1. Klasyfikacja urządzeń elektrycznych -
- wytwórcze (wytwarzają energię) - generatory - muszą być napędzane siłą napędową, zazwyczaj parą wodną wytwarzaną w kotłach;
- przetwórcze - pozwalają przetwarzać energię o jednym napięciu na drugie - transformator (mechaniczna przekładnia pozwala przetworzyć jedno napięcie na drugie), prostowniki, przetworniki;
- przesyłowe - typu linie napowietrzne, linie kablowe, szyny;
- rozdzielcze - do rozdziału energii elektrycznej - rozłączniki, wyłączniki, odłączniki - to wszystko to dołączniki;
- odbiorcze (odbiory) - urządzenia oświetleniowe, siłowe (silniki różnego rodzaju), grzejniki elektryczne - odbiory typu rezystancyjnego;
- pomocnicze - zabezpieczające, sygnalizujące, bezpieczniki, sterownicze.
To wszystko razem ze sobą połączone tworzy układ elektroenergetyczny.
2. Rodzaje przewodów
Przewody - część układu elektrycznego, która służy do przesyłania i rozdziału części energii elektrycznej.
Przewód elektryczny- element obwodu elektrycznego służący do prowadzenia prądu elektrycznego wzdłuż określonej drogi. Wykonany jest z materiału przewodzącego, najczęściej miedzi lub aluminium, np. w postaci drutu, linki.
Przewody można podzielić na:
- gołe
- bez izolacji;
- odziane
- z izolacją;
- szynowe (szynoprzewody) miniaturki szyn kolejowych lub w postaci płaskownika;
- instalacyjne - w postaci oddzielnych drutów lub kilka razem w jednej osłonie;
(przewody łączymy za pomocą zacisków śrubowych - kostek)
- instalacyjne 5-cio żyłowe i techniczne; - specjalnego przeznaczenia;
Drugi podział:
- przewód liniowy (L)- fazowy- przewód elektryczny będący podczas normalnej pracy pod napięciem fazowym, służący do przesyłania energii elektrycznej w sieci elektroenergetycznej. W sieci trójfazowej przewody liniowe oznaczane są odpowiednio L1,L2,L3. Przewodami liniowymi są również przewody linii napowietrznej znajdujące się pod napięciem fazowym i odizolowane od konstrukcji wsporczej za pomocą izolatorów.
- przewód neutralny (N)- przewód elektryczny połączony z punktem neutralnym sieci elektroenergetycznej, mogący służyć do przesyłania energii elektrycznej.
- przewód ochronny (PE)- przewód elektryczny służący ochronie przed porażeniem elektrycznym. Może to być przewód uziemiający (łączący główny zacisk uziemiający z uziomem) lub wyrównawczy (zapewniający wyrównanie potencjałów elektrycznych różnych części mogących znaleźć się pod napięciem).
- przewód ochronno neutralny (PEN)- przewód elektryczny łączący funkcje przewodu neutralnego N i ochronnego PN
- przewód odgromowy- występuje w liniach WN, nie będący pod napięcie w stanie normalnej pracy. Jego zadaniem jest ochrona od bezpośrednich wyładowań atmosferycznych do linii. Uziemiony na konstrukcjach wsporczych. W przypadku niesymetrycznych prądów fazowych (np. podczas zwarć niesymetrycznych lub asymetrii obciążenia) sprowadza indukujące się w nim prądy przez uziemione konstrukcje wsporcze do ziemi, zmniejszając przez to impedancję kolejności zerowej linii (rozmagnesowujący wpływ przewodu odgromowego).
Oznaczenie przewodu: składa się z członu literowego i cyfrowego. Człon literowy określa przeznaczenie przewodu- materiał żyły i sposób jej wykonania (drut, linka); materiał izolacji żyły- rodz. i materiał powłoki. Człon cyfrowy składa się z dwóch części- pierwsza oznacza dopuszczalne napięcie, na jakie przewód jest przeznaczony.
