1.Mechanizm Townsenda jest oparty na założeniu że wewnętrznym źródłem swobodnych elektronów jest wyłącznie ich emisja z katody pod wpływem bombardowania jej przez jony dodatnie powstające w lawinie w procesie jonizacji zderzeniowej. Przy stosunkowo niedużym odstępie elektrod ładunek przestrzenny w lawinie jest zbyt mały, aby mógł w istotny sposób wpłynąć na rozkład pola w przestrzeni międzyelektrodowej. Oznacza to że jeden elektron wyzwolony z katody daje początek lawinie, która na drodze do anody wytwarza
jonów dodatnich, które bombardują katodę, przy współczynniku jonizacji wtórnej
, liczba uwolnionych elektronów wynosi
. Warunek na wyładowanie samoistne (stanowiące kryterium przeskoku lawinowego) ma postać: - w polu jednorodnym:
; -w polu niejednorodnym
, gdzie
-wsp.jonizacji wtórnej(powierzchniowej) ;
-wsp.jonizacji zderzeniowej(wsp.Townsenda)

2.Mechanizm kanałowy oparty jest na założeniu, że wewnętrznym źródłem swobodnych elektronów jest fotojonizacja wywołana przez procesy odwzbudzeniowe i rekombinacje zachodzące w lawinie, a odstęp między elektrodami jest wystarczający do wzrostu w lawinie ładunku przestrzennego do znaczącej wartości. W postępującej lawinie następuje rozdział ładunku, szybkie elektrony gromadzą się przy jej czole, a cięższe jony zostają w tyle (pojawienie się jonów nie jest brane pod uwage). Powstawaniu ładunku przestrzennego towarzyszy proces rekombinacji i proces odwzbudzający, są one źródłem energii, która zapoczątkowuje fotojonizację w jej otoczeniu (daje to początek wyładowaniu jonizacji w jej otoczeniu), więc wokół lawiny pierwotnej powstają lawiny wtórne. Przy silnym polu wytwarzanym przez ładunek przestrzenny lawiny wtórne są wciągane w obszar lawiny pierwotnej, tworząc strimer.

3.Mechanizm wyładowań w cieczach jest procesem bardzo złożonym i nie jest możliwe jednolite przedstawienie wszystkich zachodzących w nim zjawisk, można jednak wyodrębnić następujące mechanizmy: -mechanizm elektronowy (identyczny rozwój jak w dielektryku gazowym, źródłem elektronów jest emisja polowa) ; -mechanizm jonowy(skazuje na przewodnictwo jonowe, w polu o małym natężeniu występuje wskutek dysocjacji zanieczyszczeń) ; -mechanizm gazowy(gazy i pary mogą być rozpuszczane w cieczy lub tworzyć pęcherzyki, które to obniżają wytrzymałość elektryczną) ; -mechanizm mostkowy(wiąże się z obecnością w cieczy zanieczyszczeń, które w polu polaryzują się) ; -mechanizm konwekcyjno-zaburzenoniowy (rozpatrywany w odniesieniu do cieczy czystej, w której nośnikami ładunku pochodzą z powierzchni elektrody). Na wytrzymałość diel.ciekłych mają wpływ: czas oddziaływania pola, biegunowość napięcia, wsp.niejednorodności pola, odstęp międzyelektrodowy, pow. I kształt elektrod, rodzaj i stopień zanieczyszczenia oraz temperatura i ciśnienie.

4.Prawo Paszena. Napięcie początkowe wyładowań Uo w stałej temp. Jest funkcją iloczynu odstępu międzyelektrodowego międzyelektrodowego oraz ciśnienia gazu p. Uo=f(ap). Minimalna wartość napięcia przeskoku w powietrzu i azocie wynoszą 350V przy ap=0,75 hPa*cm i 240V przy ap=0,87. Zależność ta nie uwzględnia wpływu temp., można to uczynić wprowadzając zamiast ciśnienia względną gęstość gazu:
, przy czym
,

T i p -wartości rzeczywiste w danych warunkach. Przyjmujemy Tn=293K i p=1013,25hPa , więc
=0,289 p/T

5. Mechanizmy przebicia dielektryków stałych. Wytrzymałość dielektryków stałych jest określona za pomocą napięcia bądź naprężenia przebicia. Przebicie dielektryka stałego oznacza jednak jego trwałą utratę właściwości izolacyjnych czyli zniszczenie. Określenie krytycznej wartości naprężenia jest utrudnione ze względu na wielką różnorodność dielektryków jak i ograniczoną powtarzalność warunków narażeniowych. Wyraźny wzrost prądu przy naprężeniach zbliżonych do krytycznych wiąże się z emisją ładunku z elektrody i z naruszeniem struktury dielektryka.

