MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Janusz Frymus
Dobieranie i sprawdzanie aparatury Å‚Ä…czeniowej
i sterowniczej 724[05].Z1.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
mgr inż. Urszula Kaczorkiewicz
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].Z1.04
 Dobieranie i sprawdzanie aparatury łączeniowej i sterowniczej 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
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. A
Ä…czniki 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 22
4.1.3. Ćwiczenia 23
4.1.4. Sprawdzian postępów 26
4.2. Przekaz
niki i bezpieczniki 27
4.2.1. Materiał nauczania 27
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 37
4.2.3. Ćwiczenia 38
4.2.4. Sprawdzian postępów 41
4.3. Warunki pracy, eksploatacja oraz zasady bhp 42
4.3.1. Materiał nauczania 42
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 46
4.3.3. Ćwiczenia 46
4.3.4. Sprawdzian postępów 46
5. Sprawdzian osiągnięć 47
6. Literatura 53
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o aparaturze łączeniowej
i sterowniczej, rozpoznawaniu i odróżnianiu wyłączników, rozłączników oraz odłączników,
określaniu podstawowych parametrów łączników i przekaz
ników elektrycznych oraz
umożliwi Ci dobieranie odpowiednich podzespołów elektrycznych do określonych warunków
pracy, a także ocenianie stanu technicznego badanych urządzeń na podstawie pomiarów.
W poradniku zamieszczono:
1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiadomości, które
powinieneś mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji programu jednostki modułowej.
2. Cele kształcenia jednostki modułowej.
3. Materiał nauczania (rozdział 4), który umożliwi samodzielne przygotowanie się do
wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy
wskazanÄ… literaturÄ™ oraz inne z
ródła informacji. Obejmuje on również:
ćwiczenia, które zawierają wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do
realizacji ćwiczenia,
pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia,
sprawdzian postępów, w którym powinieneś odpowiadać na pytania  tak lub  nie .
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub
instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną
czynność.
4. Przykład zestawu zadań sprawdzających Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności
z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego sprawdzianu jest dowodem osiągnięcia
umiejętności określonych w jednostce modułowej. Po zakończeniu tej jednostki
modułowej spróbuj zaliczyć sprawdzian z jej zakresu.
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
3
724[05].Z1
Budowa i eksploatacja maszyn i urządzeń
elektrycznych
724[05].Z1.01 724[05].Z1.02
Eksploatacja z
ródeł energii elektrycznej oraz Dobieranie transformatorów oraz sprawdzanie
pomiary ich parametrów ich parametrów
724[05].Z1.03 724[05].Z1.05
Dobieranie przewodów, osprzętu i opraw Uruchamianie silników elektrycznych oraz
oświetleniowych w instalacjach elektrycznych pomiary ich parametrów
724[05].Z1.04
Dobieranie i sprawdzanie aparatury
Å‚Ä…czeniowej i sterowniczej
724[05].Z1.06
Dobieranie środków ochrony
przeciwporażeniowej
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej  Dobieranie i sprawdzanie
aparatury łączeniowej i sterowniczej , powinieneś umieć:
- stosować podstawowe pojęcia z zakresu elektrotechniki,
- posługiwać się podstawowymi przyrządami pomiarowymi wielkości elektrycznych,
- przewidywać zagrożenia występujące w pracy z urządzeniami elektrycznymi,
- organizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami bezpieczeństwa,
- korzystać z różnych z
ródeł informacji,
- rozpoznawać podstawowe elementy i podzespoły elektryczne,
- mierzyć wartości podstawowych wielkości elektrycznych,
- opracowywać wyniki pomiarów.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- rozpoznać łączniki i przekaz
niki na schematach oraz na podstawie ich wyglÄ…du
zewnętrznego i oznaczeń na nich stosowanych
- odróżnić wyłącznik od rozłącznika i odłącznika,
- scharakteryzować podstawowe parametry łączników i przekaz
ników elektrycznych,
- skorzystać z danych zawartych na tabliczkach znamionowych łączników i przekaz
ników,
- dokonać analizy pracy prostych układów sterowania i zabezpieczeń na podstawie ich
schematów ideowych,
- połączyć układy łączników i przekaz
ników na podstawie schematów ideowych
i montażowych,
- sprawdzić poprawność działania łączników i przekaz
ników,
- zmierzyć parametry podstawowych podzespołów elektrycznych w oparciu
o dokumentacjÄ™ techniczno-ruchowÄ…,
- ocenić stan techniczny badanych podzespołów elektrycznych na podstawie uzyskanych
wyników pomiarów,
- dobrać łączniki i przekaz
niki do określonych warunków pracy,
- skorzystać z literatury i kart katalogowych łączników i przekaz
ników,
- zastosować zasady bhp i ochrony ppoż. obowiązujące na stanowisku pracy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. A
Ä…czniki
4.1.1. Materiał nauczania
4.1.1.1. Symbole i sposoby przedstawiania zespołów i urządzeń przełączających
W celu ujednolicenia symboli i sposobów przedstawiania zespołów i urządzeń
przełączających wprowadzono normy; w tabeli 1 przedstawiono symbole.
Tabela 1. Symbole i sposoby przedstawiania zespołów i urządzeń przełączających
uruchamianie symbol przykład
ręczne ogólnie
Å‚Ä…cznik przyciskowy
naciskanie
ciągnięcie
obracanie
zwierny, ręcznie uruchamiany
przechylanie
rozwierny,
uruchamianie nożne
uruchamiany
zdejmowany zespół
rolkowo,
uruchamiajÄ…cy
otwarty w
położeniach 1 i 2
rolkowy zespół uruchamiający
uruchamianie elektromech. symbol
ogólnie
ogólnie, ale ze wzbudzeniem
włączanie opóz
nione
wyłączanie opóz
nione
z wyłącznikiem przeciążenia
prÄ…dowego
z wyłącznikiem
podnapięciowym
z termicznym wyłącznikiem
przeciążenia
z wyłącznikiem różnicowym
prÄ…dowym
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
4.1.1.2. Oznaczenia literowe zespołów i urządzeń przełączających
Na schematach elektrycznych stosuje się oznaczenia, które zostały podane w tabeli 2.
Tabela 2. Oznaczenia literowe zespołów i urządzeń przełączających [7]
oznaczenie znaczenie przykład / objaśnienia
literowe
F urządzenie zabezpieczające Wyłącznik prądu przeciążenia,
bezpiecznik
H urzÄ…dzenie sygnalizacyjne buczek, lampka kontrolna
K przekaz
nik, stycznik stycznik pomocniczy
L indukcyjność cewka, dławik
M silnik silnik prądu stałego
P przyrząd pomiarowy miernik napięcia
R rezystor rezystor nastawny
S łącznik łącznik przyciskowy, łącznik ręczny
L1 przewód zewnętrzny 1 3-fazowy prąd przemienny
L2 przewód zewnętrzny 2 AC, od skrótu ang. Alternating Current
(prÄ…d przemienny)
L3 przewód zewnętrzny 3
N przewód neutralny
PE przewód ochronny
4.1.1.3. Klasyfikacja i budowa łączników
A
ączniki są podzespołami elektrycznymi umożliwiającymi wykonanie czynności
łączeniowych obwodów elektrycznych. Podstawową częścią łącznika jest zestyk rozłączny
(rys. 1), którego zamykanie i otwieranie umożliwia mechanizm napędowy.
1  styk nieruchomy,
2  styk ruchomy (1 + 2 = zestyk),
3  komora gaszenia,
4  mechanizm napędowy,
5  zacisk
Rys. 1. Podstawowe części łącznika mechanicznego [6]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Parametry znamionowe łączników
Każdy łącznik charakteryzuje się parametrami znamionowymi, z których
najistotniejszymi sÄ…:
 napięcie znamionowe robocze: wartość skuteczna napięcia, związanego ze zdolnością
Å‚Ä…czeniowÄ… Å‚Ä…cznika,
 napięcie znamionowe sterownicze: wartość skuteczna napięcia urządzenia sterowniczego
Å‚Ä…cznika, np. cewki elektromagnesu,
 prąd znamionowy: wartość skuteczna prądu, który może być trwale przewodzony przez
główne tory łącznika w normalnych warunkach otoczenia bez wykonywania czynności
Å‚Ä…czeniowych,
 prąd wyłączalny: największa wartość prądu, którą łącznik może trwale wyłączyć bez
uszkodzenia,
 prąd załączalny: największa wartość prądu, którą łącznik może trwale załączyć bez
uszkodzenia,
 znamionowa częstość łączeń: największa liczba cykli łączeniowych w ciągu jednostki
czasu,
 przejściowa częstość łączeń: największa liczba łączeń, które może wykonać łącznik
w określonej jednostce czasu.
Załączanie i wyłączanie prądu przez łączniki
Zjawiska zachodzące podczas załączania i wyłączania prądu przez łączniki mogą mieć
niekorzystny wpływ na ich pracę. Podczas załączania prądu na skutek niestabilności zestyku
wytwarzają się mikrodrgania wpływające na zwiększenie rezystancji, co może doprowadzić
do nadpalenia zestyku. W większym stopniu styki są narażone na uszkodzenia podczas
wyłączania prądu. Pomiędzy rozdzielającymi się stykami powstaje łuk elektryczny, który
powoduje nadpalanie styków pod wpływem wysokiej temperatury.
Wynika z tego konieczność wykonywania styków z odpowiednich materiałów o dużej
odporności na utlenianie, ścieranie i wysoką temperaturę. Natomiast szybkie gaszenie łuku
umożliwia odpowiednia budowa mechanizmu napędowego.
Podział łączników
Główny podział łączników dotyczy możliwości wyłączania przez nie określonych
prądów. Według tego kryterium łączniki dzieli się na:
 odłączniki,
 rozłączniki,
 wyłączniki.
Najprostsze w budowie są odłączniki, gdyż nie są one przystosowane do wyłączania
prądów roboczych, a zapewniają jedynie widoczną bezpieczną przerwę izolacyjną.
Rozłączniki służą do wyłączania prądów roboczych, a niektóre z nich również gwarantują
widoczną przerwę izolacyjną. Wyłączniki z kolei umożliwiają wyłączanie, oprócz prądów
roboczych, również prądów zwarciowych. Są wyposażone w układy automatycznego
wyłączania reagujące na zakłócenia w pracy systemu elektroenergetycznego. Do grupy
wyłączników można również zaliczyć bezpieczniki, jako wyłączniki jednorazowe.
Ważną częścią łączników jest napęd. Pod tym względem łączniki niskiego napięcia
można podzielić na ręczne i automatyczne.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
Do łączników ręcznych zalicza się łączniki:
 instalacyjne,
 wtyczkowe,
 warstwowe,
 drążkowe,
 przyciski.
Do łączników automatycznych zalicza się:
 styczniki,
 Å‚Ä…czniki bezstykowe,
 wyłączniki,
 bezpieczniki.
4.1.1.4. A
ączniki ręczne
A
Ä…czniki instalacyjne
A
Ä…czniki instalacyjne (rys. 2a) sÄ… stosowane w instalacjach mieszkaniowych
i przemysłowych. W zależności od sposobu wykonania instalacji rozróżnia się łączniki
natynkowe, podtynkowe i natynkowo-wtynkowe.
A
Ä…czniki wtykowe
Grupę łączników wtykowych (wtyczkowych) (rys. 2b) stanowią gniazda
i współpracujące z nimi wtyczki. A
ączniki te służą do załączania do sieci odbiorników
przenośnych. Również gniazda dzieli się na natynkowe, podtynkowe i natynkowo-wtynkowe.
W pomieszczeniach o zwiększonym niebezpieczeństwie porażenia stosuje się gniazda ze
stykiem ochronnym. Styk ten służy do uziemiania lub zerowania przyłączonych do gniazd
odbiorników.
A
Ä…czniki warstwowe
A
ączniki warstwowe (rys. 2c) są często stosowaną grupą łączników na niewielkie prądy
znamionowe. A
ącznik taki składa się z osi z umieszczonym na niej pokrętłem oraz z kilku
nasuniętych na nią przegród izolacyjnych, wewnątrz których są umieszczone ruchome styki.
A
ączniki drążkowe
Są to łączniki (rys. 2d), w których przełączenie następuje za pomocą drążka. Często są
instalowane na specjalnych tablicach, stÄ…d ich zamienna nazwa: Å‚Ä…czniki tablicowe.
Przyciski
W obwodach sterowania i sygnalizacji jako łączniki stosuje się często przyciski (rys. 2e).
SÄ… to Å‚Ä…czniki o niewielkich prÄ…dach znamionowych.
a) b) c) d) e)
Rys. 2. A
ączniki ręczne: a) instalacyjny [17], b) wtyczkowy [17],
c) warstwowy [16], d) drążkowy [12], e) przycisk [12]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
4.1.1.5. A
Ä…czniki automatyczne
Nowocześniejszą formą konstrukcyjną łączników są łączniki automatyczne, przerywające
obwód automatycznie w momencie zakłócenia. Zakłóceniem tym może być zwarcie,
przeciążenie lub obniżenie albo zanik napięcia.
Ponieważ trudno jest budować łączniki spełniające wymagania dotyczące wielu funkcji
jednocześnie, w produkcji łączników automatycznych występuje podział na dwa zasadnicze
rodzaje: styczniki i wyłączniki.
Styczniki charakteryzują się przede wszystkim dużą częstością łączeń ze względu na
manewrowy charakter ich pracy. Natomiast wyłączniki zapewniają dużą wytrzymałość
zwarciową przy niezbyt dużej częstości łączeń, co pozwala na ich stosowanie jako sieciowych
łączników zwarciowych.
Rodzajem wyłączników są również bezpieczniki, gdyż automatycznie, choć jed-
norazowo, wyłączają prądy zwarciowe.
Odrębną grupę stanowią łączniki bezstykowe. Rolę tę odgrywają łączniki magnetyczne
(coraz rzadziej stosowane) i półprzewodnikowe ( z zastosowaniem diod lub tyrystorów).
