e.musial. Elektros Energetiniai Irengimai Ir Instaliacija

UDK 621.31(075.32) Mu119

Edward Musiaù INSTALACJE I URZÀDZENIA ELEKTROENERGETYCZNE Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne ISBN 83-02-06931-0

Autorius Dr. inþ. Edward Musiaù yra elektros aparatø, árenginiø ir jø árengimo, elektros apðvietimo, taip pat pramoninës elektros energetikos srièiø specialistas. Jis skaito ðiø dalykø paskaitas Gdansko politechnikos institute, dalyvauja sudarant apsaugos nuo elektros technines normas ir taisykles, yra SEP ekspertas bei Europos ðalis atstovaujantis inþinierius FEANI (aukðèiausioje) Aa grupëje. Knygoje apraðomi elektros energijos gaminimo, perdavimo, paskirstymo ir vartojimo árenginiai, taip pat problemos, susijusios su jø patikimu darbu, ekonomiðku eksploatavimu bei keliamais pavojais. Apraðyti naujausi árenginiai, jø tobulinimo kryptys, naujausi montavimo ir eksploatavimo metodai, taikomos saugumo priemonës, apsaugos sistemos bei aktualûs árenginiø parinkimo metodai. Knyga gausiai iliustruota. Joje daug pavyzdþiø skaièiavimø, kuriuos reikia atlikti árenginius projektuojant bei eksploatuojant.

Ið lenkø kalbos vertë:

1, 2, 4—7 dalis — KAZIMIERAS DANILEVIÈIUS, 8—10 dalis ir priedus — LIUCIJA FEDARAVIÈIENË, 3 dalá — LIDIJA RASIMAVIÈIENË

Atsakomasis redaktorius doc. dr. STASYS KYTRA Lietuvos Respublikos ðvietimo ir mokslo ministerijos leista naudoti 2000 11 20, Nr. 20

Iðleista Lietuvos Respublikos ðvietimo ir mokslo ministerijos lëðomis

ISBN 5-430-03255-7

2

© Copyright by Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, Poland, 1998 © Vertimas á lietuviø kalbà, leidykla „Ðviesa“, 2001

TURINYS

Þymëjimai

.............................................................................................................................

9

Pratarmë

.............................................................................................................................

15

1. Patalpø elektros árenginiai ...............................................................................................

19

1.1. Bendros þinios ............................................................................................................... 1.2. Elektros laidai ................................................................................................................ 1.3. Laidø sujungimas .......................................................................................................... 1.4. Elektros grandiniø jungikliai ....................................................................................... 1.5. Kiðtukiniai lizdai ir ðakutës ......................................................................................... 1.6. Gyvenamøjø namø apðvietimas .................................................................................. 1.7. Kamðtiniai saugikliai ..................................................................................................... 1.8. Automatiniai jungikliai ................................................................................................. 1.9. Elektros energijos tiekimas gyvenamiesiems namams ........................................... 1.10. Buto elektros tinklo sistema ..................................................................................... 1.11. Patalpø elektros tinklo montavimas ........................................................................ 1.11.1. Bendros taisyklës ............................................................................................ 1.11.2. Laidø su apvalkalu ir kabeliø tiesimas atviruoju bûdu .......................... 1.11.3. Laidø tiesimas vamzdþiuose atviruoju bûdu ............................................. 1.11.4. Laidø tiesimas vamzdþiuose po tinku ........................................................ 1.11.5. Laidø tiesimas po tinku ................................................................................ 1.11.6. Laidø tiesimas stambiaplokðèiuose ir monolitiniuose pastatuose ......... 1.11.7. Árengto elektros tinklo priëmimas .............................................................. 1.12. Techninë dokumentacija ............................................................................................ 1.13. Informacijos perdavimo tinklas ................................................................................ 1.14. Gyvenamøjø namø elektros árenginiø remontas ir prieþiûra .............................. Kontroliniai klausimai ............................................................................................................

19 21 25 30 33 35 38 42 45 54 58 58 63 65 69 71 72 75 76 81 85 87

2. Apðvietimo ir ðildymo árenginiai .....................................................................................

89

2.1. Elektrinis apðvietimas ................................................................................................... 89 2.1.1. Pagrindinës ðviesos technikos sàvokos ........................................................... 89 2.1.2. Kaitinamosios lempos ........................................................................................ 93 2.1.3. Fluorescencinës lempos ..................................................................................... 99 2.1.4. Gyvsidabrio lempos ............................................................................................ 106 2.1.5. Metalø halogenø lempos ................................................................................... 108 2.1.6. Maþaslëgës natrio lempos ................................................................................. 109

3

2.1.7. Didþiaslëgës natrio lempos ............................................................................ 2.1.8. Avarinis apðvietimas ........................................................................................ 2.1.9. Apðvietimo árenginiø montavimas ir prieþiûra ........................................... 2.2. Elektroterminiai árenginiai .......................................................................................... 2.2.1. Bendros þinios .................................................................................................. 2.2.2. Varþiniai elektroterminiai árenginiai ............................................................. 2.2.3. Elektrodiniai elektroterminiai árenginiai ..................................................... 2.2.4. Lankiniai elektroterminiai árenginiai ............................................................ 2.2.5. Indukciniai elektroterminiai árenginiai ........................................................ 2.2.6. Talpiniai elektroterminiai árenginiai ............................................................. 2.2.7. Spinduliavimo elektroterminiai árenginiai ................................................... 2.2.8. Kiti elektroterminiai árenginiai ...................................................................... Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

110 110 112 118 118 120 128 130 132 135 136 138 138

3. Pramoniniai þemosios átampos elektros árenginiai ...................................................... 140 3.1. Áþanginis þodis ............................................................................................................... 3.2. Pramoniniai elektros aparatai ..................................................................................... 3.2.1. Kiðtukiniai lizdai ir kiðtukai pramoniniuose árenginiuose ........................ 3.2.2. Vamzdiniai saugikliai ....................................................................................... 3.2.3. Automatiniø jungikliø uþdaviniai ir veikimas ............................................. 3.2.4. Galios skyrikliai su rankine pavara .............................................................. 3.2.5. Kontaktoriai ...................................................................................................... 3.2.6. Apsaugos nuo perkrovos tikslai ..................................................................... 3.2.7. Termobimetalinës relës ................................................................................... 3.2.8. Elektroninës virðsrovio relës .......................................................................... 3.2.9. Temperatûros jutikliai ..................................................................................... 3.2.10. Jungikliai .......................................................................................................... 3.2.11. Aparatø montavimo taisyklës ...................................................................... 3.2.12. Aparatø prieþiûros taisyklës ........................................................................ 3.3. Elektros varikliø maitinimas ....................................................................................... 3.4. Laidø tiesimas pramonës objektuose ........................................................................ 3.4.1. Bendrieji principai ........................................................................................... 3.4.2. Riðamø á ryðulius laidø tiesimas ................................................................... 3.4.3. Laidø tiesimas ant kopëtëliø ......................................................................... 3.4.4. Laidø tiesimas loveliuose ............................................................................... 3.4.5. Srovëlaidþiø tiesimas grindyse ....................................................................... 3.4.6. Komplektiniai ðynlaidþiai ................................................................................ 3.5. Pramoninës skirstyklos ................................................................................................. 3.5.1. Skirstyklø paskirtis ir jø rûðys ....................................................................... 3.5.2. Skirstomosios dëþutës ..................................................................................... 3.5.3. Skirstomosios spintos ...................................................................................... 3.6. Elektros energijos paskirstymas pramonës ámonëse .............................................. 3.6.1. Tiekimas pramonës ámonëms ........................................................................ 3.6.2. Ámonës tinklai ................................................................................................... 3.6.3. Galios koeficiento gerinimas ......................................................................... 3.7. Pramoniniø elektros árenginiø prieþiûra ir remontas ............................................. Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

4

140 141 141 144 148 151 155 162 163 171 173 174 181 185 188 193 193 194 195 196 199 200 203 203 203 206 209 209 210 212 216 216

4. Apsauga nuo elektros þemosios átampos árenginiuose ................................................ 219 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

Áþeminimas ir áþeminimo árenginiai ........................................................................... Suþalojimas elektros srove .......................................................................................... Pagrindinë apsauga nuo elektros ............................................................................... Pridëtinë apsauga nuo elektros .................................................................................. 4.4.1. Pridëtinës apsaugos vaidmuo ......................................................................... 4.4.2. Pridëtinë apsauga TN sistemoje ................................................................... 4.4.3. Pridëtinë apsauga TT sistemoje .................................................................... 4.4.4. Apsauginë izoliacija ......................................................................................... 4.4.5. Apsauginis atskyrimas ..................................................................................... 4.4.6. Apsauginis átampos paþeminimas ................................................................. 4.4.7. Ðakuèiø lizdø ir kiðtukø koordinavimas ....................................................... 4.4.8. Apsauginiai sujungimai ................................................................................... 4.5. Papildomoji apsauga nuo elektros ............................................................................. 4.5.1. Labai jautrûs skirtuminës srovës apsaugos átaisai ..................................... 4.5.2. Iðlyginamieji sujungimai .................................................................................. 4.6. Administracinës saugos priemonës ............................................................................ Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

219 224 227 230 230 232 238 241 243 244 246 247 249 249 250 253 254

5. Oro linijos ............................................................................................................................ 256 5.1. Bendros þinios ............................................................................................................... 5.2. Oro linijos struktûra ..................................................................................................... 5.3. Atramos ........................................................................................................................... 5.3.1. Medinës atramos .............................................................................................. 5.3.2. Betoninës atramos ........................................................................................... 5.3.3. Plieninës atramos ............................................................................................. 5.4. Linijiniai izoliatoriai ..................................................................................................... 5.5. Neizoliuotø laidø oro linijos ....................................................................................... 5.5.1. Laidai ................................................................................................................. 5.5.2. Laidø jungimas ................................................................................................. 5.5.3. Laidø tvirtinimas prie izoliatoriø .................................................................. 5.5.4. Laidø iðdëstymas atramose ............................................................................ 5.5.5. Reikalavimai sankirtose ir priartëjimuose ................................................... 5.6. Izoliuotøjø laidø oro linijos ......................................................................................... 5.6.1. Bendros þinios .................................................................................................. 5.6.2. Þemosios átampos linijos ................................................................................ 5.6.3. Aukðtosios átampos linijos .............................................................................. 5.7. Apsauga nuo elektros oro linijose ............................................................................. 5.8. Oro linijø tiesimas ........................................................................................................ 5.9. Oro linijø eksploatavimas ............................................................................................ 5.9.1. Techninës prieþiûros ir remonto darbø apimtis ......................................... 5.9.2. Saugaus darbo oro linijose pagrindai .......................................................... Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

256 257 262 262 264 267 269 274 274 277 279 282 284 290 290 292 295 297 299 304 304 306 313

6. Kabelinës linijos ................................................................................................................. 315 6.1. Bendros þinios ............................................................................................................... 315 6.2. Elektros kabeliø sandara ............................................................................................. 315

5

6.3. Kabeliø sujungimas ....................................................................................................... 6.3.1. Sujungimø rûðys ............................................................................................... 6.3.2. Kabelio gyslø sujungimas ............................................................................... 6.3.3. Kabelio movø montavimas ............................................................................. 6.3.4. Kabelio galûniø montavimas .......................................................................... 6.4. Kabeliø klojimas ............................................................................................................ 6.4.1. Bendros taisyklës .............................................................................................. 6.4.2. Kabeliø klojimas þemëje .................................................................................. 6.4.3. Kabeliø klojimas blokuose ir vamzdþiuose ................................................. 6.4.4. Kabeliø klojimas kanaluose ir tuneliuose ................................................... 6.4.5. Kabeliø klojimas pastatuose .......................................................................... 6.5. Kabeliniø linijø eksploatavimas .................................................................................. 6.5.1. Eksploatacinës veiklos apimtis ...................................................................... 6.5.2. Saugaus darbo kabelinëse linijose pagrindai .............................................. Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

321 321 322 326 330 334 334 339 343 344 345 348 348 351 352

7. Elektros pastotës ................................................................................................................ 354 7.1. Bendros þinios ............................................................................................................... 7.2. Aukðtosios átampos skirstomøjø árenginiø elementai ............................................. 7.2.1. Skirstyklø ðynos ................................................................................................ 7.2.2. Pastoèiø izoliatoriai ......................................................................................... 7.2.3. Saugikliai ........................................................................................................... 7.2.4. Skyrikliai ............................................................................................................ 7.2.5. Galios skyrikliai ir kontaktoriai .................................................................... 7.2.6. Jungtuvai ............................................................................................................ 7.2.7. Komutaciniø aparatø pavaros ........................................................................ 7.2.8. Indukciniai srovës transformatoriai .............................................................. 7.2.9. Indukciniai ir talpiniai átampos transformatoriai ....................................... 7.2.10. Matavimo prietaisø prijungimas .................................................................. 7.2.11. Neáprasti srovës ir átampos transformatoriai ............................................ 7.2.12. Trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriai .......................................... 7.3. Elektros energetikos pastoèiø konstrukciniai sprendimai ..................................... 7.3.1. Stulpinës pastotës ............................................................................................. 7.3.2. Komplektinës pastotës .................................................................................... 7.3.3. Uþdarosios pastotës ......................................................................................... 7.3.4. Atvirosios skirstyklos ....................................................................................... 7.3.5. Skirstomieji árenginiai su sieros heksafluorido izoliacija ......................... 7.3.6. Transformatoriø montavimas ......................................................................... 7.3.7. Valdymo pultai .................................................................................................. 7.4. Operatyvinës grandinës ................................................................................................ 7.4.1. Operatyviniø grandiniø klasifikavimas ......................................................... 7.4.2. Elektros energetikos apsaugos automatika ................................................. 7.4.3. Atstatomoji elektros energetikos automatika ............................................. 7.4.4. Operatyvinës blokuotës ................................................................................... 7.4.5. Valdymas ir signalizacija ................................................................................. 7.4.6. Operatyviniø grandiniø maitinimas .............................................................. 7.4.7. Operatyviniø grandiniø montavimas .............................................................

6

354 355 355 358 360 362 367 372 377 378 382 386 390 392 393 393 395 399 406 409 411 415 416 416 420 424 426 427 430 431

7.5. Apsauginis áþeminimas ................................................................................................. 7.6. Pastotës eksploatavimas ............................................................................................... 7.6.1. Árenginiø operatyvinë prieþiûra ..................................................................... 7.6.2. Apsaugos reikmenø naudojimas aukðtosios átampos árenginiuose ......... 7.6.3. Techninës prieþiûros ir remonto darbai ...................................................... 7.6.4. Izoliacinës alyvos .............................................................................................. Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

433 436 436 437 443 444 446

8. Elektrinës ............................................................................................................................. 449 8.1. Elektros energijos gamybos bûdai ............................................................................. 8.2. Áprastinës ðiluminës elektrinës .................................................................................... 8.3. Atominës elektrinës ...................................................................................................... 8.4. Atsinaujinantieji energijos ðaltiniai ............................................................................ 8.5. Elektrinës darbas elektros energetinëje sistemoje .................................................. Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

449 450 456 458 461 464

9. Virðátampiai ir apsauga nuo þaibo .................................................................................. 465 9.1. Vidiniai ir atmosferiniai virðátampiai ........................................................................ 9.2. Apsauga nuo tiesioginio þaibo .................................................................................... 9.3. Atmosferiniø virðátampiø ribojimas linijose ir pastotëse ....................................... 9.4. Virðátampiø apribojimas vidiniuose árenginiuose .................................................... Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

465 467 470 475 478

10. Apsauga nuo gaisro ir sprogimo ................................................................................... 479 10.1. Kaip iðvengti gaisrø, kuriuos sukelia elektriniai prietaisai ................................. 10.2. Gaisro gesinimas elektros árenginiuose .................................................................. 10.3. Elektriniai prietaisai sprogimø apimtose vietose .................................................. Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

479 483 484 488

A priedas. Elementø kompleksinë elektrinë varþa ........................................................... 489 A.1. Ávadinë medþiaga ......................................................................................................... A.2. Linijø laidai, ðynos, oro linijos, kabeliø linijos ....................................................... A.3. Transformatoriai ........................................................................................................... A.4. Trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriai ........................................................ Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

489 490 491 492 494

B priedas. Átampos kritimo bei galios ir elektros energijos nuostoliø apskaièiavimas .. 495 B.1. Átampos kritimas ........................................................................................................... 495 B.2. Galios ir elektros energijos nuostoliai ..................................................................... 498 Kontroliniai klausimai ........................................................................................................... 502 C priedas. Trumpojo jungimo sroviø apskaièiavimas ...................................................... 503 C.1. Trumpojo jungimo srovës kitimas, esant tolimam sujungimui ............................ C.2. Trumpojo jungimo smûgio srovë ............................................................................... C.3. Trumpojo jungimo srovë atjungimo metu ............................................................... C.4. Trumpojo jungimo ekvivalentinë ðiluminë srovë .................................................... Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

503 508 509 511 520

7

D priedas. Laidø skerspjûvio parinkimas .......................................................................... D.1. Pagrindinës taisyklës .................................................................................................... D.2. Parinkimas atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà ................................................... D.3. Parinkimas atsiþvelgiant á áðilimà nuo darbinës srovës ......................................... D.4. Parinkimas atsiþvelgiant á áðilimà nuo perkrovos srovës ...................................... D.5. Parinkimas atsiþvelgiant á áðilimà nuo trumpojo jungimo srovës ....................... D.6. Parinkimas atsiþvelgiant á leistinà santykiná átampos kritimà, atsiradusá dël apskaièiuotos maksimalios srovës IB ............................................................................................................................ D.7. Parinkimas atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà, kilusá dël grandinës prijungiamosios srovës ............................................................................................... Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

521 521 521 522 523 524 525 526 531

E priedas. Elektrinio apðvietimo apskaièiavimas ............................................................. 532 E.1. Svarbesnieji fotometriniai dydþiai ............................................................................. E.2. Apðvietimo taisyklës ..................................................................................................... E.3. Apðvietimo intensyvumo apskaièiavimo taðkinis metodas .................................... E.4. Viso apðvietimo naudingo veikimo koeficiento metodas ...................................... Kontroliniai klausimai ...........................................................................................................

532 537 540 544 554

Literatûra ............................................................................................................................. 555

8

Þymëjimai

Þymëjimai, atitinkantys IEC tarptautines normas, iðskiriami paryðkintu ðriftu.

Fizikiniø dydþiø þymëjimai a, b A c C cosϕ d e E – E Eh Emin f Fe Feλλ h H i iAC iDC ite ik ip I I Io

— linijiniai matmenys, pavyzdþiui, staèiakampio kraðtinës — pradinë vertë aperiodinës trumpojo jungimo srovës iDC — trumpojo jungimo grandinës elektrovaros pataisos koeficientas cmax, cmin — skaisèio kontrastas — galios koeficientas (esant sinusinei srovei ir átampai) — skersmuo — ðviesos ðaltinio naðumas — apðvieta — vidutinioji apðvieta — horizontalioji apðvieta — minimalioji apðvieta — kintamosios srovës arba átampos daþnis — spinduliavimo galia — spinduliavimo galios tankis — aukðtis — vandens kritimo aukðtis hidroelektrinëje — srovë (momentinë vertë) — periodinë trumpojo jungimo srovë (momentinë vertë) — aperiodinë trumpojo jungimo srovë (momentinë vertë) — transformatoriaus tuðèiosios eigos srovë, santykinë vertë — atstojamoji trumpojo jungimo srovë (momentinë vertë) — smûginë trumpojo jungimo srovë — srovë (efektinë vertë) — ðviesos stipris — ðviesos stipris nustatyto kampo α = 0 kryptimi 9

I‹ I2 Ia Ib IB I b asim IE I k′′ ′′ I kQ IL ILR In In at Inp Inr Ins In iðj In at Ip Is Ith Iþ Id Iα I∆ I∆n I2 t k k kA kn KL Km Kn l L L Lo 10

— vienetinis ðviesos stipris — minimalioji srovë, bûtinai sukelianti apsaugos nuo virðsroviø suveiktá (maksimalioji bandomoji srovë) — árenginio apsaugos iðjungimo srovë (nustatytu laiku sukelianti automatiná maitinimo iðjungimà) — simetrinë iðjungimo srovë — skaièiuojamoji maksimalioji (maksimaliosios apkrovos) grandinës srovë — asimetrinë iðjungimo srovë — áþemëjimo srovë — pradinë trumpojo jungimo srovë — pradinë trumpojo jungimo srovë nagrinëjamàjá objektà maitinanèiame taðke — srovë lempos degiklyje — variklio pradinë paleidimo srovë (angl. locked rotor current) — vardinë (nominalioji) srovë — atkabiklio, arba perkrovos relës, nuostato srovë — pastovioji vardinë srovë — trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriaus vardinë srovë — saugiklio vardinë srovë — iðjungimo vardinë srovë — atkabiklio, arba maksimaliosios srovës relës, nuostato srovë — srovës transformatoriaus pirminë srovë (angl. primary) — srovës transformatoriaus antrinë srovë (angl. secondary) — pakaitinë ðiluminë trumpojo jungimo srovë — þadintuvo (indukcinës lempos) srovë — ilgalaikë laido apkrovos srovë — kryptinis ðviesos stipris nustatyto kampo α kryptimi — skirtuminë srovë — vardinë skirtuminë suveikties srovë — Dþaulio integralas, srovës ðiluminis rezultatas — maksimalusis leistinasis vienos sekundës srovës tankis — atsargos koeficientas — elektros energijos kaina — átampos transformatoriaus vardinis transformacijos koeficientas — ðviesos ðaltinio kaina — fotometrinis spinduliavimo ekvivalentas — srovës transformatoriaus vardinis transformacijos koeficientas — ilgis — induktyvumas — skaistis — darbo objekto skaistis

Lf m m n P Pn Pm Q Qd r R RA RE Rk RkQ RL RT s Sp S SB ′′ SkQ SnT t tmin T Tk TL Ta ukr uR U Uo U1 U2 UE UL Un Unr

— fono skaistis — apkrovos laipsnis — pagalbinis koeficientas skaièiuojant pakaitinæ ðiluminæ trumpojo jungimo srovæ ir atsiþvelgiant á aperiodinës srovës iDC ðiluminá rezultatà — elementø skaièius — aktyvioji galia — vardinë (aktyvioji) galia — pikinë apkrova, pikinë imamoji aktyvioji galia — reaktyvioji galia — debitas (tekanèio vandens) — taðkinio ðviesos ðaltinio nuotolis nuo skaièiuojamojo taðko — varþa — apsauginio laidininko áþeminimo varþa — áþemëjimo varþa — trumpojo jungimo grandinës varþa — maitinimo sistemos varþa (trumpojo jungimo) — linijos varþa, aktyvioji linijos ruoþo varþa — transformatoriaus varþa (iðilginë, apvijø) — laido (gyslos) skerspjûvis — pavirðiaus plotas — pilnutinë galia — skaièiuojamoji pikinë pilnutinë grandinës galia — pilnutinë trumpojo jungimo galia nagrinëjamà grandinæ maitinanèiame taðke — pilnutinë transformatoriaus vardinë galia — laikas — jungtuvo atsijungimo laikas — aperiodinës trumpojo jungimo srovës iðnykimo laiko konstanta — trumpojo jungimo trukmë — ðviesos ðaltinio tarnavimo laikas — elektros apðvietimo naudojimo metinë trukmë — transformatoriaus trumpojo jungimo átampa — transformatoriaus trumpojo jungimo átampos aktyvioji dedamoji — átampa (efektinë vertë) — fazinë átampa — áëjimo átampa, pavyzdþiui, grandinës pradþioje — iðëjimo átampa, pavyzdþiui, grandinës gale — áþemëjimo átampa — leistinoji ilgalaikë prisilietimo átampa — vardinë átampa — trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriaus vardinë átampa 11

Unp UnT Up Uþ Us UT Vλ xr xL X Xr Xk XkQ XL XT Z Zk ZkQ Zs ZT α α α, β δ ∆ AP ∆ AQ ∆P ∆ P% ∆ Pte ∆ Pn ap ∆Q ∆ Qte ∆U ∆ U% 12