Mechanizmy przebicia dielektryków stałych:

- elektryczny lub przebicia istotnego następujące w czasie krótszym niż 1s.

- cieplny, następujący w czasie niezbędnym do wystąpienia niestabilności cieplnej, czyli 1÷10⁴ s.

- jonizacyjno-starzeniowy

Mechanizm elektryczny występuje gdy dielektryk jest czysty, jednorodny, nie ma możliwości powstawania wyładowań zewnętrznych i są kontrolowane warunki środowiskowe, a więc gdzy wyładowanie zależy od właściwości materiału i temperatury. Wyładowanie ma charakter elektronowy a do jego wystąpienia jest niezbędne pole rzędu 10³ kV cm^-1 i obecności co najmniej jednego elektronu paśmie przewodnictwa. Pole zewnętrzne musi zapewnić elektronowi energię niezbędną do przedostania się do tego pasma i dodatkowy przyrost energii ∆W niezbędnych do osiągnięcia stanu jonizacji zderzeniowej. Warunek ∆W>0 jest spełniony przy krytycznym natężeniu pola (E_CR) zewnętrznego. Wzrostowi do wartości E_CR towarzyszy wzrost temperatury do T_CR=T_e≥T_d; T_e - temp. elektronów, T_d - temperatura struktury dielektryka. Zwiększa się liczba elektronów w paśmie przewodnictwa, czyli zwiększa się przewodność dielektryka i zwiększa jego wytrzymałość, dochodzi do tzw. przebicia wysokotemperaturowego. Średni poziom energetyczny elektronów Pe zależy od natężenia pola E,T i energii elektronu W e a straty energii elektronów (Pd) w dielektryku od T i We można zapisać że: Pe (E,T,We)=Pd(T,We) a w warunkach krytycznych Pe(E_CR,T,Wei)=Pd(T,Wei) Wei-energia jonizacji czyli kryterium energetyczne Frőhlicka.

W dielektrykach amorfizycznych (bezpostaciowych) zależność wygląda następująco Pe(E_CR,T_CR,T_d)=Pd(T_e,T_d) gdzie E_CR=Cep[∆W/2kT_CR]; c-stała; ∆W- szerokość pasma dodatkowych poziomów, k- stała Boltzmana

Przebicie istotne możliwe było dotychczas w odniesieniu do dielektryków z tworzyw sztucznych. W innych przypadkach jest to niemożliwe, ponieważ brak jest uzależnienia naprężenia krytycznego od wymiarów układu. Zależność tą potwierdza jednak mechanizm przebicia lawinowego. Występują 2 postacie wzorów na naprężenie przebicia lawinowego: Ep=E₀/ln(k_α∙a) = E₀/√a ; E₀ -wytrzymałość dielektryka, k_α -wsp. Równy 1/40 wsp. Jonizacji

Jeśli w krótkim czasie oddziaływania naprężeń elektrycznych na dielektryk nie nastąpi jego przebicie istotne to może dojść do przebicia elektromechanicznego. Powstaje ono pod wpływem siły przyciągania ładunków powierzchniowych
;
Mg- WSP. Sprężystości Younga

Mechanizm cieplny - występuje wówczas gdy dielektryk rozgrzewa się pod wpływem prądów upływu i strat polaryzacyjnych. Zachodzi gdy ciepło doprowadzane Q₁ jest większe od oddawanego Q₂; Q₁-Q₂=Q_T≥0. Ciepło Q₁ jest proporcjonalne do T²i przewodności γ. Ciepło Q₂jest uwarunkowane strumieniem cieplnym q=-λgrad T. Q_T związane jest z pojemnością cieplną C_v'=Cv/V

Napięcie przebicia cieplnego Upc=k√a , gdzie k(α,T₀,γ₀,λ)

Mechanizm jonizacyjno-starzeniowy występuje gdy wytrzymałość dielektryka maleje wskutek wyładowań niezupełnych lub pod wpływem strumienia cieplnego. Przebicie często jonizacyjne może być wynikiem kumulacji przebić częściowych. Cechą charakterystyczną jest zjawisko drzewienia (trening) polega na występowaniu lokalnych wyładowań których rozwój odbywa się w postaci wielu postępujących stopniowo w różnych kierunkach kanalików przewodzących układających się w sposób przypominający drzewo. Starzenie jonizacyjne związane jest z długim czasem oddziaływania wyładowań niezupełnych. Przy dużym natężeniu wyładowanie przekształci się w kanał i zapoczątkuje przebicie.