3. Charakterystyka ochrony przeciwporażeniowej
Pojawienie się napięcia w miejscach, które nie są pod napięciem powoduje zagrożenie życia.
I = 0,5 mA - nie robi szkody w ciele człowieka (brak negatywnych skutków);
I = 10-15 mA - odczuwalne, ale powodują odruch samo uwalniania;
I = 30 mA - można przeżyć;
I > 30 mA - migotanie komór - rozsynchronizowanie serca;
Prąd stały - wartość graniczna - 70mA.
Urządzenia elektryczne ze względu na ochronę przeciwporażeniową, dzieli się na 4 klasy ochronności: 0,I,II,III
Systemy (środki) ochrony(techniczne):
1. ochrona podstawowa - (przed dotykiem bezpośrednim)- ma na celu utrudnienie albo uniemożliwienie dostępu do części przewodzących (środki organizacyjno - konstrukcyjne): barierki ochronne, najlepszy sposób-zamknąć urządzenia.
2. ochrona dodatkowa -(przed dotykiem pośrednim)- oprócz podstawowej ochrony, które zapobiegają pojawieniu się napięcia na częściach, które zwykle nie są pod napięciem, są środki ochrony dodatkowej. Ich celem jest: zmniejszenie do min napięcia wrażeniowego, ograniczenie prądów zwarciowych w przypadkach, gdy zawiodą środki ochrony podstawowej.
3. Ochrona dodatkowa obostrzona - (przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim)- jeżeli dodamy do środków ochrony dodatkowej wyłączniki przeciwporażeniowe, ochronne obniżenia napięcia roboczego, separacje odbiornika i izolacje ochronną to mamy środki ochrony obostrzonej.
4. sprzęt ochronny (w tym środki ochrony indywidualnej)- dla zastosowań, w których wyżej wymienione nie mogą być wykorzystywane (np. przy naprawie urządzeń elektroenergetycznych).
Środki ochrony (nietechniczne):
-popularyzacja sposobów i zasad bezpiecznego użytkowania energii elektrycznej;
-szkolenie wstępne i okresowe wszystkich pracowników użytkujących i obsługujących urządzenia elektryczne;
- wymagania kwalifikacyjne dla pracowników obsługujących urządzenia elektryczne;
- organizacja pracy (pisemne polecenia wykonania prac, instrukcje obsługi urządzeń elektroenergetycznych)
- egzekwowanie przestrzegania reguł bezpieczeństwa
- badania okresowe
- szkolenie w zakresie udzielania pierwszej pomocy przy porażeniach
4. Stacje elektroenergetyczne
Stacja elektroenergetyczna to zespół urządzeń służących do przetwarzania i rozdziału albo tylko do rozdziału energii elektrycznej. Zespół tych urządzeń znajduje się na ogrodzonym terenie lub we wspólnym pomieszczeniu (obudowie). Stacje elektroenergetyczne dzielą się ze względu na sposób wykonania na:
* wnętrzowe: nadziemne, podziemne,
* napowietrzne.
Stacje wnętrzowe to zazwyczaj stacje zawierające urządzenia w izolacji gazowej z SF6 i zajmujące dużo mniej terenu niż stacje napowietrzne. Rozdzielnice składają się z cewek, w cewce aparat elektryczny lub transformator. Obwody główne - przewody, które tworzą tory robocze. Przewody tworzą system zabezpieczeń - obwody pomocnicze. Aby stacja prawidłowo spełniała zadania musi spełniać następujące wymagania:
1. pewność zasilania;
2. max prosty układ połączeń;
3. dostosowanie się do obecnego układu zasilania i w przyszłości;
4. bezpieczeństwo obsługi;
5. ekonomiczność - jak najniższe nakłady inwestycyjne i eksploatacyjne;
6. możliwość rozbudowy.
Stacje mogą być zasilanie jedną linią lub wieloma. Jeden transformator w stacji - sieci wiejskie, średnie napięcie; dwa, wiele transformatorów - zakłady przemysłowe, napięcie 110V i wyższe. Szyny zbiorcze (oszynowanie): Szyny zbiorcze (także obejściowe) to miejsce połączenia linii i transformatorów.