— paleidiklio valdymo vardinë átampa — vardinë pirminë (indeksas p) arba antrinë (indeksas s) transformatoriaus átampa — pirminë átampos transformatoriaus átampa (angl. primary) — þingsnio átampa — antrinë átampos transformatoriaus átampa (angl. secondary) — prisilietimo átampa — santykinis monochromatinio spinduliavimo ðviesos naðumas, t. y. þmogaus akies santykinis jautrumas — vardinis reaktoriaus átampos kritimas, reaktoriaus trumpojo jungimo átampa — vienetinë linijos reaktyvioji varþa — reaktyvioji varþa — reaktyvioji trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriaus varþa — reaktyvioji trumpojo jungimo grandinës varþa — reaktyvioji pirmesnës maitinimo sistemos varþa (trumpojo jungimo) — reaktyvioji linijos varþa, reaktyvioji instaliacijos ruoþo varþa — reaktyvioji transformatoriaus varþa (iðilginë, apvijø) — pilnutinë varþa — pilnutinë trumpojo jungimo grandinës varþa — pilnutinë pirmesnës maitinimo sistemos varþa (trumpojo jungimo) — pilnutinë áþemëjimo kilpos varþa — pilnutinë transformatoriaus varþa (iðilginë, apvijø) — temperatûrinis varþos koeficientas — srovës vëlavimo kampas (puslaidininkinio árenginio) — plokðèiasis kampas — vidutinis apðvietimo tolygumas — aktyviosios energijos nuostoliai — reaktyviosios energijos nuostoliai — aktyviosios galios nuostoliai — santykinë aktyviosios galios nuostoliø vertë — vardiniai tuðèiosios eigos aktyviosios galios nuostoliai (transformatoriaus ðerdyje) — vardiniai apkrovos aktyviosios galios nuostoliai (transformatoriaus apvijose) — reaktyviosios galios nuostoliai — vardiniai tuðèiosios eigos reaktyviosios galios nuostoliai (transformatoriaus ðerdyje) — átampos kritimas — santykinis átampos kritimas procentais

ε γ η ϕ ϕ

— — — — —

Φ Φ Φn Φo κ λ ρ ϑ ω ω

— — — — — — — — — —

praleidimo koeficientas (puslaidininkinio árenginio) savitasis laidis naudingumo koeficientas fazës poslinkio kampas tarp sinusinës srovës ir átampos plokðèiasis kampas, kuriuo linijinis ðviesos ðaltinis yra matomas ið skaièiuojamojo taðko magnetinis srautas ðviesos srautas vardinis ðviesos srautas (ðviesos ðaltinio) vienetinis ðviesos srautas (pavienio ðviesos ðaltinio) smûgio koeficientas temperatûrinis linijinio plëtimosi koeficientas 1 m ilgio laidininko varþa temperatûra kintamosios srovës daþnis erdvinis kampas

Kiti þymëjimai ir raidinës santrumpos AC — kintamoji srovë (angl. alternating current) AMKA— þemosios átampos oro linijø su izoliuotais laidais sistema CATV — kabelinë televizija (angl. community antenna television, community aerial television) DC — nuolatinë srovë (angl. direct current) DIN — Vokieèiø norminimo institutas (vok. Deutsches Institut für Normung) arba laisvai verèiant: tai norma (vok. das ist die Norm) Duo — dviejø fluorescenciniø lempø arba kitø iðlydþio lempø antistroboskopinë sistema EA — elektros energetikos automatika EAA — elektros energetikos apsaugos automatika ELV — labai þema átampa (angl. extra-low voltage) EN — Europos normos, kurias iðleido Europos elektrotechnikos norminimo komitetas (pranc. Comité Européen de Normalisation Électrotechnique) FELV — labai þema átampa funkciniams tikslams (angl. functional extra-low voltage) PMP — pagrindinis maitinimo punktas, þeminanèioji elektros pastotë AAÁ/VÁ IEC — Tarptautinë elektrotechnikos komisija (angl. International Electrotechnical Commission) 13

IP

— gaubto apsaugos laipsnio sutartinis þymëjimas (angl. internal protection) IR — infraraudonoji spinduliuotë (angl. infrared) L — linijinis (fazinis) gnybtas, laidas, ðyna (angl. live) N — neutralës (nulinis) taðkas, gnybtas, laidas, ðyna (angl. neutral) ÞÁ — þemoji átampa (U ≤ 1 kV kintamosios srovës atveju) AAÁ — aukðèiausioji átampa (U > 100 kV kintamosios srovës atveju) PE — polietilenas (angl. polyethylene) PE — apsauginis laidas (laidas, gnybtas, ðyna) (angl. protective earth) PELV — labai þema átampa ið saugaus ðaltinio, grandinë su darbiniu áþeminimu (angl. protective extra-low voltage) PEN — apsauginis nulinis laidas (gnybtas, ðyna) (PE + N) PN — lenkø normos (Polska Norma) PN-EN — lenkø normos, suderintos su Europos normomis EN PN-IEC— lenkø normos, suderintos su tarptautinëmis normomis IEC PVC — polivinilchloridas, polivinilchloridinë izoliacija (angl. polyvinyl chloride) RTV — radijo ir televizijos ADV — akustinio daþnio valdymas SELV — labai þema átampa ið saugaus ðaltinio, grandinë be darbinio áþeminimo (angl. safety extra-low voltage) SEP — Lenkø elektrikø draugija (Stowarzyszenie Elektryków Polskich) VÁ — vidutinioji átampa (1 kV < U ≤ 100 kV kintamosios srovës atveju) AKÁ — automatinis kartotinis ájungimas ARÁ — automatinis rezervo ájungimas UCPTE — Elektros energijos gamybos ir perdavimo koordinavimo unija (pranc. Union pour la Coordination de la Production et du Transport de l’Électricité) UPS — nenutrûkstamas energijos tiekimas (angl. uninterruptible power supply) UV — ultravioletinë spinduliuotë (angl. ultraviolet) VDE — Vokieèiø elektrikø sàjunga (vok. Verband Deutscher Elektrotechniker) PML — patalpø maitinimo magistralinë linija AÁ — aukðtoji átampa (U > 1 kV kintamosios srovës atveju)

14

Pratarmë

Þmogus retai kada susimàsto, koká didelá vaidmená ðiandieniniame gyvenime vaidina elektros energija. Apie jà galima pasakyti kaip apie sveikatà: ávertinama tik tada, kai jos netenkama. Iðgirdus, kad „nëra srovës“, prieð akis iðkyla mûsø laukianèios komplikacijos: vakaras prie þvakës, be radijo ir televizijos (nededant vilèiø á baterinius imtuvus), negalësi naudotis nei dulkiø siurbliu, nei skalbimo maðina ar kitu buitiniu elektriniu prietaisu. Atitirpstanèiame ðaldytuve maistas uþliejamas ið ðaldiklio laðanèio vandens ir genda. O kà ir kalbëti, jeigu nutrûksta elektros tiekimas didþiulei gamyklai, visam miestui ar didesniam rajonui. Nors energetikai taiko vis tobulesnes priemones, kad tokiø avarijø bûtø iðvengta, bet kartkartëmis jø vis dar pasitaiko. Viena ið tokiø — plaèiai pagarsëjusi avarija Amerikos elektros energetikos sistemoje, maitinanèioje Niujorko sritá ir Kanados pasienio rajonus. 1965 m. lapkrièio 9 d. 17.16 val. daugeliui valandø nutrûko elektros tiekimas teritorijai, didesnei negu pusë Lenkijos, kur daugiau kaip 30 mln. gyventojø. Ið sustojusiø Niujorko metro traukiniø reikëjo evakuoti pusæ milijono keleiviø, o tûkstanèiai þmoniø ástrigo namø liftuose. Sustojo gamyklos, sutriko ligoniniø ir vieðøjø ástaigø darbas, nutilo radijas ir televizijos stotys. Gatvëse uþgeso ðviesoforai ir susidarë transporto kamðèiai. Gráþtantys ið darbo þmonës pasiekë namus vëlai naktá arba net kità dienà. Vienas didþiausiø pasaulio miestø iðgyveno didþiausià per savo istorijà kataklizmà. Tuometinis JAV prezidentas L. Dþonsonas ið Federalinës energetikos komisijos pareikalavo pateikti iðsamø raportà apie avarijos eigà ir prieþastis bei nurodyti priemones, kurios ateityje padëtø panaðiø ávykiø iðvengti. Taèiau tai neapsaugojo Niujorko nuo kataklizmo 1977 m. liepà. Panaðiai atsitiko ir didþiajame Tokijyje (taip pat 30 mln. gyventojø) 1987 m. liepos 23 d., karðtà ir tvankø ketvirtadiená, kai dauguma gyventojø ásijungë oro kondicionierius, o elektros tinklai neiðlaikë staiga padidëjusios apkrovos. 1993 m. lapkrièio 5 d. daugelá baimës valandø patirti teko Atënams: uþsitæsë sausra, jau seniai nelijo ir lietus nenuplovë apsiterðusiø izoliato15

riø; dël to pagrindinëse miestà maitinanèiose linijose ávyko serija trumpøjø jungimø. Tokiø rimtø maitinimo avarijø Lenkijoje, laimë, dar nebuvo. Elektrinëse pagaminta elektros energija vartotojus be sutrikimø pasiekia tik tada, kai gerai veikia jos perdavimo bei paskirstymo árenginiai. Ðiø árenginiø, sudaranèiø elektros energetikos sistemà, tarpusavio ryðys supaprastintai pateikiamas 0.1 paveiksle. Elektrinës gamina elektros energijà ir jà perduoda elektros tinklams; didelës galios elektrinës — tiesiogiai aukðèiausiosios átampos (220 arba 400 kV) perdavimo tinklui. Ðis tinklas oro linijomis apraizgo visos ðalies teritorijà. Ðitaip energijà ið rajonø, kur susitelkusios elektrinës ir atsiradæs galios perteklius, galima perduoti á rajonus, kur nuolat arba laikinai (pavyzdþiui, dël avarijø) juntamas galios deficitas. Ið perdavimo tinklo maitinamos transformatoriø pastotës, kurios aukðèiausiosios átampos energijà pakeièia vidutiniosios átampos (paprastai 6, 15, 20 arba 30 kV, Lietuvoje daþniausiai 10 arba 35 kV — Vert.) energija, o ði oro arba kabelinëmis linijomis paskirstoma keliø ar keliolikos kilometrø spinduliu po visà maitinamà teritorijà. Tokia pastotë, vadinama pagrindiniu maitinimo punktu, maitina plotà, naudojantá gal keliø deðimèiø megavatø galià. Tai gali bûti didokas regionas, atskiras miestas arba net atskira pramonës ámonë (pavyzdþiui, kasykla, lydykla, chemijos gamykla, laivø statykla). Ið skirstomojo vidutiniosios átampos tinklo maitinamos transformatoriø pastotës, vidutiniosios átampos energijà keièianèios á þemosios átampos (pavyzdþiui, 230/400 V1)), o ið ðiø pastoèiø iðsiðakoja skirstomieji þemosios átampos tinklai. Ið ðiø tinklø per patalpø instaliacijà yra maitinami atskiri elektros energijos imtuvai. Pramonëje pasitaiko ir tokiø imtuvø, pavyzdþiui, nuo keliø ðimtø kilovatø iki keliø megavatø galios varikliai, kurie maitinami tiesiog ið vidutiniosios átampos tinklo (pavyzdþiui, 6 kV). Elektros energijai gaminti, perduoti, paskirstyti ir vartoti reikalingi ðie elektros energetikos árenginiai bei objektai: 1) elektrinës; 2) perdavimo ir skirstomieji ávairiø átampø tinklai (0.2 pav.), kuriuos sudaro transformatoriø pastotës, taip pat oro ir kabelinës linijos; 3) vartotojø elektros tinklas kartu su elektros energijos imtuvais. Prie ðiø árenginiø ir objektø priskiriamos elektros maðinos, matavimo, valdymo, apsaugos, komutaciniai aparatai, taip pat laidai ir armatûra. Be 1) Dabar pasaulyje naudojamos trys viena kitai artimos trifazës 50 Hz srovës tinklø ir imtuvø vardinës átampos: 220/380, 230/400 ir 240/415 V. Abi kraðtinës reikðmës iki 2003 m. turi bûti panaikintos. Tad ðiame vadovëlyje minima tiktai ateities átampa 230/400 V, nors Lenkijoje dar dominuoja 220/380 V átampos árenginiai.

16

17

Hidroelektrinë

AAÁ linija

Transformatoriø pastotë

Stambi pramonës ámonë

Transformatoriø pastotë

VÁ linija

Gyvenamasis namas

Transformatoriø pastotë

Gamykla

ÞÁ linija

Transformatoriø pastotë

VÁ linija

Atominë elektrinë

0.1 pav. Elektros energetikos sistemos elementø tarpusavio ryðys (proj. graf. J. Sikora) ÞÁ linija — þemosios átampos linija; VÁ linija — vidutiniosios átampos linija; AAÁ linija — aukðèiausiosios átampos linija

Ðiluminë elektrinë

1

AAÁ linija

0.2 pav. Elektros energetikos árenginiø klasifikacija pagal vardinës átampos vertæ Aukðèiausiosios átampos árenginiai (AAÁ árenginiai)

Vidutiniosios átampos árenginiai (VÁ árenginiai)

Aukðtosios átampos árenginiai (AÁ árenginiai)

Þemosios átampos árenginiai (ÞÁ árenginiai)

tradiciniø elektromechaniniø, jie turi vis daugiau elektroniniø ir optoelektroniniø elementø bei mikroprocesoriniø reguliatoriø. Kad elektros árenginiai dirbtø tiksliai ir be sutrikimø, reikia laikytis ðiø sàlygø: — árenginiai turi bûti tinkamai suprojektuoti; — gaminant árenginius, naudojami reikiamos kokybës aparatai, maðinos ir kiti elementai; — árenginiø gamybos ir montavimo darbai turi bûti atliekami taisyklingai ir stropiai; — naudojami árenginiai taisyklingai priþiûrimi. Tuo rûpintis privalo inþinieriai ir technikai, konstruojantys maðinas bei aparatus, projektuojantys ir gaminantys naujus bei eksploatuojantys árenginius. Daug kas priklauso ir nuo árenginiø gamybos ar eksploatavimo elektromonteriø. Ðias pareigas gali tinkamai atlikti tik tie elektrikai, kurie iðmano ávairiø elektros árenginiø veikimo principus, gerai susipaþinæ su jø árengimo ir naudojimo taisyklëmis bei rûpestingai dirba. Pasirengti sunkiai, bet ádomiai elektriko profesijai jums turëtø padëti ir ðis vadovëlis.

18

Patalpø elektros árenginiai

1

1.1. Bendros þinios Bute naudojami ávairûs visiems gerai þinomi elektros energijos imtuvai, bûtent: — kilnojamosios ir nejudamai átvirtintos lempos; — árenginiai su varikline pavara: kompresoriniai ðaldytuvai, skalbimo maðinos, dulkiø siurbliai, grindø blizgintuvai, virtuvës robotai, plakikliai, malûnëliai; — ðildymo árenginiai: viryklës, krosnelës ir elektrinës orkaitës, vandens ðildytuvai, laidynës; — elektroniniai aparatai: radijo ir televizijos imtuvai, magnetofonai ir vaizdo magnetofonai, gramofonai ir kompaktiniø diskø grotuvai, kompiuteriai. Imtuvai maitinami elektros energija per patalpø elektros linijø tinklà. Gyvenamieji namai turi ir kitus elektros árenginius: skambuèio ir/arba1) distancinio durø valdymo, radijo ir televizijos bendro naudojimo antenø, telefono, laidinio radijo ir kabelinës televizijos, signalizacijos, o netolimoje ateityje ir informaciniø ryðiø linijas. Patalpø elektros linijos turi bûti funkcinës, tai yra árengtos taip, jog elektriniais prietaisais vartotojas galëtø naudotis pasirinktoje vietoje, nereikëtø ilgø laidø, kad ávairûs jungikliai, kiðtukiniai lizdai bei reguliatoriai taip pat bûtø átaisomi ten, kur jam patogu. Du reikalavimai, keliami visiems elektros árenginiams, patalpø elektros linijoms itin svarbûs — tai vartotojo saugumas ir estetiðkas árengimas. 1) Ðiame vadovëlyje daþnai vartojamas þymëjimas „A ir/arba B“ reiðkia tris galimus atvejus: 1) A, 2) B, 3) A ir B. Pavyzdþiui, „turi skambuèio ir/arba garso árenginius“ reiðkia, kad turi skambuèio árenginá arba turi garso árenginá, arba turi vienu metu abu: ir skambuèio, ir garso.

19

Vartotojo saugumas. Elektros prietaisais butuose naudojasi visai nesusipaþinæ su elektrotechnika asmenys, prie jø gali prieiti net maþi vaikai. Tad elektros árenginiø projektuotojai bei montuotojai privalo laikytis ðio priesako: nesugedæ, nepaþeisti elektros árenginiai, net nemokðiðkai naudojami, turi bûti absoliuèiai saugûs; taip pat jie neturi bûti paþeidþiami net nerûpestingai su jais elgiantis. Be abejo, savo namuose þmogus turi bûti saugus. Estetiðkas árengimas. Kultûringas þmogus stengiasi ásirengti savo butà graþiai ir jaukiai. Elektros prietaisai turi padëti jam tai pasiekti, blogiausiu atveju — bent jau negadinti vaizdo. O já gadina bjauriai ir nerûpestingai ástatyti kiðtukiniai lizdai arba jungtukai, atvirai nutiesti laidai arba ilgintuvo laidai, susiraizgæ ant grindø, taip pat imtuvai, suprojektuoti nepaisant dizaino reikalavimø. Pagrindiniai elektros tinklo elementai, be kuriø negalima jo árengti — tai laidai, jungikliai ir apsaugos prietaisai (1.1 pav.). Laidai reikalingi energijai paskirstyti maitinamajame objekte, t. y. imtuvams sujungti su maitinimo punktais. Jungikliai sujungia arba iðjungia atskiras grandines. Apsaugos nuo virðsroviø paskirtis — atsiradus perkrovai arba ávykus trumpajam jungimui, iðjungti paþeistà grandinæ, kad per daug neákaistø ir nesugestø elektros linija.

1.1 pav. Pagrindiniai elektros árenginio elementai 1 — laidai, 2 — jungikliai, 3 — apsauga nuo virðsroviø, 4 — elektros energijos imtuvai

Patalpø elektros árenginiai — tai ne tik gyvenamøjø namø, bet ir negyvenamosiose patalpose (rûsiuose, skalbyklose, vandens perpumpavimo stotyse, katilinëse arba ðiluminiuose mazguose) naudojamieji. Ðiame vadovëlyje daugiausia kalbama apie butø elektros árenginius. 20

1.2. Elektros laidai Elektros linijoms gyvenamuosiuose namuose naudojami izoliuoti laidai. Viengyslis laidas turi metalinæ gyslà srovei tekëti ir izoliacijà (1.2 pav., a). Izoliacinës medþiagos sluoksnis pirmiausia reikalingas kaip darbinë izoliacija: laidai gali susiliesti tarpusavyje bei su metaliniais daiktais, nesukeldami trumpojo jungimo. Taip pat — kaip pagrindinë izoliacija: apsaugo nuo elektros srovës. Ant izoliacijos dar gali bûti uþdedami kiti apsauginiai sluoksniai, saugantys laidà nuo drëgmës poveikio, cheminiø medþiagø bei kitø kenksmingø veiksniø. Sudëjus keletà izoliuotø gyslø ir padengus apsauginiais sluoksniais, gaunamas dviejø, trijø, keturiø arba penkiø gyslø, vadinamasis daugiagyslis laidas (1.2 pav., b). Ðie laidai gali bûti tiesiami be ámovø ir montaþiniame vamzdyje uþima maþiau vietos negu tiek pat viengysliø laidø.

1.2 pav. Laidø rûðys pagal gyslø skaièiø: a) viengyslis laidas; b) daugiagyslis laidas (paveiksle trigyslis); 1 — gysla

Elektros linijø laidø gysloms tinka varis arba aliuminis — metalai labai laidûs, mechaniðkai pakankamai patvarûs ir lengvai sujungiami. Variniai laidai kur kas geresni, nors ðiek tiek brangesni, todël anksèiau buvo naudojami retai. Aliumininiai laidai, palyginti su variniais, turi tris pagrindinius trûkumus: 1) aliumininës gyslos mechaniðkai maþiau patvarios ir daug kartø lankstant maþo skerspjûvio laidà, ypaè palei gnybtà, lûþta; 2) aliuminis, nuvalytas iki metaliðko blizgesio, tuoj pat pasidengia nelaidaus oksido sluoksniu, dël to aliumininius laidus sunkiau sujungti; 3) aliuminio dalelës, nuolat slegiamos, deformuojasi, aliuminis „teka“ ir ilgainiui gnybtuose gali atsilaisvinti laido gyslos. Palyginus tos paèios sandaros ir tos paèios leistinosios ilgalaikës apkrovos laidus (tuos, kuriuos galima ilgà laikà apkrauti tokio paties dydþio srove), paaiðkëja, kad aliumininiø gyslø skerspjûvis apie 50 % didesnis, bet jos sveria du kartus maþiau negu varinës. Kitaip sakant, kilogramas aliuminio atstoja du kilogramus vario. Variui teikiama pirmenybë gaminant 21

maþo skerspjûvio laidus, bet aliuminis ir toliau bus naudojamas didelio skerspjûvio laidams, ðynoms, kabeliams, oro linijoms. Mat ðiuo atveju aliuminio trûkumai ne tokie svarbûs. Laidø skerspjûviai yra sunorminti, panaðiai kaip aparatø vardinës srovës ir transformatoriø vardinës galios. Ið sunormintø skerspjûviø eilës pasirenkamas (þr. D priedà) artimiausias didesnis uþ reikalingà apskaièiuoti tam tikromis sàlygomis. Sunorminti laidø (laidø gyslø) skerspjûviai yra ðie: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000 mm2. Stacionariojo elektros tinklo laidai neturi bûti lankstûs; iki 10 mm2 skerspjûvio laidø gyslos bûna vienvielës, o didesnio — daugiavielës. Tuo tarpu kilnojamieji imtuvai turi bûti prijungiami lanksèiais ir lankstymui atspariais laidais; nepriklausomai nuo skerspjûvio dydþio jø gyslos bûna daugiavielës, susuktos ið plonø variniø vieleliø. Elektros linijø laidø izoliacija seniau buvo gaminama ið natûralios gumos, o dabar daþniausiai naudojamas polivinitas (PVC). Ant izoliacijos dar gali bûti uþdëti apsauginiai sluoksniai: apvalkalas, ðarvas, virðutinë danga. • Apvalkalas — tai sandarus sluoksnis, neleidþiantis ásiskverbti á laido vidø drëgmei. Stacionariojo árenginio laidai turi apvalkalà ið kietojo polivinito1), kilnojamøjø imtuvø — lankstø, ið gumos arba minkðtojo polivinito. Ir vieni, ir kiti sandaraus apvalkalo dëka gali bûti naudojami drëgnose ir ðlapiose vietose bei ten, kur iðsiskiria cheminës dujos. Taèiau jie nepritaikyti tiesti þemëje ar vandenyje; tam naudojami kabeliai. • Ðarvas — danga metaliniø juostø ar vielø, kuriomis apvyniojamas laidas, kai reikia já apsaugoti nuo mechaniniø paþeidimø. • Virðutinë danga. Kai kurie laidai apipinami pluoðtine medþiaga; taip jie apsaugomi nuo atmosferiniø veiksniø. Gaminama daug elektros linijø laidø rûðiø. Jas skirti padeda raidiniai þymëjimai (1.3 pav.), pagal kuriuos nustatoma laido sandara ir paskirtis (1.4 pav.). Jeigu jokios raidës nesama — tai irgi atitinkama informacija. Pavyzdþiui, jei nepaþymëta gyslø medþiaga (trûksta raidës A — aliuminis), tai reiðkia, kad jos yra varinës. 1) Ðiø medþiagø elastingumà lemia priedai, naudojami jas gaminant, — vadinamosios minkðtinanèiosios medþiagos. Ið sintetiniø sakø, vadinamojo polivinilchlorido, galima gauti: kietàjá vinidurà (turintá 5 ÷ 10 % minkðtinanèiosios medþiagos), tinkamà nelankstiems vamzdeliams arba cheminei armatûrai, elastiðkàjá vinidurà (kietàjá polivinità) — lankstiems vamzdeliams bei stacionariojo elektros tinklo laidams izoliuoti (apie 20 % minkðtinanèiosios medþiagos) arba minkðtàjá polivinità lankstiems kilnojamiesiems laidams (iki 45 % minkðtinanèiosios medþiagos) izoliuoti.