Starzenie cieplne polega na pogłębianiu się zmian chemicznych dielektryka pod wpływem temperatury. Intensywność tego procesu charakteryzuje krzywa degradacji, krzywa życia i czas życia t_ż układu t_ż=Aexp(B/T) A,B-stałe zależne od rodzaju dielektryka i warunków jego pracy.

Starzenie elektrochemiczne jest związane z rozwojem w dielektryku reakcji chemicznych w obecności pola elektrycznego i zależy od: rodzaju dielektryka, rodzaju napięcia, zanieczyszczeń wilgotności i temperatury. Czynnik sprzyjający stanowią małe napięcia, które „segregują” jony na metaliczne i niemetaliczne.

6. Stratność dielektryków i metody oceny jakości. Stratność dielektryka wiąże się z istnieniem prądu upływu i prądu przesunięcia. Przy zmianach natężenia pola elektrycznego można wyliczyć gęstość prądu przepływającego przez dielektryk:
;

-składowa urojona przenikalności elektrycznej

wyrażenie w nawiasie charakteryzuje wszelkiego rodzaju straty energii pola elektrycznego. Straty energii odniesione do jednostki czasu i objętości dielektryka nazywamy stratnością dielektryczną.

T-okres zmian pola; E(t);D(t) -wartości chwilowe natężenia pola i indukcji elektrycznej
;

7. Przyczyny i skutki niejednorodności pola elektrycznego

Krzywe rozkładu linii pola E(x) w przestrzeni między elektrodowej odnoszą się do największych jego wartości ułożonych wzdłuż najkrótszej linii sił pola. Linia pola jest najkrótsza w przypadku regularnego kształtu elektrod, równa ich odstępowi „a”

Pole pod krzywą E(x) w przestrzeni międzyelektrodowej odpowiada
Wartość średnia natężenia pola jest określona wzorem: E₀=U/a

Wraz ze wzrostem niejednorodności pola wartość krzywej E(x) różni się coraz bardziej od E₀ . Stosunek Em do E₀ nazywamy współczynnikiem niejednorodności pola

W układzie o polu niejednorodnym β>1 i E_m>E₀ Jeżeli Em osiąga wartość krytyczną E_CR przy której dielektryk zaczyna lokalnie tracić właściwości izolacyjne, to wzrost β oznacza ograniczenie wytrzymałości układu. Zmniejsza się wartość napięcia przebicia potrzebna do zapoczątkowania wyładowania. Wzrost β przyczynia się do wzrostu E_CR, ponieważ E_CR zależy od promienia krzywizny elektrody. Występujące zazwyczaj na elektrodzie mikroostrza wywołują natomiast skutek odwrotny tzn. bardziej obniżają napięcie początkowe wyładowań niżby to wynikało z wartości współczynnika β.

8. Mechanizmy powstawania wyładowań atmosferycznych.

Mechanizm elektryzacji chmury burzowej jest bardzo złożony. Istnieją teorie: infuencyjna - C. T. Wilsona; rozrywanych kropel - G. C. Simpsona; kondensacyjna - R. Gunna; elektryzacji kryształów - W.Findeiseina i najnowsza indukcyjna.

Z aktualnych badań wynika, że:

• chmura burzowa tworzy tzw. Komorę czynną (lub kilka) o średniej aktywności ok. 30 min (stąd czas tworzenia burzy może wynieść kilka godzin);

• ładunek przestrzenny (o wartości 10³ A*s[C]) nagromadzony w komorze czynnej dzieli się na ładunek górny z przewagą dodatniego i dolny z przewagą ujemnego;

• ładunek przestrzenny, zwłaszcza ujemny, o wartości od ułamka do kilkudziesięciu A*s tworzy oddzielne centra, których liczba może dochodzić do kilkudziesięciu;

• natężenie pola elektrycznego (E) pod komorą czynną wynosi ok. 0,1 kV/cm

Gdy lokalnie E > 1kV/cm wówczas rozwijają się wyładowania strimerowe i liderowe, które dają początek kanałowi wyładowania piorunowego rozwijającego się skokowo w kierunku ładunku przestrzennego przeciwnej biegunowości tworząc wyładowanie międzychmurowe (ok. 60% przypadków) lub w kierunku ziemi, tworząc wyładowanie piorunów doziemne - odgórne.

