1. Straty mocy w materiałach elektrycznych i magnetycznych.

W rzeczywistych elementach elektrycznych zawsze występuje dyssypacja (rozproszenie) energii w formie ciepła - czy to użytkowego czy też strat.

- Rzeczywista cewka {Rys. 3.1 i 3.2}

Q= X_L·I²= U_L·I; P= R·I²= U_R·I; Dobroć cewki: Q_L=Q/P= U_L/ U_R=ωL/R

- Rzeczywisty kondensator {Rys. 3.3 i 3.4}

Q= B_c·U²; P= G·U, P=Q·tgδ; Dobroć kondensatora: Q_c=Q/P= I_L/ I_R=RωC

- Dławik {Rys. 3.5 i 3.6}

Straty w rdzeniu dławika:

ΔP_fe=R_fe· I_fe² - średnia moc strat.

ΔP_fe=C·f^1,5-1,6 B²

1a) Schematy zastępcze rzeczywistych elementów.

2. Energia, moc elektromagnetyczna, siły i momenty elektromagnetyczne w przetwornikach elektromechanicznych.

3. Nagrzewanie się i stygnięcie modelowego ciała jednorodnego.

Ze względu na nagrzanie każde urządzenie energoelektryczne tworzy z otoczeniem układ termokinetyczny. Najprostszym modelem takiego układu jest ciało cieplne jednorodne o nieskończonej dużej przewodności cieplnej.

Rezystancja termiczna (opór cieplny)
Pojemność cieplna

Przyrost temperatury
; Moc cieplna

- składowa ustalona

- składowa swobodna (przejściowa)

Przy skokowych zmianach mocy cieplnej, temperatura ciała zmienia się w sposób wykładniczy.

4a) Obciążenie ciągłe, dorywcze i przerywane.

Obciążenie przedstawione jest w postaci obciążenia zastępczego o ograniczonej liczbie parametrów.

- obciążenie ciągłe, czyli o określonej stałej wartości w długim czasie.

- obciążenie dorywcze, czyli o określonej stałej wartości w określonym, krótkim zwykle czasie i następującej po nim długiej przerwie.

- obciążenie przerywane, czyli okresowe regularne, o krótkim cyklu, podzielonym w określonym stosunku na czas określonego, stałego obciążenia i czas przerwy.

4. Układy sieci i rodzaje torów elektroenergetycznych.

Układy sieci SN:

- promieniowy - pętlowy - promieniowy z magistralą - dwuliniowy - wieloliniowy

Sposoby zasilania - tory elektroenergetyczne

- otwarte - węzłowe - zamknięte - okrężne

5a) Parametry jakości energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom.

- stałość napięcia - stałość częstotliwości napięcia - symetria fazowa napięć - zawartość zniekształceń krzywej napięcia - ciągłość dostawy energii

5. Pomiary mocy czynnej i biernej odbiorników trójfazowych (przy zasilaniu trój- lub czteroprzewodowym).

Pomiary mocy czynnej

Do pomiaru mocy czynnej w układzie czteroprzewodowym potrzebne są 3 watomierze. Każdy z watomierzy mierzy moc pobieraną przez jedną z faz odbiornika.

Moc czynną wyznaczamy ze wzoru całkowego:

P = 1/T
=U_aI_acosφ_a+U_bI_bcosφ_b+U_cI_ccosφ_c

T- okres ; U_a, U_b, U_c, I_a, I_b, I_c - wartości skuteczne napięć i prądów fazowych;

φ_a, φ_b, φ_c - kąty przesunięć fazowych między napięciami i prądami.

Moc czynna pobierana przez odbiornik trójfazowy jest równa sumie mocy czynnych pobieranych przez poszczególne fazy odbiornika.

W przypadku symetrii napięcia i prądy fazowe mają jednakowe wartości skuteczne:

U_f = U_a = U_b = U_c I_f = I_a = I_b = I_c kąty również są sobie równe, wtedy:

P = 3U_fI_fcosφ_f

W przypadku trudności pomiarów napięć i prądów fazowych moc w obwodach trójfazowych symetrycznych wyrażamy za pomocą napięć między fazowych prądów liniowych które oznaczamy przez U, I bez wskaźników. wskaźników tym celu podstawiamy do wzoru P= 3U_fI_fcosφ_f (w gnieździe: U_f = U/
, I_f = I; w trójkącie: U_f = U, I_f = I/
stąd mamy: P =
UIcosφ przy czym kąt φ = φ_f.

