0

1,0

Razem

5,0

7,0

2,5

Jeżeli wewnętrzna linia zasilająca jest wspólna dla odbiorników przemysłowych i źródeł

światła, to dopuszczalne spadki napięcia przyjmuje się jak dla instalacji oświetleniowej.

W poszczególnych częściach instalacji spadki napięć mogą być różne od podanych

w tabeli 5, lecz nie może być przekroczona ich suma.

W większości przypadków instalacji w budynkach mieszkalnych można pominąć wpływ

indukcyjności. W instalacjach tych również na całej długości l rozpatrywanego odcinka linii
przekrój i materiał żył jest taki sam.

Przy takich założeniach minimalny wymagany przekrój przewodu S można obliczyć ze

wzorów:

−

dla układu jednofazowego

−

dla układu trójfazowego

gdzie:

γ - przewodność właściwa materiału żyły,
l - długość odcinka linii,
I - wartość dopuszczalna prądu fazowego,
U - napięcie znamionowe (przewodowe),

ΔU

- dopuszczalny spadek napięcia.

Jako przekrój przewodu należy przyjąć najmniejszy znormalizowany przekrój nie

mniejszy niż wartość obliczona.

200

∆

⋅

≥

100

∆

⋅

≥

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Okresowe sprawdzenie i próby powinny obejmować co najmniej:

–

oględziny dotyczące ochrony przed dotykiem bezpośrednim,

–

pomiary rezystancji izolacji,

–

badania ciągłości przewodów ochronnych,

–

badania ochrony przy dotyku pośrednim,

–

próby działania urządzeń różnicowoprądowych.

Szczegółowe wymagania odnośnie oględzin i prób instalacji elektrycznych przy badaniach
odbiorczych określa norma PN-IEC 60364-6-61:2000.

Norma ta wyróżnia trzy rodzaje urządzeń zabezpieczających:
1. Zabezpieczenia przeciążeniowo-zwarciowe, które zabezpieczają jednocześnie przed

skutkami prądu przeciążeniowego i prądu zwarciowego. Urządzenia te powinny mieć
zdolność przerywania prądu przetężeniowego o wartości nie mniejszej od wartości
spodziewanego prądu zwarciowego, mogącego występować w miejscu zainstalowania
danego urządzenia.

2. Zabezpieczenia przeciążeniowe, które zabezpieczają tylko przed skutkami prądu

przeciążeniowego. Urządzenia te mają zazwyczaj charakterystykę czasowo-prądową
odwrotnie proporcjonalną do wartości prądu i mają zdolność przerywania prądu o
wartości mniejszej od wartości przewidywanego prądu zwarciowego, mogącego
występować w miejscu zainstalowania danego urządzenia.

3. Zabezpieczenia zwarciowe, które zabezpieczają tylko przed skutkami prądu

zwarciowego. Urządzenia te można stosować w przypadku, gdy zabezpieczenie przed
prądem przetężeniowym jest realizowane innym sposobem albo gdy nie jest ono
konieczne. Urządzenia te powinny mieć zdolność przerywania przepływu prądu
zwarciowego o wartości nie mniejszej od wartości spodziewanego prądu zwarciowego,
mogącego występować w miejscu zainstalowania danego urządzenia.

Zabezpieczenia zapobiegające przeciążeniom przewodów i urządzeń, które mogą być

przyczyną nadmiernego ich nagrzewania należy, umieszczać na początku lub w dowolnej
odległości od początku zabezpieczanej linii, lecz przed pierwszym rozgałęzieniem lub
gniazdem wtyczkowym albo w miejscu, w którym występuje zmiana przekroju, rodzaju,
sposobu ułożenia przewodów lub budowy instalacji, jeżeli zmiana ta powoduje zmniejszenie
obciążalności prądowej długotrwałej tych przewodów.

W zależności od rodzaju zastosowanych urządzeń zabezpieczających wartość prądu

zadziałania I

może być przyjmowana następująco:

–

dla wyłączników z wyzwalaczami przeciążeniowymi prąd powodujący wyłączenie
w czasie umownym, ponieważ prąd ten w temperaturze otoczenia 20

C wynosi 1,2 - 1,45

prądu nastawienia, można przyjąć, że prąd I

= I

spełnia wymagania zabezpieczenia

przeciążeniowego,

–

dla bezpieczników - prąd największy w czasie umownym zwykle przyjmuje się czas
przepływu równy 1 godzinę odpowiednią wartość prądu odczytuje się z charakterystyki
czasowo-prądowej wkładki topikowej bezpiecznika.

Urządzenia zabezpieczające przed skutkami zwarć powinny być tak dobrane, aby

przerwanie prądu zwarciowego w obwodzie elektrycznym następowało wcześniej niż wystąpi
niebezpieczeństwo uszkodzeń cieplnych i mechanicznych w przewodach oraz ich
połączeniach.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zabezpieczenia zwarciowe mogą być wykonane z zastosowaniem:

–

bezpieczników,

–

wyłączników samoczynnych z wyzwalaczami zwarciowymi.

Ocena skuteczności działania zabezpieczeń przewodów przed cieplnym oddziaływaniem

prądów zwarciowych polega na porównaniu charakterystyk czasowo-prądowych przewodów
z charakterystykami zabezpieczeń zwarciowych. Warunek skuteczności ochrony jest
spełniony, jeżeli charakterystyka czasowo-prądowa przewodu przebiega powyżej
charakterystyki czasowo-prądowej dobranego zabezpieczenia.

Prąd znamionowy zabezpieczeń nadmiarowo-prądowych dobiera się korzystając z tablic

określających największe dopuszczalne prądy znamionowe wkładek bezpiecznikowych
zabezpieczeń nadmiarowo-prądowych w zależności od obciążalności długotrwałej
przewodów.

Niektórzy producenci aparatów zabezpieczających silniki elektryczne podają informację,

jakie urządzenia dobrać w zależności od mocy silnika i rodzaju pracy.

Dobór łączników

Dobór łącznika wymaga ustalenia jego zadań w obwodzie, obciążeń prądowych

i napięciowych, oddziaływanie otoczenia oraz warunku montażu i obsługi.

Oddziaływanie otoczenia na łączniki i wpływ łącznika na otoczenie decyduje wyborze

odpowiedniej jego osłony (stopień ochrony IP).

Łączniki o zwykłym wykonaniu przystosowane są do pracy temperaturze otoczenia do

+ 35

C i w położeniu nieróżniącym się więcej niż o 15

od normalnego.

W tabeli 6 przedstawiono przykładowe dane znamionowe łącznika rozpatrywane

w zależności od warunków jego pracy.

Tablela 6. Warunki pracy oraz parametry rozpatrywane przy doborze łączników [13]

Lp.