Styczniki
Stycznik (rys. 3) jest rozłącznikiem manewrowym, przeważnie o napędzie
elektromagnetycznym. Styki ruchome stycznika są utrzymywane w położeniu wymuszonym
pod wpływem siły zewnętrznej, a kiedy ona zniknie, styki wracają do położenia swobodnego
pod działaniem siły zwrotnej (np. sprężyny zwrotnej). Zestyki główne stycznika są
przeważnie dwuprzerwowe. Styczniki charakteryzują się dużą częstością łączeń ze względu
na manewrowy charakter ich pracy.
Ze względu na położenie styków rozróżnia się styczniki:
 zwierne,
 rozwierne,
 zwierno-rozwierne.
Natomiast ze względu na rodzaj siły zewnętrznej wyróżniamy styczniki:
 elektromagnetyczne,
 pneumatyczne.
a) b) c)
Rys. 3. Stycznik: a) zdjęcie [11], b) oznaczenia, c) budowa [6]
1  styk nieruchomy, 2  styk ruchomy, 3  sprężyna stykowa, 4  elektromagnes napędowy, 5  zwora
ruchoma, 6  sprężyna zwrotna, 7  zacisk toru głównego. zc  zaciski elektromagnesu napędowego,
zg  zaciski torów głównych, zp  zaciski torów pomocniczych
Na rysunku rys. 3b podano międzynarodowe oznaczenia zacisków stycznika:
 cewka elektromagnesu napędowego (jednozwojnicowa): A1 - A2,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
 tory główne: 1-2, 3-4, 5-6 itd.,
 tory pomocnicze: XY-XZ. Każdy zacisk oznacza się dwiema cyframi, przy czym pierwsza
cyfra X, jednakowa dla obu zacisków danego toru jest kolejnym numerem toru
pomocniczego Jako drugie cyfry Y i Z wstawia siÄ™:
1, 2  dla zwykłego zestyku rozwiernego,
3, 4  dla zwykłego zestyku zwiernego,
5, 6  dla zestyku rozwiernego o przedłużonej styczności,
7, 8  dla zestyku zwiernego o przedłużonej styczności.
Zasadę działania stycznika przedstawiono na rys. 4. W położeniu pokazanym na rys. 4a
styki pozostają rozwarte i są utrzymywane w tym położeniu pod wpływem sprężyn. Po
przyciśnięciu przycisku załączającego Z w obwodzie elektromagnesu popłynie prąd, który
spowoduje zamknięcie się zestyków roboczych Sr i sprzężonego z nimi zestyku
pomocniczego Sp. Wówczas można już puścić przycisk Z, gdyż jest on bocznikowany przez
zestyk Sp. Stycznik wyłącza się przez przyciśnięcie przycisku W, który przerywa obwód
i powoduje (pod wpływem sprężyn), rozwarcie zestyków roboczych i pomocniczego.
a) b)
F5 F2 F5 F2
Rys. 4. Sterowanie stycznikiem: a) impulsem krótkotrwałym, b) sygnałem ciągłym [4]
Z  przycisk załączający, W  przycisk wyłączający, Sr  styki robocze, Sp  zestyk pomocniczy, 1  sprężyna,
2  elektromagnes, A
 Å‚Ä…cznik sterowniczy, F  bezpieczniki
Sterowanie stycznikiem
Przy sterowaniu sygnałem ciągłym (rys. 4b) stycznik jest zamknięty, jak długo jest
zamknięty łącznik sterowniczy A
. Aby otworzyć stycznik, trzeba otworzyć łącznik.
Natomiast przy sterowaniu impulsem krótkotrwałym (rys. 4a) wystarczy na chwilę,
krótkotrwale, nacisnąć załącznik Z, a stycznik zamknie się i zarazem zewrze swój zestyk
pomocniczy Sp. Stycznik wyłącza się przez przyciśnięcie przycisku W.
Jeśli w obwodzie sterowania wystąpi zanik napięcia, to po jego powrocie:
 w przypadku sterowania sygnałem ciągłym stycznik zamknie się i silnik zostanie
uruchomiony,
 w przypadku sterowania impulsem krótkotrwałym stycznik nie zamknie się samoczynnie.
Jeżeli niespodziewane załączenie obwodu po zaniku napięcia i nieoczekiwane
uruchomienie, np. silnika może być groz
ne dla obsługi lub dla napędzanych urządzeń, to
należy stosować układ o sterowaniu impulsem krótkotrwałym, stanowiący zabezpieczenie
podnapięciowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
Konstruowanie obwodów sterowniczych ze stycznikami
Obwód sterowniczy na ogół zasila się bezpośrednio z obsługiwanego obwodu głównego,
w którym pracują zestyki główne stycznika. W obwodzie trójfazowym o uziemionym punkcie
neutralnym stycznik powinien mieć cewkę o napięciu znamionowym równym napięciu
fazowemu. Na przykład w instalacji 230/400 V stycznik powinien mieć cewkę o napięciu
znamionowym 230 V. Jeden zacisk cewki (i innego elementu wykonawczego albo
sygnalizacyjnego) przyłącza się bezpośrednio do uziemionego bieguna z
ródła prądu, np. do
przewodu neutralnego N (rys. 4). W przeciwnym razie występują groz
ne komplikacje:
zamkniętego stycznika nie można otworzyć przyciskiem albo jeszcze gorzej  otwarty
stycznik niespodziewanie zamyka siÄ™ i silnik rusza.
Jeśli stycznik ma działać poprawnie, to napięcie na zaciskach cewki powinno być zawarte
w granicach 0,85÷1,1 jej napiÄ™cia znamionowego UN (np. w granicach 196÷253 V na
zaciskach cewki 230 V). Przy napięciu poniżej 0,85 UN stycznik mógłby nie zamknąć się,
a w zamkniętym styczniku  zwora mogłaby być utrzymywana zbyt słabo. Skoro zwora nie
przylega do rdzenia, indukcyjność elektromagnesu maleje, pobierany prąd zwiększa się
i cewce grozi przegrzanie. Jednocześnie styki główne stycznika mogą ulec uszkodzeniu, gdyż:
a) maleje docisk styków i mogą występować drgania styków,
b) obniżeniu napięcia może towarzyszyć przepływ dużego prądu przez styki główne.
Jeżeli obwód główny jest zabezpieczony bezpiecznikami (F2 na rys. 4) o prądzie znamionowym
nie przekraczającym 10 A, to bezpieczniki te mogą zarazem pełnić rolę zabezpieczenia obwodu
sterowania. W przeciwnym razie obwód sterowniczy wymaga osobnego bezpiecznika (F5 na rys. 4)
albo wyłącznika nadprądowego o niedużym prądzie znamionowym, np. 6 A.
W celu doboru stycznika do określonych warunków pracy, prócz wartości znamionowych
napięć i prądów, należy wybrać odpowiednią kategorię użytkowania styczników (tabela 3).
Tabela 3. Kategorie użytkowania styczników [7]
Rodzaj Kategoria Typowe zastosowania
prądu użytkowania
AC-1 obciążenia nieindukcyjne lub o małej indukc., piece oporowe
AC-2 silniki pierścieniowe: rozruch, wyłączenie
AC-3 silniki klatkowe: rozruch, wyłączenie podczas biegu
AC-4 silniki klatkowe: rozruch, hamowanie przeciwprądowe, nawrót,
impulsowanie
AC-5A włączanie lamp wyładowczych
AC-5B włączanie lamp żarowych
prÄ…d
AC-6A włączanie transformatorów
przemienny
AC-6B włączanie baterii kondensatorów
AC-7A obciążenia o małej indukcyjności w gospodarstwie domowym
i podobnych zastosowaniach, domowe odbiorniki silnikowe
AC-7B obciążenia silnikowe w urządzeniach domowego użytku
AC-8A włączanie hermetycznych silników chłodziarek
AC-8B włączanie hermetycznych silników chłodziarek sprężarkowych
o samoczynnym kasowaniu wyzwalaczy nadprÄ…dowych
DC-1 obciążenia nieindukcyjne lub o małej indukc., piece oporowe
DC-3 silniki bocznikowe: rozruch, hamowanie przeciwprÄ…dowe,
nawrót, impulsowanie, hamowanie oporowe
prąd stały
DC-5 silniki szeregowe: rozruch, hamowanie przeciwprÄ…dowe,
nawrót, impulsowanie, hamowanie oporowe
DC-6 włączanie oświetlenia żarowego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
Układ stycznika z przekaz
nikiem termicznym
Tak jak bezpieczniki chronią przed skutkami zwarć, tak przed skutkami przeciążeń
chroniÄ… przekaz
niki termiczne, których zestyk rozwierny jest włączony w obwód sterowania
(rys. 5a). Elementy termiczne przekaz
nika są nagrzewane albo bezpośrednio z głównego ob-
wodu prądowego, albo za pośrednictwem przekładników prądowych. Przekaz
nik termiczny
składa się z dwóch metalowych pasków o różnej rozszerzalności cieplnej (rys. 5c),
połączonych na całej długości, oraz zestyku rozwiernego. Pod wpływem nagrzania prądem
pasek wygina się w kierunku metalu o mniejszej rozszerzalności cieplnej. Gdy prąd
przekroczy nastawioną wartość, wyginający się pasek rozwiera zestyk, powodując przerwę w
obwodzie sterowania i wyłączenie stycznika.
a) b) c)
1  bimetal
(dwumetalowy pasek),
2  zestyk rozwierny,
3  zatrzask zestyku
Rys. 5. a) schemat stycznika z przekaz
nikiem termicznym, b) budowa przekaz
nika, c) bimetal [4]
Sterowanie stycznikiem na odległość
Dużą zaletą styczników jest możliwość ich zdalnego sterowania i to z wielu różnych
miejsc. A
ącząc w obwodzie sterowania odpowiednią liczbę przycisków zwiernych
i rozwiernych uzyskuje się możliwość sterowania z tylu miejsc, ile zastosowano przycisków
(rys. 6).
Rys. 6. Schemat sterowania stycznikiem z trzech miejsc [4]
Najważniejsze właściwości styczników:
 mogą być otwierane i zamykane zdalnie,
 są przystosowane do pracy z dużą częstotliwością łączeń,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
 mają dużą trwałość mechaniczną (styki mogą zużywać się wcześniej i wymagać
kilkakrotnej wymiany w czasie  życia stycznika),
 mogą stanowić zabezpieczenie podnapięciowe, samoczynnie otwierać się w razie zaniku
lub nadmiernego obniżenia napięcia w sterowanym obwodzie.
Badanie stycznika
Na rys. 7 został pokazany układ połączeń do pomiarów napięcia zadziałania oraz
zwalniania stycznika K1. Zgodnie z oznaczeniami cewka stycznika K1 zaznaczona jest jako
prostokąt, a jego styki jako rozwarty przewód (pod buczkiem H1).
Rys. 7. Badanie wartości napięcia i prądu zadziałania oraz zwalniania stycznika
Czułość stycznika należy regulować rezystorem R1, zmieniając w ten sposób prąd
płynący przez stycznik K1. Stopniowo zwiększając natężenie prądu spowodujemy załączenie
zestyków stycznika K1, które załączą prąd w gałęzi z buczkiem H1 i wywołają jego buczenie.
Można w ten sposób wyznaczyć napięcie zadziałania. Należy podać na stycznik odpowiednio
0,9; 1; 1,1 napięcia znamionowego i wyznaczyć natężenie prądu. Kolejno należy zmniejszać
natężenie prądu płynącego przez cewkę stycznika, co doprowadzi do rozwarcia zestyków
stycznika, co z kolei przerwie obwód z buczkiem  buczenie ustanie. W taki sposób można
wyznaczyć napięcie zwalniania stycznika K1.
Po wyznaczeniu tych danych należy sprawdzić dane z tabliczki znamionowej oraz dane
katalogowe. Na tej podstawie można ocenić stan techniczny badanego urządzenia.
Dodatkowo po wymontowaniu urządzenia sygnalizującego należy sprawdzić docisk
styków stycznika. Do tego stosuje się dynamometr, który należy podłączyć w miejsce podane
przez producenta. Mały docisk styków powoduje szybkie tworzenie się nalotów
i zmniejszenie niezawodności łącznika.
A
ączniki bezstykowe (półprzewodnikowe - tyrystorowe)
Elementy półprzewodnikowe (dioda, tranzystor, tyrystor), dzięki swym właściwościom,
doskonale nadają się do konstruowania łączników niskiego napięcia. Z racji swej budowy
łączniki takie zalicza się do urządzeń energoelektronicznych.
Podstawową zaletą łączników półprzewodnikowych jest brak elementów
mechanizmowych  zestyków. W łącznikach półprzewodnikowych załączanie i wyłączanie
następuje dzięki zmianom w strukturze wewnętrznej półprzewodnika (stan przewodzenia lub
stan zaporowy).
Brak elementów stykowych umożliwia wyeliminowanie z pracy łączników łuku
elektrycznego. A
ączniki takie pracują bezgłośnie, są trwałe, a ich częstość pracy jest duża (ok.
120 łączeń na godzinę). Ponadto są odporne na wstrząsy, drgania oraz wpływ czynników
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
atmosferycznych. Natomiast wadą łączników jest stosunkowo duża strata mocy w czasie
przewodzenia. Spadek napięcia na tyrystorze (stycznik tyrystorowy: rys. 8) wynosi ok. 1 2 V,
co przy dużych prądach powoduje wydzielanie się znacznych ilości ciepła. Wymaga to
stosowania dużych radiatorów, a więc znacznego zwiększenia rozmiarów i masy łączników.
Są one też czułe na zakłócenia (niebezpieczna możliwość samozałączenia), wrażliwe na
przeciążenia i zwarcia (wymagają specjalnych układów zabezpieczających) i nie separują
galwanicznie obwodów w stanie wyłączenia.