Do pomiaru mocy czynnej w ukł. Trójprzewodowym potrzebne są 2 watomierze, których cewki prądowe włącz się w dowolne 2 przewody mierzonego obwodu trójfazowego początki cewek napięciowych przyłącza się do tychże przewodów a końce do przewodu trzeciego.

Moc czynna pobierana przez odbiornik bez względu na symetrię układu odpowiada P₁ + P₂ = P P₁ = U_acJ_acos( U_ac, I_a ) P₂ = U_bcI_bcos( U_bc, I_b )

Watomierz liczy wartość średnią iloczynu napięcia na cewce napięciowej i prądu w cewce prądowej.

Pomiary mocy biernej

Moc bierna wydawana przez dowolne trójfazowe źródło napięcia lub pobierana przez odbiornik trójfazowy jest równa sumie mocy biernych poszczególnych faz.

Moc bierna w układzie czteroprzewodowym

Q = Q_a + Q_b + Q_c = U_aI_asinφ_a + U_bI_bsinφ_b + U_cI_csinφ_c

A w przypadku symetrii

Q = 3U_fI_fsinφ_f =
UIsinφ

Moc bierna w ukł. Trójprzewodowym o symetrycznym zasilaniu i obciążeniu, moc bierna:

Q =
(P₁ - P₂) ; P₁ - P₂ - różnica wskazań obu watomierzy

6. Warunki pracy równoległej transformatorów trójfazowych. Moc przechodnia i moc własna autotransformatora.

Praca równoległa transformatorów to zasilanie ich z tej samej sieci „pierwotnej” i obciążanie poprzez tę samą sieć „wtórną”. Pracę || transfor. można nazwać idealną, jeśli:

— nie płyną prądy w uzwojeniach wtórnych w stanie jałowym (kąty godzinowe oraz przekładnie transfor. pracujących || powinny być jednakowe)

— obciążenie mocą pozorną rozkłada się proporcjonalnie do mocy znamionowych, przy tym całk. prąd obciążenia jest algebr. Σ poszczególnych prądów (występuje zgodność kątów fazowych tych prądów).

Warunki pracy: trójkąty wewnętrznych spadków napięć w transfor. pracujących ||, obciążonych prądami znamionowymi I=I_n muszą być jednakowe, oznacza to równość iloczynów Z_z * I_n oraz kątów zwarciowych ϕ_zn równość napięć zwarcia transfor. przy pracy ||.

7. Kompensacja mocy biernej indukcyjnej w sieci zasilającej.

Kompensacja to zmniejszenie spadku napięcia i strat mocy biernej w linii. Uzyskuje się to przez instalowanie dodatkowych odbiorników pojemnościowych, tzw. kompensatorów poprzecznych (mogą to być baterie kondensatorów lub przewzbudzone silniki synchroniczne). Zapotrzebowanie na moc bierną zmienia się wraz ze zmianami obciążenia sieci mocą czynną. Dlatego też kompensatory poprzeczne wyposaża się w regulatory współczynników mocy.

8. Budowa trójfazowych silników.

Silnik pierścieniowy: ma wirnik pierścieniowy, w którym znajnduje się uzwojenie trój-fazowe, symetryczne - tego typu co w stojanie - połączone w gwiazdę, z końcówkami przyłą-czonymi do trzech pierścieni.

Silnik klatkowy: w żłobkach wirnika klatkowego rozmieszczone są pręty przewodzące (z aluminium), zwarte pierścieniami na obwodzie - z obydwu stron wirnika. Powstała klatka jest uzwojeniem wielofazowym.

9a) Częstotliwości napięć indukowanych w wirniku maszyny indukcyjnej; pojęcie poślizgu.

Częstotliwość napięć indukowanych w wirniku f₂ jest proporcjonalna do różnicy prędko-ści kątowej pola stojana ω₁ i prędkości kątowej wirnika ω. Przy nieruchomym wirniku f₂=f.

Stosunek f₂ do f oznacza się s i nazywa poślizgiem:
.

, n - prędkość obrotowa. Wartość poślizgu zależy od obciążenia sil-nika i zwykle wynosi od 2 do 6%.

