Pytania pomocnicze - ELE.05

S3 to praca przerywana okresowa: silnik cyklicznie pracuje pod obciążeniem, a następnie ma przerwę na postój. Cykl powtarza się, ale rozruch nie ma istotnego wpływu na nagrzewanie.

Na wykresie widać powtarzające się okresy pracy i postoju. Temperatura rośnie podczas obciążenia i spada podczas przerwy, nie osiągając stanu ustalonego.

S1 oznacza pracę ciągłą przy stałym obciążeniu aż do osiągnięcia temperatury ustalonej. S3 oznacza pracę cykliczną z przerwami, bez osiągania pełnego stanu cieplnego.

S2 to praca krótkotrwała: silnik pracuje przez określony czas, a potem następuje przerwa wystarczająca do ostygnięcia. S3 to powtarzalne cykle pracy i postoju.

W S3 rozruch nie jest istotny cieplnie. W S4 cykl obejmuje rozruch, pracę pod obciążeniem i postój, a rozruch ma wpływ na nagrzewanie maszyny.

Współczynnik czasu pracy określa, jaką część całego cyklu stanowi czas pracy pod obciążeniem. Oblicza się go jako stosunek czasu pracy do czasu całego cyklu, zwykle w procentach.

Kod IP określa stopień ochrony obudowy przed wnikaniem ciał stałych i wody. Składa się zwykle z dwóch cyfr, np. IP44.

Pierwsza cyfra 4 oznacza ochronę przed dostępem do części niebezpiecznych drutem oraz przed wnikaniem ciał stałych o średnicy 1 mm i większej.

Druga cyfra 4 oznacza ochronę przed bryzgami wody z dowolnego kierunku. Dlatego IP44 nadaje się do pomieszczeń wilgotnych.

Ich druga cyfra oznacza zbyt niski poziom ochrony przed wodą. W pomieszczeniach wilgotnych wymagana jest co najmniej ochrona przed bryzgami wody, czyli druga cyfra 4.

Nie. IP44 chroni przed bryzgami wody, ale nie przed strumieniem wody pod ciśnieniem ani zanurzeniem.

Stosuje się je m.in. w pomieszczeniach wilgotnych, garażach, piwnicach, warsztatach oraz w miejscach narażonych na zachlapanie.

Należy ocenić ryzyko wnikania pyłu, dotyku części niebezpiecznych oraz działania wody. Im trudniejsze warunki, tym wyższy wymagany stopień IP.

Napięcie dotykowe to napięcie, które może pojawić się między jednocześnie dostępnymi częściami przewodzącymi, np. między obudową uszkodzonego urządzenia a ziemią. Jest istotne z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej.

W standardowych warunkach otoczenia za dopuszczalną wartość skuteczną napięcia dotykowego przemiennego przyjmuje się 50 V.

Rezystancja ciała wpływa na wartość prądu rażeniowego zgodnie z prawem Ohma. Przy napięciu 50 V i rezystancji 1 kΩ prąd wynosi około 50 mA, co pokazuje znaczenie ograniczania napięcia dotykowego.

Nie. W warunkach szczególnego zagrożenia, np. w miejscach wilgotnych lub przewodzących, dopuszczalne napięcie dotykowe może być niższe, często przyjmuje się 25 V AC.

Wartość skuteczna napięcia przemiennego to taka wartość napięcia stałego, która wywołałaby taki sam efekt cieplny w rezystancji. Dla sieci energetycznych wartości napięć, np. 230 V lub 50 V, podaje się zwykle jako wartości skuteczne.

Stosuje się m.in. samoczynne wyłączenie zasilania, przewód ochronny PE, połączenia wyrównawcze, wyłączniki RCD oraz odpowiednie uziemienie. Ich zadaniem jest szybkie usunięcie niebezpiecznego napięcia lub ograniczenie prądu rażeniowego.

Dotyk bezpośredni to zetknięcie człowieka z częścią czynną, która podczas normalnej pracy znajduje się pod napięciem, np. z odsłoniętym przewodem fazowym.

Ponieważ uniemożliwia przypadkowe dotknięcie elementów będących pod napięciem podczas normalnej obsługi lub przebywania w pobliżu urządzenia.

Stosuje się izolację części czynnych, obudowy, osłony, bariery, przegrody oraz umieszczenie części czynnych poza zasięgiem dłoni.

Dotyk bezpośredni dotyczy kontaktu z elementem normalnie będącym pod napięciem. Dotyk pośredni występuje przy dotknięciu części przewodzącej dostępnej, która znalazła się pod napięciem wskutek uszkodzenia izolacji.