W praktycznym zastosowaniu rozpowszechniły się przede wszystkim łączniki tyrystorowe
(rys. 8).
a) b) c) d)
e) f)
Rys. 8. Typowe układy łączników tyrystorowych: a) Thyro-S [18], b) tyrystow, c) układ odwrotnie równoległy
tyrystorów, d) tyrystor symetryczny (triak), e) układ mostkowy, f) układ odwrotnie równoległy tyrystorowo-
diodowy [10]
Wyłączniki
Wyłączniki (rys. 9), umożliwiające wyłączanie prądów zwarciowych, są bardziej
skomplikowanymi aparatami niż styczniki. Wyłączniki niskonapięciowe są produkowane
wyłącznie jako suche.
Rys. 9. Wyłącznik nadmiarowo-prądowy [22]
Podstawowe elementy budowy wyłącznika to:
 układ zestyków głównych i pomocniczych,
 komory gaszÄ…ce,
 zamek,
 urzÄ…dzenia wyzwalajÄ…ce,
 napęd.
Stosuje się różnego typu napędy, najczęściej jednak są to napędy: ręczny,
elektromagnetyczny i silnikowy. Siła napędzająca przekładnię przenosi się na wał główny
wyłącznika, na którym są umocowane styki ruchome. W wyłącznikach na mniejsze prądy
stosuje się przeważnie przekładnię dz
wigniową (rys. 10a). Dla większych wartości prądu
trzeba zapewnić silniejszy docisk między stykami, co umożliwia przekładnia przegubowa
(rys. 10c).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Rys. 10. Przekładnie wyłączników: a) dz
wigniowa, b), c) przegubowe [4]
Wyłącznik dłuższy czas pracy jest zamknięty, utrzymywany w tym położeniu przez tzw.
zamek. Zwolnienie zapadki zamka zamkniętego wyłącznika powoduje jego otwarcie.
Najistotniejszym elementem konstrukcyjnym różniącym wyłącznik od stycznika jest
zamek. Powoduje on, że po zamknięciu się styków wyłącznika układ napędowy zostaje
zaryglowany i siła nacisku na niego (np. przerwanie prądu w obwodzie cewki elektromagnesu
napędowego) nie powoduje rozwarcia się styków. Do otworzenia wyłącznika jest konieczne
zadziałanie odrębnego urządzenia wyzwalającego, działającego na zamek.
Urządzenie powodujące obrót zapadki nazywa się urządzeniem wyzwalającym.
Rozróżnia się wyzwalacze i przekaz
niki. Różnica między nimi polega na tym, że wyzwalacze
działają bezpośrednio na odryglowanie zamka, natomiast przekaz
niki sterujÄ… wyzwalaczami
przez zamknięcie lub otwarcie obwodu elektrycznego.
W wyłącznikach najczęściej stosowane są wyzwalacze termiczne i elektromagnetyczne.
Wyzwalacze termiczne
Wyzwalacze termiczne (rys. 11a) działają na takiej samej zasadzie jak omówione już
przekaz
niki termiczne, z tą tylko różnicą, że działają bezpośrednio na zamek wyłącznika,
a nie na obwód sterowania. W nowszych konstrukcjach wyłączników stosuje się zamiast
wyzwalaczy przekaz
niki termiczne, które zamykają obwód wyzwalaczy napięciowych
obracajÄ…cych zapadkÄ™. Wyzwalacze lub przekaz
niki termiczne działają ze zwłoką konieczną
do nagrzania bimetalu, toteż są stosowane jako zabezpieczenia przeciążeniowe. Nie nadają się
one do zabezpieczeń zwarciowych, gdzie jest konieczne działanie natychmiastowe.
Wyzwalacze elektromagnetyczne
Wyzwalacze elektromagnetyczne (rys. 11b) działają przy zwiększeniu prądu ponad
wartość nastawioną. Zwiększenie prądu na skutek zwarcia lub przeciążenia powoduje
przyciągnięcie ruchomej zwory i obrót zapadki zamka. Cewka elektromagnesu jest włączona
do obwodu głównego wyłącznika bezpośrednio lub przez przekaz
nik. Prąd zadziałania jest
nastawiony przez regulację naciągu sprężyny lub szerokości szczeliny między
elektromagnesem a zworą. Czas zadziałania wyzwalacza jest bardzo krótki  ok. 0,02 s.
Wyzwalacze elektromagnetyczne sÄ… stosowane jako zabezpieczenia zwarciowe lub
przeciążeniowe bezzwłoczne.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
a) termiczny
1  bimetal,
a) b)
2  zapadka,
3  fragment
sprzęgła
b)
elektromagnetyczny
1  zwora
elektromagnesu,
2  zapadka zamka,
3  cewka włączona
szeregowo w obwód
prÄ…dowy,
4  pokrętło
regulujÄ…ce naciÄ…g
sprężyny
Rys. 11. Wyzwalacz: a) termiczny, b) elektromagnetyczny [4]
Podział wyłączników
Wyłączniki można podzielić w zależności od zwarciowej zdolności łączeniowej na:
 instalacyjne,
 przemysłowe.
W zależności od znamionowego prądu ciągłego, prądu wyłączalnego oraz wyposażenia
można wyróżnić:
 wyłączniki instalacyjne,
 wyłączniki sieciowe,
 wyłączniki stacyjne.
Przykładem wyłącznika instalacyjnego jest obecnie powszechnie stosowany wyłącznik
instalacyjny płaski serii S160 (rys. 12), stosowany w instalacjach mieszkaniowych
i oświetleniowych zamiast bezpieczników. Działa on zarówno przy zwarciach
(bezzwłocznie), jak i przeciążeniach (zwłocznie), można go też wyłączyć za pomocą
przełącznika.
Rys. 12. Wyłącznik S160 [15]
Z wyłączników przemysłowych (rys. 13) do najczęściej stosowanych należą wyłączniki
WIS, APU, AP oraz DS.
a) b)
Rys. 13. Wyłącznik przemysłowy: a) DS, b) M 611 [24]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Wyłączniki instalacyjne występują w dwóch odmianach: do instalacji domowych
i obwodów silnikowych. Budowane sÄ… na prÄ…d znamionowy ciÄ…gÅ‚y 6÷63 A i prÄ…d wyÅ‚Ä…czalny
3÷10 kA.
WyÅ‚Ä…czniki sieciowe o prÄ…dzie znamionowym ciÄ…gÅ‚ym 63÷630 A sÄ… przystosowane do
instalacji w niedużych rozdzielniach. MogÄ… wyÅ‚Ä…czać prÄ…dy zwarciowe 6÷35 kA, a nawet
większe.
Wyłączniki stacyjne są przeznaczone do instalowania w stacjach transformatorowo-
rozdzielczych i rozdzielnicach dużej mocy, czyli w miejscach, gdzie występują największe
prÄ…dy robocze i zwarciowe. MajÄ… prÄ…d ciÄ…gÅ‚y 400÷4000 A i prÄ…d wyÅ‚Ä…czalny 20÷80 kA.
Badanie wyłącznika
Prezentowane doświadczenie ma na celu przedstawienie badania działania wyłącznika
instalacyjnego dla różnych wartości natężenia prądu. Schemat układu przedstawiono na
rys. 14.
Rys. 14. Schemat połączeń do badania wyłącznika instalacyjnego
W układzie przedstawionym na schemacie (rys. 14) znajdują się: wyłącznik główny Q,
wyłącznik instalacyjny (jego łącznik F1 oraz wyzwalacz termiczny F1) i przełącznik S1, za
pomocą którego odłącza się badany wyłącznik w celu nastawienia odpowiedniego prądu
rezystorem R1. Równoległe z rezystorem znajduje się żarówka H1, której świecenie
sygnalizuje załączenie wyłącznika (gdy łącznik S1 jest w pozycji 2).
Sprawdzanie polega na pomiarze opóz
nień czasowych wyłącznika dla różnych wartości
prądu w obwodzie przy danej wartości prądu nastawnego. Należy nastawić na skali
nastawczej prąd Inast, na skali czasowej czas tnast, załączyć wyłącznik Q i nastawić daną
wartość prądu w obwodzie rezystorem nastawczym R1. Następnie zamknąć obwód
z wyłącznikiem od strony rezystora przełączając łącznik S1 w pozycję 2. Załączyć łącznik
wyłącznika F1 włączając jednocześnie stoper, obserwować świecenie żarówki. W momencie
wyłączenia wyłącznika (łącznika F1) spowodowanym wyzwalaczem termicznym F1, obwód
zostanie przerwany i żarówka zgaśnie. W tym momencie należy wyłączyć stoper. W ten
sposób wyznaczony został pierwszy punkt charakterystyki czasowo-prądowej. Odczekać, aż
wyłącznik ostygnie i powtórzyć pomiary dla wszystkich wartości prądu Inast, które znajdują
się na podziałce wyłącznika. Dla każdego z prądów nastawnych wyznaczyć czas zadziałania
wyłącznika dla kilku różnych wartości prądów w obwodzie. Rozpocząć od prądu półtora razy
większego od prądu nastawnego, kolejnie 3, 4, 5 i 6 razy większego. Otrzymane wyniki
uśrednić, sporządzić charakterystykę czasowo-prądową i porównać wyniki z danymi
katalogowymi.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
4.1.1.6. Odłączniki, rozłączniki, wyłączniki. Aparatura wysokich i średnich napięć
Odłączniki
Odłączniki są urządzeniami najprostszymi w budowie, gdyż nie są przystosowane do
wyłączania prądów roboczych. Zapewniają jedynie widoczną przerwę izolacyjną, są tanie
w porównaniu do wyłączników, których ceny znacznie zwiększają się wraz ze wzrostem
napięcia.
Odłączniki, chociaż pozbawione urządzeń do gaszenia łuku, mogą załączać i wyłączać
niewielkie prądy płynące w obwodzie.
Ze względu na miejsce zainstalowania odłączniki dzieli się na wnętrzowe i napowietrzne.
Pozostałe kryteria podziału dotyczą ich budowy. Rozróżnia się odłączniki: jednobiegunowe
i trójbiegunowe (rys. 15) oraz równoległe i szeregowe.
a) b)
Rys. 15. Odłącznik średnich napięć, wnętrzowy: a) OW, b) OJON [13]
Najistotniejszy i najczęściej stosowany jest podział ze względu na sposób zwierania
i rozwierania styków. Spotyka się następujące rodzaje odłączników:
 nożowe (sieczne),
 poziomo-obrotowe jednoprzerwowe lub dwuprzerwowe,
 pionowe: wielokolumnowe, pantografowe.
Odłączniki nożowe są stosowane przy średnich napięciach jako wnętrzowe lub
napowietrzne. Przy wyższych napięciach 110 kV i 220 kV najczęściej stosuje się odłączniki
poziomo-obrotowe jedno- lub dwuprzerwowe w wykonaniu napowietrznym. Odłączniki
pionowe spotyka się w rozdzielniach napowietrznych najwyższych napięć (400 kV
i wyższych).
W oznaczeniach odłączników stosuje się następujące symbole: O  odłącznik,
U  uziemnik, W  wnętrzowy, N  napowietrzny, I, II, III  jedno-, dwu- lub trójbiegunowy,
P  z napędem pneumatycznym, W  o izolacji przeciwzabrudzeniowej, UG  noże
uziemiające górne, UD  noże uziemiające dolne. Po zasadniczym symbolu odłącznika podaje
się jego napięcie w kV łamane przez prąd znamionowy w setkach amperów. Tak na przykład
OWIII10/4UD oznacza odłącznik wnętrzowy, trójbiegunowy na napięcie 10 kV i prąd 400 A,
z dolnymi nożami uziemiającymi
Parametry i dobór odłączników
Do podstawowych parametrów odłączników należą:
 napięcie znamionowe izolacji UNi: określa maksymalne napięcie znamionowe sieci,
w której odłącznik może pracować,
 znamionowy prąd ciągły IN: określa maksymalną wartość prądu, jaki może przepływać
przez odłącznik w sposób ciągły,
 znamionowy prÄ…d szczytowy INsz,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
 znamionowy prÄ…d trzysekundowy I3N (lub jednosekundowy I1N).
Parametry INsz i I3N dotyczą wytrzymałości zwarciowej odłączników. Wytrzymałość
zwarciowa cieplna odłącznika jest reprezentowana przez znamionowy prąd n-sekundowy InN
W praktyce prąd ten jest określany jako trzysekundowy I3N lub jednosekundowy I1N.
Rozłączniki
Rozłącznik (rys. 16) jest to łącznik służący do przerywania prądów roboczych
i przeciążeniowych o wartości nieprzekraczającej 10-krotnej wartości znamionowego prądu
ciągłego. Rezystory są stosowane w takich miejscach sieci, gdzie jest wymagana niewielka
zdolność łączeniowa i możliwości łączeniowe wyłączników byłyby w niewielkim stopniu
wykorzystane. Rozłączniki są produkowane na napięcia do 30 kV.
Ze względu na miejsce instalowania rozróżnia się rozłączniki wnętrzowe i napowietrzne.
Prawie wszystkie rozłączniki pełnią jednocześnie funkcje łączników izolacyjnych, stwarzając
widocznÄ… przerwÄ™ izolacyjnÄ….
Ze względu na rodzaj pracy rozłączniki dzieli się na:
 ogólnego zastosowania,
 transformatorowe,
 kondensatorowe,
 silnikowe (styczniki).
Aby zabezpieczyć urządzenia przed przeciążeniami lub zwarciami, niektóre rozłączniki
mają wbudowane bezpieczniki oraz układ wyzwalający rozłącznik w chwili zadziałania co
najmniej jednej wkładki bezpiecznikowej.
Z powyższego wynika kolejny podział rozłączników na:
 rozłączniki wyłączane ręcznie (nie wyposażone w bezpieczniki),
 rozłączniki wyłączane samoczynnie (z bezpiecznikami i wyzwalaczami).