9. Schemat zastępczy trójfazowego silnika indukcyjnego.
   Silnik indukcyjny jest maszyną indukcyjna w tym sensie, że wirnik jego nie jest zasilany bezpośrednio. Sem w stojanie i wirniku indukują się na skutek strumienia pola wirującego wytworzonego wspólnie przez prądy stojana i wirnika.

W silnikach klatkowych o liczbie żłobków wirnika Ż i liczbie biegunów p liczba faz w wirniku jest Ż/p przy czym p prętów jednej fazy jest połączonych równolegle poprzez pierścienie. W takim przypadku sprowadzenie odbywa się w sposób bardziej złożony. Należy najpierw uzwojenie klatki sprowadzić do takiej liczby faz w stojanie, a następnie do takiej samej liczby zwojów i rozkładu (q) co w stojanie przy niezmienionym przepływie wirnika. Na podstawie schematu zastępczego można napisać podstawowe równania silnika:I₁₀ = I₁ + I₂^' U₁ = -E₁ + I₁R₁ + jI₁X₁ E₁ = I₂^' + R₂ /s+ jI₂ ^{`</sup>X<sub>2</sub> <sup>`}

Równanie (1) jest to równanie wirujących synchronicznie przepływów i dotyczy obwodu magnetycznego strumienia głównego Φ. Równania (2) i (3) wyrażają spadki napięć dla strony pierwotnej iwtórnej. Opierając się na tych równanianich można sporządzić wykres wektorowy silnika obciążonego.

W dokładnym schemacie zastępczym sinika indukcyjnego (w odróżnieniu od transformatora) występuje wielkość meczaniczna zwana poślizgiem, która wskazuje na to, że mamy do czynienia z przetwornikiem elektromechanicznym, w tym przypadku z silnikiem.

10a) Charakterystyka mechaniczna trójfazowej maszyny indukcyjnej.

Charakterystyki mechaniczne M = f(ω), związane ze zmianami U₁ , f oraz rezystancji rozruchowej R_d (rezystorów dołączanych z zewnątrz do wirnika).

uproszczony wzór Klossa, dla pełnego zakresu pracy maszyny indukcyjnej (silnikowej, prądnicowej i hamulcowej).

10. Rozruch trójfazowych silników indukcyjnych.

Prąd pobierany podczas rozruchu ze zwartym uzwojeniem wirnika jest kilkukrotnie większy od prą­du znamionowego (I_r = (4÷10)I_N). Duży prąd rozruchowy może być groźny dla silnika pod względem skutków cieplnych mimo, że najczęściej rozruch trwa od kilku do kilkudziesięciu sekund. Ale w przypadku silników dużych, a także często powtarzanych rozruchów nie­bezpieczeństwo takie może wystąpić. Ze względu na powyższe rozruch bezpośredni, polegający na zasileniu sil­nika pełnym napięciem znamionowym, można stosować tylko przy silnikach małych. Zależnie od warunków sieciowych, przepisy zakładów energetycznych dopuszczają do rozruchu bezpośredniego silniki o mocach od kilku do kilkunastu, rzadko kilkudziesięciu, kilowatów. Dla silników większych mocy stosuje się różne sposoby poprawy warunków rozruchu silnika. Dąży się do tego, aby w czasie rozruchu:

- zmniejszyć prąd rozruchowy, ale jednocześnie (o ile to możliwe)

- powiększyć moment rozruchowy.

Można to osiągnąć następującymi metodami:

- przez zmianę napięcia zasilania uzwojenia stojana (za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt, autotransformatora lub transformatora),

- przez włączenie rezystancji lub reaktancji dodatkowej w obwód wirnika (zastosowanie tzw. rozrusznika tylko w silnikach pierścieniowych),

- przez włączenie rezystancji lub reaktancji dodatkowej w obwód stojana,

- przez zmianę częstotliwości napięcia zasilającego uzwojenie stojana.

11. Regulacja prędkości trójfazowych silników indukcyjnych.

f - częstotliwość p - liczba par biegunów, s - poślizg,

ω - prędkość kątowa wirnika

Regulację prędkości kąrowej wirnika można realizować poprzez zmiany częstotliwości, liczby par biegunów i poślizgu. Dla zachowania niezmiennej momentu maksymalnego M_n, zmianom częstotliwości muszą towarzyszyć proporcjonalne do nich zmiany napięcia stojana.