Automatyczne odłączenie zasilania działa głównie jako ochrona przy uszkodzeniu, czyli przy dotyku pośrednim. Nie zapobiega samemu dotknięciu części czynnej.

Części czynne to elementy instalacji lub urządzenia, które podczas normalnej pracy są pod napięciem, np. zaciski, przewody fazowe lub szyny prądowe.

Tak. Obudowa lub osłona zapobiega dostępowi do części czynnych i dlatego jest jednym z podstawowych środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim.

W połączeniu w gwiazdę trzy końce uzwojeń, najczęściej U2, V2 i W2, są zwarte razem mostkami. Przewody zasilające L1, L2 i L3 są podłączone do U1, V1 i W1.

W trójkącie każde uzwojenie jest połączone z następnym, tworząc zamknięty obwód. Mostki łączą pary zacisków, np. U1-W2, V1-U2 oraz W1-V2.

Są to początki i końce trzech uzwojeń stojana silnika trójfazowego. U1, V1, W1 oznaczają początki uzwojeń, a U2, V2, W2 ich końce.

Tabliczka znamionowa określa dopuszczalne napięcia pracy dla połączenia w gwiazdę i trójkąt. Nieprawidłowe połączenie może doprowadzić do przeciążenia, przegrzania lub uszkodzenia silnika.

W gwieździe napięcie na jednym uzwojeniu jest mniejsze niż napięcie międzyfazowe sieci. W trójkącie każde uzwojenie jest zasilane pełnym napięciem międzyfazowym.

Rozruch gwiazda-trójkąt zmniejsza prąd rozruchowy silnika. Silnik startuje w gwieździe, a po rozpędzeniu przełącza się na trójkąt.

Oznacza, że urządzenie jest przeznaczone do zasilania bardzo niskim napięciem bezpiecznym, najczęściej SELV lub PELV. Ochrona przeciwporażeniowa wynika z niskiej wartości napięcia zasilania.

Ponieważ obwody SELV i PELV mają obniżone napięcie, które ogranicza ryzyko porażenia prądem elektrycznym. Tego typu urządzeń nie podłącza się bezpośrednio do typowej sieci 230 V.

Nie, urządzenie klasy III nie wymaga przewodu ochronnego PE jako środka ochrony przed porażeniem. Jego bezpieczeństwo zapewnia zasilanie bardzo niskim napięciem.

Klasa I wymaga połączenia części przewodzących dostępnych z przewodem ochronnym PE. Klasa III opiera ochronę na zasilaniu bardzo niskim napięciem SELV lub PELV.

SELV jest obwodem bardzo niskiego napięcia bez połączenia z ziemią ochronną. PELV również ma bardzo niskie napięcie, ale może mieć punkt połączony z przewodem ochronnym lub ziemią.

Może to być np. transformator bezpieczeństwa, zasilacz spełniający wymagania SELV/PELV albo bateria. Ważne jest zachowanie separacji i dopuszczalnej wartości napięcia.

Styk ochronny dotyczy głównie urządzeń klasy I, które wymagają przewodu PE. Urządzenie klasy III powinno być zasilane z obwodu bardzo niskiego napięcia, a nie przez sam fakt obecności styku ochronnego.

Nie rzadziej niż co 1 rok. Podwyższona wilgotność zwiększa ryzyko porażenia, dlatego wymagane są częstsze kontrole.

Wilgoć obniża rezystancję izolacji i zwiększa przewodność powierzchni oraz ciała człowieka. To podnosi ryzyko niebezpiecznego przepływu prądu rażeniowego.

Sprawdza się m.in. ciągłość przewodów ochronnych, skuteczność samoczynnego wyłączenia zasilania, działanie RCD, rezystancję izolacji oraz stan połączeń wyrównawczych.

Standardowa kontrola okresowa instalacji jest zwykle wykonywana nie rzadziej niż co 5 lat. W miejscach o podwyższonej wilgotności kontrola ochrony przeciwporażeniowej musi być wykonywana częściej, czyli co najmniej raz w roku.

Mogą to być np. pralnie, myjnie, łaźnie, pomieszczenia technologiczne z parą wodną, niektóre piwnice, chłodnie lub obiekty rolnicze. Decydujące są rzeczywiste warunki środowiskowe, w tym wilgotność względna.

Za organizację kontroli odpowiada właściciel lub zarządca obiektu. Pomiary powinny być wykonywane przez osoby posiadające odpowiednie kwalifikacje.