Gdy natężenie pola E osiąga maksimum w pobliżu ziemi (np. przy wierzchołkach metalowego masztu) następuje rozwój wyładowania oddolnego.

Wyładowania odgórne i oddolne mogą być:

• całkowite (zupełne - b) lub urwane (niezupełne - a) gdy rozwój kanału zostanie zatamowany przed dojściem do ziemi;

• o biegunowości + lub - ze względu na biegunowość ładunku w miejscu zapoczątkowania wyładowania;

• na terenach równinnych(w przypadków niewysokich obiektów do 30m) 80% wyładowań stanowią wyładowania typu 1b (1a-powoduja jedynie zakłócenia elektromagnetyczne);

• typu 2 występują najczęściej w przypadku obiektów wysokich;

• typu 3 występują bardzo rzadko;

• częściej występuje typu 4 (ok. 13%) charakteryzujące się dużym przenoszonym ładunkiem

typ cecha	1		2		3		4
		a	b	a	b	a	b	a	b
Wyładowania odgórne	x	x			x	x
Wyładowania oddolne			x	x			x	x
Biegunowość -	x	x					x	x
Biegunowość +			x	x	x	x
Wyład. Niezupełne	x		x		x		x
Wyład. zupełne		x		x		x		x

Wyładowania typu 1 zapoczątkowane jest liderem z centrum ładunku ujemnego chmury burzowej i rozwija się skokowo (czoło z prędkością 10^-1m/μs, długość skoku 10 - 100m i wzrostu w miarę zbliżania do ziemi, prąd rzędu 100A ) wzdłuż linii łamanej z rozgałęzieniami w kierunku ziemi. W miejscu prawdopodobnego uderzenia pioruna zjawia się lider oddolny, który łączy się z liderem górnym.

Od chwili połączenia obydwu liderów rozpoczyna się wielkoprądowe wyładowanie główne, przebiegające w górę kanału z prędkością początkową 100m/μs i narastającym czasie kilku μs prądem wyładowania głównego o wartości kilkudziesięciu kA i malejącym wykładniczo w dalszym czasie.

Istnienie wielu centrów ładunku w chmurze burzowej sprawia, że po wyładowaniu głównym następują wyładowania składowe i strzałowe wyładowania wstępne (w liczbie 40-50) i kolejne wyładowania główne (przeciętna liczba 3-4).

9. Skutki wyładowań atmosferycznych na linie napowietrzne.

W linie energetyczne: uszkodzenia termiczne i mechaniczne przewodów i izolacji, porażenia ludzi.

Skutki te mogą być wywołane bezpośrednim oddziaływaniem prądu piorunowego przez powodowane nim napięcia indukcyjne lub rezystancje (głównie uziomy), iskry wtórne (np. wytopienie metalu w miejscu uderzenia piorunu; uszkodzenia mechaniczne przewodów i napięcia rezystancyjne - z wartością szczytową prądu; spadki indukcyjne i napięcia indukowane - ze stromością narastania prądu).

Przepięcia w liniach napowietrznych.

Źródłem przepięcia może być uderzenie pioruna:

• w pobliżu linii - są to tzw. przepięcia indukowane

• w jeden element składowych linii - tzw. przepięcia bezpośrednie (największe)

9.1 Przepięcia indukowane.

Powstają przy uderzeniu pioruna obok linii w ziemię lub inny obiekt. Rzadko osiąga wartości przekraczające 200kV. Wartość max. Napięcia indukowanego U między przewodem a ziemią wyznaczyć można z równania:


gdzie: I_p - prąd wyładowania piorunowego głównego; a - odległość punktu w którym rozpatrywany jest potencjał; k_v - współczynnik uwzględniający mniejszą prędkość fali prądowej w kanale niż prędkość fali elektromagnetycznej w próżni (1,07 - 1,2) ; h - wysokość linii nad ziemią;

9.2 Przepięcia bezpośrednie.

Zależą od układu linii i od elementu w który uderza piorun. Mamy cztery możliwe przypadki uderzeń piorunowych w linie napowietrzne:

a) gdy piorun uderza w przewód roboczy;

b) gdy piorun uderza w przewód odgromowy;