Poprzez zmiany liczby par biegunów można uzyskać skokowe zmiany prędkości. Ten typ regulacji jest stosowany do silników klatkowych (dwu i wielobiegowych) z odpowiednio zmienianym układem połączeń uzwojenia stojana.

Przy zmianach napięcia stojana zmienia się moment maksymalny a poślizg krytyczny nie ulega zmianie: regulacja prędkości może więc się odbywać w zakresie zmian poślizgu od znamionowego do krytycznego. Ten sposób regulacji stosuje się do silników klatkowych ze zwiększonym poślizgiem krytycznym.

12. Hamowanie trójfazowymi silnikami indukcyjnymi (prądnicowe, przeciwprądem, dynamiczne).

Hamowanie prądnicowe może zachodzić jeżeli wirnik jest napędzany z zewnątrz a maszyna wytwarza ujemny moment elektromagnetyczny co jest równoważne z oddawaniem energii do sieci.

Hamowanie przeciwprądowe polega na przełączeniu na przeciwny kierunek wirowania. Obrotowemu ruchowi wirnika przeciwstawia się wirujące w kierunku przeciwnym pole elektromagnetyczne powodując zmniejszenie prędkości

Hamowanie dynamiczne może się odbywać w dowolnym przedziale prędkości. Uzwojenie stojana jest wtedy zasilane prądem stałym o odpowiedniej wartości i w układzie zapewniającym dodawanie się przepływów uzwojeń fazowych. Przy prędkości równej zeru moment hamujący jest równy zeru co powoduje że końcowa faza hamowania dynamicznego jest łagodna i nie zawsze można osiągnąć całkowite zatrzymanie.

13. Własności indukcyjnych silników liniowych.

Początkowa siła rozruchowa silnika liniowego zazwyczaj niewiele się różni od siły maksymalnej. Prędkość silnika liniowego można regulować napięciowo. Przy hamowaniu z przełączonym silnikiem na przeciwny bieg pola - można także regulować napięciowo siłę hamowania. Część wtórna silnika liniowego ma dobre warunki chłodzenia, toteż wydzielająca się z niej znaczna moc poślizgu nie jest groźna pod względem cieplnym.

W silniku liniowym następuje przemiana energii elektrycznej w energię ruchu postę­powego. Silnik liniowy wywodzi się z prze­kształcenia silnika wirującego (rys. 17.20). Przekształcenie to polega na przecięciu sto­jana i wirnika promieniowo od osi i rozwi­nięciu ich wraz z uzwojeniami. Zasada działania takiego silnika jest analogiczna do za­sady działania silników indukcyjnych wiru­jących. W żłobkach rdzenia części pierwot­nej (induktora) i części wtórnej (bieżnika) znajdują się uzwojenia (najczęściej trójfazo­we), przy czym w części wtórnej stosuje się na ogół uzwojenie klatkowe lub ferro­magnetyczną warstwę przewodzącą, speł­niającą rolę klatki. Rozróżnia się silniki liniowe płaskie i tubo­we. W silnikach tubowych pole magnetycz­ne w szczelinie ma układ promieniowy i wędruje w kierunku osiowym, a bieżnik i induktor są wykonane w postaci współosiowych cylindrów. Silniki liniowe są stosowane w wielu dzie­dzinach techniki, m.in. w trakcji elektrycz­nej i transporcie.

Rys. 17.20. Przekształcenie silnika wirującego w liniowy:

a) silnik wirujący,

b) silnik liniowy pła­ski,

c) silnik liniowy tubowy

1 - stojan, 2 - uzwojenie, 3 - wirnik, 4 - bieżnik,

5 - induktor, 6 - uzwojenie induktora

14. Własności silników indukcyjnych jednofazowych.

Silniki indukcyjne jednofazowe są przystosowane do współpracy z siecią jednofazową napięcia przemiennego.