Warunki pracy łącznika

Dane znamionowe łącznika i jego

wyposażenie

Napięcie znamionowe sieci
zasilającej; rodzaj prądu

Napięcie znamionowe łącznika

Układy połączeń obwodów głównych Liczba biegunów, program łączeń

(załączanie, wyłączanie, przełączanie)

Przebieg obciążenia prądowego
w stanie spoczynkowym

Prąd znamionowy, ciągły lub manewrowy

Rodzaj odbiorników sterowanych
i ich moc znamionowa

Znamionowa robocza zdolność łączenia

Częstość łączeń (znamionowa,
dorywcza)

Znamionowa i dorywcza częstość łączenia

Największe przewidywane prądy
zwarciowe (początkowa składowa
okresowa)

Znamionowa zwarciowa zdolność
wyłączania, graniczna zwarciowa zdolność
wyłączania; odbezpieczenie

Największa przewidywana wartość
udarowa prądu zwarciowego lub
prądu ograniczonego bezpiecznika

Prąd załączeniowy
Wytrzymałość elektrodynamiczna

Środowisko, zagrożenie mechaniczne Rodzaj osłony, dodatkowe środki ochronne

Sposób i miejsce montażu

Doprowadzenie i połączenie z łącznikiem
przewodów, sposób umocowania łącznika
do części wsporczej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób sterowania

Rodzaj napędu (ręczny, elektromagnesowy,
silnikowy)

Źródło zasilania obwodów
pomocniczych

Rodzaj prądu, napięcie znamionowe,
zapotrzebowanie mocy obwodów
pomocniczych

Uzależnienie elektryczne
i mechaniczne pracy łącznika

Liczba i obciążalność zestyków zwiernych
i rozwiernych łączników pomocniczych

Zabezpieczenie odbiornika
i przewodów

Typ przekaźników (wyzwalacza) zakresy
nastawcze, charakterystyki działania

Przyrządy rozruchowe i regulacyjne

Do przyrządów urządzeń rozruchowych i regulacyjnych zalicza się rozruszniki,

nastawnik, sterowniki oraz regulatory.

Rozrusznik rezystorowy jest przyrządem wyposażonym w elementy rezystancyjne, które

włącza się w obwód uzwojeń silników elektrycznych w czasie rozruchu. Rozrusznik
wyposażony jest w łącznik umożliwiający kolejne zwieranie poszczególnych rezystorów
rozrusznika.

Rozruszniki mają różne układy połączeń, zależne od wymagań specjalnych i wymagań

silnika, do którego są przeznaczone.

Rezystory rozrusznika obliczone są na pracę dorywczą, nie należy więc ich obciążać zbyt

długo, gdyż może to doprowadzić do uszkodzenia przyrządu.

Nastawnik jest wielostopniowym przełącznikiem przeznaczonym do dużej częstości

łączeń, współpracujący z odpowiednimi rezystorami rozruchowo-regulacyjnymi.

Nastawnik pierścieniowy posiada styki ruchome (w kształcie wycinka pierścieni), które

obracają się wraz z wałkiem i stykają się ze stykami nieruchomymi, tworząc żądane programy
łączeń. Wymagany program łączeń nastawnika uzyskuje się poprzez odpowiednie
rozstawienie i połączenie styków ruchomych i nieruchomych.

Nastawniki mają zwykle styk uzależniający (tzw. styk zerowy). Celem jego jest

uniemożliwienie załączenia napięcia bez uprzedniego sprowadzenia napędu nastawnika do
położenia zerowego.

Nastawnik krzywkowy składa się z kilku łączników stycznikowych znajdujących się

w jednej osłonie, sterowanych przez krzywki umocowane na wspólnym dla wszystkich
wałku. Nastawniki krzywkowe (sterowniki stycznikowe) nadają się do większej częstości
łączeń niż nastawniki pierścieniowe.

Regulatory rezystorowe różnią się od rozruszników tym, że przystosowane są do

długotrwałego przepływu prądów roboczych. Regulatory przystosowane do rozruchu
i regulacji są nazywane rozrusznikami regulacyjnymi.

Coraz powszechniej do zasilania i regulacji pracy urządzeń i maszyn elektrycznych

stosowane są urządzenia energoelektroniczne. Umożliwiają one łagodny rozruch silników
oraz płynną regulację prędkości obrotowej bez dodatkowych elementów przy stałym,
zadanym momencie napędowym lub ograniczonej wartości prądu pobieranego z sieci
zasilającej.

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1. W jaki sposób można określić prąd znamionowy silnika elektrycznego?
2. Jakie rozróżniamy rodzaje rozruchów silnika?
3. Od czego zależy rodzaj rozruchu silnika?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. Jakiego rodzaju zabezpieczenia stosowane są do silników?
5. W jaki sposób dobiera się zabezpieczenie przeciążeniowe silnika i określa jego nastawę?
6. W jaki sposób określa się parametry zabezpieczenia zwarciowego?
7. Jaki jest warunek skuteczności działania zabezpieczenia zwarciowego?
8. Jakie kryteria stosuje się przy określaniu przekroju przewodów?
9. Jaki jest najważniejsze kryterium doboru przekroju przewodu?
10. Jaki jest najmniejszy dopuszczalny przekrój przewodu ze względu na wytrzymałość

mechaniczną, zastosowanego w pomieszczeniu zamkniętym?

11. Gdzie można znaleźć informację o dopuszczalnym długotrwałym obciążeniu przewodu?
12. Jakie są dopuszczalne spadki napięcia w instalacjach odbiorczych?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz aparaturą łączeniową, sterującą i zabezpieczającą do zasilania silnika

elektrycznego o określonej mocy (np. 10 kW) napędzającego wentylator pracującego w:
a) pomieszczeniu mieszkalnym,
b) piwnicy,
c) galwanizerni,
d) cementowni.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z tabliczką znamionową silnika i określić na jej podstawie znamionowe

prądy silnika,

2) określić rodzaj rozruchu silnika,
3) zapoznać się z warunkami panującymi w określonym pomieszczeniu i określić rodzaj

pomieszczenia,

4) zapoznać się z wymaganiami stawianymi instalacjom w danych warunkach pracy,
5) dobrać z katalogu aparaturę łączeniową, sterującą i sygnalizacyjną,
6) dobrać z katalogu zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe silnika,
7) podać nastawę zabezpieczenia przeciążeniowego,
8) określić skuteczność działania zabezpieczeń,
9) określić (obliczyć) przekrój przewodów zasilających.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi aparatury i przewodów elektrycznych,

–

komputer z dostępem do Internetu,

–

dane instalacji i silnika,

–

tabele długotrwałej obciążalności przewodów,

–

zeszyt do ćwiczeń, ołówek i długopis oraz kalkulator.