3. gdy piorun uderza w wierzchołek słupa bez przewodu odgromowego;

4. gdy piorun uderza w wierzchołek słupa z przewodem odgromowym;
















W przypadku I (rys. b) piorun uderza w przewód roboczy o impedancji Z. Prąd pioruna rozpływa się na równe części, odpływa w obie strony. Powstające napięcie U” ma wartość:


W przypadku II (rys. c) piorun uderza w przewód odgromowy o impedancji Z1. Na izolacji linii pojawi się napięcie:


gdzie
-współczynnik sprzężenia

1. średnia geometryczna odległość między przewodami fazowymi linii

r- promień przewodu odgromowego, które może spowodować tzw. skok odwrotny;

W przypadku III (rys. d) piorun uderza w wierzchołek słupa bez przewodu odgromowego(cały prąd płynie do słupa). Przepływ prądu I_p przez słup o indukcyjności L_s i rezystancje uziomu R_s powoduje powstanie napięcia:


pod którego wpływem może dojść do przeskoku odwrotnego na izolacji linii, gdy przekroczy ono jej udarową wytrzymałość elektryczną U_μ. Porównanie U_wm i U_μ. pozwala wyznaczyć dopuszczalną wartość rezystancji uziemienia słupa R_s , przy której nie wystąpi przeskok:


W przypadku IV (rys. e) występuje uderzenie pioruna w wierzchołek słupa linii z przewodem odgromowym. Obecność tego przewodu nie tylko przyczynia się do zmniejszenia napięcia na wierzchołku słupa dzięki odprowadzeniu części prądu piorunowego, ale również -dzięki sprzężeniu z przewodem roboczym - ogranicza napięcie na izolacji linii. Dodatkowe ograniczenie napięcia wystąpi w związku ze zjawiskiem ulotu, jakie towarzyszyć będzie przebiegowi fali napięciowej w przewodzie odgromowym.

Dopuszczalna wartość rezystancji uziemienia słupa wyznaczyć można:


gdzie: k- współczynnik sprzężenia

10. Rozchodzenie się fal wędrownych na powierzchni linii napowietrznych.

Podstawowymi parametrami linii bezstratnej są stałe jednostkowe:

• L, C;

• impedancje Z;

• prędkość fali V

zależnie od konfiguracji linii oraz jej wymiarów geometrycznych (tj. średnicy przewodów, sposobu ułożenia, odległości);

Fale w punktach nieciągłości (węzłach).

Punkt, w którym ulega zmianie Z zwany jest punktem nieciągłości lub węzłem. Uogólniony przypadek układu z węzłem W (a), który może być zredukowany do układu dwóch linii z elementem szeregowym (b) lub do układu bez tego elementu (c). Ostatni przypadek można zastąpić obwodem obliczeniowym Petersena (d) lub odwodem zmodyfikowanym.




Impedancja operatorowa Z₂(s) układu zredukowanego wynosi:




Jeżeli istnieje impedancja Z₁(s) wówczas:

Z(s)= Z₁(s)+ Z₂(s)

Gdy Z₁(s) nie istnieje, impedancja Z(s)= Z₂(s)

W chwili dojścia fali U`₁ do węzła W punkt ten staje się źródłem równych fal:

• przechodzących do linii k=2,3...n - U _k

• wracających do linii 1- U”₁ przy spełnieniu warunków ciągłości napięć:

U _w= U`<sub>1</sub>+ U”<sub>1</sub>= U`_k

U _w= I _w*Z(s)=
U`<sub>1</sub> ≈ α U`_1;

Z₁+Z(S)= α

α - współczynnik przejścia fali z linii o impedancji falowej Z₁ do linii o impedancji falowej Z(s)

U _w - napięcie i prąd I _w węzła

α U `<sub>1</sub>= U `₁+ U `₂

U ``₂ = U `₁ (α-1)

U ``₁=


β - współczynnik odbicia fali w węźle W

α = β+1

Impedancja Z(s) może przyjmować wartości z przedziału <0;∞> (0 - zwarcie, α=0, β= -1; a ∞ bieg jałowy) oznacza to, że na końcu zwartym linii fala przepuszczona ma wartość = 0, a fala odbita jest równa fali padającej i ma przeciwny znak.