W stojanie jest umieszczone uzwojenie wykonane jako skupione lub jako rozłożone, natomiast wirnik na ogół jest klatkowy. Prąd przemienny doprowadzony do jednofazowego uzwojenia stojana wytwarza pole magnetyczne zmienne nieruchome w przestrzeni, które można rozłożyć na dwa pola kołowe wirujące w przeciwnych kierunkach. Te dwa pola magnetyczne składowe indukują w uzwojeniu klatkowym wirnika siły elektromotoryczne. Pod ich wpływem w uzwojeniach tych płyną prądy. Stąd wniosek, że klatka wirnika wytworzy również dwa pola magnetyczne wirujące w przeciwnych kierunkach. Na skutek oddziaływań pól magnetycznych stojana i wirnika wytworzone zostaną dwa momenty elektromagnetyczne. Silnik indukcyjny jednofazowy nie wytwarza początkowego momentu rozruchowego oraz nie ma określonego kierunku wirowania. Silnik można uruchomić w obu kierunkach przez mechaniczne nadanie wirnikowi początkowej prędkości przy której moment elektromagnetyczny rozwijany przez silnik jest nieco większy od momentu mechanicznego obciążającego wirnik. Brak momentu rozruchowego jest podstawową wadą silnika indukcyjnego jednofazowego.

15a) Straty mocy w silnikach indukcyjnych trójfazowych i jednofazowych.

Silnik indukcyjny pobiera z sieci zasilającej moc czynną P_in. Część mocy pobieranej jest zużywana na pokrycie strat mocy czynnej w uzwojeniu stojana ΔP_Cu1 oraz strat mocy czynnej w rdzeniu stojana ΔP_Fe1, reszta jest przekazywana do wirnika jako moc idealna (moc pola magnetycznego wirującego) P_ψ. część tej mocy z kolei pokrywa straty w stali wirnika ΔP_Fe2 (które są bardzo małe i najczęściej się je pomija oraz straty w uzwojeniu wirnika ΔP_Cu2. część pozostałej mocy pola magnetycznego wirującego P₂ wydziela się na rezystancji zewnętrznej przyłączonej do uzwojenia wirnika, reszta jest przekazywana na wał wirnika jako moc mechaniczna P_m. Moc użyteczna P silnika jest mniejsza od mocy mechanicznej o straty mechaniczne (tarcie) ΔP_m.

Sprawnością silnika nazywa się stosunek mocy użytecznej na wale silnika do mocy pobranej z sieci: η=P/P_in

Sprawność silnika nie jest stała i zmienia się wraz ze zmianą obciążenia. Sprawność jest maksymalna wówczas gdy straty zmienne (obciążeniowe) są równe stratom stałym, czyli jałowym.

15. Budowa maszyn synchronicznych trójfazowych. Maszyna synchroniczna jako źródło mocy biernej indukcyjnej.

Maszyny synchroniczne, podobnie jak maszyny prądu stałego, składają się z magneśnicy i twornika. Trójfazowe uzwojenie twornika umieszczone jest z reguły w stojanie, a uzwojenie wzbudzenia zasilane poprzez pierścienie ślizgowe prądem stałym w wirniku. Uzwojenie wzbudzenia jest zasilane zwykle z prądnicy prądu stałego, zwanej wzbudnicą. Wzbudnica najczęściej jest osadzona na wale maszyny synchronicznej. Stojan maszyny synchronicznej wykonany jest z pakietu blach wzajemnie izolowanych. W odpowiednich żłobkach, rozmieszczonych na wewnętrznym obwodzie stojana, umieszczone jest trójfazowe uzwojenie twornika - połączone najczęściej w gwiazdę.. Uzwojenie to [1] dostosowane do liczby par biegunów wirnika (p), liczby faz (m=3) składa się z 3p grup zwojów. Uzwojenie każdej fazy ma p grup zwojów połączonych ze sobą szeregowo lub równolegle. Rozpiętość każdej grupy na obwodzie twornika opisana jest zależnością

Wirniki maszyn synchronicznych wykonuje się w dwojaki sposób:

 w maszynach synchronicznych szybkobieżnych - (3000 obr/min lub rzadziej1500 obr/min) wirniki są cylindryczne z tzw. biegunami utajonymi,

 w maszynach synchronicznych, wolnobieżnych - (500 - 750 obr/min) wirniki mają jawne (wystające) bieguny.