Istotnymi parametrami rozłączników są:
 napięcie znamionowe izolacji UNi,
 znamionowy prąd ciągły IN,
 znamionowy prąd wyłączalny INws: dla warunków roboczych - maksymalny prąd, jaki
może być wyłączany, dla warunków zwarciowych  prąd równy prądowi wyłączalnemu
wkładki topikowej,
 znamionowy prąd załączalny INzał: maksymalny prąd, jaki może być załączony przez
aparat,
 znamionowy prąd szczytowy INsz: określa mechaniczną wytrzymałość rozłącznika
w stanie zamkniętym na działanie prądu zwarciowego,
 znamionowy prąd l- lub 3-sekundowy: określa cieplną wytrzymałość rozłącznika w stanie
zamkniętym na działanie prądu zwarciowego.
a) b) c) d) e)
Rys. 16. Rozłączniki: a) ręczny [20], b) pokrywkowy [18], c) izolacyjny [18],
d) napowietrzny [13], e) do wkładki cylindrycznej [18]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
Wyłączniki
Wyłączniki (rys. 17) z kolei umożliwiają wyłączanie, oprócz prądów roboczych, również
prądów zwarciowych.
Zasada działania wyłączników wysokiego napięcia i ich rola w systemie
elektroenergetycznym jest taka sama jak wyłączników niskiego napięcia. Ze względu na
wyższe napięcia i większe moce zwarciowe różnią się one jedynie rozwiązaniami
konstrukcyjnymi, szczególnie komór łukowych.
Wyłączniki wysokiego napięcia, ze względu na sposób gaszenia łuku dzieli się na:
 pełnoolejowe,
 małoolejowe,
 pneumatyczne,
 wodne (ekspansyjne),
 samogazujÄ…ce,
 magnetowydmuchowe,
 próżniowe.
Podstawowe parametry wyłączników są takie same jak rozłączników. Oprócz tych
parametrów wszystkie wyłączniki charakteryzuje dodatkowo moc znamionowa wyłączalna
SNw w MVÅ"A. Moc wyÅ‚Ä…czalna wyÅ‚Ä…cznika musi być wiÄ™ksza od wartoÅ›ci mocy zwarciowej
obliczonej dla danego miejsca sieci.
a) b) c)
Rys. 17. Wyłączniki wysokiego napięcia: a) typu LTB 145 D1/B, b) LTB E, c) generatorowy HGI 2 [13]
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń..
1. Jakie są oznaczenia łączników stosowane do przedstawiania ich na schematach ideowych?
2. Jakie są podstawowe części łącznika?
3. Jakie są podstawowe parametry znamionowe łączników?
4. Jakie są charakterystyczne cechy wyglądu zewnętrznego łączników?
5. Jakie są różnice w budowie, sposobie działania i przeznaczeniu wyłączników,
rozłączników i odłączników?
6. Jakie są różnice pomiędzy łącznikami ręcznymi i automatycznymi?
7. Jaka jest budowa i zasada działania stycznika?
8. Jakie są szczegółowe oznaczenia styczników i ich styków?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
9. Jaka jest różnica w sterowaniu stycznikiem sygnałem ciągłym, a impulsem
krótkotrwałym?
10. Jakie są podstawowe zasady konstruowania obwodów sterowania stycznikiem?
11. O czym mówi kategoria użytkowania stycznika?
12. Jakie są najważniejsze właściwości styczników?
13. Z jakich elementów konstruowane są łączniki półprzewodnikowe?
14. Jakie są zalety łączników półprzewodnikowych?
15. Do czego służą urządzenia wyzwalające w wyłącznikach?
16. Jaka jest zasada działania wyzwalacza termicznego?
17. Jaka jest zasada działania wyzwalacza elektromagnetycznego?
18. Jak dzielą się wyłączniki ze względu na prąd znamionowy?
19. Co to są wyłączniki i jaką rolę pełnią w instalacjach elektrycznych?
20. Co to są rozłączniki i jaką rolę pełnią w instalacjach elektrycznych?
21. Co to są odłączniki i jaką rolę pełnią w instalacjach elektrycznych?
22. Jakie widzisz różnice pomiędzy urządzeniami niskiego i wysokiego napięcia?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj przedstawione łączniki na podstawie wyglądu zewnętrznego i oznaczeń na
nich stosowanych:
a) Å‚Ä…cznik instalacyjny,
b) Å‚Ä…cznik wtykowy,
c) łącznik drążkowy,
d) stycznik,
e) łącznik półprzewodnikowy,
f) wyłącznik,
g) bezpiecznik.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z podziałem łączników i ich cechami charakterystycznymi,
2) dokonać podziału na grupy zgodnie z poleceniem,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 urzÄ…dzenia Å‚Ä…czeniowe i sterownicze,
 zdjęcia urządzeń łączeniowych i sterowniczych,
 katalog elementów łączeniowych i sterowniczych,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis.
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj urządzenia łączeniowe i sterownicze wg poniższego wykazu na
prezentowanych schematach:
a) przycisk,
b) łącznik krańcowy,
c) stycznik,
d) bezpiecznik.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z podziałem łączników i ich cechami charakterystycznymi,
2) zidentyfikować elementy układu,
3) wyjaśnić, jaką funkcję pełni zidentyfikowany element w układzie,
4) zdefiniować parametry znamionowe łączników,
5) znalez
ć zdjęcia i parametry zidentyfikowanych urządzeń w Internecie oraz informację
o ich producentach,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 proste schematy układów sterowniczych,
 katalog elementów łączeniowych i sterowniczych,
 komputer z dostępem do Internetu,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis.
Ćwiczenie 3
Na podstawie schematów przeanalizuj i opisz działanie wyzwalaczy:
a) wyzwalacz elektromagnetyczny nadprÄ…dowy,
b) wyzwalacz termiczny,
c) wyzwalacz podnapięciowy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z budową i zasadą działania wyłączników oraz wyzwalaczy,
2) wyjaśnić budowę wyłączników,
3) wyjaśnić, jakie funkcje pełnią wyzwalacze i na jaką część wyłącznika oddziałują,
4) zidentyfikować rodzaj wyzwalacza na każdym schemacie,
5) objaśnić działania danego wyzwalacza,
6) opisać wady i zalety danych wyzwalaczy,
7) zaproponować inne urządzenie, które może być stosowane zamiennie z wyzwalaczem,
8) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schematy wyłączników,
 wyłączniki,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis.
Ćwiczenie 4
Na podstawie danego schematu przeanalizuj i opisz działanie łączników.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z budową, zasadą działania i oznaczeniami łączników stosowanych na
schematach,
2) zidentyfikować rodzaje łączników na schemacie,
3) wyjaśnić różnice pomiędzy łącznikami,
4) zidentyfikować inne urządzenia na schemacie,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
5) objaśnić, jakie funkcje pełni i jakimi urządzeniami steruje każdy z łączników,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schemat układu sterowania,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis.
Ćwiczenie 5
Sprawdz
działanie stycznika dla różnych wartości napięcia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zasadą działania, parametrami znamionowymi oraz kategoriami
użytkowania styczników,
2) określić rodzaj i podstawowe parametry znamionowe stycznika,
3) dokonać oględzin stycznika,
4) sprawdzić stan połączeń i mocowań,
5) podłączyć napięcie do układu,
6) regulując przepływ prądu w obwodzie doprowadzić do załączenia stycznika,
7) zanotować wartość napięcia zadziałania stycznika,
8) regulując przepływ prądu w obwodzie doprowadzić do wyłączenia stycznika,
9) zanotować napięcie wyłączenia stycznika,
10) odłączyć napięcie zasilające,
11) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schemat układu do badania stycznika (np. rys. 7),
 mierniki prądu i napięcia,
 odpowiednio przygotowane stanowisko pracy,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis, liniał.
Ćwiczenie 6
Sprawdz
działanie wyłącznika instalacyjnego dla kilku wartości prądu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zasadą działania i parametrami wyłączników instalacyjnych,
2) określić rodzaj i podstawowe parametry znamionowe wyłącznika,
3) dokonać oględzin wyłącznika,
4) sprawdzić stan połączeń i mocowań,
5) podłączyć napięcie do układu,
6) postępując zgodnie z instrukcją zmierzyć opóz
nienia czasowe wyłącznika dla różnych
wartości prądu w obwodzie przy danej wartości prądu nastawnego,
7) zanotować otrzymane wyniki,
8) odłączyć napięcie zasilające,
9) sporządzić charakterystykę czasowo-prądową,
10) porównać otrzymane parametry i wykres z danymi katalogowymi,
11) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schemat układu do badania wyłącznika instalacyjnego (np. rys. 14),
 mierniki prądu i napięcia,
 odpowiednio przygotowane stanowisko pracy,
 katalog łączników,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis, liniał.
Ćwiczenie 7
Rozpoznaj podane niżej łączniki na podstawie wyglądu zewnętrznego:
a) wyłącznik,
b) rozłącznik,
c) odłącznik.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z podziałem łączników i ich cechami charakterystycznymi,
2) dokonać podziału na grupy zgodnie z poleceniem,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
Wyposażenie stanowiska pracy:
 urzÄ…dzenia Å‚Ä…czeniowe,
 zdjęcia urządzeń łączeniowych,
 katalog elementów łączeniowych,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) rozpoznać łączniki na schematach?
ð ð
2) rozpoznać łączniki na podstawie wyglądu zewnętrznego?
ð ð
3) scharakteryzować podstawowe parametry łączników?
ð ð
4) rozpoznać łączniki oraz zabezpieczenia na schematach ideowych?
ð ð
5) wyjaśnić działanie prostych układów sterowania?
ð ð
6) połączyć układy łączników na podstawie schematów?
ð ð
7) sprawdzić poprawność działania łączników?
ð ð
8) zmierzyć parametry łączników w oparciu o dokumentację?
ð ð
9) ocenić stan techniczny łączników na podstawie pomiarów?
ð ð
10) odczytać parametry łączników z literatury i kart katalogowych?
ð ð
11) scharakteryzować odłączniki, wyłączniki i rozłączniki?
ð ð
12) rozróżnić odłącznik, wyłącznik i rozłącznik?
ð ð
13) porównać urządzenia wysokiego i niskiego napięcia?
ð ð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
4.2. Przekaz
niki i bezpieczniki
4.2.1. Materiał nauczania
Wiadomości wstępne
Przekaz
nik elektromagnetyczny jest to urządzenie działające przy zmianie warunków
pracy w obwodzie elektrycznym i powodujące przez to zadziałanie innych urządzeń w tym
samym lub innym obwodzie elektrycznym. Jest to najogólniejsze określenie przekaz
nika
w znaczeniu ograniczonym tylko do przekaz
nika elektrycznego.
Przekaz
nik jest to urządzenie  zwykle elektromagnetyczne  działające wskutek zmian
prądowych w pewnym obwodzie elektrycznym, które na skutek zamykania lub otwierania
swoich zestyków wywołuje odpowiednie zmiany prądowe w innych obwodach.
Jeszcze inaczej można określić przekaz
nik jako urządzenie, które pobudzone przez
zmianę pewniej wielkości w obwodzie elektrycznym przekazuje za pośrednictwem zestyku
(lub zestyków) impulsy prądowe do innych obwodów.
Działanie różnych przekaz
ników uzależnione jest od wielkości elektrycznych, takich jak
prąd, napięcie, rezystancja, moc, częstotliwość itp. lub od wielkości nieelektrycznych, takich
jak temperatura, ciśnienie gazu, prędkość przepływu oleju itp.
Podstawową różnicą pomiędzy przekaz
nikiem a innymi Å‚Ä…cznikami jest brak w jego
budowie komory gaszenia. A
uk elektryczny w przypadku przekaz
ników gaszony jest
w powietrzu.
Właściwości przekaz
ników i pojęcia dotyczące ich działania
Stan beznapięciowy przekaz
nika jest stanem, w którym przez uzwojenie przekaz
nika nie
płynie prąd.
Stan spoczynkowy przekaz
nika jest stanem, w którym uzwojenie przekaz
nika jest
zasilane prądem, ale jego układ ruchowy jest nieczynny.
Stan roboczy przekaz
nika jest stanem, w którym przekaz
nik działa (np. w przypadku
zwarcia w obiekcie zabezpieczanym).
Przekaz
nik zaczyna działać, gdy pobudzająca go wielkość:
a) wzrastając osiągnie lub przekroczy pewną wartość,
b) malejąc osiągnie określoną wartość albo opadnie poniżej tej wartości.
W pierwszym przypadku mamy do czynienia z przekaz
nikami nadmiarowymi, a w drugim
przypadku z przekaz
nikami niedomiarowymi.
Określenia stosowane w opisie przekaz
ników:
 wartość powrotna: jest to wartość wielkości pobudzającej wystarczająca, by przekaz
nik
przestał działać,
 wartość rozruchowa: jest graniczną wartością wielkości pobudzającej, przy której zestyk
przekaz
nika zamyka się albo otwiera się (w zależności od typu przekaz
nika),
 wartość nastawiona: jest to wartość znamionowa, na którą nastawiono przekaz
nik.
Wyróżniamy tutaj przekaz
niki nastawne lub nienastawne. Przekaz
niki nastawne majÄ…
regulację wielkości nastawnej,
 współczynnik powrotu: jest to stosunek wartości powrotnej do wartości rozruchowej przy
tym samym nastawieniu, zwykle wyrażany w procentach. Dla przekaz
ników
nadmiarowych stosunek ten jest mniejszy od 100%.
 uchyb względny: algebraiczna różnica pomiędzy wartością rozruchową a wartością
nastawną wielkości pobudzającej, wyrażona w procentach,
 granica uchybu: jest największym dopuszczalnym uchybem dodatnim lub ujemnym,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
 pobór mocy: jest to moc pobierana przez przekaz
nik, zwykle wartość znamionowa lub
najmniejsza nastawiona wartość rozruchowa mocy,
 czułość: jest miarą zdolności działania przekaz
nika,
 dopuszczalna wartość trwała: jest największą wartością skuteczną prądu lub napięcia,
którą przekaz
nik znosi trwale bez jakiegokolwiek uszkodzenia lub niedopuszczalnego
nagrzania.