Okres 5 lat dotyczy ogólnej kontroli okresowej instalacji elektrycznej w typowych warunkach. Dla miejsc o wilgotności 75-100% skuteczność ochrony przeciwporażeniowej kontroluje się nie rzadziej niż co 1 rok.

Porównuje się obliczeniowy prąd zwarcia z prądem wyłączającym zabezpieczenia. Warunek jest spełniony, gdy Izw jest większy lub równy Iw.

Dla obwodu C prąd zwarcia obliczeniowy wynosi 68,45 A, a wymagany prąd wyłączający zabezpieczenia B16 wynosi 80 A. Ponieważ 68,45 A < 80 A, zabezpieczenie może nie wyłączyć zasilania w wymaganym czasie.

Stosuje się zależność Izw = U0 / Zz. Dla obwodu jednofazowego zwykle przyjmuje się U0 = 230 V.

Zmax = 230 V / 80 A = 2,875 Ω. Obwód o większej impedancji nie spełnia warunku samoczynnego wyłączenia zasilania.

Jest to prąd, przy którym zabezpieczenie powinno zadziałać w wymaganym czasie. Dla wyłącznika nadprądowego zależy on od charakterystyki, np. B, C lub D.

Im większa impedancja pętli zwarcia, tym mniejszy prąd zwarciowy popłynie podczas uszkodzenia. Zbyt mały prąd może nie spowodować szybkiego zadziałania zabezpieczenia.

Wyłącznik B16 odłącza zasilanie przy przeciążeniu lub zwarciu. W ochronie przeciwporażeniowej musi zadziałać odpowiednio szybko przy zwarciu do części przewodzących dostępnych.

Nie wystarczy sama wartość pomiaru. Trzeba ją porównać z dopuszczalną impedancją albo przeliczyć na prąd zwarcia i porównać z prądem wyłączającym zabezpieczenia.

Stosuje się wzór RA ≤ UL / IΔn. Dla UL = 50 V i IΔn = 30 mA otrzymuje się RA ≤ 50 / 0,03 = około 1667 Ω.

Ponieważ we wzorze stosuje się jednostki podstawowe układu SI. 30 mA to 0,03 A, a nie 30 A.

Jest to przyjęta dopuszczalna wartość napięcia, które może pojawić się na częściach przewodzących dostępnych w warunkach normalnych. Dla prądu przemiennego często przyjmuje się 50 V.

W układzie TT impedancja pętli zwarcia może być zbyt duża, aby zadziałały zabezpieczenia nadprądowe. RCD umożliwia szybkie wyłączenie zasilania przy prądzie upływu do ziemi.

Jest to wartość prądu różnicowego, przy której wyłącznik różnicowoprądowy powinien zadziałać. Typowa wartość dla ochrony dodatkowej to 30 mA.

Nie. W praktyce dąży się do uzyskania możliwie niskiej rezystancji uziemienia, aby zapewnić zapas bezpieczeństwa i pewne działanie ochrony.

Po podstawieniu otrzymuje się RA ≤ 50 / 0,03 = 1666,7 Ω. Najbliższa odpowiedź egzaminacyjna to około 1660 Ω.

Prąd zwarciowy oblicza się ze wzoru Ik = U0 / Zs. Dla U0 = 230 V i Zs = 4,2 Ω otrzymuje się Ik ≈ 54,8 A.

Prąd zwarciowy musi być co najmniej równy prądowi powodującemu zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym czasie. Warunek można zapisać jako Zs ≤ U0 / Ia.

Wyłącznik o charakterystyce B wyzwala człon zwarciowy przy prądzie około 3–5 × In, a charakterystyka C przy 5–10 × In. Charakterystyka C wymaga więc większego prądu zwarciowego do szybkiego zadziałania.

Dla charakterystyki B do sprawdzenia pewnego zadziałania przyjmuje się górną granicę zakresu, czyli 5 × In. Dla B10 jest to 5 × 10 A = 50 A.

Dla C10 prąd pewnego zadziałania wynosi 10 × 10 A = 100 A. Przy Zs = 4,2 Ω prąd zwarciowy wynosi tylko około 54,8 A, więc jest za mały.

Dla B10 przyjmuje się Ia = 50 A. Zatem Zsmax = 230 V / 50 A = 4,6 Ω, więc impedancja 4,2 Ω spełnia warunek.

Dla B16 prąd pewnego zadziałania wynosi 5 × 16 A = 80 A. Przy Zs = 4,2 Ω dostępny prąd zwarciowy wynosi około 54,8 A, czyli za mało.