W nabiegunnikach umieszczone są pręty miedziane, zwarte na obu końcach przez pierścienie zwierające. Są to klatki spełniające rolę uzwojeń tłumiących (np. tłumiących kołysanie wirnika)

16. Oddziaływanie twornika w maszynie prądu stałego.

17. Warunki samowzbudzenia prądnicy bocznikowej.

18. Charakterystyki zewnętrzne prądnic prądu stałego (obcowzbudnych i bocznikowych).

19. Charakterystyki mechaniczne silników prądu stałego (obcowzbudnych, bocznikowych i szeregowych).

20. Regulacja prędkości silników prądu stałego. Hamowanie silnikami prądu stałego (prądnicowe, przeciwprądem, dynamiczne).

21. Rozruch silników prądu stałego.

Wartość rezystancji rozruchowej zmienia się skokowo, prąd twornika w chwilach połączenia rezystorów zmienia się więc również skokowo (pomijając indukcyjność obrotu twornika). Płynną regulację prądu przy rozruchu i hamowaniu silników można uzyskać stosując układy energoelektroniczne (przekształtniki tyrystorowe) straty energii przy stosowaniu tych układów są wielokrotnie mniejsze niż w układach klasycznych (resystorowych).

22a) Straty mocy w maszynach prądu stałego.

W samej maszynie prądu stałego występują straty mocy w obwodzie twornika (obciążeniowe), w uzwojeniu bocznikowym lub obcowzbudnym (wzbudzenia), w żelazie wirnika i mechaniczne

22. Charakterystyki statyczne i dynamiczne łuku elektrycznego.

W chwili rozłączenia się mikropowierzchni styków między najbliżej położonymi wierzchołkami nierówności występuje bardzo silne pole elektryczne. Inicjuje ono jonizację zderzeniową w parach metali, które-jak wiadomo- charakteryzuje niski potęcjał jonizacyjny.

Proces jonizacji przechodzi wnet w lawinowy i obejmując całą przestrzeń międzystykową , doprowadza do zapalenia krótkiego łuku między stykami.Zazwyczaj , wraz z oddalaniem się styków (na odległość paru mm), łuk krótki przechodzi w łuk długi i wówczas dopiero podlega gaszeniu.

Kanał łukowy składa się ze stref przyelektrodowych, kolumny łukowej i stref przejściowych między strefami przyelektrodowymi a kolumną łukową. W strefie przejściowej , przy granicy ze strefą katodową, można jeszcze wyróżnić strefę jonizacji. Średnica kolumny łukowej jest rzędu kilku mm; w sferach przejściowych kanał ulega przewężeniu, osiągając w pobliżu elektrod średnice rzędu ułamków mm(plamka katodowa i anodowa)

Koncentracja ładunków w kanale łukowym nie jest równomierna. W strefie katodowej występuje przewaga ładunków (jonów) dodatnich, a w anodowej - ładunków ujemnych (elektronów). Efektem tego są bardzo silne pola elektryczne w pobliżu elektrod oraz bardzo duże spadki napięć :katodowy 8-20V, anodowy 2-6V. Ruch cząsteczek naładowanych zostaje więc w strefach przyelektrodowych silnie przyspieszony. Duże prędkości , uzyskiwane przez elektrony w strefie anodowej , zwiększają intensywność tworzenia jonów , które są niezbędne do podtrzymania wyładowania w kolumnie łukowej. Podgrzewanie katody przez padające na nią jony oraz anody-przez wchodzące w nią elektrony wywołuje przy tym parowanie materiału elektrod, dostarczając cząstek obojętnych - podlegających następnie jonizacji.

Jony docierające więc do katody powstają głównie w jej pobliżu - w strefie jonizacji. Dochodzi tu do zderzeń cząstek obojętnych z wyemitowanymi przez katodę elektronami i z odbitymi od katody zneutralizowanymi jonami. Zjawisko powrotu zdejonizowanych przy katodzie cząstek do strefy jonizacji występuje przy dużych mocach wyładowania. Zwiększony dzięki temu prąd jonowy w strefie katodowej zapewnia odpowiednią emisyjność i pokrycie strat cieplnych katody. Ze wzrostem intensywności odbioru ciepła wzrasta gęstość prądu i temperatura kolumny łukowej, a maleje średnica. Efekt wzrostu temperatury przy zwę®kszonym chłodzeniu określa się mianem paradoksem łuku elektrycznego.

23a) Pojęcie prądu ograniczonego.