22

23

D

L

– raidinio simbolio sudedamoji dalis

A

varis aliuminis

Lg S

On M

– simbolio nëra; tai irgi informuoja

O

W

1.3 pav. Raidiniai þymëjimai, nusakantys elektros laidø sandarà

P

buto stakliø pramonës

virvinis laidas sunkiai degus laidas su lanksèiu apvalkalu

Judamojo laido tipas

vienvielë daugiavielë labai lanksti daugiavielë

Gyslø sandara

Simboliø þenklai turi bûti raðomi pateikiamu eiliðkumu

Yn N

Paaiðkinimai:

Y

polivinitas silikatinë guma natûrali guma

Gyslø medþiaga

Izoliacinë medþiaga

Apvalkalo medþiaga

polivinitas sunkiai degus polivinitas nehalogeninis plastikas

G Gs Y

Y

d

c

b

u

y

n

t

p

pp

laidai su apvalkalu ir kabeliai kilnojamøjø imtuvø laidai

laidai be apvalkalo

laidas á tinkà plokðèiasis laidas plokðèiasis laidas priklijavimui

polivinitinë izoliacija pastorinta izoliacija ðilumai atspari izoliacija ið stiklo pluoðto armuota polivinitinis apvalkalas sustiprintas laidas

guminë izoliacija

Papildoma informacija

Viengysliai laidai – tiesiami vamzdþiuose, lentynose, loviuose

arba Laidai paslëptosioms linijoms (po tinklo sluoksniu)

Laidai ir kabeliai – tiesti atvirai, taip pat padengiant montaþinëmis juostomis ir loviuose

Judamøjø imtuvø laidai (virviniai ir su apvalkalu – butams)

1.4 pav. Svarbiausios butø elektros linijø laidø rûðys 1 — gysla, 2 — polivinitinë izoliacija, 3 — guminë izoliacija, 4 — polivinitinis apvalkalas, 5 — guminis apvalkalas, 6 — pluoðtinë medþiaga, apipinta aplink laidà, 7 — pluoðtinë medþiaga

24

Esant þemesnei kaip –5 °C temperatûrai, polivinitas kietëja, o lenkiamas jis lûþta. Laidai su polivinitine izoliacija ir/arba apvalkalu neturi bûti tiesiami ten, kur aplinkos temperatûra þemesnë kaip –5 °C. Jie gali bûti naudojami ir esant iki –30 °C temperatûrai, bet tik ten, kur nebus lenkiami ar sukami ir niekada nebus virpesiø. Be to, yra degûs, skleidþia liepsnà ir dar blogiau — polivinitas degdamas iðskiria chlorà ir chloro vandenilá. Todël geriau naudoti sunkiai degø polivinità arba vadinamàsias nehalogenines medþiagas (þr. 10 dalá). Kol kas jos yra daug brangesnës, bet ateityje pigs ir bus naudojamos taip pat ir namø instaliacijai. Vardinë laido átampa pateikiama dviem kintamosios átampos vertëmis Uo /U; èia Uo reiðkia átampà tarp gyslos ir þemës, o U — daugiagyslio laido arba viengysliø laidø sistemos átampà tarp dviejø gyslø. Paprastai yra gaminami 300/300, 300/500, 450/750 ir 600/1000 V vardiniø átampø elektros laidai; jie skiriasi savo storiu ir izoliacijos sluoksnio kokybe. 230/400 V átampos elektros tinklui pakanka ðiø vardiniø átampø laidø: 300/300 V — vienfazëms 230 V átampos grandinëms, 300/500 V — trifazëms 230/400 V átampos grandinëms. Klojant laidus plieniniuose vamzdþiuose ir loviuose arba surenkamøjø statybiniø elementø angose, reikalingi maþiausiai 450/750 V vardinës átampos laidai.

1.3. Laidø sujungimas Árengiant elektros tinklà, laidai prijungiami prie jungikliø, imtuvø ir kitokiø árenginiø. Ðie junginiai turi bûti lengvai iðardomi, kad bûtø galima juos pakeisti ar suremontuoti nesugadinant kurios nors dalies. Sujungimai daromi suverþiamaisiais arba kiðtukiniais gnybtais. Laidai taip pat jungiami vienas su kitu — ilgesnëse linijose arba darant atðakas. Tokie sujungimai gali bûti neiðardomieji, pavyzdþiui, presuoti. Blogi sujungimai — tai elektros tinklo silpnosios vietos: jie perkaista, kibirkðèiuoja ir apdega, dël to gali nutrûkti energijos tiekimas arba kilti gaisras. Taigi laidø prijungimas ir sujungimas yra atsakingas darbas. Sujungimo varþa turi bûti maþa, o jis pats pakankamai mechaniðkai patvarus. Ðios savybës, laikui bëgant, neturi blogëti dël drëgmës ir virpesiø poveikio, neturi deformuotis sujungimo elementai (nes nuolat áðyla ir atauðta, minkðtëja medþiaga). Gnybtai turi bûti pagaminti ið tokios medþiagos arba turëti tokias apsaugines dangas, kad jø neveiktø korozija net ir drëgnoje atmosferoje. 25

Bet kurio skerspjûvio laidai sujungiami suverþiamaisiais gnybtais arba jungimo vietoje supresuojami; maþo skerspjûvio laidus galima jungti ir kiðtukiniais gnybtais arba tiesiog apvyniojant. Elektros laidai neturi bûti jungiami juos sulituojant arba aplituojant jø galus, áeinanèius á suverþiamuosius gnybtus. Suverþiamieji gnybtai stipriai prispaudþia laidus prie gnybto korpuso, todël yra geras kontaktas. Gnybtas turi bûti masyvus (1.5 pav.), o varþto, geriausiai þalvarinio, matmenys pritaikyti pagal laido skerspjûvá.

1.5 pav. Suverþiamøjø gnybtø rûðys: a) su galvute, be poverþlës; b) ávorës pavidalo; c) su galvute ir su poverþle; d) trijø varþtø su antdëklu „dobilëlis“; e) vieno varþto su antdëklu; f) tarp dviejø poverþliø; g) þnyplinis; h) su balansuojanèiu antdëklu

Jungiant laidus, ypaè aliumininius, svarbu, ar jø gyslos gnybte apsivalo baigiant prisukti varþtà ir ar gnybtas yra elastingas (spyruokliuojantis). Gnybtuose, parodytuose 1.5 pav., a, b, varþtas, baigiant sukti, trinasi á gyslà, nutrina oksido sluoksná ir sudaro metaliná sàlytá. Ðá efektà galima sustiprinti susispaudþianèius pavirðius árievinant. Gysla, spaudþiama per plokðèià poverþlæ, kuri baigiant prisukti varþtà (1.5 pav., c, d, e, f, g) nesitrina á laidà ir neapsivalo. Labai elastingi þalvariniai þnypliniai gnybtai (1.5 pav., g). Ilgainiui prispaudimas nemaþëja, net jei laido gysla linkusi deformuotis. Jungiant laidus reikia laikytis ðiø taisykliø: • Laidas kerpamas þnyplëmis, lygiai apipjaunanèiomis tiek gyslà, tiek izoliacijà ir jø nedraskanèiomis (1.6 pav., a). • Izoliacija paðalinama tik nuo tos gyslos dalies, kuri turës bûti áleista á gnybtà (1.7 pav., a) arba antgalá. Kad gyslos nepaþeistume, tam naudojamos specialios replës, bet ne koks nors peilis. 26

1.6 pav. Laidø jungimo árankiai ir darbas su jais — Phoenix Contact, Vokietija: a) laido kirpimas þnyplëmis su ðoniniais aðmenimis; b) izoliacijos paðalinimas þnyplëmis (laidø, kuriø skerspjûvis 0,08 ÷ 6 mm2) su prieðakiniais aðmenimis

• Jei gysla daugiavielë, tai prieð ákiðant á suverþiamàjá gnybtà, ant jos uþspaudþiamas movos pavidalo antgalis, kad geriau susiliestø ir neiðsikiðtø atskiros vielos bei dël to neávyktø trumpasis jungimas (1.7 pav., b). • Jeigu gnybto konstrukcija reikalauja, kad laidas bûtø iðlenktas reikalingo skersmens kilpa, tai daroma specialiomis kilpinëmis þnyplëmis. Gnybte kilpa turi bûti nukreipta á deðinæ (1.7 pav., c), kad baigiant sraigtà prisukti, laidas nebûtø iðstumtas ið po sraigto galvutës. Gerai

Blogai

Varþto ásukimo kryptis

Varþto ásukimo kryptis

1.7 pav. Taisyklingas ir netaisyklingas sujungimas suverþiamaisiais gnybtais

27

• Varþtas á gnybtà ásukamas atsuktuvu, kurio aðmenø plotis turi atitikti varþto galvutës skersmená (1.7 pav., d). Per maþi ir per dideli atsuktuvai gadina gnybto galvutæ, be to, dideliu atsuktuvu gresia nusukti ir patá varþtà. • Darant sujungimus, reikia vengti laidà, ypaè aliumininá, lankstyti daug kartø, nes gysla susilpninama ir gali neatlaikyti eksploatuojant atliekamø remontø bei perjungimø. Presuotieji sujungimai daromi, kai reikia sujungti laidus tarpusavyje arba prijungti antgalá prie laido (1.8 pav.). Tai tobuli sujungimai, bet jie neiðardomi. Presui stipriai spaudþiant, vyksta á litavimà panaðus procesas: jungiamø metalø dalelës suartëja kaip liejinyje ir tokios bûsenos iðlieka veikiant tarp daleliø traukos jëgoms. Maþo skerspjûvio laidai sujungiami mechaniniais presais (1.9 pav.). Jie turi blokavimo mechanizmà, neleidþiantá þiaunoms atsidaryti, kol presavimo procesas nebaigtas. Dël to kiekvienas sujungimas padaromas taisyklingai, suspaudþiama tinkamai (1.10 pav.).

1.8 pav. Ávairios kilpiniø antgaliø rûðys ir atitinkami jø suspaudimai

1.9 pav. Rankinis presas antgaliams uþpresuoti — ERKO, Janikovas 1 — þiaunos, 2 — ekscentrikas þiaunø tarpui reguliuoti, 3 — dantraèio blokatorius, neleidþiantis per anksti prasiskësti þiaunoms

28

1.10 pav. Antgalio uþpresavimo ant daugiavielës gyslos etapai

1.11 pav. Uþmaunamøjø sujungimø elementai: a) uþmaunamasis antgalis; b) uþstumiamasis antgalis; c) uþpresuotasis antgalis 1 — sparneliai uþpresuojami ant gyslos, 2 — sparneliai uþspaudþiami ant izoliacijos

Uþmaunamieji gnybtai, atsparûs virpesiams, — nuo seno naudojami ávairiose transporto priemonëse, nuo lëktuvø iki elektriniø lokomotyvø, — dabar vis plaèiau taikomi namø ûkio prietaisuose ir patalpø árenginiuose. Abu sujungimø elementai — uþmaunamasis antgalis ir spyruokliuojantis uþstumiamasis antgalis (1.11 pav.) — ðtampuojami ið stangrios þalvarinës skardos ir gali bûti galvaniniu bûdu alavuojami. Antgaliai, naudojami izoliuotam laidui, turi sparnelius, uþpresuojamus ant gyslos, ir kitus, uþspaudþiamus ant izoliacijos. Yra gnybtø (1.12 pav.), kuriø stiprios plokðèios spyruoklës dëka galima prijungti 0,14 ÷ 35 mm2 laidà, net ir lankstø daugiavielá. Prieð tai nuo jo galo paðalinama izoliacija ir daugiau jo ruoðti nereikia. Maþo skerspjûvio (0,75 ÷ 4 mm2) laidai sujungiami susukant. Laidø galai, nuo kuriø paðalinta izoliacija, sudedami á specialias poliamidines sukimo reples, kuriø viduje yra kûginiai sriegiai. Pasukant reples, laidai susisuka ir stipriai susispaudþia. 29

1.12 pav. Daugiavielio laido prijungimas neruoðiant galo — Phoenix Contact, Vokietija: a) gnybtas; b) plokðèios spyruoklës profilis

Nors taikomos minëtosios konstrukcinës bei montaþinës priemonës, eksploatuojant elektros árenginius pasitaiko, kad gnybtai atsilaisvina. Prie jø prijungtiems laidams gresia perkaitimas, netgi gali nudegti izoliacija. Nuovokus elektrikas, árenginius apþiûrëdamas bei remontuodamas, patikrina gnybtø bûklæ ir atsilaisvinusius prisuka.

1.4. Elektros grandiniø jungikliai Jungikliais atliekami elektros grandiniø sujungimai. Bute jungikliais ájungiamos ir iðjungiamos lempos bei kiti energijos imtuvai. Daþniausiai naudojami klaviðiniai jungikliai su dideliais, patogiais nuspausti klaviðais, graþiø estetiniø formø ir spalvø, lengvai priderinami prie patalpos interjero.

1.13 pav. Klaviðiniai jungikliai paslëptajam elektros tinklui 10 A, 250 V — POLO Systemy Elektroinstalacyjne, Tichai: a) paprastasis perjungiklis; b) vienpolis jungiklis su kiðtukiniu lizdu bendrame korpuse

Jungikliais ájungiamos ir iðjungiamos darbo srovës, o tai atliekant tarp kontaktø atsiranda elektros lankas. Kad kontaktai per daug nenusidëvëtø, lankas turi greitai uþgesti. Todël kontaktai turi uþsidaryti ir atsidaryti labai 30

1.14 pav. Momentinio kontaktavimo klaviðinis jungiklis (iðjungto virðutinë klaviðo dalis iðsikiðusi) 1 — korpusas, 2 — klaviðas, 3 — spyruoklë, 4 — judamasis kontaktas, 5 — nejudamasis kontaktas

Áj

Iðj

greitai, akimirka, nepriklausomai nuo to, kaip nuspaudþiamas ar pasukamas jungiklis. Taip veikia klaviðinio jungiklio kontaktai (1.14 pav.). Jungiklis turi bûti átvirtintas taip, kad iðjungto virðutinë klaviðo dalis bûtø iðsikiðusi á prieká (palygink 3.63 pav.). Todël galima ávertinti tiek jungiklio, tiek grandinës padëtá nesant átampos, — tai kai kada bûna labai pravartu. Paprasèiausias jungiklis — vienpolis. Jis sujungia arba nutraukia vienà elektros grandinës poliø. Reikalingi ir jungikliai su sudëtinga kontaktø sistema — komplikuotiems jungimams (1.1 lentelë). Jø veikimo principà geriausiai paaiðkina principinë schema (1.15 pav.), nubraiþyta, kiek galima paprasèiau, nutolstant nuo realaus árenginio elementø iðdëstymo.

1.15 pav. Apðvietimo valdymas ið n vietø naudojant 2 paprastuosius ir (n — 2) kryþminius jungiklius (bet kuriuo jungikliu galima ðviesà uþdegti ir paskui uþgesinti) L — fazinis laidas, N — neutralusis laidas

31

1.1 l e n t e l ë

Svarbiausios jungikliø rûðys ir jø pritaikymo pavyzdþiai Jungiklio pavadinimas

Jungiklio paskirtis

Vienpolis Vienpolis lemjungiklis pø ájungimas ir iðjungimas

Dvipolis jungiklis

Dvipolis lempø ájungimas ir iðjungimas

Grupinis (vieðbuèio) perjungiklis

Dviejø lempø ájungimas ir iðjungimas ið vienos vietos (vienu metu ájungti abi lempas negalima)

Paprastasis perjungiklis (sietyninis)

Dviejø lempø ájungimas ir iðjungimas ið vienos vietos (vienu metu galima ájungti abi lempas)

Laiptø galinis perjungiklis

Lempø ájungimas ir iðjungimas ið dviejø vietø

Laiptø vidurinis perjungiklis

Lempø ájungimas ir iðjungimas ið keleto vietø (su nepastoviaisiais perjungikliais)

32

Vienlinijinë sujungimø schema

Daugialinijinë sujungimø schema

Impulsinës relës turi perjungiamàjá kontaktà, kurio padëtá, kartu sujungiamuoju mygtuku paduodant trumpalaiká impulsà, galima keisti ið atdarosios á uþdaràjà, ir atvirkðèiai. Rimties bûsenos jis energijos neima. Esant tokiai konstrukcijai, galima kurti paprastas apðvietimo ir kitø imtuvø valdymo, netgi ið keliø vietø (1.16 pav.), sistemas.

1.16 pav. Apðvietimo valdymas su impulsine rele ið n vietø (bet kuriuo mygtuku galima ðviesà uþdegti, o paskui uþgesinti) 1, 2…n — mygtukas su neonine lempute, K — impulsinë relë, C — kondensatorius neoninëms lemputëms uþdegti

1.5. Kiðtukiniai lizdai ir ðakutës Kiðtukiniai lizdai (1.13, 1.17 pav.) ir ðakutës — tai kiðtukinës jungtys, kuriomis prie elektros tinklo prijungiami kilnojamieji imtuvai. Ákiðus ðakutæ á lizdà, jos strypeliai áeina á lizdo spyruokliuojanèiàjà ávoræ ir atsidaro kelias srovei tekëti. Reikia, kad toks junginys nekibirkðèiuotø ir per daug neákaistø, taip pat bûtø patikimas ir turëtø maþà varþà. Tenkinant ðiuos reikalavimus: — ðakuèiø ir lizdø kontaktai gaminami ið tokiø medþiagø, kurios bûtø atsparios korozijai ir nudilimui bei didelio laidþio, pavyzdþiui, ið þalvario; — naudojamos elastingos medþiagos ar net spyruoklës reikalingam suspaudimui tarp ðakutës ir lizdo kontaktø iðgauti.

1.17 pav. Hermetiðki dvipoliai lizdai su apsauginiu kontaktu — POLO Systemy Elektroinstalacyjne, Tichai: a) paslëptajam elektros tinklui; b) atvirajam elektros tinklui

33

Kiðtukinës jungtys turi bûti sukonstruotos ir sumontuotos taip, kad atsitiktinai neprisiliestume prie átampà turinèiø jø daliø. Ðakutës ir lizdo korpusai turi bûti tokio pavidalo, kad nekiltø grësmë atsitiktinai ákiðti á lizdà tik vienà ðakutës kontaktà (1.18 pav., a) bei prisiliesti prie ðakutës strypeliø, kai jie jau pasiekæ lizdo kontaktus (1.18 pav., b).

230 V Neutralusis Fazinis laidas laidas

1.18 pav. Apsauga nuo prisilietimo naudojant kiðtukines jungtis: a) negalima ákiðti á lizdà tik vieno ðakutës strypelio; b) su lizdo kontaktais susiglaudus ðakutës strypeliams, negalima prie jø prisiliesti; c) sugedusios kiðtukinës jungties naudojimo rezultatai

230 V átampa þemës atþvilgiu

Neleidþiama abiejuose kilnojamojo laido galuose átaisyti po ðakutæ (1.19 pav., a); jei viename laido gale yra ðakutë, tai prie kito jo galo turi bûti nuolat prijungtas imtuvas arba ðis galas turi baigtis kilnojamuoju lizdu (1.19 pav., b). Su átampa!

Ðakutë

Ðakutë

1.19 pav. Neleistini kiðtukiniai átaisai: a) ðakutës abiejuose judamojo laido galuose; b) „vagilës“ ir atðakiniai lizdai be apsauginio kontakto

34

Rûpinantis vaikø saugumu parduotuvëse pasirodë lizdø kamðèiai su musmire ar kitu spalvingu paveikslëliu. Tai nevykæs sumanymas, tokie lizdai kaip tik patraukia vaikø dëmesá. Tikrai saugûs vaikams lizdai sukonstruoti taip, kad iðtraukus ðakutæ, jø kontaktinës ávorës uþsidaro visiðkai arba netenka átampos. Tada ákiðti vienà ðakutës strypelá arba viná á lizdà nepavojinga. Elektros linijose nutiesiamas áþemintas apsauginis laidas PE, o prie jo prijungiami metaliniai árenginiø korpusai ir kitos dalys, kurios normaliomis darbo sàlygomis átampos neturi, bet ji gali atsirasti pablogëjus izoliacijai. Apsauga priklauso nuo apsauginiø sujungimø nenutrûkstamumo. Maitinant kilnojamuoju laidu, apsauginius sujungimus sudaro: stacionariojo tinklo apsauginis laidas, apsauginiai kiðtukinës jungties kontaktai ir kilnojamojo laido apsauginë gysla. Apsauginius kiðtukinës jungties kontaktus paprastai sudaro lizde iðsikiðæs strypelis ir ðakutëje paslëpta kontaktinë ávorë. Ðakutæ kiðant á lizdà, pirmiausia susilieèia apsauginiai ir tik vëliau — aktyvieji kontaktai; ðakutæ iðtraukiant, atvirkðèiai: pirmiausia iðsijungia aktyvieji kontaktai ir tik vëliau apsauginiai. To dëka negresia, kad, neapsaugotas apsaugine jungtimi, taptø pavojingas neapdairiai prijungtas jungtuvas, kai á jo korpusà atsitiktinai patenka átampa.

1.6. Gyvenamøjø namø apðvietimas Gyvenamøjø namø elektriniam apðvietimui naudojamos kaitinamosios elektros ir fluorescencinës lempos. Jos ájungiamos ir iðjungiamos: 1) jungikliais, realizuojanèiais pageidaujamas sujungimø programas; 2) mygtukais paleidiklio arba relës valdymo grandinëje; tinka valdyti didelës galios lempø grupæ (paleidiklis), á valdymo grandinæ paleisti kitokià átampà negu pagrindinëje lempas maitinanèioje grandinëje arba tada, kai lempos ájungiamos rankiniu bûdu, o iðjungiamos automatiðkai (vadinamasis laiptinës automatas); 3) árenginiais, skleidþianèiais infraraudonosios spinduliuotës IR signalus, priimamus ir keièiamus imtuvais IR, valdanèiais tiesiogiai lempø grandines; tinka valdyti apðvietimà ið laisvai pasirinktos vietos, atsisakant laidø iki imtuvo, arba pavesti valdymà tik ágaliotiems asmenims; 4) elektriniais laikrodþiais arba programinëmis laiko relëmis, ájungianèiomis ir iðjungianèiomis lempas nustatytu laiku; 5) prieblandos relëmis, ájungianèiomis iðorës apðvietimo lempas temstant ir iðjungianèiomis ðvintant; 6) programiniais apðvietos reguliatoriais, valdanèiais kompleksiðkai pagal dienos ðviesos intensyvumà, langø þaliuziø padëtá, lempas ájungiant ir iðjungiant arba uþtamsinant ir paðviesinant; realizavimas brangus, taikoma „inteligentø namuose“; 35

7) pavojaus sistemomis, sauganèiomis pastato aplinkà, jo vidø arba pasirinktas zonas nuo paðaliniø asmenø; tinka iðgàsdinti objekto apsaugos sistemos aptiktà ásibrovëlá arba já apðviesti, kad bûtø lengviau sulaikyti; 8) automatinio rezervo ájungimo (ARÁ) sistemomis, ájungianèios avarinio apðvietimo lempas, dingus pagrindinio maitinimo átampai. Daugiaaukðèiuose pastatuose laiptiniø apðvietimas valdomas „laiptinës automatais“ (1.20 pav.). Árengus paprastà sujungimø sistemà, galima, praëjus nustatytam laikui (po keleto minuèiø), apðvietimà automatiðkai iðjungti. Paspaudus bet kurá mygtukà „ðviesa“, ájungiamas variklis (gnybtai 1, 3), varantis per dantraèius 7, 8 kumðtelá, valdantá kontakto 6 padëtá. Sujungiamasis kontaktas 6 po akimirkos uþsidaro ir tik tada galima atleisti mygtukà „ðviesa“. Kumðtelis 9 pasisuka ir praëjus nustatytam laikui atidaro kontaktà 6, tada ðviesa gæsta ir tuo pat metu variklis iðjungiamas. Lempø ájungimo laikas nustatomas atlenkiant varanèiojo dantraèio 7 dantis; kuo daugiau dantø atlenkiama, tuo daugiau apsisukimø turi padaryti dantratis 7, kad apsisuktø kumðtelis 9, ir tuo ilgesnis lempø ðvietimo laikas. Sistemoje gali bûti átaisomas papildomas trijø padëèiø perjungiklis: DIENA — grandinë atskirta nuo átampos ir mygtukø spaudymas beprasmis; VAKARAS — lempos visà laikà ájungtos; NAKTIS — lempas galima ájungti tam tikram laikui bet kuriuo mygtuku. Apraðytuoju elektromechaniniu dviejø padëèiø (áj — iðj) automatu galima nustatyti lempø ðvietimo trukmæ nuo 0,5 iki 10 min. Vietoj jo galima árengti elektroniná trijø padëèiø automatà (áj — áspëjimas — iðj). Jis patogesnis ir saugesnis, be to, padeda taupyti energijà, nes: — áspëja mirksinèia ðviesa, kad artëja lempø iðjungimo laikas; — já árengus, galima preciziðkai nustatyti lempø ðvietimo trukmæ, áspëjimo laikà ir ðviesos blykèiojimo programà; — iðjungia lempas, uþblokavus, pavyzdþiui, degtuku, mygtukà „ðviesa“; — mygtukuose, automatui dirbant, bûna labai þema átampa (≤ 24 V); — prieblandos daviklis neleidþia lempoms uþsidegti dienos metu; — laiptinëje galima uþdegti ðviesà paspaudus áëjimo durø atidarymo jungiklá; galima, neiðeinant ið buto, uþdegti ðviesà áeinanèiam á namà asmeniui bei apðviesti asmená, stovintá prieðais buto duris. Reikëtø skirti didesná dëmesá paèiø butø apðvietimui. Bute þmogus atlieka ávairius darbus ir ilsisi. Apðvietimas turi bûti sutvarkytas taip, kad gerai tarnautø ávairiose situacijose. Vieta, kur dirbama (virtuvëje, prie raðomojo stalo, prie stalo, kur ruoðiamos pamokos, prie siuvimo maðinos), 36

III aukðtas

II aukðtas

1.20 pav. Laiptinës apðvietimo valdymas naudojant „laiptinës automatà“: a) „automato“ sujungimø su apðvietimo instaliacija schema; b) instaliacijos daugialinijinë schema 1 — lempa, 2 — mygtukas „ðviesa“, 3 — perjungiklis DIENA—VAKARAS—NAKTIS, 4 — „laiptinës automatas“, 5 — variklis, 6 — kontaktas, 7 ir 8 — dantraèiai, 9 — kumðtelis

Automatas

I aukðtas Diena Vakaras

turi bûti gerai apðviesta. Lempos turi bûti tokios konstrukcijos ir taip iðdëstytos, kad neakintø, nemestø dideliø ðeðëliø ir nebûtø atspindþiø ant blizganèiø pavirðiø, ypaè ant monitoriø ekranø. Vidutiniame 20 m2 ploto kambaryje baltomis lubomis ir ðviesiomis sienomis reikalingas sietynas arba sieniniai ðviestuvai su kaitinamosiomis lempomis, kuriø bendra galia 150 ÷ 300 W; darbo vietose papildomai gali bûti reikalingos kilnojamosios lempos su 60 arba 75 W kaitinamàja lempute (þr. E priedà). Kompaktiniø fluorescenciniø lempø imamoji galia bûtø penkis kartus maþesnë. Dël perdëto taupumo ir neiðmanydami apðvietimo svarbos daugelis þmoniø pasitenkina skurdþiu apðvietimu. Tai sunkina darbà, greièiau pavargsta akys. Klaidinga nuomonë, jog stiprus apðvietimas kenkia. Gali kenkti regos lauke esantys blogai pridengti ðviesos ðaltiniai. Ðykðtuoliams kenkia ir greièiau besisukanèio elektros energijos skaitiklio disko vaizdas. 37

Poilsio metu kiekvienas turëtø pasirinkti toká apðvietimà, kuris jam geriausiai tinka. Èia negalima taikyti taisykliø nei nurodymø. Iðradingai sukomponuotø formø ir spalvø lempos, tinkamai parinktos ir pritaikytos prie buto vidaus apstatymo, gali labai papuoðti interjerà.