Ćwiczenie 2

Wykonaj instalację zasilającą, sterowniczą i sygnalizacyjną wraz z ochroną

przeciwporażeniową dla silnika elektrycznego (na podstawie schematu ideowego)
pracującego w:
a) pomieszczeniu mieszkalnym,
b) piwnicy,
c) galwanizerni,
d) cementowni.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z warunkami panującymi w określonym pomieszczeniu i określić rodzaj

pomieszczenia,

2) zapoznać się z wymaganiami stawianymi instalacjom w danych warunkach pracy,
3) zapoznać się ze schematem i sporządzić wykaz niezbędnych elementów,
4) dobrać aparaturę sterującą i sygnalizacyjną na podstawie schematu ideowego,
5) sprawdzić zgodność elementów przygotowanych do montażu ze sporządzonym

wykazem,

6) sprawdzić stan techniczny elementów,
7) określić sposób mocowania aparatów na podstawie danych katalogowych lub

wykonanych pomiarów,

8) wykonać szkic montażu instalacji na podstawie schematu i uzasadnić go,
9) wyznaczyć położenie elementów instalacji zasilającej, sterującej i sygnalizacyjnej,
10) umieścić i przymocować podzespoły w wyznaczonych miejscach,
11) sprawdzić poprawność montażu i oznaczyć podzespoły,
12) dobrać rodzaj i długość przewodów oraz przygotować je do montażu,
13) wykonać połączenia elektryczne i sprawdzić poprawność ich wykonania,
14) sprawdzić poprawność montażu instalacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

katalogi aparatury zasilającej, zabezpieczającej i sygnalizacyjnej,

–

komputer z dostępem do Internetu,

–

schemat zasilania i sterowania silnika (np. schemat układu sterowania rozruchem silnika
z przełączaniem stycznikowym uzwojeń z układu gwiazdy w trójkąt z sygnalizacją
rodzaju połączenia),

–

przystosowane stanowisko do montażu i instalacji oraz niezbędna aparatura elektryczna,

–

podstawowe narzędzia monterskie oraz miernik uniwersalny,

–

zeszyt do ćwiczeń, ołówek i długopis oraz kalkulator.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić prądy znamionowe silnika na podstawie tabliczki

znamionowej?

2) scharakteryzować rodzaje rozruchu?

3) wyjaśnić, dlaczego ważna jest znajomość rodzaju rozruchu?

4) podać, na dobór jakich zabezpieczeń ma wpływ rodzaj rozruchu?

5) wymienić i scharakteryzować stosowane zabezpieczenia silników?

6) wyjaśnić, w jaki sposób określa się parametry zabezpieczeń

przeciążeniowych i zwarciowych?

7) dobrać zabezpieczenia przeciążeniowe i zwarciowe silnika do

zadanych warunków pracy?

8) podać kryteria doboru przekroju przewodów zasilających silnik?

9) wyjaśnić, jakie jest najważniejsze kryterium doboru przewodu?

10) podać, gdzie znajduje się informacja o dopuszczalnym długotrwałym

obciążeniu przewodów?

11) dobrać i zainstalować aparaturę sterującą oraz zabezpieczenia

urządzeń elektrycznych?

12) podać dopuszczalne spadki napięć w instalacjach odbiorczych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Ochrona przeciwporażeniowa

4.4.1.Materiał nauczania

Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa

Części czynne (znajdujące się pod napięciem) powinny być izolowane, osłonięte,

umieszczone w miejscach takich, aby nie można było ich dotknąć. Powinny być też tak
odizolowane od korpusów, obudów i innych dostępnych części przewodzących urządzeń, aby
zapobiec przedostaniu się na nie napięcia. Takie zadania spełnia ochrona przeciwporażeniowa
podstawowa.

Środkami ochrony podstawowej są:

–

izolacja robocza (izolację tę wykonuje się w taki sposób, aby jej usunięcie było możliwe
tylko przez zniszczenie, oraz aby była ona odporna na narażenia mechaniczne,
chemiczne, elektryczne i cieplne, występujące w czasie eksploatacji urządzenia),

–

ogrodzenia lub obudowy (powinny zapewniać trwałe i dostateczne oddzielenie części
czynnych w określonych warunkach środowiskowych; usunięcie ogrodzeń lub obudów
powinno być możliwe tylko przy użyciu narzędzi lub po wyłączeniu zasilania
osłanianych części czynnych, załączenia napięcia można dokonać po ponownym
założeniu ogrodzeń lub zamknięciu obudów),

–

bariery ochronne,

–

umieszczenie elementów pod napięciem poza zasięgiem ręki człowieka.

Ochronę poprzez izolowanie części czynnych oraz przy użyciu ogrodzenia lub obudowy

stosuje się we wszystkich warunkach eksploatacyjnych.

Ochrona przeciwporażeniowa dodatkowa

Ochroną dodatkową nazywa się zespół środków chroniących przed skutkami

niebezpiecznego napięcia dotykowego, jakie może się pojawić w wyniku awarii na częściach
urządzeń niebędących normalnie pod napięciem.

Zadanie tej ochrony polega więc na zapewnieniu bezpiecznych wartości napięcia

dotykowego lub też - jeśli nie jest to możliwe - na dostatecznie szybkim wyłączeniu
uszkodzonego obwodu.

Środki ochrony dodatkowej:

–

samoczynne wyłączenie zasilania,

–

izolacja ochronna,

–

separacja odbiornika (polega na niezawodnym elektrycznym oddzieleniu obwodu
odbiornika od sieci zasilającej za pomocą transformatora lub przetwornicy separacyjnej,
a także na utrzymaniu dobrego stanu izolacji odseparowanego obwodu),

–

izolowanie stanowiska (skuteczność ochrony zapewnia izolowanie podłóg i ścian oraz
umieszczenie urządzeń w taki sposób, aby ich obudowy były od siebie oddalone na
odległość nie mniejszą niż 2 m lub zastosowanie barier pomiędzy częściami
przewodzącymi, zwiększających odległość dla jednoczesnego dotyku tych części do
wartości 2 m, lub izolowanie części przewodzących obcych),

–

połączenia wyrównawcze (których celem jest wyrównanie potencjałów, a tym samym
uniemożliwienie pojawiania się niebezpiecznych napięć dotykowych pomiędzy częściami
przewodzącymi dostępnymi lub obcymi; wszystkie jednocześnie dostępne dla dotyku
części przewodzące należy ze sobą połączyć przewodami wyrównawczymi a system tych
przewodów nie powinien mieć połączenia elektrycznego z ziemią ani bezpośrednio, ani
przez jakiekolwiek inne części przewodzące).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Samoczynne wyłączenie zasilania

Ochrona przez samoczynne wyłączanie zasilania wymagana jest wówczas, gdy napięcie

dotykowe przekracza długotrwale wartości uznane za bezpieczne.

Czas wyłączenia musi być na tyle krótki, aby przy ewentualnym dotyku części

pozostających pod napięciem prąd rażeniowy płynący przez człowieka nie spowodował
niebezpiecznych skutków patofizjologicznych.

Wyłączenie zasilania jest efektem zadziałania zabezpieczeń przetężeniowych lub

wyłączników ochronnych różnicowo - prądowych. Jako zabezpieczenie przetężeniowe można
wykorzystać:
–

bezpieczniki,

–

wyłączniki instalacyjne z wyzwalaczami lub przekaźnikami nadprądowymi.

Polska norma PN-IEC 60364-4-41 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.

Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przeciwporażeniowa” określa najdłuższe
dopuszczalne czasy wyłączenia. Zależą one od napięcia znamionowego względem ziemi, typu
układu sieci i granicznego dopuszczalnego długotrwale napięcia dotykowego (tabela 7).

Tabela 7. Najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączenia w sieciach i instalacjach typu TN [10]

Najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączenia

[s]

Napięcie znamionowe względem ziemi U

[ V ]

50 V~, 120 V-

25 V~, 60 V-

120
230
277
400
480
580

0,8
0,4
0,4
0,2
0,1
0,1

0,35
0,20
0,20
0,05
0,05
0,02

Dotyczy urządzeń odbiorczych I klasy ochronności ręcznych lub przenośnych,
przeznaczonych do ręcznego przemieszczania w czasie użytkowania.

Prąd wyłączający zabezpieczenia odczytuje się z charakterystyki czasowo - prądowej, dla

wymaganego czasu wyłączania. Przykładową charakterystykę podano na rysunku 18.

Rys. 18. Przykład charakterystyki czasowo-prądowej dla bezpiecznika [10]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Miarą zagrożenia porażeniowego jest napięcie dotykowe, to jest napięcie pomiędzy

dwoma punktami, które człowiek może jednocześnie dotknąć. Jeżeli zagrożenie występuje, to
stosuje się ochronę przeciwporażeniową dodatkową (ochronę przed dotykiem pośrednim),
która powinna spowodować samoczynne wyłączenie zasilania albo obniżenie napięcia
dotykowego, które nie powinno przekroczyć w przypadku napięcia o częstotliwości sieciowej
50 V lub 25 V (przy posługiwaniu się urządzeniami ręcznymi, w miejscach szczególnego
zagrożenia porażenia). Dla napięcia stałego przyjmuje się odpowiednio 120 V i 60 V.

Stosowanie środków ochronny przeciwporażeniowej dodatkowej jest zależne od rodzaju

sieci zasilającej. Rozróżnia się trzy układy sieci: IT, TT, TN (rys. 19).

Pierwszy symbol oznacza:

I – punkt neutralny jest izolowany od ziemi (albo uziemiony przez dużą impedancję),
T – punkt neutralny jest bezpośrednio uziemiony.

Drugi symbol oznacza sposób wykonania połączeń ochronnych:

T – bezpośrednio z ziemią,
N – bezpośrednio z punktem neutralnym układu (przewodem neutralnym).

Rys. 19. Układy sieci i instalacji elektrycznych: a) IT, b) TT, c) TN [10]

W układzie sieci IT prąd zwarcia jest bardzo mały i nie wykrywają go zabezpieczenia

zwarciowe. W układzie tym należy stosować wyłączniki różnicowoprądowe.

W układzie sieci TT prąd zwarcia płynie przez dwa uziemienia, często nie wystarcza, by

pobudzić zadziałanie zwarciowe. Należy stosować również wyłączniki różnicowoprądowe.

W układzie sieci TN prąd zwarcia wystarcza do pobudzenia zabezpieczeń zwarciowych,

a dodatkowo zabezpieczenia różnicowoprądowe należy stosować w przypadku warunków
szczególnego zagrożenia.

Układ sieci IT jest bardzo rzadko stosowany.
W układzie sieci TT do niedawna stosowano uziemienie ochronne, które jest skuteczne

tylko w obwodach z bezpiecznikami (lub wyłącznikami) o prądzie znamionowym
nieprzekraczającym 10 A. Przy większych prądach wymagana wartość rezystancji uziemienia
wypadała tak mała, że praktycznie była nie do uzyskania (rzędu 1

Ω

). Dlatego w układzie tym

niezbędne są jako skuteczna ochronna przeciwporażeniowa wyłączniki różnicowoprądowe.
Przykład zastosowania tych wyłączników w układzie TT przedstawiono na rysunku 20.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 20. Zastosowanie wyłącznika różnicowoprądowego w układzie TT [10]

Warunkiem skuteczności takiej ochrony jest to, żeby spadek napięcia na rezystancji

uziemienia wyłącznika R

, spowodowany przepływem różnicowego prądu zadziałania

wyłącznika I

∆N

był mniejszy lub równy długotrwale dopuszczalnemu napięciu dotykowemu U

Przewód ochronny PE obwodu z pojedynczym wyłącznikiem wymaga uziemienia

o rezystancji:

Powyższa zależność dotyczy wszystkich przypadków stosowania wyłączników

różnicowoprądowych jako dodatkowej ochrony przeciw porażeniowej.

W układzie sieci TN jako środek dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej stosuje się

zerowanie.

Rozróżniamy trzy przypadki sieci TN (rysunek 21) zależnie od tego, czy stosuje się

wspólny (C – ang. common) przewód PEN, czy oddzielne (S – ang. separate) przewody PE
i N.

Rys. 21. Możliwe warianty układu sieci TN: a) TN-C, b) TN-S, c) TN-C-S. [10]

TN-C – w całym układu występuje wspólny przewód PEN.
TN-S – w całym układzie występują osobno przewody PE i N (układ stosowany w niezbyt
rozległych instalacjach).
TN-C-S – w liniach rozdzielczych i odbiorczych występuje przewód PEN, natomiast
w obwodach odbiorczych o małych przekrojach przewodów stosowane są osobno przewody
PE i N (rozwiązanie najczęściej stosowane).

Warunkiem skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w przypadku stosowania

zerowania jest spełnienie zależności:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w której: U

– napięcie fazowe,

– impedancja pętli zwarcia (L-PEN, L-PE),

– prąd wyłączający powodujący zadziałanie zabezpieczenia zwarciowego

w wymaganym czasie.

Przewód PEN jest zabroniony we wszystkich przewodach ruchomych. Najmniejszy

dopuszczalny przekrój przewodu PEN wynosi 10 mm

w przypadku przewodów miedzianych

(16 mm

dla przewodów aluminiowych).

Zasady stosowania zerowania:

–

zerowanie można stosować tylko w sieci, która w całości została do tego przystosowana.

–

zerować wolno dopiero po upewnieniu się, że w danej sieci zerowanie jest
dopuszczalnym środkiem ochrony,

–

przewody oraz żyły ochronno-neutralne PEN i ochronne PE powinny mieć zapewnioną
ciągłość, dostateczny przekrój i być ułożone razem z przewodami fazowymi (w tym
samym przewodzie wielożyłowym, w tej samej rurce lub osłonie),

–

w przewodach PEN nie wolno umieszczać bezpieczników ani łączników,

–

przewód PEN (PE) powinien być uziemiony w stacji zasilającej, przy końcu linii oraz
przy złączach instalacji odbiorczych,

–

uziomy naturalne i sztuczne, z którymi może dojść do zwarcia przewodu fazowego,
powinny być połączone z przewodem PEN (PE).