Największą wartość prądu wyłączeniowego bezpiecznika lub wyłącznika ograniczającego nazywamy jego prądem ograniczonym.

23b) Prąd początkowy i związane z nim parametry przebiegu prądu zwarciowego. Dobór aparatów łączeniowych i zabezpieczeniowych do warunków zwarciowych.

23. Zabezpieczenia przeciążeniowe, zwarciowe i zanikowe w obwodach odbiorczych niskiego napięcia.

24. Udar napięciowy.

To wykres w funkcji czasu przedstawiający prądy piorunów oraz pochodzące od nich prądy i napięcia w liniach elektroenergetycznych, a także niektóre z krótkotrwałych przepięć wewnętrznych. Udar składa się z czoła od punktu O do W i grzbietu-od W do zaniku.

Udar charakteryzowany jest umownie swą wartość szczytową(napięciowy przez U_m;prądowy przez I_m),czas trwania czoła T₁;czas do półszczytuT₂. Udary prądu głównego wyładowania pioruna charakteryzują wartości szczytowe rzędu 5-250kA, czasy trwania czoła 1-10μs,czasy do półszczytu 10-200 μs.

25a) Ochronniki.

służą do ochrony izolacji przed przepięciami.Obniżają one napięcie między linią i ziemią do poziomu bezpiecznego, odprowadzając-poprzez łuk elektryczny na iskiernikach-ładunek fali przepięciowej z przewodów roboczych do ziemi.

1.iskiernik ochronny 2.odgromnik wydmuchowy 3. odgromnik zaworowy

25b) Zasady ochrony przepięciowej i odgromowej.

Przepięcia pochodzenia atmosferycznego stanowią największe zagrożenie dla izolacji urządzeń. Ochrona od przepięć atmosfer. nosi nazwę ochr. odgromowej. Stawia się przed nią 2 zad:

1.osłaniania przewodów roboczych linii lub aparatów i budynków stacji energoelektrycznych przed bezpośrednimi uderzeniami piorunów oraz niedopuszczania do tzw. przeskoków odwrotnych lub iskier odwrotnych lub wtórnych

2.łagodzenia skutków uderzeń piorunów lub niedopuszczenia do uszkodzenia obiektów z tego powodu. Ochronę linii i stacji energoelektrycznych przed bezpośrednimi uderzeniami piorunów zapewniają zwody piorunowe wraz ze stalowymi elementami

konstrukcji słupów i przewodami. Przewody robocze linii energoelektr. chroni się umieszczając nad nimi przewody odgromowe, które są uziemione na każdym słupie. Stacje elektroen. chronione są za pomocą uziemionych zwodów pionowych lub poziomych.

25. Czynniki wpływające na reakcję organizmu ludzkiego przy przepływie prądu rażeniowego. 1.częstotliwość prądu rażeniowego

2.natężenie prądu raż.

3.droga przepływu prądu raż.

4.czas rażenia

5.indywidualne cechy biologiczne organizmu

6.psychiczne przygotowanie osobnika na możliwość porażenia

Najmniejszą odporność wykazuje organizm ludzki na prądy o częstot. 15-100 Hz,w którym to zakresie mieszczą się częstotliwości sieciowe.

26a) Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa i dodatkowa.

Ochrona podstawowa(ochrona przed dotykiem bezpośrednim)to zespół środków zapobiegających niebezpiecznym skutkom dotknięcia przez człowieka części czynnych tzn. żył, przewodów lub innych części przewodzących prąd elek. znajdujących się podczas normalnej pracy pod napięciem,w tym także przewód neutralny. W tym celu należy zastosować izolację roboczą, osłony, bariery i ogrodzenia przenośne lub umieścić części czynne poza zasięgiem ręki.

Ochrona dodatkowa(przed dotykiem pośrednim)stanowi ochronę zapobiegającą niebezpiecznym skutkom dotknięcia części przewodzących dostępnych w razie pojawienia się na nich napięcia w warunkach zakłóceniowych. Najskuteczniejszym zabezpieczeniem przed porażeniem jest przystosowanie urządzeń elektr. do zasilania z bezpiecznych źródeł o napięciu roboczym nie przekraczającym napięcia bezpiecznego U_L.