Dla przekaz
ników stosowane są pojęcia związane z czasami:
 czas rozruchu: jest to czas upływający od chwili, gdy wielkość pobudzeniowa przekroczy
wielkość rozruchową, do chwili, gdy przekaz
nik znajdzie się w położeniu końcowym,
 czas nastawiony: jest to wartość opóz
nienia, czyli zwłoki nastawiona na podziałce
czasowej przekaz
nika.
Zestyki przekaz
nika
Zestyk przekaz
nika jest układem dwóch lub więcej styków, których zwieranie się lub
rozwieranie jest bezpośrednim zadaniem przekaz
nika. Wyróżniamy kilka rodzajów zestyków.
Przytoczymy tutaj kilka najczęściej stosownych:
 zestyk zwierny (roboczy): jest to zestyk otwarty, gdy przekaz
nik jest w stanie spoczynku,
zamknięty w stanie roboczym,
 zestyk rozwierny (spoczynkowy): jest to zestyk zamknięty, gdy przekaz
nik jest w stanie
spoczynku, otwarty w stanie roboczym,
 zestyk przełączny: jest to zestyk złożony z dwóch styków nieruchomych i jednego
ruchomego, który styka się z jednym bądz
drugim stykiem nieruchomym,
 zestyk pojedynczy: jest to zestyk o jednym tylko punkcie styczności pomiędzy dwoma
stykami.
Ze względu na szybkość działania zestyki dzielimy na:
 zwłoczne,
 bezzwłoczne.
W zależności od sposobu przełączania zestyki dzielimy na:
 przełączalne samoczynnie,
 przełączalne ręcznie.
W zależności od sposobu powrotu do położenia wejściowego zestyki dzielimy na:
 zestyki z samoczynnym powrotem,
 zestyki z samoczynnym zatrzymaniem.
Do głównych parametrów charakteryzujących zestyki przekaz
ników należą:
 dopuszczalny trwały prąd zestyku: jest to najmniejsza wartość skuteczna prądu, który
zestyk może przewodzić stale bez nadmiernego nagrzania się lub uszkodzenia,
 dopuszczalna liczba łączeń: jest to liczba łączeń, które przekaz
nik znosi nie ulegajÄ…c
uszkodzeniu ani niedopuszczalnemu zużyciu.
Podział przekaz
ników
Ze względu na budowę przekaz
niki można podzielić na:
 elektromagnetyczne,
 magnetoelektryczne,
 indukcyjne,
 elektrodynamiczne,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
 cieplne,
 elektroniczne,
 transduktorowe,
 ciśnieniowe.
W zależności od rodzaju i zmiany wielkości kontrolowanej możemy wyróżnić przekaz
niki:
 prÄ…dowe,
 napięciowe,
 kierunkowe,
 odległościowe,
 częstotliwościowe,
 różnicowe,
 gazowo-przepływowe (Buchholza).
Przekaz
niki prÄ…dowe
Zadaniem przekaz
ników prądowych (rys. 18a) jest wykrycie przekroczenia nastawionej
wartości prądu rozruchowego. Najprostszym przekaz
nikiem tej grupy jest przekaz
nik
nadmiarowo-prądowy. Zasada jego działania jest prosta. Pod wpływem pola magnetycznego
wywołanego przez prąd płynący w uzwojeniu przekaz
nika jego zwora obraca siÄ™, powodujÄ…c
otwarcie lub zamknięcie zestyku.
Przekaz
nik z elementami nadprądowymi i dodatkowym członem zwłocznym w jednej
obudowie stanowiÄ… przekaz
niki nadprądowe zwłoczne niezależne. Dają one możliwość
ustawienia prądu rozruchowego i doboru zwłoki czasowej w bardzo szerokim zakresie  od
milisekund do kilkudziesięciu sekund. Stosuje się je głównie do zabezpieczenia maszyn
elektrycznych i linii zasilających przed skutkami przeciążeń.
Do ochrony silników elektrycznych są również przeznaczone przekaz
niki nadprÄ…dowe
o charakterystyce ograniczenie zależnej. Przekaz
niki tego typu reagują z dużą zwłoką
czasową przy niewielkich przeciążeniach, natomiast przy dużych przeciążeniach działają
szybko. OddzielnÄ… grupÄ™ stanowiÄ… przekaz
niki nadprądowe bezzwłoczne.
Przekaz
niki napięciowe
Przekaz
niki napięciowe (rys. 18c) są zbudowane podobnie jak przekaz
niki prÄ…dowe.
Różnica polega na wykonaniu uzwojeń. W przypadku przekaz
ników napięciowych stosuje się
cewki o wielu zwojach z cienkiego drutu, w przeciwieństwie do prądowych, gdzie cewki są
zbudowane z niewielu zwojów z grubego drutu.
a) b) c) d) e) f)
Rys. 18. Przekaz
niki: a) zbyt wysokiego prądu, b) półprzewodnikowy (prądowy), c) niedomiaru napięcia,
d) półprzewodnikowy dla napięcia stałego, e) f) inne napięciowe [16]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Przekaz
niki innych typów
Przekaz
niki kierunkowe  najczęściej spotykanym przekaz
nikiem tego typu jest
przekaz
nik prądowy reagujący na kąt przesunięcia fazowego między prądem a napięciem.
Przekaz
nik odległościowy  kontroluje i mierzy odległość miejsca zwarcia od punktu,
w którym został zainstalowany. Wyłączenie zwarcia powoduje ten przekaz
nik, który jest
najbliżej.
Przekaz
nik częstotliwościowy  jest głownie używany do samoczynnego odciążenia
układów elektroenergetycznych w przypadku nagłego i znacznego zmniejszenia się
częstotliwości.
Przekaz
nik różnicowy  w swojej budowie zawiera dwie cewki, przez które w trakcie
normalnej pracy płynie ten sam prąd. Przekaz
nik przełącza zestyki w momencie wystąpienia
określonej różnicy w prądach płynących przez te cewki.
Przekaz
nik gazowo-przepływowy  jego głównym zadaniem jest reagowanie na
zakłócenia występujące wewnątrz aparatów napełnionych olejem i sygnalizowanie zakłócenia
lub samoczynne wyłączenie urządzeń spod napięcia, z ewentualnym uruchomieniem urządzeń
przeciwpożarowych.
Badanie przekaz
ników
Na rys. 19 został pokazany układ połączeń do pomiarów napięcia zadziałania oraz
napięcia zwalniania przekaz
nika K1. Jest on analogiczny do układu, w którym badany był
stycznik. Zgodnie z oznaczeniami cewka przekaz
nika K1 zaznaczona jest jako prostokÄ…t
a jego styki jako rozwarty przewód (pod buczkiem H1).
Rys. 19. Badanie wartości napięcia i prądu zadziałania oraz zwalniania przekaz
nika [opracowanie własne]
Czułość przekaz
nika należy regulować rezystorem R1, zmieniając w ten sposób prąd
płynący przez przekaz
nik K1. Stopniowe zwiększanie natężenia prądu spowoduje załączenie
przekaz
nika K1, którego styki K1 zwierając się zamkną obwód z buczkiem H1,
a przepływający przez niego prąd wywoła jego buczenie. Można w ten sposób wyznaczyć
napięcie zadziałania przekaz
nika. Należy podać na przekaz
nik odpowiednio 0,9; 1; 1,1
napięcia znamionowego i wyznaczyć natężenie prądu. Następnie należy zmniejszać natężenie
prądu płynącego przez przekaz
nik, co doprowadzi do przełączenia przekaz
nika i rozwarcia
jego styków K1, które podtrzymywały prąd w układzie z buczkiem  buczenie ustanie. W taki
sposób można wyznaczyć napięcie zwalniania przekaz
nika K1.
Po wyznaczeniu tych danych należy porównać wartości wskazane z pomiarów z danymi
z tabliczki znamionowej oraz danymi katalogowymi. Na tej podstawie ocenia siÄ™ stan
techniczny badanego przekaz
nika.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Kolejne doświadczenie ma na celu przedstawić badanie działania przekaz
nika
termicznego dla różnych wartości natężenia prądu oraz wyznaczenie charakterystyki
czasowo-prądowej określającej szybkość zadziałania przekaz
nika w funkcji natężenia prądu
występującego w badanym obwodzie. Schemat układu przedstawiono na rys. 20.
Rys. 20. Schemat połączeń do badania przekaz
nika termicznego [1]
W układzie przedstawionym na schemacie (rys. 20) znajdują się: wyłącznik główny Q,
badany przekaz
nik K1, żarówka H1, której świecenie sygnalizuje zwarcie zestyków
pomocniczych przekaz
nika, rezystor nastawny R1, za pomocą którego ustawia się natężenie
prądu w obwodzie i łącznik S1, który służy do nastawienia odpowiedniego prądu rezystorem
R1.
Sprawdzanie polega na pomiarze opóz
nień czasowych przekaz
nika dla różnych wartości
prądu w obwodzie przy danej wartości prądu nastawnego. Należy nastawić na skali
nastawczej prąd Inast, załączyć wyłącznik Q i nastawić daną wartość prądu w obwodzie
rezystorem nastawczym R1. Następnie zamknąć obwód z przekaz
nikiem, przełączając łącznik
S1 w pozycję 2 i włączając jednocześnie stoper, obserwować żarówkę. W momencie
przełączenia zestyków pomocniczych przekaz
nika K1 gałąz
z żarówką zostanie zwarta, co
spowoduje jej świecenie. W tym momencie należy wyłączyć stoper. W ten sposób
wyznaczony został pierwszy punkt charakterystyki czasowo-prądowej. Należy odczekać, aż
przekaz
nik ostygnie i powtórzyć pomiary dla wszystkich wartości prądu Inast, które znajdują
się na podziałce przekaz
nika. Dla każdego z prądów nastawnych należy ustawić kilka różnych
wartości prądów w obwodzie. Rozpocząć od prądu półtora razy większego od prądu
nastawnego, kolejnie 3; 4,5 i 6 razy większego. Otrzymane wyniki uśrednić, sporządzić
charakterystykę czasowo-prądową i sprawdzić wyniki z danymi katalogowymi.
Celem kolejnego doświadczenia jest wyznaczenie czasu własnego przekaz
nika. Na
rys. 21 został pokazany układ połączeń, który należy zmontować w celu przeprowadzenia
tego badania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Rys. 21. Badanie czasu własnego przekaz
nika [1]
Milisekundomierz zmierzy czas od momentu wyłączenia wyłącznika W1 do momentu
zamknięcia styków przekaz
nika, czyli czas jego zwłoki.
W celu wykonania doświadczenia należy załączyć wyłączniki W i W1, ustawić napięcie
znamionowe i załączyć wyłącznik Ws. Następnie wyłączyć wyłącznik W1, co uruchomi
milisekundomierz. Po pewnym czasie, który badamy, przekaz
nik przełączy swoje styki
wyłączając pomiar czasu.
Układ  lewo-prawo sterowania silnikiem
Rys. 22. Schemat sterowania silnikiem [1]
Układ przedstawiony na rys. 22 służy do sterowania silnikiem pewnego urządzenia,
którego zakres pracy jest ograniczony z dwóch stron. Może to być np. taśma produkcyjna,
która ma pracować w dwóch kierunkach  do przodu i do tyłu. Dodatkowym założeniem jest,
by pracowała ona przemiennie  raz do przodu, raz do tyłu. Niedopuszczalne jest przesunięcie
się taśmy poza jej zakres graniczny.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Tor główny układu podłączony jest do napięcia trójfazowego (L1, L2, L3). W celu
zabezpieczenia silnika (M) umieszczono trzy bezpieczniki (F1, F2, F3). Poniżej nich znajduje
się łącznik Q, który odłącza silnik od zasilania. Dalej znajduje się przekaz
nik termiczny (F5),
który w przypadku zbyt dużej temperatury powoduje przerwę w obwodzie sterowania (zestyk
F5) i odłącza w ten sposób silnik. Niżej znajdują się dwa styczniki (K1 i K2), które służą do
sterowania pracÄ… silnika w prawo i w lewo.
Układ sterowania podłączony jest do fazy L1 poprzez bezpiecznik F4 i łącznik S6
służący do odłączania układu sterowania od napięcia. Dalej znajdują się dwa tory sterowania.
Każdy z nich zawiera przycisk do włączania stycznika (jest on dodatkowo bocznikowany
poprzez zestyk), dalej znajduje się łącznik krańcowy, który służy do sygnalizacji osiągnięcia
pozycji krańcowej. Następnie znajdują się: zestyk rozwierny stycznika oraz cewka.
Przed włączeniem silnika taśma nie znajduje się w pozycji krańcowej (żaden z zestyków
krańcowych nie sygnalizuje wyjścia poza zakres). Po naciśnięciu przycisku S1 przez dolną
gałąz
układu sterowania płynie prąd, ponieważ zestyk krańcowy jest zwarty. Prąd
przepływając przez cewkę stycznika K1 powoduje zwarcie zestyków głównych stycznika K1,
które załączają silnik do napięcia. Dodatkowo rozwiera się zestyk rozwierny stycznika K1,
który uniemożliwia włączenie prądu poprzez naciśnięcie przycisku S2, co spowodowałoby
załączenie stycznika K2 i zwarcie faz. Po puszczeniu przycisku S1 prąd płynie dalej,
ponieważ jest podtrzymywany przez zestyk zwierny K1. Kiedy taśma osiągnie położenie
krańcowe, zestyk S3 rozwiera się rozwierając układ sterowania. Przez cewkę stycznika K1
przestaje płynąć prąd. Styki główne stycznika K1 rozwierają się, co wyłącza silnik.
Dodatkowo rozwiera się zestyk zwierny K1 podtrzymujący przepływ prądu po zwolnieniu
przycisku S1. Zwiera się także zestyk rozwierny stycznika K1 umożliwiający załączenie
prądu w górnej gałęzi układu sterowania. Ponowne naciśnięcie przycisku S1 nie spowoduje
przepływu prądu przez cewkę stycznika K1, ponieważ łącznik krańcowy S3 nadal jest
rozwarty.