Dla zapewnienia skutecznej ochrony, przekroje przewodów ochronnych w układzie TN

powinny być dobrane zgodnie z zasadami podanymi w tabeli 8:

Tabela 8. Najmniejszy dopuszczalny przekrój przewodów ochronnych [18]

Przekroje przewodów fazowych [mm

]

Najmniejszy dopuszczalny przekrój

przewodów ochronnych [mm

]

≤

16 < S

≤

S > 35

S/2

Przekrój oddzielnych przewodów PE (tzn. nie będących żyłą przewodu lub kabla) nie

może być mniejszy niż:
–

2,5 mm

przy zastosowaniu ochrony przewodu przed uszkodzeniami mechanicznymi,

–

4,0 mm

w przypadku nie stosowania zabezpieczeń przed uszkodzeniami

mechanicznymi.

Wyłączniki różnicowoprądowe mogą być również stosowane jako zabezpieczenia

przeciwporażeniowe w układzie sieci TN. Wszystkie przewody czynne (fazowe i neutralny)
obwodu muszą przechodzić przez wyłącznik.

Żadnego przewodu przechodzącego przez wyłącznik różnicowoprądowy, nawet

przewodu neutralnego, za wyłącznikiem nie należy uziemiać ani łączyć z innym obwodem.
W obwodzie z wyłącznikiem różnicowprądowy nie może być zatem przewodu PEN.
Wyłącznik różnicowoprądowy powinien zadziałać, jeżeli prąd różnicowy jest co najmniej
równy jego znamionowemu różnicowemu prądowi zadziałania I

∆N.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyłączniki różnicowoprądowe są elementem ochrony przeciwpożarowej w przypadku

zastosowania wyłącznika o prądzie znamionowym nieprzekraczającym 500 mA (mały prąd
nie spowoduje zagrożenia pożarowego).

Funkcje wyłączników, ich dobór, parametry, zastosowanie w różnych miejscach są

szczegółowo omówione w normie PN-IEC 60364 „Instalacje elektryczne w obiektach
budowlanych”.

Zakres stosowania wyłączników różnicowoprądowych o różnej czułości jest następujący:

–

6 i 10 mA - ochrona dodatkowa lub uzupełniająca przy zasilaniu przyrządów ręcznych
w przestrzeniach ograniczonych,

–

30 mA - ochrona dodatkowa lub uzupełniająca w instalacjach przemysłowych,
mieszkaniach, na placach budów i w innych pomieszczeniach,

–

100 mA - ochrona dodatkowa w obwodach odbiorników o dużym prądzie upływowym
np. szafy chłodnicze, kuchnie, piece,

–

300 mA i 500 mA - jako główny wyłącznik w instalacji odbiorczej.

Klasy ochronności odbiorników

Rozróżnia się cztery klasy ochronności odbiorników (rysunek 22):

–

Klasa 0 obejmuje urządzenia, w których ochrona przeciwporażeniowa jest zapewniona
jedynie przez zastosowanie izolacji roboczej.

–

Klasa I obejmuje urządzenia, w których zastosowano ochronę podstawową i dodatkową,
a obudowy tych urządzeń przeznaczone są do połączenia z przewodem ochronnym.
Urządzenia te są wyposażone w zacisk ochronny lub w przewód ruchomy z żyłą
ochronną, zakończony wtyczką ze stykiem ochronnym.

–

Klasa II obejmuje urządzenia wykonane z zastosowaniem izolacji ochronnej jako środka
ochrony dodatkowej. Nie są one wyposażone w zaciski ani styki ochronne. Urządzenia
tej klasy oznaczone są symbolem (rys. 22b).

–

Klasa III obejmuje odbiorniki przeznaczone do zasilania napięciem bezpiecznym.

Rys. 22. Symbole graficzne oznaczające klasy ochronności odbiorników

a) klasa I, b) klasa II, c) klasa III [10]

Pomiar impedancji pętli zwarcia

W celu oceny skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w układach z wyłącznikami

nadmiarowo-prądowymi niezbędna jest znajomość wartości impedancji pętli zwarcia.
Impedancję pętli zwarcia można zmierzyć za pomocą przeznaczonych do tego celu
mierników lub metodą techniczną.

Pomiar metodą techniczną wykonuje się za pomocą woltomierza i amperomierza

(rysunek 23).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1 - zabezpieczenie nadmiarowo - prądowe,
2 - odbiornik trójfazowy,

R – rezystor pomiarowy,
X – dławik pomiarowy

Rys. 23. Układ do pomiaru impedancji pętli zwarcia metodą techniczną [10]

Badanie polega na dwukrotnym pomiarze napięcia: U

– przed zwarciem, U

– podczas

sztucznego zwarcia (spadek napięcia na rezystorze pomiarowym R – pozycja przełącznika p1)
oraz na pomiarze prądu zwarcia celowego I

. Różnica wskazań woltomierza U

– U

spadek napięcia na rezystancji pętli zwarcia wywołany przepływem prądu sztucznego
zwarcia. Dzieląc spadek napięcia

∆U przez prąd I

otrzymuje się wartość rezystancji badanej

pętli zwarcia

∆

gdzie: R

– rezystancja pętli zwarcia,

∆U – różnica wskazań woltomierza ∆U = U

– U

– prąd sztucznego zwarcia.

Jeżeli rezystancja badanego obwodu jest duża w stosunku do reaktancji (w obwodach

odbiorczych, gdzie w skład pętli zwarcia wchodzą przewody i kable) można uznać, że
impedancja pętli zwarcia Z

równa jest wartości zmierzonej rezystancji. Jeżeli natomiast nie

można pominąć wpływu reaktancji X

na wartość impedancji Z

(np. elementami pętli zwarcia

są linie napowietrzne lub pomiar odbywa się w pobliżu stacji o dużym udziale impedancji
transformatora), to wykonuje się dodatkowo celowe zwarcie za pomocą dławika lub
kondensatora o reaktancji X (pozycja przełącznika p2).

Wówczas:

∆

−

Impedancję pętli zwarcia wyznacza się wówczas ze wzoru:

W praktyce, w instalacjach niskiego napięcia reaktancję pętli zwarciowej można pominąć

i bez obawy popełnienia znaczącego błędu stosuje się metodę sztucznego zwarcia
z wykorzystaniem elementu rezystancyjnego, wówczas Z

= R

Spodziewaną wartość prądu zwarcia jednofazowego wyznacza się z zależności:

Następnie porównuje się otrzymaną wartość z prądem I

powodującym działanie

urządzeń zabezpieczających w określonym czasie. Warunek skuteczności ochrony uważa się
za spełniony, jeżeli:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wartość prądu I

określa się na podstawie charakterystyki czasowo-prądowej

bezpiecznika lub wyłącznika nadmiarowo-prądowego.

Ze względów bezpieczeństwa przed wykonaniem właściwych pomiarów należy

sprawdzić ciągłość pętli zwarcia.