26. Zakresy napięciowe i układy sieciowe instalacji elektrycznych.

Ze względu na ochronę porażeniową w obiektach budowlanych określono 2 zakresy napięciowe:

Zakres I (napięć b.niskich) obejmuje napięcia do 50V prądu przemiennego i do 120V prądu prądu stałego. Dzieli się przy tym na 3 podzakresy wyznaczone przez wartości graniczne:50,25 i 12V przy prądzie przemiennym oraz 120,60 i 30V przy prądzie stałym.

Zakres II (napięć powszechnie stosowanych) obejmuje napięcia od 50 do 1000V-przy prądzie przemiennym oraz od 120 do 1500V-przy prądzie stałym. W obwodach uziemionych obowiązuje dodatkowo ograniczenie napięć przemiennych między fazami i ziemią do 600V oraz napięć stałych między biegunami i ziemią do 900V

27a) Sposoby i środki ochrony przeciwporażeniowej w obiektach budowlanych.

Do realizacji ochrony przed dotykiem bezpośrednim w obiektach budowlanych używa się sposobów:

- uniemożliwienie przepływu prądu elektrycznego przez ciało człowieka lub zwierzęcia - ograniczenie prądu, który może przepływać przez ciało człowieka lub zwierzęcia do wartości bezpiecznej.

Do realizacji ochrony przed dotykiem pośrednim w obiekt. bud. są sposoby:

-uniemożliwienie przepływu przez ciało człowieka lub zwierzęcia prądu elekt. mogącego pojawić się w wyniku uszkodzeń instalacji lub urządzeń ograniczenie prądu, który może przepływać przez..(j.w.)..w wyniku uszkodzeń instalacji lub urządzeń do wartości bezp

-samoczynne odłączenie zasilania w określonym, krótkim czasie w wypadku uszkodzeń instalacji lub urządzeń, powodujących możliwość przepływu prądu przez ciało człowieka lub zwierzęcia gdy wartość tego prądu może być równa lub większa od wartości bezpiecznej

-powszechne stosowanie ekwipotencjalizacji (wyrównania potencjałów części przewodzących dostępnych i obcych) dla wzmocnienia skuteczności istniejącej ochrony przed dotykiem pośrednim

Do realizacji ochrony przed dotykiem bezpośrednim w obiektach bud. Służą środki:

-izolowanie części czynnych lub umieszczanie ich poza zasięgiem ręki

-użycie ogrodzenia, obudowy lub bariery, ewentualnie dodatkowe urządzenia ochronne różnicowo-prądowe o prądzie zadziałania nie większym niż 30mA

Do realizacji ochrony przed dotykiem pośrednim w obiekt. służą środki:

-szybkie wyłączanie zwarć w układach sieciowych TN,TT i IT wraz z ograniczeniem wartości napięcia dotykowego, za pomocą połączeń wyrównawczych miejscowych

-stosowanie urządzeń II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej

-izolowanie stanowiska

-separacja odbiorników

-stosowanie nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych.

27b) Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej w obiektach budowlanych.

Skuteczność.(...).zapewnia szybkie wyłączanie w układach sieciowych TN,TT i IT wraz z ograniczeniem wartości napięcia dotykowego w układach sieciowych TT i IT. Szybkie wyłączanie zwarć w układach sieciowych TN,TT i IT jest realizowane przez :

-urządzenia ochronne przetężeniowe

-urządzenia ochronne różnicowo-prądowe

27. Ochrona przeciwporażeniowa przy urządzeniach średniego i wysokiego napięcia.

Ochrona podstawowa przy urządzeniach elektroenergetycznych o napięciu znamionowym wyższym niż 1kV ma zapobiegać zetknięciu się człowieka z częściami czynnymi tego urządzenia,natomiast ochrona przeciwporażeniowa dodatkowa-wystąpieniu wyższych niż dopuszczalne napięć rażeniowych dotykowych, które mogą powstać na skutek pojawienia się napięcia na przewodzących częściach nie należących do obw. elektr. Przy urządzeniach tych, w razie konieczności zapewnienia ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej, wykonuje się uziemienia ochronne. W przypadkach technicznie uzasadnionych dla mniejszenia zagrożenia porażeniowego, można też stosować-łącznie z uziemieniem ochronnym-uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej w postaci:

1.izolacji stanowisk

2. powłok elektroizolacyjnych

3. wstawek izolacyjnych w elementach przewodzących

4.ogrodzeń.

---