I _w = 2I ₁`

Gdy Z(s)= ∞ ; α=2 ; β=1

Na otwartym końcu linii zachodzi podwojenie fali napięciowej, tj. fala odbota ma taką samą wartość i znak jak fala podająca, a prąd I _w=0

• jeżeli impedancja linii za węzłem jest mniejsza jak impedancja linii przed węzłem to wartość napięcia fali po przejściu przez węzeł maleje. Pojemność i indukcyjność linii powoduje łagodzenie czoła fali przepięciowej;

• fale przebiegające wzdłuż linii ulegają tłumieniu. Rozróżniamy tłumienie: oporowe (wskutek strat na rezystancji przewodów, naskórkowości), izolatorowe (ładowana jest pojemność izolatorów i przez to zmienia się czoło fali), straty ulotowe. Powyższe zjawiska powodują osłabienie.

Wzór Fausta i Menera:

K = (0,5 - 0,6)*10^-4


; X - droga

11. Iskierniki.

Iskiernik to najprostszy ogranicznik przepięć, składający się z dwu elektrod rozdzielonych dielektrykiem gazowym (zwykle powietrzem). Odstęp od elektrod jest regulowany w zależności od wymaganego poziomu ochrony. Zapłon iskiernika powoduje iskrowe lub łukowe zwarcie elektrod i dwustopniowe ograniczenie napięcia: najpierw do napięcia zapłonu U_Z, a następnie do nap. obniżonego U_O (wynikającego ze spadku nap. w przerwie iskrowej I i na impedancji Z iskrownika.

Wadą iskrownika jest brak układu do wygaszania łuku przez co załączenie iskrownika powoduje zwarcie i odłączenie linii energetycznej.

12. Odgromniki wydmuchowe.

Odgromniki wydmuchowy jest to iskiernik dwuprzerwowy z jedną przerwą iskrową w specjalnej obudowie, dzięki której można samoczynnie zgasić łuk. Każdy odgromnik ma iskiernik zewnętrzny i wewnętrzny umieszczony w komorze gaszeniowej, której obudowa jest wykonana z materiału silnie gazującego pod wpływem łuku el. (np. fibra, ebonit, metapleks). Zapłon łuku powoduje silne gazowanie, wzrost ciśnienia i intensywny wyrzut zjonizowanych gazów przez dyszę. Wydmuch zapobiega ponownym zapłonom łuku. Wadą odgromników wydmuchowych jest wydmuch gazów groźny dla otoczenia. W zależności od nap. i konstrukcji strefa wydmuch może sięgać nawet na odległość 3m.

13.Odgromniki zaworowe.

Odgromniki zaworowe są jednym z rodzajów warystorowych odgromników przepięć, które charakteryzują się malejącą ze wzrostem prądu ich rezystancją. Mają budowę iskiernikową, wyposażone w warystory z węgliku krzemu SiC z szeregową przerwą iskrową, uzyskuje się w min samoczynne przerwanie prądu następczego. Odgromniki zaworowe mają większą zdolność i stabilność gaszenia łuku od odgromników wydmuchowych. Szczelna obudowa zapewnia małą wrażliwość na zmienne warunki atmosferyczne i oddziaływanie czynników środowiskowych. Składają się z kolumny iskiernika wieloprzerwowego i ze stosu warystorowego o zmiennej rezystancji, przy większej liczbie elektrod iskiernikowych także z elementów sterujących rozkładem napięć. Na wyższe napięcie są zestawione z kilku członów podstawowych i wyposażone w pierścienie sterujące.

14. Instalacje piorunochronne.

Instalacje piorunochronne składają się z: zwodów, przewodów odprowadzających i uziemienia. Zwody jest to górna część urządzenia piorunochronnego przeznaczona do przyjmowania uderzeń pioruna. Dzielą się na: poziome niskie (kilka cm od dachów niepalnych lub trudno zapalnych), poziome podwyższone nieizolowane (co najmniej 40cm od dachów palnych lub przewodzących), poziome wysokie izolowane (na masztach odsuniętych od obiektu chronionego zawierającego materiały wybuchowe), pionowe nieizolowane, pionowe izolowane. Izolowane tzn. że są odsunięte od obiektu, nie mają z min styczności. Zwody wykonuje się z drutów stalowych ocynkowanych o średnicy 6mm lub linki stalowej ocynkowanej o polu przekroju 35mm².

Przewody odprowadzające łączą zwody z uziemieniem i służą do odprowadzania przepięć do ziemi. Ich budowa zależ od rodzaju zwodu i rozmiaru obiektu- im dłuższy obiekt tym powinno być więcej przewodów odprowadzających. Jako przewody odprowadzające mogą służyć metalowe konstrukcje budynku np. filary.