W celu sprawdzenia skuteczności ochrony przed dotykiem pośrednim należy:

–

określić najdłuższy dopuszczalny czas wyłączenia t

max

urządzenia zabezpieczającego,

w zależności od napięcia znamionowego względem ziemi, typu układu sieci
i granicznego dopuszczalnego długotrwale napięcia dotykowego,

–

podstawie

charakterystyki

czasowo-prądowej

wyznaczyć

wartość

prądu

wyłączającego I

–

wyznaczyć spodziewaną wartość prądu zwarcia jednofazowego I

i porównać z wartością

prądu I

Z rysunku 23 wynika, że zadziałanie zabezpieczenia przy prądzie I = I

nastąpi w czasie

nie dłuższym niż t

max

i nie krótszym niż t

min

Pomiar impedancji pętli zwarcia w obecności wyłączników różnicowoprądowych zawsze

stanowi pewną trudność. Jest to wiązane z tym, że prąd pomiarowy (upływu) generowany
przez mierniki pętli zwarcia jest wykrywany przez wyłącznik różnicowoprądowy, co
w efekcie prowadzi do jego zadziałania i odcięcia zasilania od kontrolowanego fragmentu
instalacji. Wyłączenie zasilania nie tylko czyni niemożliwym uzyskanie wyniku pomiaru, ale
również może być przyczyną poważniejszych zakłóceń w pracy urządzeń zasilanych z sieci,
a niekiedy jest niebezpieczne dla życia ludzi..

Użycie zwór zamiast wyłączników różnicowoprądowych jest często stosowaną praktyką.

Polega ona na zamianie wyłącznika różnicowoprądowego zworami lub zastosowaniu jego
obejść. Takie rozwiązanie umożliwia bezpośredni pomiar impedancji pętli zwarcia. Należy
jednak pamiętać, że zamiana lub obejście wyłącznika różnicowoprądowego zworami
spowoduje wyłączenie tego typu ochrony. W przypadku nowszych elektronicznych
wyłączników różnicowoprądowych może nastąpić ich uszkodzenie.

Powszechnie stosuje się wyspecjalizowane mierniki do pomiaru impedancji pętli zwarcia.

Pomiar polega na podłączeniu miernika do punktów pomiarowych i odczytaniu wartości
wskazywanej. Niektóre mierniki impedancji pętli zwarcia posiadają możliwość „blokowania”
wyłączników różnicowoprądowych przed uruchomieniem właściwego pomiaru.

Pomiar rezystancji izolacji

Pomiar rezystancji izolacji dokonuje się przeważnie przenośnymi miernikami izolacji.

Przed właściwym wykonaniem pomiaru należy zgodnie z instrukcją fabryczną sprawdzić
sprawność miernika oraz upewnić się o braku napięcia w badanym obwodzie.

Przed przystąpieniem do pomiaru rezystancji izolacji należy w instalacjach odłączyć

odbiorniki energii elektrycznej, przyrządy pomiarowe itp. oraz usunąć wkładki
bezpiecznikowe,

pozostawiając

zamknięte

łączniki

nieposiadające

zabezpieczeń

zwarciowych. W instalacjach oświetleniowych należy wykręcić żarówki, wyłączyć odbiorniki
włączone za pomocą wtyczki lub na stałe, usunąć wkładki bezpiecznikowe, a łączniki
instalacyjne pozostawić zamknięte.

Dopiero po upewnieniu się o braku napięcia w badanym obwodzie można przystąpić do

pomiaru.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pomiaru rezystancji izolacji dokonuje się pomiędzy wszystkimi parami żyłami

przewodów. W tabeli 9 podano minimalne wymagane wartości rezystancji izolacji.

Tabela 9. Minimalne wymagane wartości rezystancji izolacji [18]

Napięcie znamionowe

badanego obwodu [V]

Napięcie probiercze prądu

stałego [V]

Minimalna wartość

rezystancji izolacji [M

Ω

]

do 50

250

≥

0,25

50 < U

≤

500

≥

0,5

> 500

1000

≥

1,0

Próby odbiorcze

Norma PN-IEC 60364-6-61:2000 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.

Sprawdzanie. Sprawdzanie odbiorcze” zawiera wymagany zakres prób odbiorczych. Norma
wymaga, aby każda instalacja przed przekazaniem do eksploatacji była poddana oględzinom
i próbom celem sprawdzenia, czy zostały spełnione wymagania normy. Przed przystąpieniem
do prób należy udostępnić wykonującym sprawdzenie instalacji, dokumentację techniczną
wraz z protokołami oględzin i prób cząstkowych wykonanych podczas montażu.

Oględziny

Podczas oględzin sprawdza się, czy zainstalowane urządzenia:

−

spełniają wymagania bezpieczeństwa podane w odpowiednich normach,

−

zostały prawidłowo dobrane i zainstalowane zgodnie z wymaganiami normy,

−

nie mają uszkodzeń pogarszających bezpieczeństwo,

−

mają właściwy sposób ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym,

−

mają właściwie dobrane przekroje i oznaczone przewody neutralne, ochronne, i fazowe,

−

mają właściwie dobrane i oznaczone zabezpieczenia i aparaturę,

−

są wyposażone w schematy i tablice ostrzegawcze i informacyjne,

−

mają zapewniony dostęp dla wygodnej obsługi, konserwacji i napraw.

Próby

Norma zawiera zakres prób odbiorczych, które w zależności od potrzeb są następujące:

−

próba ciągłości przewodów ochronnych, w tym głównych i dodatkowych połączeń
wyrównawczych,

−

pomiar rezystancji izolacji instalacji elektrycznej,

−

sprawdzenie ochrony przez separację obwodów,

−

pomiar rezystancji podłóg i ścian,

−

sprawdzenie samoczynnego wyłączenia zasilania,

−

pomiar rezystancji uziemienia uziomu,

−

sprawdzenie biegunowości,

−

próba wytrzymałości elektrycznej,

−

próba działania,

−

sprawdzenie skutków cieplnych,

−

pomiar spadku napięcia.

Dokumentacja

Każda praca pomiarowo-kontrolna (sprawdzenie odbiorcze lub okresowe) powinna być

zakończona sporządzeniem protokołu z przeprowadzonych badań i pomiarów. Protokół z prac
pomiarowo - kontrolnych powinien zawierać:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

nazwę badanego urządzenia i jego dane znamionowe,

−

miejsce pracy badanego urządzenia,

−

rodzaj pomiarów,

−

nazwisko osoby wykonującej pomiary,

−

datę wykonania pomiarów,

−

spis użytych przyrządów i ich numery,

−

szkice rozmieszczenia badanych urządzeń, uziomów i obwodów lub inny sposób
jednoznacznej identyfikacji elementów badanej instalacji,

−

liczbowe wyniki pomiarów,

−

uwagi,

−

wnioski.

Odbiór instalacji elektrycznej powinien odbywać się komisyjnie i być zakończony

protokołem badań odbiorczych.