Po naciśnięciu przycisku górnej gałęzi sterowania S4 przez zwarte zestyki S4, K1
i cewkę stycznika K2 zaczyna płynąć prąd. Powoduje to zwarcie zestyków głównych
stycznika K2  silnik zaczyna pracować w drugim kierunku. Rozwiera się zestyk rozwierny
K2 uniemożliwiając w ten sposób załączenie stycznika K1 poprzez naciśnięcie przycisku S1,
co doprowadziłoby do zwarcia. Zwiera się także zestyk zwierny K2, który podtrzymuje
przepływ prądu. Puszczenie przycisku S2 nie spowoduje wyłączenia prądu w obwodzie
sterowania. Naciśnięcie przycisku S1 nie spowoduje przepływu prądu przez dolną gałąz

sterowania, ponieważ rozwarte są styki pomocnicze (rozwierne) stycznika K2.
Po osiągnięciu położenia krańcowego zestyk krańcowy S4 się rozwiera, rozłączając
stycznik K2 oraz odłączając silnik i odpowiednie zestyki pomocnicze. Cały cykl sterowania
można powtórzyć.
Powyżej przedstawiono normalny cykl pracy sterowania silnikiem. Jak podano, nie jest
możliwe załączenie silnika do pracy w przeciwną stronę przed osiągnięciem któregoś
z położeń krańcowych. Rozwiązaniem tego problemu jest umieszczenie w układzie
sterowania łącznika S6, który odłącza prąd od układu sterowania. Przerywa układ powodując
zanik prądu w cewkach styczników. Po wciśnięciu tego przycisku silnik zatrzymuje się, oba
styczniki się rozwierają. Możliwe jest uruchomienie silnika w dowolnym kierunku,
oczywiście tylko wtedy, gdy żaden z łączników krańcowych nie jest rozwarty.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
Bezpieczniki
Podczas zwarć i przeciążeń w instalacjach elektrycznych nadmierny prąd może uszkodzić
zainstalowane urządzenia lub przepalić przewody instalacji. Wyłączniki jako urządzenia
kosztowne nie mogą służyć do powszechnego zabezpieczenia przed skutkami zwarć
i przeciążeń. Najprostszym i jednocześnie najtańszym sposobem zabezpieczenia się przed
tymi skutkami jest stosowanie bezpieczników. Bezpieczniki są najsłabszym elementem
w instalacjach i aparatach elektrycznych i podczas przepływu nadmiernego prądu ulegają
 uszkodzeniu" wyłączając obwód i chroniąc tym samym pozostałe urządzenia.
 Uszkodzenie" bezpiecznika jest właśnie celem jego stosowania i polega na stopieniu się
topiku w wymienialnym elemencie bezpiecznika - wkładce topikowej (rys. 23).
a) b)
Rys. 23. Wkładka topikowa: a) dla poszczególnych prądów znamionowych, b) przepalona [4]
Standardowe kolory wskaz
ników zadziałania dla poszczególnych prądów
znamionowych: 2 A  różowa, 4 A  brązowa, 6 A  zielona, 10 A  czerwona, 16 A  szara,
20 A  niebieska, 25 A  żółta, 35 A  czarna, 50 A  biała i 63 A  miedziana.
Przy wkładkach topikowych przemysłowych mocy WT-NH (rys. 24) wskaz
nik
zadziałania jest czasem zabarwiony na czerwono i jest wykonany w postaci paska ze
sprężynującej stali.
Rys. 24. Wkładka topikowa przemysłowa mocy WT-NH [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Budowa bezpiecznika
Niezależnie od rodzaju bezpiecznika zawiera on dwie zasadnicze części: podstawę
i wymienialną wkładkę topikową. Najistotniejsza część bezpiecznika  wkładka topikowa 
składa się z ceramicznej rury stanowiącej obudowę oraz umieszczonego wewnątrz topiku.
Obudowa z obu stron jest zakończona stykami, a wewnątrz wypełniona gasiwem.
Topiki są najczęściej wykonywane w postaci drutów lub cienkich taśm z posrebrzanej
miedzi lub stopu srebra. Celem srebrzenia jest uzyskanie odporności na utlenianie i tym
samym niezmiennej w czasie charakterystyki działania.
Stopienie siÄ™ topiku powoduje powstanie Å‚uku elektrycznego. IstotnÄ… rolÄ™ w jego
zgaszeniu odgrywa gasiwo, którym jest najczęściej drobny piasek kwarcowy. Piasek odgrywa
następującą rolę:
 umożliwia stosowanie topików o mniejszym przekroju dzięki dużej pojemności cieplnej,
 ułatwia gaszenie łuku w wyniku jego wydłużenia i rozdzielenia w wąskich szczelinach
piasku,
 zmniejsza ciśnienie gazów na ścianki obudowy przy paleniu się łuku.
Części składowe przemysłowej wkładki topikowej pokazane są na rys. 25.
Rys. 25. Części składowe przemysłowej wkładki topikowej [4]
W zależności od wykonania topiku rozróżnia się wkładki bezpiecznikowe o działaniu
szybkim lub zwłocznym.
Podstawowe wielkości charakteryzujące wkładki topikowe
Prąd znamionowy IbN wkładki topikowej jest to taka wartość prądu płynącego
długotrwale przez wkładkę topikową, która nie wywołuje przekroczenia dopuszczalnej
temperatury poszczególnych części bezpiecznika lub innych niepożądanych następstw.
Działanie bezpieczników przy zwarciach jest charakteryzowane przez prąd wyłączalny
oraz prÄ…d ograniczony.
Znamionowy prąd wyłączalny bezpiecznika INws jest to największa wartość początkowa
prądu zwarciowego, jaką może wyłączyć bezpiecznik bez uszkodzenia jego konstrukcji.
Bezpieczniki mają tę zaletę, że oprócz wyłączania prądów zwarciowych ograniczają
również ich wartość. Dzieje się tak dzięki ich szybkiemu działaniu  zanim prąd zwarciowy
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
osiągnie wartość maksymalną Iu, nastąpi przepalenie topiku i wyłączenie prądu. Maksymalną
chwilową wartość, jaką zdoła osiągnąć prąd zwarciowy, nazywa się prądem ograniczonym
bezpiecznika Ibo.
Ograniczenie prądu Iu ma wpływ na dobór urządzeń elektrycznych zainstalowanych za
bezpiecznikiem, ze względu na działanie cieplne i elektrodynamiczne prądu zwarciowego.
W zależności od przeznaczenia bezpieczniki dzieli się na:
 instalacyjne,
 stacyjne,
 aparatowe,
 specjalne.
Bezpieczniki instalacyjne
Bezpieczniki instalacyjne (wkładka topikowa  rys. 23) są najczęściej stosowanymi
bezpiecznikami zarówno w budownictwie mieszkaniowym i komunalnym, jak
i przemysłowym. Składają się one z podstawy, wstawki redukcyjnej zwanej kalibrową,
wkładki topikowej i główki. Całość jest wykonana z porcelany.
Bezpieczniki instalacyjne mają ogólny symbol Bi, po którym jest podawane
dokładniejsze określenie jego elementu: gniazdo ścienne  Gs, gniazdo ścienne otwarte 
Gso, gniazdo tablicowe  Gt, gniazdo szynowe Gsz, wkładka topikowa szybka  Wts,
wkładka topikowa zwłoczna  Wtz, wkładka topikowa zwłoczna małogabarytowa  Wtzm,
wstawka redukcyjna  Wd, główka  G. Po symbolu podaje się oznaczenie prądu i napięcia
znamionowego.
Przykład:
Bi-Wts 10/500  wkładka topikowa o działaniu szybkim bezpiecznika instalacyjnego
o prądzie znamionowym 10 A, na napięcie 500 V.
Bezpieczniki stacyjne
Bezpieczniki stacyjne (wkładka topikowa  rys. 24) są stosowane najczęściej
w rozdzielniach i stacjach, gdzie są wymagane zarówno większe wartości prądów
znamionowych, jak i prądów wyłączalnych.
W Polsce spotyka się powszechnie dwa typy bezpieczników: starsze  Bm i nowsze 
WT.
Bezpieczniki aparatowe
Bezpieczniki aparatowe (rys. 26a) są stosowane do zabezpieczania poszczególnych
aparatów o niewielkim poborze prądu (radia, telewizory itp.). Wkładka topikowa jest
wciskana do odpowiednich szczęk znajdujących się wewnątrz aparatu. Bezpieczniki takie są
na prądy znamionowe do 6,3 A i mają niewielką zdolność wyłączania.
Bezpieczniki specjalne
Bezpieczniki specjalne (rys. 26b) są stosowane w różnego typu mechanizmach
i aparatach, a ich budowa zależy od konkretnych potrzeb. Są to np. bezpieczniki
samochodowe, trakcyjne itp.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
b)
a)
Rys. 26. Bezpieczniki: a) aparatowy [14], b) specjalny (samochodowy) [21]
Międzynarodowe oznaczenia przeznaczenia wkładki bezpiecznika
Międzynarodowe oznaczenia przeznaczenia wkładki bezpiecznika zawiera dwa człony,
pierwszy oznacza zakres wyłączania:
g  wkładka o pełnozakresowym wyłączaniu, tzn. wkładka poprawnie wyłączająca każdy
prąd nieprzekraczający jej znamionowej zdolności wyłączania,
a  wkładka o niepełnozakresowym wyłączaniu, która nie potrafi wyłączyć małych prądów
przeciążeniowych (powinien jej towarzyszyć rozłącznik z zabezpieczeniem
przeciążeniowym).
Drugi człon oznacza kategorię użytkowania:
G  wkładka ogólnego przeznaczenia, do zabezpieczania przewodów,
F  wkładka o charakterystyce szybkiej,
M  wkładka do zabezpieczania silników i urządzeń rozdzielczych,
R  wkładka do zabezpieczania urządzeń półprzewodnikowych,
Tr  wkładka do zabezpieczania transformatorów.
Bezpieczniki wyższych napięć
Przeznaczenie bezpieczników wysokich i średnich napięć (rys. 27) jest takie same jak
bezpieczników niskich napięć. Różnica polega w ich konstrukcji. Wyróżnia się bezpieczniki
ograniczajÄ…ce i gazowydmuchowe.
a) b) c) d)
Rys. 27. Bezpieczniki średniego napięcia: a) WBP, b) WBWMNIW, c) WBWMNI, d) CEF [13]
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest przekaz
nik i jaką rolę pełni w instalacjach elektrycznych?
2. Jakie sÄ… oznaczenia przekaz
ników i bezpieczników stosowane do przedstawiania ich na
schematach ideowych?
3. Jakie są podstawowe części przekaz
nika i bezpiecznika?
4. Jakie sÄ… podstawowe parametry znamionowe przekaz
ników i bezpieczników?
5. Jakie są różnice pomiędzy wartością powrotną, a rozruchową przekaz
nika?
6. Jakie są cechy charakterystyczne wyglądu zewnętrznego przekaz
nika i bezpiecznika?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
7. Jak na podstawie wyglądu zewnętrznego odróżnisz przekaz
niki od łączników?
8. Jak na podstawie prostego schematu sterowania odróżnisz przekaz
niki od łączników?
9. Czy wiesz, jak łączyć układ przekaz
ników i łączników na podstawie schematów
ideowych?
10. W jaki sposób można sprawdzić poprawność działania przekaz
ników?
11. W jaki sposób można zmierzyć podstawowe parametry przekaz
ników?
12. Jak wyszukiwać informacje o przekaz
nikach w literaturze, kartach katalogowych
i Internecie?
13. Jaka jest różnica pomiędzy przekaz
nikiem prądowym a napięciowym?
14. Do czego służą bezpieczniki?
15. Jaka jest różnica pomiędzy wyłącznikami i bezpiecznikami?
16. Po czym można poznać wartość prądu znamionowego wkładki topikowej
bezpieczników?
17. Jak rozpoznać uszkodzony bezpiecznik?
18. Jakie są rodzaje bezpieczników?
19. Jakie są międzynarodowe oznaczenia przeznaczenia wkładek topikowych
bezpieczników?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj przekaz
niki na podstawie wyglądu zewnętrznego i oznaczeń na nich
stosowanych oraz odróżnij je od łączników.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z rodzajami przekaz
ników oraz łączników,
2) dokonać oględzin eksponatów oraz zdjęć urządzeń,
3) dokonać selekcji urządzeń na przekaz
niki i Å‚Ä…czniki,
4) scharakteryzować konkretne łączniki i przydzielić je do odpowiedniej kategorii,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 urzÄ…dzenia Å‚Ä…czeniowe i przekaz
niki,
 zdjęcia urządzeń łączeniowych i przekaz
ników,
 katalog elementów łączeniowych i przekaz
ników zamieszczony w Internecie,
 zeszyt do ćwiczeń,
 ołówek, długopis.
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj przekaz
niki oraz Å‚Ä…czniki na prezentowanych schematach, podaj cechy
odróżniające je od siebie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z podziałem łączników i przekaz
ników,
2) zidentyfikować elementy układu,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
3) wyjaśnić, jaką funkcję pełni zidentyfikowany element w układzie,
4) zdefiniować parametry znamionowe łączników i przekaz
ników,
5) znalez
ć zdjęcia i parametry zidentyfikowanych urządzeń w Internecie oraz informację
o ich producentach,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 proste schematy układów sterowniczych,
 katalog elementów łączeniowych i przekaz
ników,
 komputer z dostępem do Internetu,
 zeszyt do ćwiczeń,
 ołówek, długopis.
Ćwiczenie 3
Sprawdz
działanie przekaz
nika termicznego dla kilku wartości prądu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zasadą działania i parametrami przekaz
nika,
2) określić rodzaj i podstawowe parametry znamionowe przekaz
nika,
3) dokonać oględzin przekaz
nika,
4) sprawdzić stan połączeń i mocowań,
5) podłączyć napięcie do układu,
6) postępując zgodnie z instrukcją zmierzyć opóz
nienia czasowe przekaz
nika dla różnych
wartości prądu w obwodzie przy danej wartości prądu nastawnego.