15.Uziemienia. Uziemienie jest celowo wykonanym połączeniem elektr. Jakiegoś urządzenia lub jego części z ziemią. Rozróżnia się uziemienia:

Ochronne - odnoszące się do części nie będących w normalnym stanie pod napięciem, tworzone w celu niedopuszczenia do wzrostu na nich napięcia do wartości grożącej porażeniu ludzi i zwierząt.

Robocze - odnoszące się do określonego punktu obwodu elektrycznego, stosowane w celu zapewnienia prawidłowej pracy urządzenia

Odgromowe - dotyczące odgromników odgromników urządzeń piorunochronnych, stosowane w celu bezpiecznego odprowadzania prądu piorunowego do ziemi

Pomocnicza - dotyczące nie wymienionych wyżej przypadków, stosowane w celu przeprowadzenia pomiaru lub wyrównania potencjału urządzeń i ziemi.

Uziemienie składa się z przewodów uziemiających zacisków i uziomów. Uziom jest przewodem lub przewodem przewodzącym umieszczonym w gruncie bezpośrednio lub za pośrednictwem betonu i zapewniający z nim połączenie elektr.

Istnieją uziomy: - naturalne, umieszczone w gruncie w innym celu niż uziemienie np. rurociągi, zbrojone fundamenty (tzw. uziomy fundamentowe) itp. Sztuczne- umieszczone w gruncie wyłącznie w celu uziemienia np. pojedyńcze pręty, rury, płyty oraz złożone z nich układy

Najważniejsze parametry uziomu to rezystancja Ru=ρ·V' ; ρ-rezystancja gruntu, V' - czynnik geometryczny.

Projektowanie uziomu polega na: -określeniu dopuszczalnej wartości rezystancji, -prawidłowe oszacowanie rezystywności gruntu, -dobór geometrii uziomu, czyli w jakim stopniu należy rozbudować uziom żeby uzyskać odpowiednią rezystancję.

Uziomy należy stosować poniżej granicy zamarzania gruntu ς=ς_p·k; ς_p - rezystywność pomiarowa, k- zależy od rodzaju uziomu i wilgotności gruntu

Przy projektowaniu uziemienia powinniśmy wykorzystać uziomy naturalne, przy czym są 2 warunki: -trzeba uzyskać zgodę właściciela, -właściciel urządzenia powinien informować o każdej zmianie ciągłości tego urządzenia uziemiającego.

Mamy następujące rodzaje uziomów:

-pionowe


r- połowa największego wymiaru

poprzecznego uziomu

l- długość uziomu

- pionowy złożony




k=1,4 jeśli 0,5<a/l<1

k=1,2 jeśli 1<a/l<5

k=1 gdy a/l>5

- poziomy


- promieniowy


- otokowy


A- powierzchnia zajmowana przez uziom

- kratowy (najczęściej stosowany w budynkach




- fundamentowy w postaci stopy




V- objętość stopy fundamentowej w m³

- ława fundamentowa




16. Udar napieciowy jest impulsem o jednej biegunowosci




Wykres przedstawia sposob znormalizowanyudaru. Do badan wytrzymalosci udarowej stosuje sie udary znormalizowane.

Parametry charakteryzujace udar

• wartosc szczytu Um

• czas trwania Tn

• czas do polszczytu na grzbiecie T2

• ksztalt udaru T1/T2

Rozroznia sie udary :

• piorunowe

• laczeniowe - powstaje wskutek czynnosci laczeniowej

• uciety na grzbiecie - powstaje wskutek zadzialania zabezpieczenia (np. Iskiernika)

• uciety na czole - powstaje takze po zadzialaniu zabezpieczenia

Znormalizowany udar piorunowy : T1/T2=1,2/50 z tolerancja dla T1=+-30% a dla T2=+- 20%

Znormalizowany udar laczeniowy : T1/T2=250/2500 z tolerancja T1=+-20% a dla T2=+-60%

Czesto wytrzymalosc udarowa powietrza jest wieksza od wytrzymalosci statycznej ( Ups) wskutek opoznienia przeskoku To. W opoznieniu To przeskoku wyrozniamy dwa skladniki To=Ts + Tf

• opoznienie przypadkowe Ts

• czas rozwoju wyladowania Tf

---