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

1. Od czego zależy rezystancja izolacji?
2. Jak przygotować układ instalacji do pomiarów rezystancji izolacji?
3. W jaki sposób mierzy się rezystancję izolacji?
4. Jakie napięcie probiercze miernika należy stosować do pomiaru rezystancję izolacji?
5. Po czym można rozpoznać układ sieci zasilającej?
6. Jakie są cechy charakterystyczne poszczególnych układów sieci zasilających?
7. Jakie środki ochrony stosowane są w poszczególnych układach sieci zasilających?
8. Jaki jest warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej?
9. W jaki sposób ocenia się skuteczność ochrony przeciwporażeniowej?
10. W jaki sposób mierzy się impedancję pętli zwarcia?
11. Co to jest pętla zwarcia?
12. Jaka jest różnica pomiędzy impedancją a rezystancją pętli zwarcia?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sprawdź rezystancję izolacji wykonanej instalacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś::

1) zapoznać się z dokumentacją i wykonaną instalacją elektryczną,
2) przygotować instalację do pomiaru rezystancji izolacji,
3) określić wartość napięcia pomiarowego,
4) zapoznać się z instrukcją obsługi miernika do pomiaru rezystancji izolacji,
5) upewnić się o braku napięcia w instalacji i odłączeniu odbiorników,
6) wykonać pomiary rezystancji izolacji zgodnie z instrukcją obsługi miernika,
7) sporządzić protokół z przeprowadzonych pomiarów,
8) ocenić stan rezystancji izolacji badanej instalacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

przygotowana instalacja do pomiaru rezystancji,

–

miernik rezystancji izolacji z instrukcją obsługi,

–

schemat elektryczny instalacji,

–

druk protokołu z przeprowadzania pomiarów rezystancji izolacji.

Ćwiczenie 2

Sprawdź skuteczność ochrony przeciwporażeniowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z dokumentacją i wykonaną instalacją elektryczną (dokonać oględzin),
2) rozpoznać układ sieci zasilającej oraz zastosowany środek ochrony przeciwporażeniowej.
3) sprawdzić ciągłość przewodu ochronnego,
4) określić metodę pomiaru impedancji pętli zwarcia,
5) określić rodzaje i wartości zabezpieczeń nadmiarowo-prądowych,
6) zapoznać się z instrukcją obsługi miernika do pomiaru impedancji pętli zwarcia,
7) w przypadku stosowania zabezpieczeń różnicowo - prądowych, określić wpływ miernika

na działanie tych zabezpieczeń i w razie potrzeby podjąć stosowne działania,

8) zmierzyć impedancję pętli zwarcia zgodnie z instrukcją obsługi miernika,
9) określić najdłuższy dopuszczalny czas wyłączenia urządzenia,
10) na podstawie charakterystyki czasowo-prądowej wyznaczyć wartość prądu

wyłączającego,

11) wyznaczyć spodziewaną wartość prądu zwarcia,
12) sporządzić protokół z przeprowadzonych pomiarów,
13) ocenić skuteczność ochrony przeciwporażeniowej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

przygotowana instalacja do pomiaru impedancji pętli zwarcia,

–

miernik do pomiaru impedancji pętli zwarcia z instrukcją obsługi,

–

schemat elektryczny instalacji,

–

protokół z przeprowadzania pomiarów skuteczności ochrony porażeniowej.

Ćwiczenie 3

Sprawdź poprawność działania wykonanej i sprawdzonej instalacji, dokonując próbnego

uruchomienia odbiornika (silnika).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś::

1) zapoznać się z dokumentacją i wykonaną instalacją elektryczną (dokonać oględzin),
2) rozpoznać układ sieci zasilającej oraz zastosowany środek ochrony przeciwporażeniowej,
3) zapoznać się z protokołami badań odbiorczych instalacji,
4) określić rodzaje i wartości zabezpieczeń nadmiarowo-prądowych,
5) ocenić skuteczność działania ochrony przeciwporażeniowej,
6) sprawdzić poprawność wykonania instalacji oraz układów sterowania i zabezpieczeń (bez

podłączania zasilania),

7) podłączyć przewody zasilające i sprawdzić działanie zabezpieczeń różnicowo-prądowych

przez przyciśnięcie przycisku TEST – w przypadku ich stosowania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8) sprawdzić i ocenić działanie układu sterowania, zabezpieczeń i sygnalizacji bez

podłączonego odbiornika,

9) w przypadku negatywnej oceny wyłączyć zasilanie układu, odnaleźć i usunąć usterkę

oraz ponownie sprawdzić poprawność działania układu (bez podłączonego odbiornika),

10) wyłączyć napięcie zasilające, podłączyć odbiornik i ponownie załączyć zasilanie układu,
11) sprawdzić i ocenić działanie układu sterowania, zabezpieczeń i sygnalizacji

z podłączonym odbiornikiem,

12) sporządzić protokół z przeprowadzonych pomiarów,
13) ocenić skuteczność ochrony przeciwporażeniowej,
14) Zaprezentować i ocenić sposób wykonania działania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

przygotowana instalacja z odbiornikiem (np. silnikiem),

–

schemat ideowy i montażowy układu wraz z opisem działania,

–

zestaw podstawowych narzędzi monterskich, miernik uniwersalny,

–

protokół z przeprowadzonych badań odbiorczych.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) przygotować układ do pomiaru rezystancji izolacji?

2) zmierzyć rezystancję izolacji instalacji elektrycznej?

3) ocenić jakość izolacji na podstawie pomiarów?

4) sporządzić protokół z pomiarów rezystancji izolacji?

5) rozpoznać układ sieci zasilającej?

6) rozpoznać zastosowany środek ochrony przeciwporażeniowej?

7) określić rodzaje i wartości zabezpieczeń nadmiarowo-prądowych?

8) przygotować instalację do pomiaru pętli zwarcia?

9) zmierzyć impedancję pętli zwarcia?

10) sprawdzić i ocenić skuteczność ochrony przeciwporażeniowej?

11) sprawdzić działanie wyłącznika różnicowoprądowego?

12) wyjaśnić sposób wykonywania próbnego uruchamiania układów

zasilania, zabezpieczeń i sygnalizacji?

13) zanalizować działanie prostych układów zasilania, zabezpieczeń

i sygnalizacji?

14) zastosować zasady bhp na stanowisku pracy przy próbnych

uruchamianiach układów elektrycznych?

15) ocenić poprawność działania układu zasilania, zabezpieczeń

i sygnalizacji?

16) zaprezentować i ocenić wykonane zadanie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Przystępując do rozwiązania podanego zadania:

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 22 zadania. Są to wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest

prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi.
6. Zaznacz prawidłową odpowiedź wstawiając znak X (w przypadku pomyłki należy błędną

odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową),

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Gdy rozwiązanie zadania będzie Ci sprawiało trudność, odłóż go na później i wróć do

niego, gdy zostanie Ci wolny czas. Trudności mogą przysporzyć Ci pytania: 17 – 22,
gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe.

Na rozwiązanie testu masz 45 min.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

I część

1. Zabrania się młodocianym (chłopcom) dźwiganie i przenoszenie przez jedną osobę na

odległość powyżej 25 m przedmiotów o masie przekraczającej:
a) 10 kg,
b) 14 kg,
c) 20 kg,
d) 25 kg.

2. Na zawiesiach przeznaczonych do transportu powinna znajdować się data:

a) sprzedaży,
b) gwarancji,
c) ostatniego użycia,
d) ostatniego badania.