W zależności od rodzaju stacji i jej znaczenia wyróżniamy układy szyn zbiorczych:
pojedynczy(szkoły),
podwójny (kotłownie),
wielokrotny (odbiory o wysokim stopniu pewności zasilania),
blokowy,
mostkowy,
wielobokowy.
Pola rozdzielni: Pola rozdzielni składają się z toru prądowego i jego wyposażenia w urządzenia główne i pomocnicze wraz z konstrukcjami wsporczymi.
Układy pól rozdzielczych:
- liniowe - jeżeli linia napowietrzna pole napowietrzne; jeżeli linia kablowa pole kablowe na odpływie lub dopływie - pole sprzęgła do sprzęgania szyn; - pole pomiarowe; - pole odgromowe.
5. Środki ochrony dodatkowej - wymienić i jeden opisać
Środki ochrony dodatkowej (stosujemy tylko jeden ś.o. w jednej instalacji):
*Zerowanie - ś.o. polegający na metalicznym połączeniu elementów urządzeń podlegających ochronie z uziemionym przewodem neutralnym (stosuje się w sieciach z uziemionym pkt. zerowym do 500V). Aby zerowanie było skuteczne to: impedancja musi spełniać warunek:
Zp=Uf/Iw,
Uf = 230V,
Iw - prąd wyłączeniowy,
Iw=k*Ibn,
Ibn- prąd znamionowy,
Rwyp<=65/Iz,
Iz - prąd zwarcia.
*Uziemienie ochronne - stosuje się dla sieci z izolowanym pkt. zerowym. Polega na metalicznym połączeniu z uziomem wszystkich części mogących znaleźć się pod napięciem. Stosuje się w sieciach prądu stałego i zmiennego. Cel: szybkie przerwanie obwodu, ograniczenie napięcia bezpiecznego. Prąd zwarciowy zamyka się od faz zdrowych (fazy nietrafione) przez upływność i pojemność doziemną do ziemi. Sieć o izolowanym punkcie zerowym:
Ro<=Ud/Iw,
Ud - napięcie dotykowe bezpieczne,
Iw - prąd wyłączalny,
Ro<=50Ω; dla sieci o stałej kontroli izolacji (z uziemionym punktem zerowym) Ro<=0.5Uf/Iw.
*Sieć ochronna - polega na połączeniu pomiędzy sobą wszystkich elementów urządzeń podlegających ochronie, które łączy się do uziemień naturalnych, konstrukcji i innych metalowych przedmiotów. Ś.o. można stosować do prądu stałego i przemiennego zarówno z uziemieniem jak i izolowanym pkt. zerowym. Cechą tego środka jest fakt, że w przypadku zwarcia z ziemią jednej fazy nie następuje wyłącznie sieci spod napięcia. Rezystancja uziemienia całej sieci Rmax=20 Ω. Stosujemy bardzo rzadko, gdy uziemienie ochronne nie zapewnia skutecznej ochrony.
*Wyłącznik przeciwporażeniowy - zabezpieczenie różnicowoprądowe (wyłącznik różnicowoprądowy), najbardziej skuteczny, tani, najczęściej stosowany.
*Ochronne obniżenie napięcia roboczego.
*Separacja odbiornika - polega na odizolowaniu odbiornika od zasilania za pomocą przetwornicy separacyjnej lub specjalnego transformatora. Jeżeli odbiorniki pobierają prąd > 16A, napięcie obwodu > 360V, nie można stosować przy napięciu zasilania 500V. Dla odbiorników ręcznych się stosuje.
*Izolowanie stanowiska roboczego - kiedy nie jest możliwe stosowanie innych ś.o. Poprzez chodniki izolacyjne, nie szersze niż 1,2m. Stosować tylko do pomieszczeń suchych, a napięcie < 1kV
*Izolacja ochronna