1.7. Kamðtiniai saugikliai Prijungus prie elektros linijos per daug imtuvø, gali atsirasti jos perkrova. Nuo ilgalaikës didelës srovës perkaista ir paþeidþiami laidai bei kiti tinklo elementai. Dar stipresnë srovë teka tada, kai tinkle dël paþeidimø arba neteisingai jungiant ávyksta trumpasis jungimas. Grandines, kuriose ávyko trumpasis jungimas arba pavojinga perkrova, automatiðkai iðjungia saugikliai arba maksimaliosios srovës automatiniai jungikliai. Pagrindinë saugiklio dalis yra tirptukas, pagamintas ið varinës, kartais sidabrinës vielos arba juostelës, átaisytos ádëkle, pripildytame atitinkamai paruoðto smëlio. Taip sudarytas saugiklio ádëklas, kuris dedamas á saugiklio lizdà. Tradicinë kamðtiniø saugikliø konstrukcija (1.21 pav., 1.22 pav.) vis tobulinama; 230/400 V átampos árenginiams dabar gaminami maþø gabaritø saugikliai — ið paþiûros panaðûs, bet daug maþesni uþ tradicinius.

1.21 pav. Bi tipo 500 V vardinës átampos kamðtinis saugiklis 1 — tvirtinamas prie skydo saugiklio lizdas, 2 — saugiklio ádëklas (kamðtis), 3 — saugiklio galvutë (sriegis E27)

38

1.22 pav. Kamðtinio saugiklio pjûvis 1 — lizdo korpusas, 2 — lizdo antdëklas, 3 — kalibruotas þiedas, 4 — galvutë, 5 — galvutës langelis, 6 — lizdo ðyna, 7 — áëjimo gnybtas, 8 — srieginis kontaktas, 9 — iðëjimo gnybtas, 10 — tirptukas

ns

1.23 pav. Saugiklio ádëklo poveikio laiko-srovës charakteristika

ns

ns

Per saugiklá teka saugomos grandinës srovë. Nedidelë darbo srovë áðildo tirptukà ir visà ádëklà, bet tirptuko neiðtirpdo. Dël dideliø perkrovos sroviø ir trumpojo jungimo sroviø jis smarkiai ákaista ir iðtirpsta vienoje ar keliose vietose. Ir tuo greièiau, kuo stipresnë teka srovë. Tirpimo vietoje atsiranda elektros lankas, kuris greitai gesinamas, nes tirptukas ádëtas á smëlá, srovës tekëjimas nutrûksta. Tekant didelëms trumpojo jungimo srovëms, visas ðis procesas (tirptukas ákaista — iðtirpsta — gesinamas lankas) ávyksta per kelias milisekundes. Saugiklio tirptuko iðsilydymo trukmës priklausomybë nuo srovës pateikiama 1.23 paveiksle ir vadinama laiko-srovës charakteristika. Turint saugikliø ádëklø charakteristikas, galima nustatyti, kokias sroves per tam tikrà laikà ádëklai atlaiko, neatjungdami grandinës, ir per kiek laiko atjungia, esant ávairioms srovëms.

ns

ns

pvz.

39

Saugiklio ádëklas turi nustatytà vardinæ srovæ, þymimà Ins (1.23 pav.); tai pati stipriausia srovë, kuria leidþiama ilgà laikà apkrauti ádëklà. Ilgalaikë grandinës apkrova neturi bûti didesnë uþ ðià vertæ. Jei tirptuku net ilgà laikà tekëtø ðiek tiek stipresnë srovë, kurios ribos Ins ÷ 1,3 Ins1), tai jis dar neperdegtø, tik per daug ákaistø. Vos srovë perþengtø 1,6 Ins ribà, galima tvirtinti, kad tirptukas tikrai iðsilydytø. 1.1 pavyzdys. 100 A vardinës srovës ádëkle (1.23 pav.) leidþiama ilgà laikà tekëti ne stipresnei kaip ði srovë. 100 ÷ 130 A srovë, net tekëdama ilgà laikà, nepajëgtø iðtirpdyti tirptuko. Taèiau esant stipresnei nei 130 A, bet ne daugiau kaip 160 A srovei, tirptukas jau gali iðsilydyti. Esant 160 A ir stipresnei srovei, tirptukas tikrai iðsilydys ir tuo greièiau, kuo bus didesnë srovës vertë.

Saugikliø ádëklø vardinës srovës vertës yra sekos R10 normalieji skaièiai, t. y. geometrinës sekos, kurios dalmuo 10 10 , dydþiø suapvalintos vertës. Maþiausiø Ins dydþiø kas antra vertë gali bûti praleista: 4, (5), 6, (8), 10, (13), 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 ir t. t. Tuo tarpu jungikliø vardinës srovës vertës — tai sekos R5 normalieji skaièiai, t. y. geometrinës sekos, kurios dalmuo 5 10 , dydþiø suapvalintos vertës. Jas taip pat galima gauti ið pateiktos sekos atmetant kas antrà skaièiø: 4, 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160 ir t. t. Saugiklio ádëklas apibûdinamas trumpojo jungimo srove, kurià jis gali normaliai atjungti. Tai vadinamoji saugiklio ádëklo atjungiamoji geba. Saugikliø atjungiamoji geba (30 ÷100 kA) yra daug didesnë negu automatiniø jungikliø (3 ÷ 10 kA).

1.24 pav. Kamðtinio saugiklio ádëklas ir galvutë: a) prieð srovës atjungimà; b) po atjungimo 1 — porcelianinis ádëklo korpusas, 2 — smëliu uþpildytas ádëklo vidus, 3 — pagrindinis tirptukas, 4 — kontrolinis tirptukas, 5 — suveikties signalinis dangtelis, 6 — dangtelio spyruoklë, 7, 8 — ádëklo kontaktai, 9 — stebëjimo langelis, 10 — spyruoklë, laikanti dangtelá 1)

40

Ádëklams, kuriø vardinës srovës ne stipresnës kaip 25 A, ðie kartotiniai yra didesni.

1.2 l e n t e l ë

Saugikliø ádëklø spalviniai þymëjimai Suveikties dangtelio spalva

rausva bronzinë þalia raudona juoda pilka þydra geltona juoda balta varinë sidabrinë raudona

Saugiklio ádëklo vardinë srovë, A

2 4 6 10 13 16 20 25 35 50 63 80 100

Saugiklio lizdo vardinë srovë, A

25

63 100

Saugiklio ádëklas ádedamas á lizdà ir prispaudþiamas ásukama galvute (1.22 pav.). Lizde yra dar ir kalibruotas porcelianinis þiedas, kurio vidinis skersmuo priklauso nuo ádëklo vardinës srovës ir á kurá áeina ádëklo galas. Kalibruotas þiedas neleidþia ádëti ádëklo, kurio vardinë srovë didesnë negu numatytoji. Ádëklo viduje, be pagrindinio, yra dar ir labai plonas kontrolinis tirptukas (1.24 pav.). Jis iðtirpsta, vos tiktai iðsilydo pagrindinis tirptukas, ir iðlaisvina spalvotà suveikties dangtelá. Ðis atðoka veikiamas spyruoklës. Pagal suveikties dangtelá lengviau orientuotis skirstyklose, ypaè tokiose, kur daug saugikliø: spalva informuoja apie ádëklo vardinæ srovæ (1.2 lentelë), o dangtelio iðkritimas — apie ádëklo suveiktá. Ðiuolaikinis saugiklis yra preciziðkas apsaugos prietaisas, galintis iðjungti stiprià trumpojo jungimo srovæ ir turintis tiksliai apibrëþtà laiko-srovës charakteristikà. Tai pasiekta apgalvotu konstrukciniu sprendimu ir kruopðèiai gaminant. Paþiûrëti toks paprastas, lengvai atgaminamas aparatas apgaulingai skatina elektrotechnikos neiðmananèius asmenis „pataisyti“ perdegusius saugikliø ádëklus. „Pataisytas“ ádëklas gali suveikti per vëlai, leisdamas perkaisti ir sugesti elektros linijai. Taip pat gali neuþgesinti elektros lanko, perdegus tirptukui, dël to iðkyla gaisro pavojus. Dël ðiø prieþasèiø turi bûti besàlygiðkai uþdrausta saugikliø ádëklus „taisyti“; perdegusá ádëklà reikia pakeisti nauju. 41

1.8. Automatiniai jungikliai Automatinis jungiklis (su perkrovos ir trumpojo jungimo srovës atkabikliais) gali ájungti ir iðjungti grandinæ uþdarydamas ir atidarydamas kontaktus korpuse ámontuotais mygtukais arba pavaros svertu (1.25 pav.). Pagrindinis jungiklio uþdavinys — automatiðkai iðjungti grandinæ, atsiradus perkrovai arba ávykus trumpajam jungimui. Skirtingai negu saugiklis, kuris tik „vienà kartà gyvenime“ gali atjungti grandinæ, automatinis jungiklis tai daro daugybæ kartø, kol susidëvi jo kontaktai arba pavaros mechanizmas, o ðitaip atsitinka tik po 4000 ÷ 20 000 jungimø. Ðiuolaikinio automatinio jungiklio trumpøjø jungimø atjungimo geba: 3, 4, 5, 6 arba 10 kA. Tokiø dydþiø pakanka beveik kiekvienam árenginiui.

1.25 pav. Automatinis jungiklis ST 68, 230 V, 6 A, B6, 10 kA — POLAM—PUÙTUSK 1 — gnybtas, 2 — trumpojo jungimo srovës atkabiklis, 3 — perkrovos srovës atkabiklis, 4 — lanko gesinimo sistema, 5 — spyna, 6 — pavaros svertas

Jungiklá ájungtà iðlaiko spyna su sklàsèiu. Paspaudus iðjungimo mygtukà, sklàstis atsilaisvina, gràþinamoji spyruoklë atitraukia judamàjá kontaktà — jungiklis iðsijungia. Jis gali iðsijungti ir automatiðkai, jei sklàstis atlaisvinamas paveikus kuriuo nors atkabikliu. Perkrovos srovës atkabiklis yra termobimetalinë plokðtelë. Jis sudarytas ið dviejø sulituotø metaliniø plokðteliø, kuriø temperatûriniai linijinio plëtimosi koeficientai smarkiai skiriasi. Pakaitintos plokðtelës iðsirieèia (daugiau pailgëja ir iðsirieèia ta plokðtelë, kurios temperatûrinis plëtimosi koeficientas didesnis) tuo daugiau, kuo aukðtesnë temperatûra (1.26 pav., a). Plokðteles ákaitina srovë, tekanti per jas ir/arba per uþvyniotà ant jø kaitinimo spiralæ. Atkabiklis su tam tikra nuostato srove Iat ájungiamas á apsaugomà grandinæ. Jei tekanti srovë ne stipresnë uþ vertæ Iat, tai termo42

at

n at

at

n at

1.26 pav. Automatinio jungiklio atkabikliai ir jø laiko-srovës charakteristikos: a) termobimetalinis perkrovos srovës atkabiklis; b) perkrovos srovës atkabiklio charakteristika; c) elektromagnetinis trumpojo jungimo srovës atkabiklis; d) trumpojo jungimo srovës atkabiklio charakteristika; e) abiejø atkabikliø komplektas; f) automatinio jungiklio charakteristika

bimetalinë plokðtelë ðiek tiek ákaista, bet neiðsilenkia tiek daug, kad galëtø atlaisvinti spynos sklàstá. Tiktai kai srovë gerokai didesnë uþ nuostato srovës vertæ Iat, atkabiklis gali atlaisvinti spynà, bet tam reikia laiko: perkrovos srovës atkabiklio suveikties laikas maþëja didëjant srovei (1.26 pav., b). Trumpojo jungimo srovës atkabiklis turi kiek galima greièiau atlaisvinti spynos sklàstá ir iðjungti jungiklá tekant trumpojo jungimo srovei. Tai ávyksta, kai srovë gerokai didesnë uþ nuostato srovës vertæ In at ir pritraukiamas elektromagneto inkarëlis. Trumpojo jungimo srovës atkabiklio suveikties laikas praktiðkai nepriklauso nuo srovës vertës (1.26 pav., d). Automatinio jungiklio su abiem atkabikliais, termobimetaliniu perkrovos srovës ir elektromagnetiniu trumpojo jungimo srovës (1.26 pav., e), laiko-srovës charakteristika atrodo taip, kaip parodyta 1.26 pav., f. Tai dviejø pirmesniø charakteristikø sujungimo rezultatas. Srovës In at, kuri jau gali sukelti trumpojo jungimo srovës atkabiklio suveiktá, ir jungiklio vardinës srovës In santykio vertës yra ðios (1.27 pav.): 3 ÷ 5 jungikliams su B tipo charakteristika, 5 ÷ 10 jungikliams su C tipo charakteristika, 10 ÷ 20 jungikliams su D tipo charakteristika. Kiekviena srovë, kurios vertë didesnë uþ nurodytas ðiose iðsisklaidymo zonose, verèia suveikti trumpojo jungimo srovës atkabiklá ir jungiklis nedelsdamas iðsijungia. Jungiklio vardinë srovë artima grandinës maksimaliai 43

1.27 pav. B, C ir D tipo automatiniø jungikliø charakteristikos (laikas iðreikðtas sekundëmis, srovë — jungiklio vardinës srovës kartotiniu)

apkrovai, o charakteristikos tipas — tikëtinam srovës ájungiant grandinæ kartotiniui. Jeigu neribojama ájungimo srovë, tai jos santykis su imtuvo arba vienu metu ájungiamø imtuvø grupës vardine srove siekia: 4 ÷7 varikliø, 8 ÷ 11 kaitinamøjø lempø ir daugiau kaip 10 elektroniniø árenginiø su tinklo transformatoriais. 1.2 pavyzdys. Kiðtukiniø lizdø grandinë apsaugota S192 B10 (gamintojas FAEL, Zàbkowice Úlàskie) tipo automatiniu jungikliu, kurio charakteristika B tipo, vardinë srovë 10 A (ði vertë kartu yra ir perkrovos atkabiklio nuostato srovë) ir trumpøjø jungimø atjungimo geba — 6 kA. Kaip jungiklis veikia perkrovø ir trumpøjø jungimø atvejais? Priklausomai nuo tekanèios srovës vertës (1.27 pav.) jungiklis veikia taip: 0 ÷ 11,3 A — automatiðkai neiðsijungia; 11,3 ÷ 14,5 A — gali suveikti perkrovos atkabiklis ir jungiklá iðjungti; 14,5 ÷ 30 A — suveikia perkrovos atkabiklis ir jungiklis iðsijungia praëjus laikui, priklausomam nuo srovës vertës; 30 ÷ 50 A — suveikia perkrovos arba trumpojo jungimo srovës atkabiklis ir jungiklis iðsijungia; 50 ÷ 6000 A — suveikia trumpojo jungimo srovës atkabiklis ir jungiklis nedelsdamas iðsijungia, tiksliai iðjungdamas srovæ; daugiau kaip 6000 A — jungiklis gali sugesti ir todël reikia papildomo saugiklio árenginiuose, kur tikëtina trumpojo jungimo srovë didesnë kaip 6000 A. 1.3 pavyzdys. Vienfazë 230 V átampos kiðtukiniø lizdø grandinë turi maitinti imtuvus, kuriø bendra imamoji galia 3500 VA; maksimali ájungimo srovë kartotinë 20. Vienu metu ájungiamø elektroniniø árenginiø imamoji galia 1200 VA. Kaip parinkti automatiná jungiklá?

44

Vardinë jungiklio srovë turi bûti parinkta pagal ilgalaikæ grandinës apkrovà, be to, ne maþesnë kaip

In ≥

3500

= 15, 2 A . 230 Pakaktø 16 A jungiklio, neatsiþvelgiant á tai, jog apkrova ateityje gali padidëti, o jungiklis gali bûti árengtas ankðtoje skirstomojoje spintoje kartu su kitais áðylanèiais prietaisais. Visa tai reikalauja padidinti jungiklio vardinæ srovæ. Teisingiau bûtø jà parinkti 20 A. Ájungiant minëti elektroniniai árenginiai ima srovæ 1200 = 104 A, 20 ⋅ 230 o kiti árenginiai tuo metu gali imti srovæ 3500 – 1200 = 10 A . 230 Taigi reikalingas jungiklis, kurio trumpojo jungimo srovës atkabiklis nereaguotø á srovæ 104 + 10 = 114 A. Jungikliø, kuriø vardinë srovë 20 A, trumpojo jungimo srovës atkabikliai, priklausomai nuo charakteristikos tipo, nesuveikdami iðlaiko srovæ: 3 ⋅ 20 = 64 A jungiklis B20, 5 ⋅ 20 = 100 A jungiklis C20, 10 ⋅ 20 = 200 A jungiklis D20. Supaprastinti skaièiavimai rodo, jog reikia jungiklio D20, kurio vardinë srovë 20 A ir charakteristika D tipo. Tikriausiai uþtektø jungiklio C20, nes maitinant ið realaus „silpno“ elektros tinklo jo didelë trumpojo jungimo pilnutinë varþa riboja ne tik trumpojo jungimo srovës vertæ (þr. D priedà), bet ir árenginiø ájungimo srovës vertæ; gamintojo pateiktas kartotinis 20 priklauso maitinimui ið „nelankstaus“ tinklo su labai maþa trumpojo jungimo pilnutine varþa.

Nepramoniniø elektros árenginiø, su kuriais susiduria asmenys, nesusipaþinæ su elektrotechnika, imtuvø grandinëse nurodyta árengti automatinius jungiklius, o ne saugiklius. Suveikus apsaugai, uþtenka paspausti jungiklio ájungimo mygtukà, kad vël ájungtume maitinimà; nekyla pagunda „pataisyti saugiklá“. Vis dëlto jungikliø reikia vengti pirmaisiais apsaugos laipsniais, nes sunku garantuoti jø selektyvià suveiktá. Ávykus trumpajam jungimui, gali iðsijungti ið eilës keletas jungikliø, nutraukdami nepaþeistø grandiniø maitinimà (þr. 3.91 pav.). Negerai toká jungiklá árengti plombuotoje, neprieinamoje ávadinëje spintoje, nes beveik kiekvienà kartà, tinkle ávykus trumpajam jungimui, reikëtø kviesti elektrikus.

1.9. Elektros energijos tiekimas gyvenamiesiems namams Gyvenamieji namai maitinami ið 230/400 V vardinës átampos kintamosios srovës skirstomøjø tinklø. Skirstomàjá tinklà su namo árenginiais jungia trumpiausia linijos atkarpa, vadinamasis ávadas, ir dëþë su saugikliais, vadinamoji ávadinë spinta (1.28 pav.). 45

Pastatas Iðorës teritorija

1.28 pav. Gyvenamojo namo elektros tinklo prijungimas prie kabelinio skirstomojo tinklo: a) atðakine mova; b) kabelá tiesiant per ávadinæ spintà 1 — kabelinë linija, 2 — atðakinë mova, 3 — ávadas, 4 — ávadinë spinta, 5 — patalpø maitinimo magistralinë linija

Trifazis ávadas turi tris fazinius laidus (L1, L2, L3), nuliná laidà N ir apsauginá laidà PE1); tik maþi, ne didesni kaip dviejø butø, gyvenamieji namai gali turëti vienfazius ávadus: faziná, nuliná ir apsauginá laidus. Ávado rûðis priklauso nuo skirstomojo tinklo rûðies: mieste daþnesni kabeliniai ávadai, kaime — oriniai. Ávadinë spinta árengiama ávadui sujungti su namo tinklu; tai skirstomojo tinklo, priklausanèio energijos tiekëjui, ir tinklo, priklausanèio namo savininkui, nuosavybës riba. 1.29 paveiksle parodyta paprasèiausia ávadinë spinta ZK-1b, skiriama tokiam kabelio ávadui, kai kabelis tiesiamas per pastatà, kaip pavaizduota 1.28 paveiksle, b. Jei taip ávestas kabelis turi bûti apsaugotas ið abiejø pusiø, tai reikalinga didesnë ávadinë spinta (1.30 pav.). Árengiant 1) Maitinant ið TN tinklo (pritaikyto ánulinimui — þr. 4 dalá), tas pats apsauginis nulinis laidas PEN, kurio skerspjûvis ne maþesnis kaip 10 mm2 Cu arba 16 mm2 Al, gali atlikti apsauginio laido PE ir nulinio laido N funkcijas; tada ávadas turi vienu laidu maþiau. Laidas N gali bûti vadinamas ir neutraliuoju, o laidas PEN — apsauginiu neutraliuoju.

46

Sujungimo schema

1.29 pav. Tipinë ávadinë spinta ZK-1b su izoliacine apmuða — ELCOM, Gdanskas 1 — poliesterinio stiklinio laminato danga, 2 — perforuotas kampainis, 3 — saugikliø stovo gembë, 4 — apsauginë nulinë ðyna PEN, 5 — izoliatorius, 6 — saugikliø stovas, 7 — saugiklio ádëklas WTN-1, 8 — kabelio antgalis, 9 — spyna, 10 — auselë, 11 — surenkamieji pamatai; 12 — kabelio galûnë

kabelio ávadà, ávadinë spinta daroma þemai, sienos niðoje, pastato iðorëje, arba stovi energijos tiekëjo darbuotojams laisvai prieinamoje vietoje (1.31 pav.). Oriniø ávadø laidai turi bûti izoliuoti, nepriklausomai nuo to, ar paèios maitinanèiosios oro linijos laidai izoliuoti, ar ne (1.32 pav., 1.33 pav.). Tai padeda iðvengti daþnø trumpøjø jungimø ávaduose. Oriniams ávadams sustiprinti tinka laidai AsXSn (16 arba 25 mm2), kurie naudojami ir oro linijoms. Fazinës gyslos per visà ilgá yra paþymëtos, pavyzdþiui, turi 1, 2 arba 47

Á pagrindiná pastato skirstomàjá skydà Gatvës kabeliø tinklas

1.30 pav. Tipinë ávadinë spinta ZK-3a: a) bendras vaizdas (niðos matmenys 800 × 600 mm); b) sujungimø sistema 1 — maitinimo kabelis, 2 — kabelio antgalis, 3 — saugikliø stovas, 4 — fazinës ðynos, 5 — apsauginë nulinë ðyna PEN, 6 — iðlyginimo laidas, jungiantis ðynà PEN su pagrindine pastato iðlyginimo ðyna, 7 — iðorinë maitinimo linija

1.31 pav. Kabeliø ávadinë spinta Z3a/1 su izoliacine danga — APATOR, Torûnë: a) pastatymas

48

1.31 pav. Kabeliø ávadinë spinta Z3a/1 su izoliacine danga — APATOR, Torûnë: b) matmenø brëþinys; c) áranga 1 — aparato segmentas, 2 — pamato cokolis, 3 — nuimamoji junginiø dalies uþdanga, 4 — nuimamoji pamato cokolio uþdanga, 5 — durelës, 6 — uþdengta anga kabeliams arba laidams laikinai prijungti (avariniam pastato arba arti atliekamø darbø maitinimui), 7 — spyna, 8 — prijungtø kabeliø saugikliniai kirtikliai, 9 — PMML saugiklinis kirtiklis

1.32 pav. Sustiprintas laidas AsXSn ávadams ir oro linijoms (aliumininës gyslos, polietileninë izoliacija)

Iðorës apðvietimas

1.33 pav. Neizoliuotø laidø oro linijos atðaka ávadui, kurio izoliuoti sustiprinti laidai AsXSn 1 — linijos neizoliuoti laidai, 2 — ávado laidas, 3 — tempiamasis gnybtas

49

3 juostas (1.32 pav.), pagal kurias galima atskirti kiekvienà fazæ nuo kitø ir nuo áþemintos gyslos PEN arba N. Ávado laidai tvirtinami prie laikikliø, o ðie prie pastato sienø (1.34 pav.). Jei pastatas per þemas, tai laidai tvirtinami prie vamzdinio stovo, o ðis prie sienos (1.35 pav.).