3. Do pomieszczeń szczególnie niebezpiecznych pod względem porażenia zalicza się

pomieszczenia:
a) bardzo wilgotne,
b) gorące,
c) z podłogami z materiałów przewodzących,
d) z pyłem przewodzącym.

4. Stolarnie zalicza się do pomieszczeń:

a) zapylonych,
b) niebezpiecznych pod względem pożarowym,
c) niebezpiecznych pod względem wybuchowym,
d) wilgotnych.

5. Najskuteczniej chroni przed przedostawaniem się ciał obcych obudowa oznaczona:

a) IP12,
b) IP21,
c) IP23,
d) IP32.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Przełącznik gwiazda-trójkąt stosowany jest podczas rozruchu do:

a) zwiększenia mocy,
b) zmniejszenia prędkości obrotowej,
c) zmniejszenia prądu,
d) zwiększenia momentu napędowego.

7. Wartość prądu nastawczego zabezpieczenia przeciążeniowego bliska jest wartości prądu

(w przypadku silnika):
a) znamionowego,
b) rozruchowego,
c) zwarciowego,
d) jałowego.

8. Zakres wartości nastawy zabezpieczenia podnapięciowego silnika to:

a) (0,8

1) U

b) (0,5

0,7) U

c) (0,6

0,8) U

d) (0,5

0,6) U

9. Najmniejszy

dopuszczalny

przekrój

przewodów

miedzianych

instalacjach

elektroenergetycznych ze względów mechanicznych jest równy:
a) 1 mm

b) 1,5 mm

c) 2,5 mm

d) 4 mm

10. Największy dopuszczalny spadek napięcia w obwodach siłowych w miastach dla

urządzeń odbiorczych to:
a) 1,0 %,
b) 2,0 %,
c) 3,0 %,
d) 5,0 %.

11. Środkiem ochrony przeciwporażeniowej jest:

a) izolacja robocza,
b) izolacja wzmocniona,
c) izolacja ochronna,
d) izolacja podwójna.

12. : Najważniejsze kryterium przy określaniu przekroju przewodów to:

a) wytrzymałość mechaniczna,
b) dopuszczalny spadek napięcia,
c) nagrzewanie prądem roboczym,
d) wszystkie kryteria są jednakowo ważne.

13. Maksymalne dopuszczalne napięcie dotykowe w warunkach normalnych dla prądu

stałego wynosi:
a) 25 V,
b) 50 V,
c) 60 V,
d) 120 V.

14. Przekrój oddzielnego przewodu miedzianego PE (nie będącego żyłą przewodu lub kabla)

nie może być mniejszy niż:
a) 1,5 mm

b) 2,5 mm

c) 4 mm

d) 6 mm

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15. Symbolem pokazanym na rysunku oznaczane są urządzenia klasy:

a) 0,
b) I,
c) II,
d) III.

16. Układzie sieci TN-S występują:

a) 2 przewody,
b) 3 przewody,
c) 4 przewody,
d) 5 przewodów.

II część
17. Wartość prądu znamionowego silnika o rozruchu lekkim (

α = 3) wynosi 10 A. Jaka

powinna być wartość prądu znamionowego wkładki bezpiecznikowej typu Wtz przy
zastosowaniu przełącznika gwiazda-trójkąt:
a) 5 A,
b) 10 A,
c) 15 A,
d) 20 A.

18. Wartość prądu znamionowego silnika trójfazowego o danych: P = 10 kW, U

, = 400 V,

η = 0,9, cosϕ = 0,8 :
a) 30 A,
b) 25 A,
c) 20 A,
d) 15 A.

19. Jakie jest napięcie dotykowe przy zwarciu fazy do ziemi w układzie sieci TT przyjmując,

że impedancja pętli zwarcia jest równa 23

Ω

, rezystancja uziemienia 5

Ω

a) 230 V.
b) 50 V,
c) 23 V,
d) 5 V.

20. Silnik o prądzie znamionowym 10 A i maksymalnym prądzie rozruchowym 20 A

zabezpieczony jest wyłącznikiem z elektromagnetycznym wyzwalaczem zwarciowym.
Prąd zadziałania wyzwalacza powinien być nie mniejszy niż:
a) 11 A,
b) 12 A,
c) 22 A,
d) 24 A.

21. Jaką największą wartość może mieć impedancja pętli zwarcia, aby skuteczna była

ochrona przeciwporażeniowa z zabezpieczeniem zwarciowym o prądzie wyłączającym
w wymaganym czasie równym 63 A?
a) 0,8

Ω

b) 1,9

Ω

c) 3,6

Ω

d) 5,0

Ω

22. Jaka jest wartość prądu, przy której przyrost temperatury przewodu o obciążalności

prądowej długotrwale dopuszczalnej 15 A, zabezpieczonego bezpiecznikiem z wkładką
20 A, ustali się na poziomie dwukrotnie większym od dopuszczalnego długotrwale
przyrostu temperatury:
a) 22 A,
b) 24 A,
c) 29 A,
d) 32 A.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Instalowanie maszyn i urządzeń wraz z układem zasilania i zabezpieczeniami

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

Boczkowski A.: Wybrane zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach
elektrycznych do 1 kV. COBR, Elektromontaż, Warszawa 2001

2. Brunon L.: Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. WNT, Warszawa 2005
3. Górecki A., Grzegórski Z.: Montaż, naprawa i eksploatacja maszyn i urządzeń

przemysłowych. WSiP Warszawa 1996

4. Jabłoński W.: Instalacje elektryczne w budownictwie. WSiP Warszawa 1999
5.

Kotlarski W., Grad J.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 1995

6. Markiewicz H., Wołkowiński K.: Urządzenia elektroenergetyczne. WNT, Warszawa 1996
7. Markiewicz H.: Aparaty elektryczne. PWN, Warszawa 1996
8. Markiewicz H.: Instalacje elektryczne. WNT, Warszawa 2000
9. Miedziński B.: Elektrotechnika, Podstawy i instalacje elektryczne. WSiP, Warszawa 2000
10. Musiał H.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 2000
11. Pazdro K., Wolski A.: Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych w pytaniach

i odpowiedziach. WNT, Warszawa 1987

12.

Sikorski K. (red): Poradnik montażu urządzeń elektrycznych. Praca zbiorowa. WNT,
Warszawa 1998

13.

Wołkowiński K.: Instalacje elektroenergetyczne. Zagadnienia wybrane. WNT, Warszawa
1993

14. http://logistyka.biz.pl
15. http://www.fag.pl
16. http://www.moeller.pl
17. http://www.silno.pl
18. Dokumenty prawne

−

Przepisy Budowy Urządzeń Elektroenergetycznych – PBUE z 1997 r.

−

Rozporządzenia wykonawcze:

Rozporządzenie Ministrea Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.
U. Nr 75, poz. 690 z 2002r.

PN-IEC 60364-1 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Zakres, przedmiot

i wymagania podstawowe

PN-IEC 60364-4-441 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla

zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przeciwporażeniowa