7) zanotować otrzymane wyniki,
8) odłączyć napięcie zasilające,
9) sporządzić charakterystykę czasowo-prądową,
10) porównać otrzymane parametry i wykresy z danymi katalogowymi,
11) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schemat układu do badania przekaz
nika (np. rys. 20),
 mierniki prądu i napięcia,
 odpowiednio przygotowane stanowisko pracy,
 katalog przekaz
ników,
 zeszyt do ćwiczeń,
 ołówek, długopis, liniał.
Ćwiczenie 4
Sprawdz
działanie przekaz
nika czasowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zasadą działania i parametrami przekaz
nika,
2) określić rodzaj i podstawowe parametry znamionowe przekaz
nika,
3) dokonać oględzin przekaz
nika,
4) sprawdzić stan połączeń i mocowań,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
5) podłączyć napięcie do układu,
6) postępując zgodnie z instrukcją zmierzyć opóz
nienia czasowe przekaz
nika dla zadanego
prÄ…du,
7) zanotować otrzymane wyniki,
8) odłączyć napięcie zasilające,
9) sporządzić charakterystykę czasowo-prądową,
10) porównać otrzymane parametry i wykresy z danymi katalogowymi,
11) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schemat układu do badania przekaz
nika (np. rys. 21),
 mierniki prądu i napięcia,
 odpowiednio przygotowane stanowisko pracy,
 katalog przekaz
ników,
 zeszyt do ćwiczeń,
 ołówek, długopis, linijka.
Ćwiczenie 5
Zmontuj zgodnie z przedstawionym schematem układ sterowania silnikiem prądu
przemiennego i sprawdz
działanie układu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z zasadą działania oraz parametrami łączników i przekaz
ników,
2) rozpoznać na schemacie urządzenia łączeniowe oraz przekaz
nik termiczny i bezpieczniki,
3) przeanalizować funkcje urządzeń na schemacie,
4) przeanalizować sposób sterowania silnikiem,
5) określić rodzaj i podstawowe parametry znamionowe urządzeń,
6) dokonać oględzin przekaz
nika termicznego i styczników,
7) sprawdzić stan dostępnych przewodów łączeniowych,
8) połączyć układ zgodnie ze schematem,
9) przeanalizować poprawność połączeń,
10) podłączyć napięcie do układu sterowania przy odłączonym silniku,
11) sprawdzić działanie układu sterowania przy odłączonym silniku,
12) włączyć zasilanie silnika,
13) przetestować układ sterowania silnikiem,
14) zanotować otrzymane wyniki,
15) odłączyć napięcie zasilające,
16) przygotować się do zaprezentowania ćwiczenia,
17) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schemat układu sterowania silnikiem (np. rys. 22.),
 mierniki prądu i napięcia,
 odpowiednio przygotowane stanowisko pracy,
 katalog łączników i przekaz
ników,
 zeszyt do ćwiczeń,
 ołówek, długopis, liniał.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
Ćwiczenie 6
Rozpoznaj bezpieczniki i ich prądy znamionowe na podstawie wyglądu zewnętrznego
i określ, czy dany bezpiecznik jest sprawny.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z rodzajami bezpieczników,
2) dokonać oględzin eksponatów oraz zdjęć badanych urządzeń,
3) dokonać selekcji urządzeń na sprawne i niesprawne,
4) określić prąd znamionowy bezpieczników,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…ce,
 zdjęcia urządzeń zabezpieczających,
 zeszyt do ćwiczeń,
 ołówek, długopis.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) rozpoznać przekaz
nik na schematach?
ð ð
2) rozpoznać przekaz
nik na podstawie wyglądu zewnętrznego?
ð ð
3) odróżnić przekaz
niki od łączników?
ð ð
4) scharakteryzować podstawowe parametry przekaz
ników?
ð ð
5) wyjaśnić działanie prostych układów sterowania?
ð ð
6) połączyć łączniki i przekaz
niki na podstawie schematów?
ð ð
7) sprawdzić poprawność działania przekaz
nika?
ð ð
8) zmierzyć parametry przekaz
nika w oparciu o dokumentacjÄ™?
ð ð
9) ocenić stan techniczny przekaz
nika na podstawie pomiarów?
ð ð
10) odczytać parametry przekaz
ników z literatury i kart
ð ð
katalogowych?
11) porównać urządzenia wysokiego i niskiego napięcia?
ð ð
12) rozpoznać urządzenia zabezpieczające na schematach?
ð ð
13) rozpoznać wkładki topikowe bezpiecznika na podstawie
ð ð
wyglądu?porównać urządzenia wysokiego i niskiego napięcia?
14) rozpoznać uszkodzony bezpiecznik?
ð ð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
4.3. Warunki pracy, eksploatacja oraz zasady bhp
4.3.1. Materiał nauczania
Tabliczki znamionowe
Na obudowach urządzeń w celu opisania ich najważniejszych parametrów umieszczane
są tabliczki znamionowe. Tabliczka wyłącznika M 611 (rys. 12b) została pokazana na rys. 28.
LI ZENZ
M 611
Uni (Ui) 660V ~ (C) BBC
BROWN BOVERI
Int (Ith) 6,3 A
00 .
IP
Max. znamionowy prąd bezpieczników topikowych
Max. Ratings of back up fuses
Zakres nastawczy
Styki główne Styki pomocnicze
Settings range
Moto swich Control swich
Ue 660V ~ Ue 500V ~ Ue 380V ~ 500/380/220V
A
zwłoczny zwłoczny zwłoczny zwłoczny
A slow A slow A slow A slow
2,5 & 4,0 25 25 25 10
Zdolność łączeniowa styków pomocniczych dla AC 11: 220V~ 3,5A
Current rating of control switch to AC 11: 380V~ 2,5A
Rys. 28. Tabliczka znamionowa wyłącznika M 611 [1]
Z tabliczki znamionowej można odczytać: nazwę firmy producenta (FAEL), nazwę
urządzenia (M 611), znamionowe napięcie i prąd (Uni, Int), stopień ochrony (IP 00),
maksymalne znamionowe prądy bezpieczników topikowych, którymi może być
zabezpieczony wyłącznik, zakres nastawczy zabezpieczenia nadprądowego, kategorie
użytkowania (AC 11) oraz zdolność łączeniową.
Warunki pracy
W pomieszczeniach o warunkach otoczenia odbiegających od normalnych (przeciętnych)
należy stosować odpowiednie urządzenia sterownicze i łączeniowe. Obudowy urządzeń
narażone na działanie wody, pyłu powinny być odpowiednio uszczelnione. Stopień ochrony
wszelkich obudów urządzeń elektrycznych oznacza się za pomocą liter IP oraz dwóch cyfr,
z których:
 pierwsza określa stopień ochrony przed dotknięciem części pod napięciem oraz
przedostaniem się do wewnątrz obcych ciał, w tym pyłu,
 druga określa stopień ochrony przed przedostaniem się wody do wewnątrz.
Oba stopnie ochrony oczywiście są ze sobą powiązane, bo przecież nie sposób sobie
wyobrazić obudowy IP15 (strugoszczelnej, do której można wsunąć palec). Jeżeli stawiane są
wymagania tylko co do jednej wielkości, drugą zapisuje się jako X, np.: IP5X lub IP X3.
Wyróżniamy 7 stopni ochrony przed dotknięciem i przed przedostaniem się ciał obcych
(pierwsza cyfra oznaczenia IP). Przedstawiono je w tabeli 4.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
Tabela 4. Ochrona przed dotknięciem i przed przedostaniem się ciał obcych [6]
stopień
IP..0 IP..1 IP..2 IP..3 IP..4 IP..5 IP..6
ochrony
przed brak
ręką palcem narzędziem drutem
dotknięciem ochrony
przed
przedosta- osłona osłona
pyłoodporna pyłoszczelna
niem siÄ™ brak
50 mm 12,5 mm 2,5 mm 1 mm
kuli albo ochrony
drutu o
średnicy
Natomiast ochrona przed dostaniem się wody do urządzeń dzieli się na 9 stopni.
Przedstawiono je w tabeli 5.
Tabela 5. Ochrona przed dotknięciem i przed przedostaniem się ciał obcych [6]
stopień
IP 0.. IP 1.. IP 2.. IP 3.. IP 4.. IP 5.. IP 6.. IP 7.. IP 8..
ochrony
osłona zanurzenie
brak
odporna spadajÄ…ce krople deszcz rozbryzgi strumienie fale
ochrony do 1 m > 1 m
na
Na dobór łączników i przekaz
ników ma także wpływ sposób użytkowania, a mianowicie:
 czy zainstalowane urządzenie będzie poddawane wstrząsom,
 w jakiej pozycji będzie użytkowane urządzenie (czy pozycja będzie zmieniana, np.
przekaz
niki olejowe nie mogą pracować do góry dnem).
Urządzenia powinno się dobierać zgodnie z wartościami znamionowymi. Urządzenia na
prąd stały nie powinno się podłączać do napięcia prądu przemiennego. Aparatura
niskonapięciowa ulegnie zniszczeniu po podłączeniu do wysokich napięć, zaś, aparatura
wysokich napięć będzie nieskuteczna dla napięć niskich.
Eksploatacja
Eksploatacja obejmuje czynności związane z użytkowaniem i konserwacją urządzeń.
Konserwacja ma na celu niedopuszczenie do szybkiego pogorszenia siÄ™ stanu technicznego
urządzeń w miarę upływu czasu. Zadaniem zabiegów konserwacji jest:
 zapewnienie właściwych warunków pracy urządzenia,
 wykonywanie prawidłowych czynności związanych z działaniem urządzeń i ich
eksploatacjÄ…,
 dokonywanie okresowej kontroli działania, badań i pomiarów urządzeń.
Podczas eksploatacji ważne jest stosowanie się do odpowiednich warunków pracy.
Szczególną uwagę należy zwrócić oraz wzmożoną kontrolę należy przeprowadzać
w pomieszczeniach odbiegających od normalnych warunków pracy.
Znaczna wilgotność powoduje obniżenie rezystancji oraz gwałtowne przyspieszenie
procesów korozyjnych elementów metalowych. Jeżeli to możliwe, należy w takich warunkach
umieścić w szafach grzejniki elektryczne będące stale pod napięciem.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
W pomieszczeniach zapylonych obsługa powinna stale obserwować stan techniczny
urządzeń odpylających oraz skuteczność tych urządzeń.
W pomieszczeniach o podwyższonej temperaturze należy przede wszystkim obserwować
stan izolacji przewodów oraz zwrócić uwagę na działanie elementów, które pod wpływem
wysokiej temperatury mogą zmienić swoje właściwości.
W przypadku umieszczenia urządzeń w pomieszczeniach o atmosferze agresywnej
chemicznie należy kontrolować stan powłok ochronnych, a w przypadku ich uszkodzenia
bezzwłocznie dokonać naprawy.
Zasady bhp
Pracownicy zatrudnieni przy eksploatacji i naprawie urządzeń łączeniowych
i sterowniczych powinni być odpowiednio przeszkoleni i posiadać zaświadczenie
kwalifikacyjne upoważniające do wykonywania czynności eksploatacyjnych przy
urządzeniach elektroenergetycznych o napięciu do l kV.
Czynności związane z eksploatacją urządzeń sterowniczych i sygnalizacyjnych powinny
ponadto być wykonywane zgodnie z instrukcjami obsługi i konserwacji poszczególnych
urządzeń.
Przy rozpatrywaniu zagadnień bezpieczeństwa i higieny pracy personelu zatrudnionego
przy montażu i konserwacji urządzeń sterowniczych i sygnalizacyjnych rozróżnia się dwa
podstawowe rodzaje ochrony:
 ochrona przed porażeniem elektrycznym,
 wszystkie inne środki ochrony.
Jako napięcie bezpieczne uważa się w Polsce takie napięcia względem ziemi, których
wartość nie przekracza w urządzeniach prądu przemiennego 25 V i prądu stałego 60 V.
W pewnych niekorzystnych warunkach jako napięcie warunkowo niebezpieczne uważa
się w urządzeniach prądu przemiennego napięcie względem ziemi w granicach od 25 do 50 V,
a w urządzeniach prądu stałego w granicach od 60 do 120 V.
Powyżej tych granic napięcie nazywamy niebezpiecznym.
Szczegółowe wytyczne dotyczące warunków technicznych, którym powinna odpowiadać
ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektroenergetycznych o napięciu do l kV
przedstawiono w tabeli 6.
Przewidziano zastosowanie właściwego środka ochrony przeciwporażeniowej
podstawowej oraz dodatkowej w zależności od okoliczności wpływających na zmniejszenie
odporności organizmu na działanie napięcia (klasyfikacja A) oraz od okoliczności
wpływających na zwiększenie możliwości porażenia (klasyfikacja B). Cyfra ,,0 (Tabela 6)
oznacza nieistnienie niebezpieczeństwa porażeniowego, cyfra  l oznacza istnienie
warunkowego braku niebezpieczeństwa porażeniowego i konieczność zastosowania ochrony
podstawowej, cyfra  2 oznacza istnienie niebezpieczeństwa porażeniowego i konieczność
zastosowania podstawowej i dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej, a cyfra  3 oznacza
istnienie szczególnego niebezpieczeństwa porażeniowego. W tabeli 6 podano określenie
wymaganej ochrony przeciwporażeniowej przy odbiornikach ręcznych, stałych i ruchomych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
Tabela 6. Określenie wymaganej ochrony przeciwporażeniowej w przypadku zastosowania odbiorników
ręcznych, stałych i ruchomych [2]
Oznaczenie największej wartości
dla odbiorników stałych
skutecznej napięcia roboczego względem
dla odbiorników ręcznych i ruchomych (oprócz
ziemi:
ręcznych)
I. napięcia prądu przemiennego do
A i B
Największa wartość skuteczna napięcia roboczego
30 V i stałego do 60 V,
względem ziemi
II. napięcia prądu przemiennego
powyżej 30 V do 50 V i stałego
I II III IV I II III IV
powyżej 60 V i do 100 V,
brak A
III. napięcia powyżej 50 V i do 250 V,
0 1 1 3 0 1 1 2
i brak B
IV. napięcia powyżej 250 V do 1000 V
tylko A lub
1 1 2 3 0 1 2 2
tylko B
A oraz B 1 1 3 3 0 1 2 2
Ochrona podstawowa polega na:
1) zachowaniu dostatecznych odstępów izolacyjnych,
2) zastosowaniu materiałów izolacyjnych tam, gdzie nie jest dopuszczalne stosowanie metalu,
3) zabezpieczeniu mechanicznym przewodów ruchomych tam, gdzie są one narażone na
uszkodzenia, skręcanie, pociąganie itp.,
4) zastosowanie komór łukowych, osłon i odstępów izolacyjnych w miejscach powstania
Å‚uku elektrycznego,
5) zastosowanie przegród, poręczy itp. utrudniających dotknięcie części będących pod
napięciem.