1.34 pav. Ávado laido AsXSn tvirtinimas prie namo fasado — Elektroprojekt Poznanë: a) tempiamasis tvirtinimas; b) laidas nutiestas namo fasadu 1 — stovas, 2 — kablys, 3 — varþtas, tvirtinantis stovà, 4 — laido galinis gnybtas, 5 — laido iðlinkis lietaus vandeniui nuvarvëti, 6 — laido laikiklis, 7 — laido gyslø sàvarþëlë

Laidai neturi bûti nutiesti per arti þmonëms prieinamø vietø, pavyzdþiui, atstumas ne maþesnis kaip (1.36 pav.): 0,5 m nuo kiekvieno lango arba durø, nuo kiekvieno balkono, verandos taðko arba stogo kraðto; 50

2,5 m nuo lengvai prieinamo stogo, taip pat nuo balkono arba verandos grindø; 1,5 m nuo kamino (horizontaliu atstumu), draudþiama virð kamino; 0,5 m nuo sunkiai prieinamo ne ðiaudais dengto stogo.

Þiûrëk „A“ detalæ

„A“ detalë

Á ávadinæ spintà

1.35 pav. Ávado laido AsXSn tvirtinimas prie vamzdinio stovo — Elektroprojekt, Poznanë 1 — vamzdinis stovas su viniduriniu vamzdþiu viduje, 2 — gembë, 3 — kablys, 4 — apkaba, 5 — distancinis gnybtas, 6 — laido galinis gnybtas

Telefono linija nuo stogo kraðto

Kelias

1.36 pav. Ávado izoliuoto laido minimalûs leistini atstumai nuo pastato daliø ir kitø objektø

51

Lauko ávado izoliuotà laidà geriausia nutiesti iki ávadinës spintos, kuri turi bûti árengta prie pastato fasado vienu ið ðiø bûdø: — þemai, 0,2 m virð þemës, sienos niðoje, taip, kad kiek ranka pasiekia (iki 2,5 m aukðèio), laidas bûtø nutiestas vamzdyje po tinku; — ranka nepasiekiamai, t. y. ne þemiau kaip 2,5 m aukðtyje.

V aukðtas

IV aukðtas

III aukðtas

II aukðtas

I aukðtas

I laiptinë II laiptinë Rûsiai Distancinis durø valdymas Kabelinës televizijos stiprintuvas

Gatvës kabelis

1.37 pav. Penkiø aukðtø gyvenamojo namo su dviem laiptinëmis, 30 dviejø kambariø butø be elektriniø virykliø maitinimo schema (TN sistema) 1 — ávadinë spinta, 2 — pagrindinis namo skirstomasis skydas, 3 — pagrindinis automatinis jungiklis, 4 — administracinis skirstomasis skydas (rûsio grandinë su srovës skirtumine apsauga), 5 — patalpø maitinimo linija, 6 — aukðto skirstomasis skydas, 7 — atðaka nuo iðorinës maitinimo linijos á butà, 8 — buto skirstomasis skydas (su automatiniu jungikliu, turinèiu srovës skirtuminæ apsaugà)

52

Pavyzdinë gyvenamojo namo elektros tinklo pagrindiniø grandiniø schema pateikiama 1.37 paveiksle. Ið ávadinës spintos nutiesiama patalpø maitinimo magistralinë linija (PMML), populiariai vadinama „svambalu“, kuri tiesiama per atskirus aukðtus ir prie jos prijungiami imtuvai. Jei namas turi dvi ar tris laiptines, tai kiekvienoje ið jø nutiesiama atskira PMML, o uþ ávadinës spintos árengiamas pagrindinis namo skirstomasis skydas su atskirø PMML apsaugomis. Jei namas turi daugiau laiptiniø, tai árengiama ávadø tiek, kad kiekvienai ávadinei spintai tektø trys arba iðimtiniu atveju keturios (þemesniuose pastatuose) laiptinës ir tiek pat PMML. Prie pagrindinio namo skirstomojo skydo sumontuotas (1.37 pav.): 1) pagrindinis automatinis jungiklis, kuriuo galima iðjungti visø butø maitinimà, pavyzdþiui, kilus gaisrui; 2) administracinis skirstomasis skydas, maitinantis grandines árenginiø, tarnaujanèiø visiems namo gyventojams (áëjimo á namà, laiptinës, pastogës patalpø, apðvietimo, lifto, ðiluminio mazgo, skalbyklos). Árengiant minëtas pagrindines namo tinklo grandines, reikia atsiminti, kad: — jos yra visiems prieinamose vietose (laiptinëse, koridoriuose) ir turi bûti neprieinamos neágaliotiems asmenims; — dauguma jø turi energijos matavimo prietaisus ir yra saugotinos nuo galimø vagysèiø. Ávadinë spinta, pagrindinis automatinis jungiklis, pagrindinis namo skirstomasis, administracinis skirstomasis skydai ir aukðtø skirstomieji skydai árengiami uþrakinamose niðose arba dëþëse. Nustatyti tikslûs ir skrupulingi reikalavimai patalpø maitinimo magistralinei linijai. Árengiant PMML, turi bûti naudojami ne maþesnës kaip 750 V vardinës átampos laidai; jie tiesiami vamzdþiuose, loviuose arba montaþiniuose kanaluose, tiesiamuose per laiptinæ bei kitas þmonëms prieinamas vietas. PMML laidai turi bûti nenutrûkstami (1.38 pav.), taigi per visà ilgá vienodo skerspjûvio. Tai daroma vengiant PMML laidø, ypaè PE1), N2) arba PEN nutraukimo rizikos. Jei ávadas trifazis, tai ir PMML turi bûti trifazë, o butai, maitinami viena faze, tolygiai prijungti prie atskirø faziø. 1) Uþ trûkio vietos nustoja veikusios apsauginio laido reikalaujanèios apsaugos, kurios apsaugo þmogø nuo elektros. 2) Trifazëje instaliacijoje uþ trûkio vietos atsiranda faziniø átampø asimetrija, priklausoma nuo apkrovos asimetrijos. Iðkyla pavojus, jog imtuvai suges arba dël labai paþemëjusios átampos (varikliai), arba dël gerokai paaukðtëjusios (ávairûs imtuvai, ypaè brangûs elektroniniai prietaisai).

53

1.38 pav. Namo aukðto atðakø rinklë, kuria galima padaryti atðakas á butus nenutraukiant PMML laidø

1.10. Buto elektros tinklo sistema Laiptinëje arba koridoriuje, darant atðakas nuo patalpø maitinimo magistralinës linijos, árengiami: 1) saugikliai atðakø apsaugai; 2) elektros energijos skaitikliai, kad prie jø galëtø laisvai prieiti energijos tiekëjas. Vienfazis skaitiklis turi bûti prijungtas tiksliai 1.39 paveiksle nurodytu bûdu. Jei skaitiklio srovës ritë bus ájungta á neutraløjá laidà, tai ið tikrøjø jo parodymai gali bûti teisingi, bet bus lengva vogti elektros energijà.

PMML

1.39 pav. Buto elektros tinklo maitinimas 1 — skaitiklio srovës ritë faziniame laide, 2 — vienpoliai jungikliai su apsauga nuo perkrovos faziniame laide, 3 — jungiklis su srovës skirtumine apsauga

Saugikliø lizdai turi bûti prijungti taip, kad iðëmus ádëklà, liktø su átampa kontaktas lizdo gilumoje, bet ne lengvai prieinamas sriegis. Prie kaitinamøjø lempø lizdo gilumoje esanèio kontakto turi bûti prijungtas fazinis laidas. Vienpoliai jungtukai turi bûti árengti faziniame laide (1.40 pav.). 54

1.40 pav. Taisyklingas laidø L-N vienfazëje grandinëje prijungimas 1 — maitinimo laidas prijungtas prie saugiklio lizdo gilumoje esanèio kontakto, 2 — laidas prijungtas prie saugiklio lizdo sriegiø, 3 — fazinis laidas prijungtas prie kaitinamøjø lempø lizdo gilumoje esanèio kontakto, 4 — vienpolis jungiklis faziniame laide

Atðaka, einanti nuo PMML, maitina buto skirstomàjá skydà (1.41 pav.), kuriame yra atskirø grandiniø apsaugos. Tinklà, taigi ir jo apkrovas padalijus á grandines, jose galima naudoti maþesnio skerspjûvio laidus, be to, dël ávykusiø trumpøjø jungimø arba perkrovø tada automatiðkai atsijungia tiktai atskiros tinklo dalys. Skirstomuosiuose skyduose aparatai montuojami paprastai: ne prisukami, bet uþdedami ant montaþiniø juostø (1.42 pav., 1.43 pav.). Kiekvieno aparato plotis lygus 17,5 mm moduliui arba jo kartotiniui. Tokie gaminami perkrovos automatiniai, varikliø jungikliai, jungikliai su srovës skirtumine apsauga, maþø matmenø saugikliai, laiptø automatiniai jungikliai, skambuèiø transformatoriai, valdomieji laikrodþiai, matuokliai ir t. t.

1.41 pav. Didelio buto skirstomasis skydas — SCHRACK Energietechnik, Austrija 1 — korpusas ir izoliacinës durelës, 2 — automatinis jungiklis su srovës skirtumine apsauga, 3 — tripolis jungiklis su apsauga nuo perkrovos, 4 — dvipolis jungiklis su apsauga nuo perkrovos, 5 — elektrinis laikrodis, 6 — vieta informacijai apie grandiniø paskirtá

55

1.42 pav. Aparatai ant ðyniniø „omega“ profilio gembiø — SCHRACK Energietechnik, Austrija (viduryje: dvipolis jungiklis su apsauga nuo perkrovos B32 (paþymëtas 16 numeriu), pritvirtintas ant montaþinës juostos)

Kiðtukiniø lizdø grandinë turi bûti þiedinë (1.44 pav.), kad bet kurioje vietoje nutrûkus laidui visi kiðtukiniai lizdai iðliktø maitinami. Kaip PMML aukðtø rinkliø, taip ir kiðtukiniø lizdø gnybtai turi bûti tokie, kad prie jø bûtø galima pritvirtinti laidà, jo nenutraukiant. Ði taisyklë netaikoma grandinëms su vienu kiðtukiniu lizdu galingam imtuvui (viryklei, indø plovyklei, skalbimo maðinai). Kambariuose ir koridoriuose apðvietimo grandiniø jungikliai montuojami prie durø (1.45 pav.), nuo durø rankenos pusës (dviejø sàvarø durims — abiejose pusëse), 1,4 m nuo grindø, o kiðtukiniai lizdai — 0,85 m1) arba tik virð grindjuostës, jei kiðtukiniø lizdø grandinë nutiesta joje arba grindyse. Virtuvëse ir vonios kambariuose kiðtukiniai lizdai montuojami ðiek tiek aukðèiau (pavyzdþiui, 1,2 m). Vonios kambariø ir WC apðvietimo jungikliai montuojami tø patalpø iðorëje, prie durø. 1)

56

Lietuvoje vadovaujamasi „Elektros árenginiø árengimo taisyklëmis“. — V., 2000.

1.43 pav. Veiksmai, atliekami paeiliui, tvirtinant aparatà ant ðyniniø „omega“ profilio montaþiniø juostø 1 — montaþinë juosta, 2 — spyruoklinis uþraktas

1.44 pav. Þiedinë kiðtukiniø lizdø grandinë: a) sujungimø sistema; b) árengimo bûdas (kairëje — uþaklinta dëþutë, kurià ateityje galima naudoti kiðtukiniam lizdui ámontuoti)

Kiðtukiniø lizdø turi bûti tiek ir jie iðdëstyti taip, kad bûtø galima apsieiti be ilgintuvo. Geriausi dvigubi. Jie turëtø bûti prie langø ir durø, abiejose jø pusëse, taip pat kiekvienoje sienoje kas 1,5 ÷ 2 m, kad bent kai kurie ið jø bûtø prieinami, kai kiti uþstatomi baldais. Kai kurios dëþutës kiðtukiniams lizdams gali likti sienoje uþaklintos (1.44 pav.). 57

1.45 pav. Elektros árenginiø ir laidø trasø iðdëstymas gyvenamajame kambaryje (matmenys pateikiami metrais): a) horizontaliose trasose laidai nutiesti palei lubas ir grindis; b) horizontaliose trasose laidai nutiesti palei grindis; c) tinklas be atðakiniø dëþuèiø (su viena centrine atðakine dëþute)

1.11. Patalpø elektros tinklo montavimas 1.11.1. Bendros taisyklës Yra daug elektros tinklo montavimo sistemø, kurios skiriasi laidø ir montavimo árangos1) iðdëstymu. Kartu su naujomis technologijomis statyboje atsiranda nauji montavimo sprendimai, geriau tenkinantys vartotojø poreikius, atitinkantys grieþtesnius saugos reikalavimus bei estetinius lûkesèius arba maþesniø kaðtø. Nuo seno taikomi du bûdai: viengysliai laidai tiesiami atvirai arba po tinku (1.46 pav.); daugiagysliai laidai ir kabeliai tiesiami atvirai. Viengysliø laidø tiesimas vamzdþiuose. Tai leidþia lengvai pakeisti laidus, kai jie paþeidþiami ar, iðaugus apkrovai, netgi naujais, didesnio skersMontavimo áranga — tai pagalbinës dalys, skirtos laidams prijungti ir pritvirtinti (gnybtai, atðakø rinklës, vamzdþiai ir jø laikikliai, lotos, loviai ir jø gembës, grindø kanalai, kabeliø galûnës bei movos ir pan.). 1)

58

1.46 pav. Laidø tiesimo bûdai: a) laidai vamzdeliuose po tinku; b) laidai po tinku; c) laidai vamzdyje arba kabeliai, nutiesti atvirai

Grafinis simbolis

pjûvio, jei anksèiau áþvalgiai, su atsarga buvo parinktas vamzdþiø skersmuo. Laidai vamzdþiuose yra apsaugoti nuo mechaniniø paþeidimø. Toks laidø tiesimo bûdas turi ir trûkumø. Keièiantis aplinkos temperatûrai ir linijø apkrovai, smarkiai svyruoja temperatûra vamzdþiø ir dëþuèiø viduje. Ten patenka drëgnas oras, todël atauðdami vandens garai gali kondensuotis (rasojimas) ant laidø, gnybtø ir izoliacijos elementø — panaðiai kaip rasoja pieva rytà atvëstant drëgnam orui. Tad drëgnose ir ðlapiose vietose laidai neturi bûti tiesiami vamzdþiuose. Ten galima tiesti tik trumpas vamzdþiø atkarpas be dëþuèiø ir nesandariø sujungimø. Kitas trûkumas — laidø trasa brangiai kainuoja ir uþima didelá pavirðiø. Daugiagysliø laidø su apvalkalu ir kabeliø tiesimas atviruoju bûdu kartu su sandaria áranga, jungikliais bei kiðtukiniais lizdais. Tinkama drëgnose ir ðlapiose vietose. Ir kitomis sàlygomis daugiagysliai laidai su apvalkalu bei kabeliai naudojami noriai, nes uþima maþiau vietos negu vamzdþiai, o jiems tiesti nereikia tiek daug darbo. Ðie laidai ir kabeliai, nutiesti atvirai, patalpos nepuoðia ir todël gyvenamuosiuose pastatuose tiesiami tiktai skalbyklose, rûsiuose, ðiluminiuose mazguose, garaþuose. Ðiø dviejø elektros tinklo árengimo bûdø ilgainiui nebepakako. Plytas ir smulkias surenkamàsias konstrukcijas ëmë iðstumti gelþbetoninës laikanèiosios konstrukcijos bei pertvaros, kuriose dël jø mechaninio atsparumo nebuvo galima iðkalti grioveliø laidams slëpti po tinku (1.46 pav., a). Tada elektros laidus imta tiesti po tinku (1.46 pav., b). Jie tiesiami tiesiog sienomis be grioveliø ir ágilinimø bei padengiami tinko sluoksniu. Paplitus stambiaplokðtei statybai, kai imta naudoti iðbaigtos faktûros sienø bei perdangø plokðtes, kuriø nereikia tinkuoti, nebepakako ir to. Tada beliko 59

laidus tiesti angose ir kanaluose, ið anksto padarytose surenkamosiose betoninëse plokðtëse, laisvose statybinëse ertmëse arba montaþinëse juostose palei grindis bei sienomis. Atskiri elektros tinklo árengimo bûdai gali smarkiai skirtis, bet esama ir bendrø taisykliø. Tinklà árengiantis elektrikas turi kreipti dëmesá ne á tai, kaip palengvinti savo darbà, bet á tai, kad bûsimajam vartotojui bûtø gera ir patogu. Bent jau iðdëstydamas kiðtukinius lizdus, jungiklius ir apðvietimo taðkus. Jei laidø trasos nenuþymëtos, jas parenkant reikia atsiþvelgti á ðias taisykles: • Laidai, vamzdþiai, montaþinës juostos ir loviai tiesiami tik horizontaliomis ir vertikaliomis tiesiomis linijomis (1.45 pav.). Jei laidø trasos nëra matomos, tai jø padëtá galima nustatyti pagal skirstomøjø dëþuèiø, kiðtukiniø lizdø bei jungikliø iðdëstymà ir tada laidai nebus paþeisti, kalant viná ar græþiant skylæ sienoje. Vokietijoje rekomenduojamos vertikalios laidø trasos prie durø, langø ir kambario kampø, o horizontalios — prie grindø ir lubø, t. y. vietose, kur nekabinami nei paveikslai, nei lentynos. Laidø trasoms rezervuotø ruoþø matmenys yra tiksliai apibrëþti (1.47 pav.); tai labai pravartu, kai skirstomosios dëþutës nëra matomos.

Elektros linijø nustatytos zonos Elektros laidai

Jungikliai Kiðtukiniai lizdai

1.47 pav. Elektros árangos ir laidø trasø iðdëstymas gyvenamajame kambaryje pagal vokieèiø taisykles DIN VDE (vienas leistinø variantø)

60

• Naudojamø laidø bendras ilgis turi bûti kiek galima maþesnis. • Perëjø per sienas ir perdangas turi bûti kuo maþiausiai, laidai tose perëjose turi bûti vamzdyje, o ne tiesiogiai uþmûryti. • Neleidþiama tiesti laidø iðilgai ðildymo vamzdþiø, dûmtraukiais ir kitais ðildomais pavirðiais. • Ant lubø neleidþiama daryti atðakø á kitus imtuvus. Apie montavimo kokybæ liudija ávairios, kartais visai menkos, montavimo detalës. Taisyklingo ir ydingo montavimo pavyzdþiø pateikiama 1.48 paveiksle.

Blogai

Gerai

1.48 pav. Kai kuriø montavimo detaliø klaidingo ir teisingo montavimo pavyzdþiai: a) laidai sujungiami tiktai dëþutëse (ne vamzdþiuose!); b) laidø ilgio atsarga dëþutëse; c) skardinis paklotas virð tinko, po jungikliu, esant lengvai degiam pagrindui (pavyzdþiui, ant medinës sienos); d) estetiðkai iðdëstytos dëþutës; e) estetiðkai iðdëstyti kiðtukiniai lizdai bei jungikliai

61

Didelio kruopðtumo reikia vamzdþius, skirstomàsias dëþutes, jungiklius, kiðtukinius lizdus ir varþlankiø laidus tvirtinant prie pagrindo. Visa tai gali bûti tvirtinama taip (1.49 pav.): 1. Ákalant vinis á pagrindà, jei jis pakankamai minkðtas ir patvarus (medis, riðlus tinkas). 2. Ásukant medsraigèius á medá arba skeèiamuosius varþtus á skyles, iðgræþtas plytoje ar betone. 3. Ásukant medsraigèius á ið anksto ámûrytas medines trinkeles. Jos (nupjautinës piramidës pavidalo) daþniausiai uþmûrijamos gipso skiedi-

Tinko storis

1.49 pav. Instaliacinës árangos tvirtinimo prie pagrindo detalës: a) praskeèiamøjø varþtø ásukimas; b) srieginio varþto tvirtinimas kartoninëje gipsinëje plokðtëje; c) medgalio tvirtinimas dar netinkuotoje ir nutinkuotoje sienoje

62

4. 5.

niu, bet já galima naudoti tik sausose patalpose. Drëgnose patalpose ir lauke reikia naudoti kalkiø-cemento skiediná. Á labai tvirtà, pavyzdþiui, betoniná arba plieniná, pagrindà instaliacinës vinys áðaunamos specialiu pistoletu (1.50 pav.). Laidai ir áranga su atitinkamai paruoðtu pavirðiumi prie plokðèio, sauso pagrindo klijuojami labai lipniais klijais.

1.50 pav. Instaliacinio pistoleto naudojimas: a) ákiðta instaliacinë vinis; b) ákiðtas ðovinys; c) vinis ðaunama á gelþbetoninæ plokðtæ

1.11.2. Laidø su apvalkalu ir kabeliø tiesimas atviruoju bûdu Laidai su apvalkalu ir kabeliai atviruoju bûdu tiesiami negyvenamose patalpose (skalbyklose, rûsiuose, ûkiniuose pastatuose). Sausose patalpose tiesiami plokðtieji laidai su apvalkalu (YDYp) tiesiog sienomis arba lubomis, juos pritvirtinant apkabomis (1.51 pav., a). Yra ne didesnio kaip 2,5 mm2 skerspjûvio laidø (YDYpp), kuriuos galima prie pagrindo klijuoti. Laidus be metalinio apvalkalo galima tiesti tiesiog ant medinio pagrindo, jeigu jie apsaugoti saugikliais arba ne didesnës kaip 16 A vardinës srovës automatiniais jungikliais. Drëgnose, ðlapiose, dulkëtose ir cheminiø dujø turinèiose patalpose laidai su apvalkalu ir kabeliai tvirtinami atitolinanèiaisiais varþlankiais taip, kad nesiliestø su pagrindu ir bûtø ne arèiau kaip 5 mm nuo jo. Varþlankiai 63

Vienodi atstumai

1.51. pav. Laidø su apvalkalu ir kabeliø tiesimas: a) plokðèiojo laido tvirtinimas apkabomis tiesiog prie pagrindo; b) apvaliojo laido tvirtinimas atitolinanèiaisiais varþlankiais; c) taisyklingas varþlankiø iðdëstymas

1.52 pav. Laido ávedimas á hermetinæ dëþutæ 1 — riebokðlis, 2 — guminis sandarinimo þiedas, 3 — metalinës poverþlës, 4 — sandarinimo glaistas

64

turi bûti iðdëstyti vienodais atstumais (1.51 pav., b, c), o laido iðlinkio spindulys — ne maþesnis kaip 7 laido skersmenys. Reikia naudoti hermetines montavimo detales, kiðtukinius lizdus bei jungiklius. Laidai á juos ávedami taip (1.52 pav.), kad bûtø reikiamas sandarumas.

1.11.3. Laidø tiesimas vamzdþiuose atviruoju bûdu Laidai vamzdþiuose atviruoju bûdu tiesiami sausose negyvenamose patalpose. Viengysliai izoliuoti laidai átraukiami á kietus vinidurinius arba iðimtinais atvejais — á plieninius vamzdþius. Paprastai naudojami kieti viniduriniai RL (1.53 pav.) arba polichlorviniliniai vamzdþiai. Jie turi daug privalumø: pakankamai gerai saugo laidus nuo mechaniniø paþeidimø, apsaugo þmones nuo elektros, nereikalauja apsaugos nuo korozijos, yra lankstûs ir lengvai nupjaunami. Turi ir trûkumø: blogiau negu plieniniai vamzdþiai iðsklaido ðilumà, iðsiskirianèià laiduose, o áðilæ gali skleisti kenksmingus cheminius junginius. Didelis viniduro linijinio temperatûrinio plëtimosi koeficientas — taip pat trûkumas. Vamzdþiø trasos turi bûti parinktos taip (1.54 pav.), kad dël ilgio pokyèiø ðildami bei auðdami jie neiðlinktø ir neatsirastø tarpø sandûrose. Pasikeitus temperatûrai 20 °C (vamzdþiams tokie temperatûros pokyèiai gana daþni), 10 m vamzdþiø ruoþo ilgis pasikeièia apie 15 mm. Mechaninis viniduro atsparumas, ypaè atsparumas smûgiams, esant þemai temperatûrai, maþesnis. Taèiau per aukðtoje temperatûroje, veikiant plëtimosi jëgoms, atsiranda plastiniø viniduro deformacijø. Paprastai vamz-

1.53 pav. Viniduriniø vamzdþiø tiesimas atvirai: a) vamzdþiø sudûrimas paprasta jungiamàja mova; b) viengubas vamzdþiø sudûrimas; c) vinidurinis varþlankis prisuktas prie strypelio su vidine anga; d) vamzdþiø trasos posûkis, padarytas naudojant paprastas jungiamàsias movas ir viengubus sudûrimus d — vamzdþio iðorinis skersmuo, R — vamzdþio iðlinkio spindulys

65

1.54 pav. Viniduriniø vamzdþiø trasos temperatûrinio pailgëjimo kompensavimas: a) kompensacinëje elastinio viniduro movoje ZCL; b) paprastoje movoje ZPL

Tarpas

dþiams tinkamiausia aplinkos temperatûra nuo –5 °C iki +60 °C. Ðiek tiek aukðtesnæ ar þemesnæ temperatûrà jie iðlaiko (tiesiami ne ðaltyje), jei neveikiami smûgiø ir virpesiø, nëra spaudþiami arba lenkiami. Norint vamzdþius iðlenkti ar kitaip pakeisti jø formà, taikoma viniduro savybë aukðtesnëje temperatûroje pereiti á plastiðkà bûklæ. Reikia tik toje vietoje vamzdá paðildyti maþdaug iki 100 °C temperatûros uþmaunant ant jo elastiná elektriná ðildytuvà arba puèiant karðtà orà. Keletà minuèiø paðildþius, vamzdis iðlenkiamas lanku, kurio spindulys apie 10 kartø didesnis uþ vamzdþio vardiná skersmená. Norint sudurti du vienodus vamzdþius be movos, á vieno galà ákiðamas kalibratorius, kuris já prapleèia, t. y. padidina vamzdþio galo skersmená (1.55 pav.). Áspausti

Iðtraukti

1.55 pav. Vinidurinio vamzdþio galo kalibravimas jungiant vamzdþius viengubu sudûrimu 1 — kietas vinidurinis vamzdis, 2 — kalibratorius, padidinantis vamzdþio vidiná skersmená atitinkamai iki d1, d2 arba d3 verèiø

Viniduriniai vamzdþiai tvirtinami prie pagrindo kas 50 ÷ 80 cm horizontaliuose ir kas 80 ÷ 100 cm vertikaliuose trasos ruoþuose. Kraðtiniai varþlankiai turi bûti apie 10 cm nuo vamzdþio galø (plg. 1.51 pav., c). Jei tinklas turi bûti hermetiðkas, tai jungiamø vamzdþiø, movø ir kitø elementø susilieèiantys pavirðiai padengiami viniliniais klijais. Kitaip klausimas sprendþiamas taikant viniduro „formos atmintá“: karðtojo formavimo viniduro elementas, pakartotinai paðildytas, gráþta á pradiná pavidalà. Kadangi paprastos jungiamosios movos gaminamos karðtuoju ðtampavimu, tai trumpai paðildþius iki 100 ÷ 120 °C (1.53 pav., a), mova apspaudþia jungiamus vamzdþius. Galima panaðiai pasielgti ir juos jungiant viengubu sudûrimu (1.53 pav., b). 66

Nuo mechaniniø paþeidimø laidus geriausiai apsaugo plieniniai vamzdþiai RS. Jie naudojami kartu su jungikliais ir kiðtukiniais lizdais ketiniuose korpusuose. Plieniniuose vamzdþiuose tiesiami ne maþesnës kaip 450/750 V vardinës átampos laidai. Atskiri vamzdþiai vienas su kitu suduriami sriegiais, o dëþuèiø, kiðtukiniø lizdø ir jungikliø korpusai turi skyles, kuriose ásriegti sriegiai. Á jas ásukami vamzdþiø galai, kurie yra taip pat su sriegiais. Ðaltai lenkiant vamzdþius, gaunami tolygûs didelio spindulio iðlinkiai. Jei vamzdþiø trasa daro 90° posûká, naudojamos kampinës movos. Vëliau jos trukdo átraukti laidus, todël turi prisukamus dangtelius. Plieniniai vamzdþiai ir jø montavimas yra brangu, todël jie naudojami tiktai ypatingam reikalui, bûtent, kai laidams gresia mechaniniai paþeidimai ir kai galimos temperatûros vinidurui per aukðtos arba per þemos. Tiktai vamzdþius nutiesus, á juos átraukiami laidai. Laidus átraukti á vamzdþius ir vëliau pakeisti lengviau laikantis ðiø reikalavimø: • Visi laidai turi bûti jungiami tik dëþutëse. • Tarp gretimø dëþuèiø turi bûti ne daugiau kaip du vamzdþio iðlinkiai arba ne ilgesnis kaip 6 m ilgio tiesaus vamzdþio ruoþas (1.56 pav.). Be skirstomøjø dëþuèiø, jeigu reikia, naudojamos tarpinës dëþutës, per kurias laidai pereina be jokiø sujungimø.

Ne daugiau kaip du iðlinkiai Ne daugiau kaip 6 m

1.56 pav. Didþiausi leistini atstumai tarp gretimø dëþuèiø tiesiant laidus vamzdþiuose 1 — tarpinë dëþutë, 2 — skirstomoji dëþutë

• Vamzdþiø iðlinkiai turi bûti nestaigûs, o iðlinkio spindulys — ne maþesnis uþ nustatytàjá. Vamzdþio iðlinkio spindulio ir jo vardinio skersmens santykis turi bûti ne maþesnis kaip: apie 10 — plieniniø maþo skersmens vamzdþiø (RS11; RS13,5; RS16), 7 ÷ 8 — plieniniø didesnio skersmens vamzdþiø, 6 — viniduriniø vamzdþiø (1.53 pav., d). • Vamzdþio vidinis skersmuo Dv turi bûti parinktas pagal átraukiamø laidø skaièiø ir jø iðoriná skersmená d, kad laidai laisvai lástø á vamzdá. Tipiniams vamzdþiams ir laidams yra sudarytos vamzdþiø skersmens parinkimo lentelës (1.3 lentelë). Kitais atvejais galima naudotis nurodymais, pateiktais 1.4 lentelëje. 67

1.3 l e n t e l ë

Rekomenduojami viniduriniø vamzdþiø vardiniai skersmenys (mm) priklausomai nuo átraukiamø á vamzdá su polivinitine izoliacija laidø skaièiaus ir skerspjûvio Laidø tipas ir skerspjûvis mm2

DY ADY

LY ALY

1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35

Kieto vinidurinio vamzdþio RI vardinis skersmuo, kai átraukiamø á vamzdá laidø skaièius:

Elastinio grublëto pavirðiaus vinidurinio vamzdþio RKLG vardinis skersmuo, kai átraukiamø á vamzdá laidø skaièius:

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

18 18 18 18 18 18 18 21 22

18 18 18 18 18 22 28 37 37

18 18 18 18 18 22 28 37 37

18 18 18 21 22 28 37 37 47

18 18 21 22 28 37 37 47 47

15 15 15 15 15 15 18 21 28

15 15 15 18 18 21 28 28

15 15 18 18 21 28 28

15 18 18 21 28 28

18 18 21 28 28

1.4 l e n t e l ë

Vamzdþio vidinio skersmens D v parinkimas pagal átraukiamø á vamzdá vienodo iðorinio skersmens d laidø skaièiø Átraukiamø á vamzdá laidø skaièius

Maþiausias leistinas iðorinis vamzdþio skersmuo Dv naujuose árenginiuose

keièiant laidus naujais

1

1,35 d

1,3 d

2

2,6 d

2,25 d

3

2,75 d

2,5 d

4

3,25 d

2,85 d

5

3,8 d

3,2 d

6

4,2 d

3,5 d

7

4,5 d

3,8 d

8

4,8 d

4d

Nepaisant to, kad laidai vamzdþiuose tiesiami sausose ir retai kada drëgnose patalpose, orui vëstant vamzdþiø viduje gali pradëti kondensuotis vandens garai ir prisirinkti kondensato. Tad tiesiant vamzdþius reikia vengti vietø, kur galimi dideli temperatûros svyravimai, ir juos montuoti taip, kad kondensatas geriau rinktøsi dëþutëse, prieinamose kontroliuoti, negu vamzdþiø trasoje (1.57 pav.). 68

Blogai

Gerai Nuolydis 2%

1.57 pav. Elektros linijø vamzdþiø montavimo detalës, turinèios lemiamà reikðmæ vandens garø kondensavimuisi jø viduje

Visi laidai viename vamzdyje turi priklausyti tiktai vienai grandinei. Kitokie sprendimai yra draudþiami atsiþvelgiant á tai, jog grandines reikia atpaþinti, bei á vartotojø saugumà.

1.11.4. Laidø tiesimas vamzdþiuose po tinku Tiesiami po tinku laidai geriau apsaugomi nuo mechaniniø paþeidimø. Estetiniu poþiûriu taip pat geriau tinka vamzdþius paslëpti. Gyvenamuosiuose namuose ðiuo bûdu yra montuojamos patalpø maitinimo magistralinës linijos (PMML), atðakos nuo PMML á butus ir butø instaliacija. Tiesti po tinku pakanka elastiniø grublëto pavirðiaus viniduriniø vamzdþiø RKLG (1.58 pav.). Jie pagaminti ið suminkðtinto viniduro ir yra pigesni uþ kietuosius. Tiekiami ritiniuose po 25 arba 50 m. Sudûrimo movos nereikalingos, nes galima atkirpti tokio ilgio laido atkarpà, kurios uþtektø sujungti gretimas dëþutes ir kità montuojamà árangà. Nëra vargo 69

1.58 pav. Vinidurinio grublëto pavirðiaus vamzdþio RKLG atkarpa su uþdëtais viniduriniais tvirtinimo varþlankiais

laidus lenkiant. Ðaltuoju lenkimu galima iðlenkti net toká lankà, kurio spindulys lygus trigubam vamzdþio skersmeniui. Palyginti su montavimu virð tinko, yra kai kuriø nedideliø skirtumø, bûtent: • Vamzdþiai klojami grioveliuose, kurie ið anksto numatomi statybinëse konstrukcijose arba iðkertami prieð tiesimà, ir laikinai tvirtinami (1.59 pav., a). • Montavimo dëþutës tvirtinamos naudojantis ðablonais taip, kad virðutiniai jø kraðtai bûtø sulig tinko pavirðiumi (1.59 pav., b).

Tinko storis

1.59 pav. Laidø vamzdþiuose montavimas po tinku: a) vamzdþiø tvirtinimas grioveliuose; b) dëþuèiø tvirtinimas „sulig tinko pavirðiumi“ 1 — tinkas, 2 — dëþutë, 3 — ðablonas

• Dëþutës ir ávairios angos linijos trasoje tinkuojant uþdengiamos. • Tiktai iðdþiûvus tinkui, laidai átraukiami á vamzdþius, tvirtinami atðakiniai þiedai, kiðtukiniai lizdai, jungikliai ir kita montuojama áranga. Pirmiausia per vamzdá perkiðama plieninë spyruokliuojanti juosta arba 70

1.60 pav. Spyruokliuojanèios juostos laidams átraukti ákiðimas á vamzdá (a) ir laidø pririðimas prie juostos (b, c) 1 — kilpa juostos gale, 2 — laidai su izoliacija, 3 — neizoliuoti laidai, perkiðti pro kilpà, 4 — neizoliuotø laidø apsukimas

kieta viela, kurios gale rutuliukas tokio dydþio, jog lengvai pralástø á vidø (1.60 pav.). Paskui prie perkiðto juostos arba vielos galo pririðami visi laidai ir pamaþu traukiami, saugant, kad nesusisuktø ir nesitrintø á aðtrius vamzdþio kraðtus.

1.11.5. Laidø tiesimas po tinku Tiesti po tinku tinkami plokðtieji laidai ir plokðtieji áleidþiami á tinkà kiðtukiniai lizdai, jungikliai bei atðakinës dëþutës. Laidai tvirtinami prie pagrindo maþdaug kas 50 cm vinimis, kabëmis, uþklijomis arba uþtinkuojami. Nutiesus laidus ir pritvirtinus dëþutes, reikia rûpestingai patikrinti, kaip tie darbai atliekami, ypaè gyslø skaièiø atskiruose trasos ruoþuose ir ar jos nenutrûkusios, nes nutinkavus bus per vëlu kà nors taisyti. Kai kurios laidø tiesimo po tinku detalës pateikiamos 1.61 paveiksle. Taip tiesiami laidai sausose patalpose, bet ne lauke ir ne kaimo ûkiniuose pastatuose. Prieð juos tiesiant po tinku ant degios medþiagos, pavyzdþiui, medinës sienos, po trasa padengiamas ne plonesnis kaip 5 mm storio tinko sluoksnis. Norint pakeisti paþeistus arba perkrautus laidus, tinkà reikia iðkapoti. Ðis pigus laidø tiesimo bûdas jau nëra taip labai paplitæs kaip seniau. 71

1.61 pav. Laidø tiesimas po tinku: a) laidø tvirtinimas; b) laidø tiesimas posûkiuose 1 — izoliacinis paklotas, 2 — izoliacinis varþlankis

1.11.6. Laidø tiesimas stambiaplokðèiuose ir monolitiniuose pastatuose Gamyklose gaminant sienø ir perdangø plokðtes, net iðtisus statybinius baigtos faktûros segmentus (juos belieka jau tiktai daþyti, klijuoti apmuðalais arba padengti plono tinko, vadinamojo ðlifo, sluoksniu), elektros tinklo tradiciniais metodais árengti nepavyks. Stambiaplokðèiuose pastatuose laidai tiesiami: • perdangose ir grindyse — kanaluose, vamzdþiuose, loviuose bei grioveliuose (1.62 pav., 1.63 pav.) arba garsà sugerianèios izoliacijos sluoksnyje; • sienose — áleistuose á sienà vamzdþiuose arba surenkamuosiuose elementuose ið anksto padarius kanalus ir griovelius (1.63 pav.); • montaþiniuose loveliuose palei grindis (jas uþbaigianèiuose) (1.64 pav., 1.65 pav.), taip pat loveliuose, tiesiamuose sienomis ir palei lubas. Gaminant surenkamàsias betonines konstrukcijas, á jas áleidþiami vamzdþiai, iðlaikantys aukðtà temperatûrà (iki 110 °C) ir slëgá, atsirandantá veikiant betonà garu. Tokie yra, pavyzdþiui, grublëto pavirðiaus polipropileniniai vamzdþiai. Jie dedami á formas, tvirtinami prie armatûros ir sandariai jungiami su dëþutëmis, kad á vidø neprasiskverbtø cemento pienelis (1.66 pav.). Paèios dëþutës, tvirtinamos formos pavirðiuje, yra uþaklinamos plëvele, kuri vëliau, átraukiant laidus, paðalinama suduodant plaktuku. Tiesiant laidus surenkamosiose konstrukcijose, reikia atsiminti, kad pastato statybiniai elementai, veikiant jø paèiø svoriui, dël grunto nusëdimo ir temperatûros pokyèiø kiek pasislenka vienas kito atþvilgiu. Jø 72

1.62 pav. Laidø iðëjimas ið surenkamøjø perdangø plokðtës: a) dëþutë plokðtës iðëmoje su laidais, áleidþiamais á griovelá sienoje; b) dëþutë plokðtës iðëmoje su laidais, áleidþiamais á griovelá bei sienoje ámontuotà vamzdá; c) atðakinë dëþutë lubose su kabliu ðviestuvui pakabinti 1 — elastinis grublëto pavirðiaus vamzdis, 2 — mova, 3 — laidas su apvalkalu

1.63 pav. Lubomis ir sienomis nutiestø laidø trasø susijungimas surenkamosiose plokðtëse 1 — vamzdis áleistas á plokðtæ, 2 — mova, 3 — sujungimas elastiniu vamzdþiu plokðèiø sandûroje, 4 — iðëma sujungimø dëþutei lubose, 5 — atðakinë dëþutë, 6 — dëþutë jungikliui, 7 — dëþutë kiðtukiniam lizdui

73

1.64 pav. Laido tiesimas naudojant montaþinius lovelius 1 — lovelis palei grindis, 2 — sieninis lovelis, 3 — palubës lovelis, 4 — apðvietimo jungiklis, 5 — kiðtukinis lizdas

1.65 pav. Kiðtukinis lizdas montaþiniame lovelyje palei grindis

sandûroje laidai gali trûkinëti, todël turi bûti nutiesti su tam tikra ilgio atsarga, kad galëtø pasislinkti. Kad kuo maþiau laidø reikëtø tiesti sienomis ir lubomis, kiðtukinius lizdus galima árengti virð montaþinio lovelio palei grindis, o dëþutes ðviestuvams vietoj lubø — sienose arba laidus á lubose esanèias ðviestuvø dëþutes nutiesti aukðtesniojo aukðto grindyse. Panaðiai laidø linijos árengiamos ir monolitiniuose pastatuose. Statant namà, prieð uþpilant betonu, numatytose vietose árengiamos dëþutës, taip pat vamzdþiai ir loveliai, kuriuos iðëmus susidaro kanalai ir grioveliai. 74

1.66 pav. Vamzdþiai ir dëþutës, iðdëstytos formoje, prieð iðliejant gelþbetoninæ plokðtæ 1 — vamzdis, 2 — dëþutë, 3 — armatûra, 4 — apvado lenta

1.11.7. Árengto elektros tinklo priëmimas Prieð perduodant árengtà elektros tinklà naudoti, reikia atidþiai patikrinti ir ávertinti, ar jis atitinka techninæ dokumentacijà ir ar árengtas pagal technines taisykles. Kontroliuojami ðie dalykai: • Patikrinama funkcinë sistema: ar taisyklingai iðdëstyti ðviestuvø dëþutës, kiðtukiniai lizdai bei jungikliai, ar jie teisingai prijungti, ar vienfazës grandinës tinkamai paskirstytos atskiroms fazëms. • Patikrinama, kaip elektros áranga atitinka apsaugos nuo elektros reikalavimus: ar pakankamo dydþio izoliacijos varþa, ar laidø apvalkalø bûklë nekelia abejoniø, ar tiksliai atlikti apsauginiai sujungimai, ar jie apima visus kiðtukinius lizdus bei imtuvus, kuriems to reikia, ar apsauga nuo elektros pakankamai efektyvi (þr. 4 dalá). • Patikrinamos smulkios montavimo detalës: ar rûpestingai padaryti sujungimai gnybtuose, ar montuojamoji áranga tvirtai ir estetiðkai pritvirtinta prie pagrindo, ar atskiros grandinës yra atitinkamai paþymëtos pagrindiniame namo skirstomajame ir aukðtø bei butø skirstomuosiuose skyduose, ar saugikliø lizdai turi atitinkamus kalibruotus ádëklus. Geras elektromonteris, baigæs montuoti elektros tinklà, pats patikrina jo bûklæ paðalindamas pastebëtus trûkumus ir todël nesigëdi savo darbo, kai vëliau kontroliuoja virðininkai bei techninë priëmimo komisija. Materialiniam atsiskaitymui apmatuojama: iðmatuojami sunaudotø skirtingø matmenø laidø, vamzdþiø, instaliaciniø juostø ir loviø ilgiai, taip pat suskaièiuojami sunaudoti kiðtukiniai lizdai, jungikliai, dëþutës bei kita montuojamoji áranga. 75

1.12. Techninë dokumentacija Elektros árenginiai, kaip ir kiti techniniai árenginiai, montuojami pagal ið anksto sudarytà projektà, vadinamà technine dokumentacija. Tai brëþiniai, paaiðkinimai ir kiti dokumentai, pagal kuriuos montuotojai gali sumontuoti árenginius tiksliai taip, kaip nusprendë projektuotojas. Elektros árenginiø techninë dokumentacija — tai visø pirma dviejø rûðiø brëþiniai: árenginiø schemos ir jø planai. Jie braiþomi vartojant sunormintus simbolius.

Indø plovyklë Vandens ðildytuvas

Virtuvë

Apðvietimas ir kiðtukiniai lizdai

Apðvietimas ir kiðtukiniai lizdai Skalbimo maðina Skalbiniø dþiovykla Skalbiniø lyginimas

Ûkinë patalpa

Viryklë

Vandens ðildytuvas Vonios kambarys Lodþija Koridorius Sandëliukas Darbo kambarys, valgomasis Miegamasis Miegamasis 1.67 pav. Didelio buto elektros árenginiø schema (Prie kiðtukiniø lizdø ir ðviestuvø dëþuèiø simboliø paþymëtas jø skaièius. Paveiksle nepaþymëti jungikliai su srovës skirtumine apsauga, reikalaujami kai kuriose grandinëse apsaugai nuo elektros.)

76

Árenginiø schema turi aiðkinti jø funkcinæ paskirtá ir kiek galima paprasèiau bei aiðkiau vaizduoti jø elementø sujungimus. Paprastai braiþoma vienlinijinë schema (1.67 pav.) ir tik esant komplikuotiems bei netipiniams sujungimams — daugialinijinë (1.20 pav.). Sujungimø planas — tai pagrindinis brëþinys, nurodantis, kaip montuoti árenginius. Jis braiþomas topografiðkas; ant supaprastinto atskirø pastato aukðtø plano daþniausiai 1:100 masteliu braiþomos laidø trasos, paþymimos skirstomøjø skydø, atðakiniø dëþuèiø, jungikliø bei kiðtukiniø lizdø montavimo vietos. Pateikiama ávairi informacija, reikalinga atlikëjams, pavyzdþiui, laidø skaièius, tipas, skerspjûvis ir tiesimo bûdas (sutartiniais þymëjimais), netipiniø detaliø montavimo bûdas (papildomais brëþiniais arba eskizais). Árenginiø plano pavyzdys pateikiamas 1.68 paveiksle. Jame, kad bûtø aiðkiau, nubraiþyta tik apðvietimo grandinë.

Kambarys

1.68 pav. Trijø kambariø buto apðvietimo árenginiø planas 1 — patalpø maitinimo linija, 2 — aukðto skirstomasis skydas, 3 — buto skirstomasis skydas (prie apðvietimo taðkø pateikta kaitinamøjø lempø galia; naudojant kompaktines fluorescencines lempas, galià bûtø galima sumaþinti 5 kartus)

Kambarys

Prieðkambaris

Vonios kamb.