Ochrona dodatkowa zapobiega powstawaniu niebezpiecznego napięcia dotykowego
i polega na zastosowaniu:
1) zerowania,
2) uziemienia ochronnego,
3) sieci ochronnej,
4) wyłącznika przeciwporażeniowego,
5) izolacji ochronnej,
6) ochronnego obniżenia napięcia roboczego,
7) separacji,
8) izolowania stanowisk roboczych.
Ochrona dodatkowa obostrzona obejmuje poz. 4, 5, 6 i 7 powyższego zestawienia.
Zerowanie i uziemienie ochronne spełniają swe zadanie przez odłączenie zagrożonego
obwodu, względnie odbiornika poprzez szybkie stopienie wkładki bezpiecznikowej.
Wyłącznik przeciwporażeniowy spełnia to samo zadanie metodą elektromagnetyczną.
Podstawową zasadą obowiązującą obsługę jest wyłączenie napięcia przed przystąpieniem
do remontu lub naprawy urządzeń sterowniczych i sygnalizacyjnych zasilanych z sieci
elektroenergetycznej. Niektóre czynności mogą być jednak wykonywane pod napięciem,
a mianowicie:
1) wymiana wkładek bezpiecznikowych oraz żarówek przy nieuszkodzonych gniazdach
bezpiecznikowych i oprawkach,
2) próby i pomiary zgodne z odpowiednią instrukcją,
3) inne czynności, lecz tylko przy wykorzystaniu specjalnych, przewidzianych
w instrukcjach eksploatacji danego urządzenia środków, zapewniających bezpieczne
wykonywanie prac, jak np. narzędzia o izolowanych rękojeściach, rękawice gumowe,
chodniki izolacyjne itp.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
Przy pracach remontowych i konserwacyjnych należy korzystać z następującego sprzętu
przeciwporażeniowego: izolacyjne drążki odłączeniowe, cęgi do bezpieczników, narzędzia
izolowane, półbuty, kalosze, rękawice izolacyjne, dywaniki i chodniki izolacyjne, pomosty
izolacyjne, okulary ochronne, tablice ostrzegawcze, wskaz
niki napięcia, ogrodzenia, osłony,
zakładki izolacyjne itp.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Do czego służą tabliczki znamionowe?
2. Jakie dane znajdujÄ… siÄ™ na tabliczkach znamionowych?
3. Jak interpretować parametry umieszczone na tabliczkach znamionowych?
4. W jaki sposób określane są warunki pracy?
5. O czym mówi wielkość IP 00 umieszczona na tabliczce znamionowej wyłącznika?
6. Czy możliwe jest skonstruowanie urządzenia o parametrze IP 08?
7. Czym zajmuje się eksploatacja urządzeń?
8. Czy znasz zasady bhp obowiązujące przy eksploatacji urządzeń sterowniczych?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Odczytaj i zinterpretuj parametry znamionowe umieszczone na tabliczkach
znamionowych podanych urządzeń.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z instrukcją,
2) odczytać parametry z tabliczki znamionowej,
3) omówić warunki pracy urządzenia,
4) znalez
ć ten sam układ w katalogu,
5) porównać odczytane parametry z danymi podanymi przez producenta w katalogu,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 urzÄ…dzenia Å‚Ä…czeniowe i przekaz
niki,
 katalog urządzeń łączeniowych i przekaz
ników,
 zeszyt do ćwiczeń, ołówek, długopis.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) odczytać tabliczkę znamionową?
ð ð
2) zinterpretować dane umieszczone na tabliczkach znamionowych?
ð ð
3) opisać warunki pracy?
ð ð
4) wyjaśnić, czym zajmuje się eksploatacja urządzeń?
ð ð
5) zastosować zasady bhp przy aparatach łączeniowych?
ð ð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 22 zadania o różnym stopniu trudności. Są to zadania wielokrotnego wyboru
z jedną prawidłową odpowiedzią.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część  poziom
podstawowy, II część  poziom ponadpodstawowy.
7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Kiedy rozwiązanie zadania będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż je na póz
niej
i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. Trudności mogą przysporzyć Ci zadania:
17 22, gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe.
9. Na rozwiÄ…zanie testu masz 45 min.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
I część
1. Które z wymienionych urządzeń stosowane są do wyłączania tylko prądów roboczych?
a) wyłączniki,
b) odłączniki,
c) rozłączniki,
d) bezpieczniki.
2. Który z parametrów znamionowych łącznika określa wartość skuteczną prądu, która
może być trwale przewodzona przez główne tory łącznika bez wykonywania czynności
Å‚Ä…czeniowych?
a) prÄ…d znamionowy,
b) prąd załączalny,
c) prąd wyłączalny,
d) prÄ…d nastawczy.
3. Które z podanych zdań opisuje styczniki?
a) służą do jednorazowego wyłączania prądów zwarciowych,
b) zapewniają dużą wytrzymałość zwarciową przy niezbyt dużej częstotliwości łączeń,
c) służą do odłączania wyłączników poprzez swoje styki,
d) charakteryzują się dużą częstotliwością łączeń ze względu na manewrowy charakter
ich pracy.
4. Co określa kategoria użytkowania styczników?
a) stopień ochrony obudowy przed dostaniem się do środka ciał obcych,
b) stopień ochrony przed zamoczeniem,
c) przeznaczenie stycznika do współpracy z innymi urządzeniami,
d) rodzaj zamontowanych styków głównych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
5. Jakie urzÄ…dzenie termiczne przedstawione jest na schemacie w kreskowanym
prostokÄ…cie?
a) stycznik,
b) bezpiecznik,
c) przekaz
nik,
d) wyzwalacz.
6. Jaki jest stosunek wartości powrotnej do wartości rozruchowej przekaz
ników
nadmiarowych?
a) jest większy od jedności,
b) jest mniejszy od jedności,
c) jest równy jedności,
d) w zależności od przekaz
nika może być każdą z powyższych.
7. Jakie zadanie spełnia przekaz
nik kierunkowy?
a) kontroluje i mierzy odległość miejsca zwarcia od punktu, w którym został
zainstalowany,
b) jest głownie używany do samoczynnego odciążenia układów elektroenergetycznych
w przypadku nagłego i znacznego zmniejszenia się częstotliwości,
c) przełącza zestyki w momencie wystąpienia określonej różnicy w prądach płynących
przez jego cewki,
d) reaguje na kąt przesunięcia fazowego między prądem a napięciem.
8. Jak zachowa się wyłącznik, jeżeli przez jego styki popłynie prąd o natężeniu większym
niż wartość prądu nastawczego wyzwalacza termicznego?
a) wyłącznik zadziała szybciej, niż w przypadku przepływu prądu nastawczego,
b) wyłącznik zadziała tak samo szybko, jak w przypadku przepływu prądu o natężeniu
równym wartości nastawionej, lecz będzie się mocniej nagrzewał,
c) wyłącznik nie zadziała dla prądu innego niż jego prąd nastawczy,
d) wyłącznik zadziała bezzwłocznie, gdy natężenie przepływającego prądu osiągnie
wartość nastawczą.
9. Które zdanie trafnie określa różnicę pomiędzy przekaz
nikami prÄ…dowymi
a napięciowymi?
a) przekaz
niki napięciowe mają mniejszą ilość zwojów z grubego drutu niż przekaz
niki
prÄ…dowe,
b) przekaz
niki napięciowe mają większą ilość zwojów z cienkiego drutu niż przekaz
niki
prÄ…dowe,
c) przekaz
niki napięciowe działają na wzrost napięcia, prądowe na zmniejszenie
natężenia prądu,
d) przekaz
nikom napięciowym nastawia się napięcie nastawne, przekaz
nikom prÄ…dowym
natężenie prądu powrotnego.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
10. Symbolem S na schematach zgodnie z normÄ… oznacza siÄ™:
a) silniki,
b) styczniki
c) przekaz
niki,
d) Å‚Ä…czniki.
11. Jakim kolorem oznaczony jest wskaz
nik zadziałania wkładki topikowej bezpiecznika
o prÄ…dzie znamionowym 6 A?
a) zielonym,
b) brÄ…zowym,
c) różowym,
d) czerwonym.
12. Symbol jakiego zespołu przedstawiony jest na poniższym rysunku?
a) przekaz
nika nadprÄ…dowego,
b) wyłącznika różnicowoprądowego,
c) przekaz
nika termicznego,
d) przekaz
nika podnapięciowego.
13. Który symbol z poniższego rysunku przedstawia sposób uruchamiania łącznika przez
ciągnięcie?
a) b) c) d)
14. Symbol IP XX jest oznaczeniem:
a) kategorii użytkowania,
b) klasy izolacji,
c) stopnia ochrony obudowy,
d) wytrzymałości napięciowej.
15. Bezpiecznik można nazwać jednorazowym:
a) wyłącznikiem,
b) odłącznikiem,
c) rozłącznikiem,
d) przekaz
nikiem.
16. Którego z wymienionych urządzeń nie można wyłączyć ręcznie?
a) wyłącznika,
b) odłącznika,
c) rozłącznika,
d) przekaz
nika.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
II część
17. Który zestyk jest zestykiem samopodtrzymującym?
F5 F2
a) Z,
b) Sp,
c) W,
d) Sr.
18. Badając wyłącznik z wyzwalaczem termicznym po każdym zadziałaniu należy odczekać,
by ostygł, ponieważ:
a) po kolejnym załączeniu urządzenia nagrzewa się on mocniej, co może doprowadzić do
jego uszkodzenia,
b) nagrzanie wyłącznika zmienia jego rezystancję, co prowadzi do zmiany natężenia
prądu, który może go wyłączyć,
c) po kolejnym załączeniu zadziała szybciej niż wyłącznik zimny,
d) załączanie wyłącznika zimnego zwiększa jego żywotność.
19. Które zestyki zabezpieczają układ przed jednoczesnym załączeniem obu styczników?
a) F5,
b) S2 i S3,
c) zwierne K1 i K2,
d) rozwierne K1 i K2.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
20. Do jednoczesnego załączenia obu styczników (rys. z zadania 19) może dojść, gdy
zostanie uszkodzony (zwarty) zestyk:
a) F5,
b) S1,
c) zwierny K1,
d) rozwierny K1.
21. Po wyjęciu którego bezpiecznika (rys. z zadania 19), w przypadku błędnego działania
układu sterowania, jakim jest jednoczesne załączenie styczników K1 i K2, może dojść do
zwarcia w układzie zasilania silnika?
a) F1,
b) F2,
c) F3,
d) dowolnego bezpiecznika.
22. W przypadku zadziałania zabezpieczenia termicznego (rys. z zadania 19) układ zostanie
wyłączony:
a) odłączeniem zasilania układu sterowania,
b) Å‚Ä…cznikiem Q,
c) przerwÄ… w torze prÄ…dowym zabezpieczenia termicznego,
d) przepaleniem bezpiecznika w układzie sterowania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..
Dobieranie i sprawdzanie aparatury Å‚Ä…czeniowej i sterowniczej
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1
a b c d
2
a b c d
3
a b c d
4
a b c d
5
a b c d
6
a b c d
7
a b c d
8
a b c d
9
a b c d
10
a b c d
11
a b c d
12
a b c d
13
a b c d
14
a b c d
15
a b c d
16
a b c d
17
a b c d
18
a b c d
19
a b c d
20
a b c d
21
a b c d
22
a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
6. LITERATURA
1. Bigalke J., Czajkowski J.: Poradnik montażu urządzeń elektrycznych. WNT, Warszawa
1996.
2. Chmielarz J.: UrzÄ…dzenia sterownicze i sygnalizacyjne. WNT, Warszawa 1996.
3. Heling T.: Urządzenia i maszyny elektryczne. PWSZ, Wrocław 1994.
4. Kotlarski W., Grad J.: Aparaty i urzÄ…dzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 1995.
5. Lidwin A., Trojak J.: Zabezpieczenia i ochrony przekaz
nikowe w układach
elektroenergetycznych. PWT, Warszawa 1999.
6. Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 1998.
7. Schmid D.: Mechatronika. REA, Warszawa 2002.
8. Straszewski A.: Projektowanie instalacji energetycznych.WNT, Warszawa 1998.
9. Winkler W., Wiszniewski A.: Automatyka zabezpieczeniowa w systemach
elektroenergetycznych. WNT, Warszawa 2004.
10. http://elektryk.ie.pwr.wroc.pl
11. http://pl.wikipedia.org
12. http://sim.lodz.pl
13. http://www.abb.com
14. http://www.atel.com.pl
15. http://www.cnmcb.com
16. http://www.elfa.se
17. http://www.eph.pl
18. http://www.jeanmueller.pl
19. http://www.jotez.biz.pl
20. http://www.katko-poland.com.pl
21. http://www.multisort.pl
22. http://www.siemens.pl
23. http://www.sn-promet.com.pl
24. http://zavir.20un.com
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53