Kambarys Virtuvë

Elektros energijos sànaudos vidutiniame Lenkijos namø ûkyje didës; ðiuo metu jos 2 kartus maþesnës negu daugelyje Vakarø ðaliø, net 4 kartus maþesnës nei Norvegijoje. Tiesà sakant, naujesni namø elektros árenginiai suvartoja vis maþiau energijos, gaminami vis „taupesni“, bet ne visi (pavyzdþiui, apðvietimo), tai susijæ su imamosios galios maþëjimu. Kai kuriø, pavyzdþiui, tekanèio vandens ðildytuvø, imamoji galia net didesnë, bet trumpesnis darbo laikas. Projektuojant ir montuojant naujà árenginá, taip pat keièiant esamà, reikia ávertinti natûralø imamosios galios augimà ir naujø modernesniø árenginiø atsiradimà. Elektros árenginiai turi bûti sumontuoti taip, kad tarnautø maþiausiai 25 metus ir todël: — ávado ir PMML skerspjûvis turi bûti parinktas su tam tikra atsarga; 77

— pagrindiniø skirstyklø, loviø bei linijø vamzdþiø matmenys irgi turi bûti parinkti su atsarga; — patartina palikti atsarginius, ið pradþiø nenaudojamus vamzdþius ir tarpus loviuose, taip pat laisvus fiderius skirstyklose tinklo grandinëms, apie kurias ðiandien apskritai neþinoma, ar bus reikalingos. Áþvalgumas apsimoka; tai, kas statant kainuoja nebrangiai, kada nors leis iðvengti daug rûpesèiø bei dalies iðlaidø. Pakanka atidþiai apþiûrëti namø laiptines bei iðvaizdà tø pastatø, kurie buvo statyti neprotingo „taupymo“ laikotarpiu: pamatysime vëliau atvirai nutiestø elektros, telefono, distancinio durø valdymo, antenø, kabelinës televizijos vamzdþiø ir laidø raizgalynæ. Maþà galià imanèiam butui maitinti uþtenka vienos fazës. Trifazis maitinimas reikalingas, jeigu: — bute yra trifazis imtuvas (patalpos ðildytuvas didesnës kaip 2 kW galios arba kitas imtuvas, kurio galia didesnë kaip 4 kW); — imamoji galia dabar ar ateityje gali bûti didesnë kaip 5 kW. Ið buto skirstomojo skydo iðeinanèiø laidø skaièius ir apkrovos paskirstymas atskiroms grandinëms (1.67 pav.) nustatomas pagal ðias taisykles: • Elektros tinklas á atskiras grandines turi bûti dalijamas logiðkai; atskira grandinë turi maitinti vienà didelës galios imtuvà, keliø gretimø patalpø apðvietimà, kiðtukinius lizdus gretimose patalpose arba apðvietimà ir kiðtukinius lizdus nustatytose patalpose. • Didelës galios imtuvai (elektrinë viryklë, skalbimo maðina su vandens ðildytuvu, indø plovyklë, vandens ðildytuvas, patalpø ðildytuvas) turi turëti atskirà grandinæ. • Viena apðvietimo grandinë turi maitinti ne daugiau kaip 20 apðvietimo taðkø. • Viena kiðtukiniø lizdø grandinë turi maitinti ne daugiau kaip 10 kiðtukiniø lizdø. • Trimis fazëmis maitinamuose butuose vienfazës grandinës turi bûti prijungtos taip, kad visos fazës bûtø vienodai apkrautos. Padalijus apkrovà grandinëms, kiekvienai grandinei reikia nustatyti atitinkamà apsaugà ir laidø skerspjûvá. Imamoji srovë, tenkanti atskirai vienfazei grandinei, apskaièiuojama taip: 1. Reikia sumuoti imtuvø, kurie gali bûti vienu metu naudojami, imamàjà galià (1.5 lentelë) ir suþinoti skaièiuojamàjà grandinës maksimalià srovæ S , IB = Un èia S — imamoji pilnutinë galia, VA; Un — vardinë átampa, V. 78

1.5 l e n t e l ë

Namø ûkyje naudojamø elektros energijos imtuvø apytikrë imamoji galia Imtuvas Ðviestuvas su kaitinamàja lempa Sietynas su keliomis kaitinamosiomis lempomis Ðviestuvas su linijine fluorescencine lempa Ðviestuvas su kompaktine fluorescencine lempa

Vardinë galia, W

Imamoji ið tinklo galia aktyvioji, W

40 ÷ 150

40 ÷ 150

120 ÷ 400

120 ÷ 400

pilnutinë, VA

Pastabos 8 ÷ 15 W/m2 apðvieèiamø patalpø pavirðiaus

25 ÷ 40

33 ÷ 50

5 ÷ 25

7 ÷ 30

2 ÷ 4 W/m2 apðvieèiamø patalpø pavirðiaus

4 skyliø viryklë su varþine 5500 ÷ 12 600 5000 ÷ 10 000 orkaite 6500 ÷ 9300 5500 ÷ 8500 4 skyliø viryklë su mikrobangine orkaite 1600 ÷ 2400 1600 ÷ 2400 2 skyliø viryklë 900 ÷ 1600 Mikrobanginë viryklë Akumuliacinis vandens ðildytuvas Tekamasis vandens ðildytuvas Stacionarusis akumuliacinis patalpø ðildytuvas Patalpø ðildytuvas laikinam paðildymui Kompresorinis ðaldiklis Indø plovyklë Rotorinë skalbimo maðina be ðildytuvo Bûgninë skalbimo maðina su ðildytuvu

600 ÷ 2000

600 ÷ 2000

10 ÷ 20 W/l talpos 1,3 ÷ 6 l/min.

4000 ÷ 24 000 4000 ÷ 24 000 2000 ÷ 4000

2000 ÷ 4000

600 ÷ 2000

600 ÷ 2000

60 ÷ 90 W/m3 kubatûros

100 ÷ 200

160 ÷ 280

1900 ÷ 3000

2000 ÷ 3200

180 ÷ 450

300 ÷ 800

1900 ÷ 3500

2000 ÷ 3700

Laidynë Lyginimo maðina

400 ÷ 1600 2100

400 ÷ 1600 2100

Elektrinë keptuvë Elektrinë keptuvë su oro cirkuliacija Elektrinë ðaðlykinë, arbatinukas Kavinukas Skrudintuvas Gruzdintuvë

500 ÷ 800

500 ÷ 800

800 ÷ 1500

800 ÷ 1500

900 ÷ 2200 375 ÷ 1000 650 ÷ 1000 1000 ÷ 2000

900 ÷ 2200 375 ÷ 1000 650 ÷ 1000 1000 ÷ 2000

85 ÷ 240 l talpos

79

1.5 lentelës tæsinys Panardinamasis ðildytuvas Malûnëlis, plakiklis, sulèiaspaudë Virtuvës robotas Dulkiø siurblys Grindø blizgintuvas Stalo, virtuvës ventiliatorius Elektrinis skustuvas

300 ÷ 1000

300 ÷ 1000

70 ÷ 170 220 ÷ 750 200 ÷ 1500 150 ÷ 350

120 ÷ 250 300 ÷ 1000 300 ÷ 1700 200 ÷ 500

10 ÷ 55

25 ÷ 130 6 ÷ 10

Elektroninë áranga Televizorius 19 ÷ 23 cm Þemos klasës radijo imtuvas

150 ÷ 400 40 ÷ 80

Elektroninë áranga su puslaidininkëmis integrinëmis schemomis Televizorius 51 ÷ 66 cm Radijo imtuvas stereo hi-fi Tiuneris stereo hi-fi Kasetinis magnetofonas Kompaktiniø diskø grotuvas Stiprintuvas stereo hi-fi Vaizdo magnetofonas Personalinis kompiuteris (su monitoriumi ir raðaliniu spausdintuvu)

40 ÷ 125 7 ÷ 12 10 ÷ 25 22 ÷ 35 60 ÷ 120 30 ÷ 50

60 ÷ 160 40 ÷ 80

300

1.6 l e n t e l ë

Maþiausias leistinas laidø skerspjûvis atsiþvelgiant á apsaugà nuo perkrovos Jungiklio su Reikalaujama Reikalaujamas variniø laidø skerspjûvis, mm2 apsauga nuo ilgalaikë laidø viengysliø DY izoliaciniuose laidø su apvalkalu ir kabeliu perkrovos apkrova ne vamzdþiuose arba DYp, YDY atvirai virð tinko vardinë srovë, maþesnë kaip, gaubtuose arba á tinkà DYt

A

A

du laidai su srove

trys laidai su srove 1)

dvi gyslos su srove

trys gyslos su srove 1)

6

6

1

1

1

1

10

10

1

1

1

1

16

16

1,5

1,5

1

1

20

20

2,5

2,5

1,5

1,5

25

25

4

4

1,5

2,5

32

32

6

6

2,5

4

Á ðá skaièiø neáeina sinusine srove simetriðkai apkrautø trifaziø grandiniø neutralieji laidai N bei apsauginiai laidai PE (PEN).

1)

80

2. Imtuvø grandinëje turi bûti jungiklis su apsauga nuo perkrovos, kurio vardinë srovë (In) didesnë uþ skaièiuojamàjà grandinës srovæ (IB) arba jai lygi: In ≥ IB 3. Parinkus apsaugas reikia nustatyti reikalingà laidø skerspjûvá (1.6 lentelë; D priedas). 1.4 pavyzdys. Parinkti jungiklá su apsauga nuo perkrovos ir laidus (tiesiamus viniduro vamzdþiuose) kiðtukiniø lizdø linijai virtuvëje. Vienu metu maitinami imtuvai ir jø imamoji galia: 1. 2. 3. 4.

Elektrinë ðaðlykinë Virtuvës robotas Kompresorinis ðaldiklis Ventiliatorius

1810 600 290 80

VA VA VA VA

Ið viso

2780 VA

Linija ne ilgesnë kaip 10 m. Skaièiuojamoji grandinës maksimali srovë

IB =

S 2780 = = 12,1 A. Un 230

Reikia sumontuoti jungiklá su apsauga nuo perkrovos, kurio vardinë srovë 16 A ir charakteristika B. Toks jungiklis neiðsijungia laikinai iðaugus srovei iki 3 × 16 = = 48 A, todël jis negali klaidingai suveikti, pavyzdþiui, ájungiant virtuvës robotà. Reikalingi laidai su varinëmis gyslomis DY 1,5 mm2 (þr. D priede D1 pavyzdá). Dëmesio: apskaièiuotoji imamosios galios vertë S = 2780 VA yra ðiek tiek padidinta, nes èia yra aritmetiðkai sudëtos imtuvø su skirtingais galios koeficientais imamosios pilnutinës galios.

1.13. Informacijos perdavimo tinklas Be elektros galios tinklo, maitinanèio elektros energijos imtuvus, gyvenamuosiuose namuose árengiami ir silpnøjø elektros sroviø tinklai: skambuèio, signalizacijos, distancinio durø valdymo, apsauginës signalizacijos, telefono, laidinio radijo, kabelinës televizijos. Tiesa, visa tai projektuoja ir montuoja specialios firmos, bet technikas elektrikas turi nusimanyti ir apie tokius tinklus dël ðiø prieþasèiø: — ðiems specializuotiems árenginiams maitinti gali prireikti nutiesti elektros linijas, ir tai atlikti reikia kvalifikuotai; — jei silpnøjø sroviø laidai nutiesti per arti elektros laidø, kyla pavojus, kad ávyks trumpasis jungimas arba bus neiðvengta elektromagnetiniø trikdþiø; 81

— signalui perduoti gali bûti panaudoti ir elektros galios tinklo laidai; — bet kurie pastato silpnøjø sroviø tinklai gali turëti bendrà apsaugos sistemà su elektros tinklu. Skambuèio árenginys átaisomas atvykusiajam prie namo, buto durø arba prie valdos varteliø pasiskelbti savo atvykimà, o ðeimininkui — tas duris arba vartelius, turinèius elektrinæ spynà, distanciniu bûdu atidaryti. Taip yra saugiau, nes su atvykëliu palaikomas regimasis (pro langà) arba girdimasis (pro uþdaras duris) kontaktas. 1.69 paveiksle pateikiama árenginio schema, kurioje pavyko sumaþinti bendrà laidø skaièiø, juos naudojant dviem skirtingoms funkcijoms priklausomai nuo maitinanèios kintamosios átampos poliðkumo. Tiek durø spyna, tiek ir skambuèiai pritaikyti juos maitinti vienpusiai iðlyginta átampa, bet skirtingais maitinanèios kintamosios átampos pusperiodþiais. Laiduose paþymëtos rodyklës á abonentinæ stotá 3 rodo skambuèio srovës kryptá, o durø spynos srovës kryptis yra prieðinga.

.. D8 Diodai D5 —

82

1.69 pav. Skambuèiø árenginys 4 ðeimø gyvenamajame name (n = 4) 1 — valdymo skydelis prie áëjimo durø, 2 — áëjimo durø elektrinë spyna, 3 — abonentinë stotis bute, Sx — skambuèiø mygtukai prie namo durø, S1x — skambuèiø mygtukai prie butø durø, S2x — áëjimo durø atidarymo mygtukai

1.70 pav. Distancinio durø valdymo árenginys 1 — valdymo skydelis prie áëjimo durø, 2 — áëjimo durø elektrinë spyna, 3 — centras su maitinimo ðaltiniu, 4 — abonentinë stotis bute, 5 — skambuèio mygtukas prie buto durø, 230 V AC — kintamosios srovës 230 V átampos maitinimas (prie laidø trasø paþymëtas reikalingas laidø skaièius, n — abonentiniø stoèiø arba butø skaièius)

Distancinio durø valdymo árenginys (1.70 pav.) átaisomas pasikalbëti asmeniui, stovinèiam prie áëjimo á namà durø arba prie valdos tvoros, su asmeniu, esanèiu bute, bei distanciniu valdymu atidaryti áëjimo duris. Kiekvienas distancinio durø valdymo árenginys turi mikrofonà ir telefono ragelá, garsiakalbá arba bent mygtukà, o prie áëjimo durø — apðvieèiamus uþraðus; ið èia reikia nutiesti daug laidø. Naudojami teletechniniai 150 V vardinës átampos ir 0,5 ÷ 0,8 mm2 skerspjûvio laidai T (pavyzdþiui, YTDY). Centre yra maitinimo ðaltinis, tiekiantis skirtingas átampø vertes visai instaliacijai: +5 V skaitmeninëms sistemoms ir +9 V akustiniams stiprintuvams, ðvieèiantiems diodams bei kontaktronams. Centrà elektros laidais reikia prijungti prie vienos ið namo administracinio skirstomojo skydo grandiniø su maþos vardinës srovës apsauga (1.37 pav.). Stebinanti, bet daþna klaida — já prijungti tiesiog prie PMML, be to, dar teletechniniu laidu ir be jokios apsaugos nuo trumpøjø jungimø. Tobuliausia distancinio durø valdymo instaliacija turi vaizdo sistemà. Asmená, stovintá prie áëjimo durø, galima matyti bute esanèiame monitoriuje. Paspaudus iðkvietimo mygtukà ásijungia kamera ir apðvietimas, o iðkviestame bute — garsinis signalas ir monitorius. Árenginys gali turëti treèiøjø asmenø (esanèiø kituose butuose) slapto stebëjimo bei pasiklausymo blokavimo átaisà. Laidinio radijo ir kabelinës televizijos árenginiai (CATV). Bendro naudojimo antenos turi atðakas á atskirus butus (1.71 pav.). Ið centrinës stoties su priimamøjø antenø komplektu ir transliavimo studija signalas perduodamas laidais visai gyvenvietei, miestui arba didesniam rajonui (1.72 pav.). 83

1.71 pav. Radijo ir televizijos priimamøjø antenø árengimas 1 — antenos, 2 — anteniniø stiprintuvø komplektas, 3 — abonentinis laidas (magistralinë sistema), 4 — abonentinis lizdas

1.72 pav. Kabelinës televizijos (CATV) tinklo fragmentas 1 — centrinë stotis, 2 — magistralinë linija, 3 — skirstomojo tinklo linija, 4 — atðakø skydelis, 5 — abonentinis laidas (spindulinë sistema, leidþianti atjungti atskirà abonentà), 6 — abonentinis lizdas

1.73 pav. Bendraaðiai kabelinës televizijos laidai: a) magistralinis arba skirstomasis; b) abonentinis 1 — vidinë gysla, 2 — izoliacija ið putø polietileno, 3 — aliuminio propileno juosta, 4 — iðorinë gysla, 5 — polivinitinis apvalkalas

84

Nedideliems atstumams uþtenka bendraaðiø laidø (1.73 pav.); kai signalai siunèiami dideliu atstumu ir/arba programø yra labai daug, reikia ðviesolaidþiø. Naudojama nuo keliasdeðimties iki keliø ðimtø kanalø. Jø skaièius priklauso nuo priimtos daþniø juostos (300, 450, 850, 1450 MHz), susijusios su stiprintuvø ir laidø parametrais. Tinklas turi bûti árengtas taip, kad ateityje galëtø tarnauti taip pat ir renkantis mokamas televizijos programas, ðiø programø populiarumui kontroliuoti, telefono ryðiui, bankø ir prekybos paslaugoms, priëjimui prie kompiuteriø tinklo bei jo duomenø baziø, distancinei medicininei prieþiûrai, distancinei skaitikliø bûklës kontrolei ir t. t. Maitinimà ið elektros tinklo (stiprintuvams, kiðtukiniams lizdams, kilnojamajai lempai arba lituokliui ásijungti) reikia árengti panaðø kaip ir distancinio durø valdymo árenginio centrui. Dël saugumo nuo elektros poveikio signalizacijos tinklo laidai neturi liestis su elektros tinklo laidais. Loviuose ir montaþinëse juostose jie turi bûti nutiesti atskiruose skyriuose, o kitais atvejais, jeigu tarp jø izoliacinës pertvaros nëra, turi bûti paliktas 5 ÷ 10 mm atstumas priklausomai nuo aplinkybiø [25]. Atsiþvelgiant á elektromagnetinius trikdþius, gali prireikti daug didesnio (net 30 cm) atstumo, jei signalø ir elektros laidai ilgame trasos ruoþe nutiesti lygiagreèiai. Taip bûna, kai: — didelës galios elektros grandinë sukelia stiprius trikdþius, pavyzdþiui, maitina suvirinimo aparatà, liftà þmoniø këlimui, apðvietimo reguliatoriø; — signalø grandinë labai jautri, pavyzdþiui, kai kuriø sauganèiø nuo ásilauþimø signalizacijø sistemø grandinës.

1.14. Gyvenamøjø namø elektros árenginiø remontas ir prieþiûra Árenginiø elementai ilgainiui susidëvi ir genda. Tada patys vartotojai, neturëdami specialaus pasirengimo, juos taiso ir perdirbinëja. O juk dël netaisyklingai árengtø árenginiø gali iðtikti elektros smûgis, kilti gaisras arba sugesti imtuvai (pavyzdþiui, nutraukus neutraløjá laidà dël atsiradusios faziniø átampø asimetrijos). Mëginimai ávesti privalomà, periodiná, specialistø atliekamà namø elektros árenginiø bandymà nepavyko. Ávykus gaisrui, nelaimingam atsitikimui nuo elektros srovës arba sugadinus brangius prietaisus (kompiuteriø arba radijo bei televizijos árangà), paprastai nustatomos ávykio prieþastys ir atsakingas uþ padarinius asmuo. Ði atsakomybë gali brangiai kainuoti. Energijos tiekëjas atsako tik tuo atveju, kai ávykio prieþastis slypi skirstomajame tinkle (iki ávadinës spintos), pastato savininkas — kai bendrosiose 85

pastato grandinëse (pagrindiniame skirstomajame skyde, PMML, administracinëse grandinëse), gyventojas — kai buto árenginiuose. Apsisaugoti nuo netikëtø ávykiø galëtø padëti profilaktinë (prevencinë) izoliacijos bûklës kontrolë: 1) árenginiø apþiûros, kuriø paskirtis — patikrinti, ar árenginiai tenkina atitinkamø taisykliø reikalavimus (apsaugos nuo perkrovos bûklë, jungikliø, kiðtukiniø lizdø, skirstomøjø skydø, gnybtø pritvirtinimas ir bûklë, skaitikliø ir kitos uþplombuotos árangos nepaþeistumas); 2) izoliacijos varþos matavimas (þr. 4.3 sk.); 3) papildomos apsaugos nuo elektros bandymai, apþiûrint jos bûklæ ir atliekant matavimus (þr. 4.5 sk.). Atliekant pastato einamàjá remontà, elektros tinklas apþiûrimas ir remontuojamas, kad atitiktø taisykliø reikalavimus. Atliekant pastato kapitaliná remontà, jis remontuojamas arba keièiamas ið pagrindø. Tvarkant tinklà esamuose pastatuose, kartais tenka nustatyti laidø ir vamzdynø, nutiestø po tinku, trasà. Seno tinklo plano paprastai nebûna, todël áðaudant á sienà tvirtinimo vinis arba kalant kablius, iðkalant griovelius bei angas, iðkyla grësmë já sugadinti. Tokiu atveju pravartu turëti laidø suradimo prietaisà — tiriamuoju pavirðiumi vedþiojama detekcinë ritë, kuri: — sukuria magnetiná laukà ir jame atsiranda pokyèiø, jei aptinkamas feromagnetinis (plieninis) daiktas arba laidø kilpa; — suranda prie tiriamos grandinës prijungto keliasdeðimties kilohercø daþnio maitinimo ðaltinio srovës sukurtà magnetiná laukà. Nustatyto jautrio signalo detekcijos sistema (1.74 pav.) laido arba vamzdyno trasà galima aptikti centimetro tikslumu.

1.74 pav. Nematomø laidø ir vamzdynø suradimo prietaisas — AMPROBE, Vokietija

86

Kontroliniai klausimai 1. Dël kokiø aliuminio trûkumø negalima jo naudoti labai maþo skerspjûvio laidams? 2. Iðvardyk sunormintus laidø skerspjûvius nuo 1 iki 120 mm2. 3. Kuo laido apvalkalas skiriasi nuo ðarvo? Pateik laido su apvalkalu ir laido su ðarvu raidiniø þymëjimø pavyzdþiø. 4. Paaiðkink ir palygink ðiø laidø sandarà: YDYp ir OMYp, YDY ir YDYt, LgYc ir ALYd. 5. Paaiðkink, kodël klaidingi ðie þymëjimai: ADLY, ALgc, DMYp, OMW, DGY. 6. Kà nusako laido vardinë átampa? 7. Kurie laidø sujungimai turi bûti iðardomi? 8. Kurios srieginio gnybto konstrukcijos detalës turi átakos junginio kokybei? 9. Paimk keletà izoliuoto laido gabalø, prijunk juos prie ávairios konstrukcijos gnybtø, paskui patikrink, skaitydamas 1.3 sk., ar teisingai atlikai visus veiksmus. 10. Kuo kiðtukiniai gnybtai yra pranaðesni uþ suverþiamuosius? Jei geresni, tai kodël neiðstûmë visø kitø sujungimo bûdø? 11. Pateik keletà galimø per didelio gnybtø ákaitimo prieþasèiø. 12. Ilgame koridoriuje yra penkios lempos, kurios gali bûti uþdegamos ir gesinamos ið keturiø vietø. Nubraiþyk daugialinijinæ tinklo schemà naudodamas: a) paprastuosius ir kryþminius jungtukus; b) impulsinæ relæ. 13. Kuo grindþiamas kiðtukiniø jungèiø saugumas prie jø prisilietus? 14. Paaiðkink kiðtukiniø jungèiø aktyviøjø ir apsauginiø kontaktø sàveikà. 15. Kaip pagaminti vaikams nepavojingi kiðtukiniai lizdai? 16. Paaiðkink dabartiná laiptinës apðvietimo valdymà. 17. Paaiðkink dviejø automatinio apðvietimo valdymo sistemø veikimà. 18. Paaiðkink, kaip saugiklio ádëklas veikia srovæ nutraukiant. Kam reikalingi du tirptukai: pagrindinis ir kontrolinis? 19. Nubraiþyk ir paaiðkink saugiklio laiko-srovës charakteristikà. 20. Ið eilës iðvardyk saugiklio ádëklø vardines sroves nuo 6 iki 630 A. Jei kyla sunkumø, paimk kalkuliatoriø, apskaièiuok 10 10 , nustatyk „daugyba ið konstantos“ (paprastai ××) ir daug kartø nuspausdamas atitinkamà klaviðà (paprastai tai klaviðas =) suapvalinæs perskaityk eilines vertes. 21. Kaip garantuojamas saugiklio ádëklø nepakeièiamumas kitokiais? 22. Kodël negalima saugiklio ádëklø „pataisyti“? 23. Kokiais privalumais bei trûkumais, palyginti su saugikliu, pasiþymi jungiklis su apsauga nuo perkrovos? 24. Paaiðkink jungiklio su apsauga nuo perkrovos atkabikliø veikimo principà ir jø laiko-srovës charakteristikà. *25. Sukant filmà reikalingas vienu metu ájungtø proþektoriø su bendros 8 kW galios, 230 V átampos kaitinamosiomis lempomis komplektas. Pateik proþektoriø grandinæ apsauganèio jungiklio su apsauga nuo perkrovos vardinæ srovæ ir charakteristikos tipà. *26. Kuriuose elektros tinklo taðkuose turi bûti naudojami jungikliai su apsauga nuo perkrovos, kuriuose jie nepageidautini ir kuriuose — kategoriðkai nenaudotini? 27. Paaiðkink skirtumà tarp ávadinës spintos, ávado ir patalpø maitinimo magistralinës linijos (PMML). 28. Kur reikia árengti ávadinæ spintà? 29. Kodël dabar lauko ávadai nedaromi neizoliuotais laidais? 30. Kuriuo atveju kabelio ávadas naudotinas, nors skirstomasis tinklas yra oro linijø? 31. Kokie reikalavimai keliami árengiant patalpø maitinimo magistralines linijas (PMML)? 3 2. Kurio PMML laido nutraukimo labiausiai reikëtø vengti? 33. Nubraiþyk buto elektros tinklo schemà ir paaiðkink, kaip L ir N laidai turi bûti prijungti prie skaitiklio, kiðtukiniø lizdø ir prie lempø lizdø? 34. Á kà reikia atkreipti dëmesá parenkant elektros linijø laidø trasas ir iðdëstant jungiklius bei kiðtukinius lizdus? Kokià tam turi átakà ventiliacijos kanalø, dûmtraukiø, vamzdynø, langø ir durø iðsidëstymas?

87

35. Kaip iðdëstyti kiðtukinius lizdus, kad dauguma jø bûtø prieinama apstaèius butà baldais? 36. Palygink dvi atvirojo tinklo sistemas: laidai su apvalkalu bei kabeliai, pritvirtinti varþlankiais, ir viengysliai laidai vamzdþiuose. 37. Kaip tiesiami ir sujungiami viniduriniai vamzdþiai numatytose trasose? 38. Kurie viniduriniai vamzdþiai tiesiami atvirai ir kurie po tinku? 39. Kuriose vietose nereikia tiesti laidø vamzdþiuose? 40. Kokiø nepatogumø iðkyla nutiesus laidus po tinku? 41. Kaip árengiamas elektros tinklas stambiaplokðèiuose ir monolitiniuose pastatuose? 42. Kaip patvirtinamas elektros árenginio tinkamumas naudoti? 43. Nubraiþyk savo buto elektros tinklo schemà ir jos tikslø planà. 44. Pagal kokias taisykles buto elektros tinklas suskirstomas á grandines? 45. Kurie imtuvai maitinami atskiromis grandinëmis? 46. Kuriems butams reikalingas trifazis maitinimas? 47. Nubraiþyk dabartinës skambuèio linijos daugialinijinæ schemà. 48. Kam naudojami bendraaðiai laidai? 49. Á kà reikia kreipti dëmesá bendrose trasose montuojant elektros bei informacijos perdavimo linijas? Kaip prie pastarosios prijungti maitinimo ðaltinius (stiprintuvus)? 50. Kaip veikia laidø suradimo prietaisai? Apie kokius kitus laidø suradimo prietaisus esi girdëjæs? * Þvaigþdute paþymëti sunkesni klausimai.

APÐVIETIMO IR ÐILDYMO ÁRENGINIAI

2

2.1. Elektrinis apðvietimas 2.1.1. Pagrindinës ðviesos technikos sàvokos 380 ÷ 780 nm ilgio elektromagnetiniø bangø spinduliavimà þmogaus akis priima kaip ðviesà. Tai regimoji spinduliuotë. Jà siunèia kûnai, bûdami kietosios, skystosios arba dujinës bûsenos. Ðiø kûnø atomus atitinkamai suþadina: — kaitinimas (ákaitæs elektros lempos kaitinimasis siûlas, dujø arba þibalinës lempos liepsna, degtuko liepsna, ákaitintas metalas); — elektros iðlydþiai dujose (iðlydis metalø halogenø, neoninëje, natrio lempoje); — sugerti kitos didesnës energijos spinduliuotës spinduliai (liuminoforas fluorescencinëje arba gyvsidabrio lempoje). Þmogaus akis jautriausia spinduliavimui, kurio bangos ilgis 555 nm (geltonai þalia ðviesa), ir silpniau reaguoja á didesnio arba maþesnio bangos ilgio spinduliavimà; akies jautrumas laipsniðkai maþëja artëjant prie þemutinës (380 nm) arba prie virðutinës (780 nm) regimosios spinduliuotës diapazono ribos. Ðviesos ðaltinio iðspinduliuota energija per laiko vienetà, ávertinta pagal sukeltà regëjimo áspûdá, vadinama ðviesos srautu. Ðviesos srauto vienetas yra liumenas, lm. Ðviesos ðaltinio ðviesos srauto ir imamosios galios santykis vadinamas ðviesos efektyvumu. Tai lyg elektros energijos virsmo regimosios spinduliuotës energija naudingumo koeficientas (2.1 lentelë). Didesnio ðviesos efektyvumo ðaltiniø, vadinamøjø ekonomiðkø lempø, paplitimas leidþia ðá energinio virsmo naudingumo koeficientà gerokai pagerinti. Maþiausià naudingumo koeficientà turi kaitinamosios elektros lempos, nes jose dideli ðilumos nuostoliai; didþiausià — maþaslëgës lempos, nes jø spinduliavimo bangos ilgis yra 589 ir 589,6 nm, o tokiam spinduliavimui þmogaus akis labai jautri. 89

Bendrojo apðvietimo ðviesos ðaltiniai Uþsidegimo trukmë Ðviesos ðaltiniai

Vardiniø galiø ribos

Ðviesos efektyvumas

Tarnavimo laikas

W

lm/W

h

8 ÷ 20

1000 ÷ 1500

12 ÷ 26

2000 ÷ 3500 8000

Kaitina- papras- 15 ÷ 2000 mosios tosios elektros lempos haloge- 10 ÷ 2000 ninës Fluorescencinës lempos

kompaktinës

5 ÷ 25

40 ÷ 80

linijinës

10 ÷ 65

40 ÷ 100 6000 ÷ 16 000

áðilusios lempos (trumpam dingus átampai)

ðaltos lempos

0

0,5 ÷ 3 s, bet visà savo ðviesos srautà ðalta lempa pasiekia tik po keliø minuèiø

Indukcinës lempos

55, 85, 165 65 ÷ 72

Gyvsidabrio kaitinamosios lempos

100 ÷ 1000

17 ÷ 31

1000 ÷ 3000

0

3 ÷ 6 min

Gyvsidabrio lempos

50 ÷ 2000

35 ÷ 60

5000 ÷ 10 000

3 ÷ 5 min

6 ÷ 10 min

Metalø halogenø lempos

35 ÷ 2000

60 ÷ 100 2000 ÷ 10 000

3 ÷ 5 min

6 ÷ 10 min

Maþaslëgës natrio lempos

18 ÷ 200 100 ÷ 200

7 ÷ 12 min

0

Didþiaslëgës natrio lempos

35 ÷ 1000

2 ÷ 4 min

2 ÷ 6 min

90

60 000

5000 ÷ 8000

40 ÷ 140 4000 ÷ 10 000

2.1 lentelë Kitos savybës

Pritaikymas

Ðviesa ðilta, gelsva. Paprasta konstrukcija. Nebrangios. Nereikia papildomø uþdegimo átaisø. Uþsidega tuoj pat. Labai patikimos. Jautrios maitinimo átampos nuokrypiams. Atsparios daþnam junginëjimui. 50 Hz ðviesoje pulsavimas nepastebimas

Butai, maþos administracinës ir prekybinës patalpos. Vietos, kur apðvietimas naudojamas nereguliariai. Kilnojamosios, rankinës lempos. Avarinis apðvietimas

Ðviesa ðilta. Paprasta konstrukcija. Gali prireikti papildomø uþdegimo átaisø. Uþsidega tuoj pat. Labai patikimos. Jautrios maitinimo átampos nuokrypiams. 50 Hz ðviesos pulsavimas nepastebimas

Dekoratyvus vitrinø, parodø, gyvenamøjø ir prekybiniø patalpø apðvietimas. Èiuoþyklos, teniso ir kitos nedidelës aikðtelës. Pastatø aplinka (infraraudonaisiais spinduliais valdomos lempos). Iliuminacijos

Liuminforo parinkimas lemia ðviesos spalvà (dienos, balta, ðiltai balta...) ir turi átakos ðviesos efektyvumui. Ðviesos srautas labai maþëja þemoje aplinkos temperatûroje. Daug kartø junginëjant gali gerokai sutrumpëti tarnavimo laikas. Bûtinas stabilizatorius. Jeigu stabilizatorius indukcinis, ðviesa pulsuoja

Butai, maþos administracinës ir prekybinës patalpos. Kilnojamosios lempos. Avarinis apðvietimas.

Ðviesa balta, nemirganti. Brangios. Brangus maitinimo ðaltinis

Sunku prieiti prie ðviesos ðaltiniø. Sudaro prestiþiná ávaizdá

Spalvas atkuria vidutiniðkai. Nereikalingas stabilizatorius. Ðalta lempa uþsidega tuoj pat ájungus, ðviesos pulsavimas nedidelis

Tiktai kaitinamosioms lempoms pakeisti esamoje sistemoje (esant tai paèiai ðviesos ðaltinio galiai, galima lengvai padidinti apðvietà iki 50 %)

Spalvas atkuria vidutiniðkai, raudonos spektre trûksta. Ðviesa pulsuoja (labai, jei lempa be liuminoforo). Reikalingas stabilizatorius ir tam tikromis aplinkybëmis — uþdegimo sistema

Aukðtos pramoninës patalpos, nekelianèios dideliø reikalavimø ðviesos spalvai. Sandëliai, parduotuvës. Perkrovimo ir sandëliavimo aikðtelës, geleþinkelio ðakos ir stotys. Gatvës ir keliai. Parkai, vejos, medþiø iliuminacijos

Spalvas atkuria pakankamai... tobulai (priklausomai nuo halogenø parinkimo). Jautrios maitinimo átampos nuokrypiams. Ðviesa pulsuoja (stipriai, jei lempa be liuminoforo). Reikalingas stabilizatorius ir tam tikromis aplinkybëmis — uþdegimo sistema

Maþos galios lempos. Administracinës ir prekybinës patalpos. Auditorijos ir skaityklos. Reprezentaciniai vestibiuliai Didelës galios lempos. Aukðtos pramoninës patalpos, kelianèios didelius reikalavimus ðviesos spalvai. Sporto salës. Plaèios teritorijos: apðviestos ið kraðtø — stadionai (TV transliacijos galimybë), surenkamøjø konstrukcijø gamybos cechai, stapeliai, sausi dokai. Labai intensyvaus eismo keliai ir kelio mazgai. Iliuminacijos

Ðviesa vienos spalvos, geltonai oranþinë. Labai blogai atkuria spalvas. Ðviesa garantuoja labai gerà regà net dulkëtoje aplinkoje arba esant miglai. Maþai jautrios maitinimo átampos nuokrypiams. Ðviesa labai pulsuoja. Reikalingas stabilizatorius

Ribotas oro skaidrumas dël dûmø, dulkëtumo, rûko: liejyklos, valcavimo gamyklos, anglies sandëliai, lenktyniniai keliai, keliai, tuneliai, tiltai ir viadukai, ðliuzai, kanalai, uostai, aerodromai. Pastatø ið smiltainio, mûriniø pastatø iliuminacijos. Techninës kontrolës punktai, nustatantys audiniø, lakðtinio plieno ir panaðius pavirðiaus defektus

Ðviesa aukso spalvos.... ðilta balta, priklausomai nuo atmosferos sudëties ir slëgio uþdegiklyje. Ðviesa pulsuoja (labai, jei lempa neturi liuminoforo). Reikia stabilizatoriaus ir tam tikromis aplinkybëmis — uþdegimo sistemos

Maþos galios lempos: prekybinës patalpos, poþeminës perëjos bei stotys Didelës galios lempos. Aukðtos pramoninës patalpos, kelianèios vidutinius reikalavimus ðviesos spalvai. Sporto salës ir aikðtelës. Keliai ir kelio mazgai. Pastatø ið smiltainio, mûriniø pastatø iliuminacijos

Administracinës ir prekybinës patalpos. Auditorijos ir skaityklos. Parduotuvës. Neaukðtos pramoninës patalpos. Ðalutinës gatvës ir aikðtës Fluorescencinës lempos de Luxe: operacinës salës, diagnostikos kabinetai, paveikslø galerijos, spalvotoji spauda, audimo ir daþymo cechai, dailininkø dirbtuvës, dirbiniø spalvos kontrolës postai

91

Ðviesos srauto, krentanèio á apðviestà plokðtumà, ir jos pavirðiaus ploto santykis vadinamas apðvieta. Tai svarbus dydis, leidþiantis ávertinti apðvietos kokybæ. Apðvieta matuojama liuksais, lx, bûtent: 1 lx =

1 lm . 1 m2

2.1 pavyzdys. Nustatyti vidutinæ apðvietà techninës kontrolës punkte, kai á 3 m2 pavirðiø atitinkama apðvietimo armatûra yra nukreiptas visas dviejø 100 W galios kaitinamøjø lempø ðviesos srautas. Vienos 100 W elektros lempos ðviesos srautas lygus 1300 lm. Nekreipiant dëmesio á ðviesos srauto nuostolius, vidutinë apðvieta E=

2 ⋅ 1300 = 865 lx. 3

Paprasto apðvietimo árenginio skaièiavimo pagrindai paaiðkinti E priede. Lenkø1) normos [10; 11] ávairiø vietø apðvietai kelia reikalavimus, atsiþvelgdamos á darbo pobûdá regos atþvilgiu bei ekonomiðkumà. Reikalaujama elektrinë apðvieta turi bûti: 2 ÷ 20 lx — vieðuose keliuose priklausomai nuo jø svarbos; 20 ÷ 50 lx — statybø teritorijose, degalinëse, peronuose ir moluose; 50 ÷ 70 lx — parduotuvëse, koridoriuose, prausyklose, pirtyse ir rûbinëse; 100 ÷ 150 lx — rankinio ir maðininio, nereikalaujanèio didelio tikslumo, darbo patalpose; stoties rûmø laukiamuosiuose ir vestibiuliuose, gimnastikos salëse ir plaukymo baseinuose; 300 ÷ 500 lx — tikslaus ðaltkalviø rankinio darbo, darbo prie stakliø patalpose, skaityklose, kontorose bei auditorijose esanèiose darbo vietose; 500 ÷ 700 lx — braiþyklose, laboratorijose ir preciziðko apdirbimo dirbtuvëse esanèiose darbo vietose; 1000 ÷ 1500 lx — darbo vietose, kur atliekami preciziniai mechaniniai darbai, smulkiø elementø, audiniø ir trikotaþo dirbiniø kontrolë; prie operaciniø stalø; 5000 ÷ 100 000 lx — operaciniame chirurgo lauke. Didelës, 1000 ÷ 3000 lx, apðvietos reikia spalvotajai televizijai. Tokia apðvieta turi bûti visoje aikðtelëje, ið kurios vyksta televizijos transliacija. Net keliø tûkstanèiø liuksø apðvieta regëjimui nekenkia, nors daugelis ásitikinæ prieðingai. Pagaliau saulëtà vasaros dienà atvirame ore apðvieta siekia 50 000 ÷ 100 000 lx. Gali kenkti lempos, esanèios regos lauke, at1) Lietuvoje galioja „Lietuvos higienos norma HN 98 : 2000. Natûralus ir dirbtinis apðvietimas darbo vietose“. — Vert. red. past.

92

spindþiai nuo blizganèiø pavirðiø, dideli ðeðëliai, netolygus apðvietimas, bet ne didelë apðvieta. Norint ávertinti apðvietimo sàlygas, apðvieta matuojama liuksmetru (2.1 pav.). Tai prietaisas, veikiantis panaðiai kaip ðviesos matuoklis ir naudojamas fotografuojant. Jis turi daviklá su ðviesai jautriu elementu — fotoelementu, fotorezistorium, fotodiodu arba fototranzistoriumi. Þinant jo parametrø priklausomybæ nuo apðvietos, matuoklá galima sugraduoti tiesiogiai liuksais.

2.1 pav. Apðvietos matavimas: a) liuksmetras; b) matavimas auditorijoje: daviklis 0,85 m aukðtyje nuo grindø, t. y. ant darbo vietos pavirðiaus, toliau nuo operatoriaus (operatorius neturi uþtemdyti daviklio nei papildomai, atðvaitais nuo ryðkiø drabuþiø, já apðviesti) 1 — fotometrinë galvutë su davikliu, 2 — matuoklis

2.1.2. Kaitinamosios lempos Kaitinamosios lempos spinduliavimo ðaltinis — ið volframo vielos pagamintas kaitinamasis siûlas (2.2 pav.), tekanèios per já srovës ákaitintas iki 2100 ÷ 2800 °C temperatûros (paprastosiose kaitinamosiose lempose). Taip smarkiai ákaitusi volframo viela deguonies aplinkoje tuoj pat sudegtø. 93

2.2 pav. Kaitinamoji lempa (a) ir labai padidintas kaitinamojo siûlo fragmentas (b) 1 – kaitinamasis siûlas, 2 – srovëlaidþiai, 3 – srieginis cokolis, 4 – kolba, 5 – kaitinamojo siûlo susiaurëjimai

Todël kolboje sudaromas vakuumas (lempose iki 25 W galios) arba ji pripildoma inertiniø dujø ir azoto miðinio (galingesnëse lempose). Kaitinamoji lempa, greta lankinës lempos, yra seniausias elektrinis ðviesos ðaltinis, ir toliau ji plaèiai naudojama (2.1 lentelë). Palyginti su kitais ðviesos ðaltiniais, ði lempa turi svarbiø pranaðumø: 1. Platus jø vardiniø galiø ir átampø diapazonas. 2. Patvaresnë, kai reikia daþniau junginëti. 3. Uþsidega tuoj pat tik jà ájungus. Pavyzdþiui, automobilyje arba avariniam apðvietimui tai labai svarbu. 4. Nereikalauja uþdegimo átaisø ir stabilizatoriø, kurie bûtini iðlydþio ðviesos ðaltiniams. Kaitinamoji lempa turi ir trûkumø: ðviesos efektyvumas maþas, tarnauja neilgai, be to, yra labai jautri maitinimo átampos lygiui. Jei maitinimo átampa 5 % maþesnë negu vardinë (pavyzdþiui, 218 V vietoj 230 V), tai lempos ðviesos srautas (Φ ~ U3,8) yra net 18 % maþesnis uþ vardiná, nes

Φ = 0,953,8 Φn= 0,82 Φn. Jei prieðingai, maitinimo átampa bûtø nuolat 5 % aukðtesnë uþ vardinæ, tada lempos tarnavimo laikas (TL ~ U-13) bûtø beveik 2 kartus trumpesnis uþ vardiná, nes TL = 1,05-13 TnL = 0,53 TnL. Volframinio kaitinamojo siûlo, pagaminto net taikant tobuliausià technologijà, skerspjûvis netolygus (2.2 pav., b). Susiaurëjimo vietos ákaista 1) Paprastai apðvietimo tikslams skirtose kaitinamosiose lempose naudojamas pigesnis argonas, o 12 V proþektorinëse — kriptonas ar net ksenonas; todël galima pakelti kaitinamojo siûlo temperatûrà, kaip ir padidinti lempos efektyvumà.

94

labiausiai, ypaè tuoj po ájungimo, kai teka stipri srovë (ðaltas kaitinamasis siûlas turi 10 ÷ 15 kartø maþesnæ varþà negu ákaitæs). Ið susiaurëjusiø vietø volframas sublimuoja1) intensyviausiai, kol pagaliau kurioje nors ið jø kaitinamasis siûlas nutrûksta. Jei iðlëkusias volframo daleles pavyktø nusësdinti atgal ant kaitinamojo siûlo, tai kaitinamosios lempos tarnavimo laikà bûtø galima pailginti. Ðis sumanymas ágyvendintas halogeninëse elektros lempose, kuriø kolbos viduje yra halogenas. Jo vaidmuo toks: volframo dalelës, iðlekianèios ið kaitinamojo siûlo, susijungia su halogenu ir nenusëda ant kolbos. Iðsilaiko lakus volframo su halogenu junginys (volframo halogenidas), o jeigu jis atsiranda visai arti kaitinamojo siûlo, tai veikiant aukðtai temperatûrai, vël suskyla á volframà ir halogenà. Tada volframo dalelës gali nusësti ant kaitinamojo siûlo, o jeigu nutolsta, tai visas ciklas kartojasi. Svarbiausia, kad lakiam volframui esant arti kaitinamojo siûlo, labai sulëtinama sublimacija ið jo pavirðiaus. Nepaisant to, halogeninës lempos tarnavimo laikas nëra neribotas, nes ðiek tiek volframo nusëda ant kolbos pavirðiaus (ypaè lempà iðjungus, kai kolba auðta), be to, volframas nebûtinai gráþta á siûlo susiaurëjimo vietas, ið kuriø intensyviausiai sublimuoja. Gráþtamajam halogeniniam ciklui iðlaikyti temperatûra kolbos viduje turi bûti ne maþesnë kaip 250 °C, todël kolbos negalima per daug nutolinti nuo kaitinamojo siûlo (2.3 pav.). Halogeninio ciklo pritaikymas padeda gerokai padidinti lempos tarnavimo laikà ir/arba ðviesos efektyvumà (2.1 lentelë).

2.3 pav. Paprastosios ir halogeninës tos paèios galios kaitinamøjø elektros lempø matmenø palyginimas: a) 1000 W; b) 100 W

1)

Sublimacija – tai medþiagos perëjimas ið kietosios bûsenos tiesiogiai á dujinæ.

95

Kaitinamøjø lempø ðviesos srautà galima sumaþinti fazinio valdymo reguliatoriumi (2.4 pav.). Tai sistema, kintamosios srovës pusperiodþio metu blokuojanti srovës praleidimà. Reguliatoriuje, pavaizduotame 2.5 paveiksle, valdymo impulsus sukuria paprasta R1 R2 C1 su diodu D sistema. Kiekvieno pusperiodþio metu per varþus R1 + R2 ásikrauna kondensatorius C1. Kai kondensatoriuje átampa pasidaro didesnë uþ diodo uþdegimo átampos vertæ, jis pradeda praleisti srovæ, paduodamas uþdegimo impulsà triodui T. Varþu R2 galima reguliuoti kondensatoriaus C1 ásikrovimo laikà ir kartu triodo srovës atsilikimo kampà. Norint iðvengti pastebimo ðviesos pul-

Maitinimas 230 V, 50 Hz

Imtuvas

2.4 pav. Imtuvo galios reguliavimas elektroniniu galios valdymo átaisu ESM: a) maitinimo schema; b) imtuvo srovës grafikas esant faziniam valdymui; c) imtuvo srovës grafikas esant valdymui visa banga i0 — imtuvo srovë, α — srovës atsilikimo kampas, ε — praleidimo koeficientas, ϕ — fazinis kampas

2.5 pav. Kaitinamosios elektros lempos reguliatorius (elektroninis galios valdymo átaisas su faziniu valdymu) su nustatytu srovës atsilikimo kampu

96

savimo, bûtinas fazinis valdymas, o atsilikimo kampas neturi bûti per didelis. Neleistinas ðviesos pulsavimas atsiranda, kai kaitinamoji lempa maitinama per vienpusá lygintuvà (diodà), tuo labiau — esant valdymui visa banga. Taèiau valdymas visa banga bûtinas reguliuojant ðildytuvø ir krosniø galià, nes fazinis valdymas ten neduoda jokios naudos, tik iðkraipo sinusiná imamos srovës pobûdá, o to rezultatas — iðkraipoma maitinimo átampa. Reguliuojant visada pablogëja ðviesos efektyvumas. Jei triodas praleidþia srovæ per pusæ kiekvieno pusperiodþio (ε = 0,5), tai reiðkia, kad efektinë átampos vertë sumaþëja iki 0,71 Un, imamoji galia iki 0,58 Pn, o ðviesos

2.6 pav. Ðviestuvas su halogenine elektros lempa 12 V: a) sandara; b) regimosios spinduliuotës emisijos W ir infraraudonosios spinduliuotës IR kryptis 1 — stiklinis ekranas, apsaugantis lempà ir sugeriantis ultravioletinius spindulius, 2 — kaitinamoji lempa su kaitinamuoju siûlu atðvaito aðyje, 3 — ðaltasis atðvaitas, 4 — ájungimo lizdas

97

srautas net iki 0,29 Φn, kartu ðviesos efektyvumas sumaþëja beveik dvigubai (nes 0,29 Φn/0,58 Pn = 0,5 Φn/Pn). Reguliavimas sumaþina ðviesos generavimo efektyvumà, todël nereikia jo taikyti nepagrástai, geriau iðjungti kai kuriuos ðviesos ðaltinius. Halogeninës lempos gerokai brangesnës ir skiriamos ne tik specialiajam (proþektoriø, automobiliø), bet ir paprastajam apðvietimui. Parduotuviø vitrinos kartais apðvieèiamos halogeninëmis lempomis, kuriø vardinë átampa labai þema, 12 V (2.6 pav.). Jø kaitinamojo siûlo skerspjûvis didesnis negu tos paèios galios 230 V kaitinamøjø lempø, o jo leistinoji temperatûra aukðtesnë; maþytæ kolbà galima uþpildyti brangesniu kriptonu ar net ksenonu. Tai leidþia padidinti ðviesos efektyvumà ir/arba lempos tarnavimo laikà. Apðvietimo árenginius su kaitinamosiomis lempomis montuoti bei eksploatuoti nëra labai sudëtinga. O dël halogeniniø kaitinamøjø lempø reikia prisiminti tris dalykus: • kadangi kolbos viduje temperatûra nevienoda, daugelis halogeniniø kaitinamøjø lempø turi dirbti tik tokioje padëtyje, kokià yra nurodæs gamintojas (2.7 pav.);

2.7 pav. Halogeninë kaitinamoji lempa su dviem cokoliais: a) bendras vaizdas; b) 230 V, 1000 W halogeninës kaitinamosios lempos matmenys; c) leistina ir neleistina darbo padëtis — Philips Lighting Poland, Pila 1 — kaitinamasis siûlas, 2 — laikikliai, laikantys kaitinamàjá siûlà vamzdinës kolbos viduryje

98

• smarkiai ákaistanèiai kvarcinio stiklo kolbai kenkia rankø prakaitas, todël nereikia jos liesti plikomis rankomis, o prieð naudojant lempà, neturinèià antros, iðorinës paprasto stiklo kolbos, dël visa ko kolbà reikia nuvalyti spirite suvilgytu skudurëliu; • 12 V halogeniniø kaitinamøjø lempø ðviestuvai, skirti apðviesti ðilumai jautrius daiktus, turi „ðaltus reflektorius“1), kurie gerai atspindi regimuosius, bet praleidþia infraraudonuosius spindulius; á vienà pusæ lempa ðvieèia, á prieðingà — ðildo (2.6 pav.).

2.1.3. Fluorescencinës lempos Fluorescencinë lempa — tai maþaslëgë gyvsidabrio garø lempa. Ji uþpildyta apie 1 Pa slëgio gyvsidabrio garais, kuriuose vyksta elektros iðlydis. Tarp elektrodø (2.8 pav., a), esanèiø stikliniame lempos vamzdyje, yra átampa, teka srovë, juda krûviai (elektronai ir teigiamieji jonai), susidurdami su gyvsidabrio atomais. Kadangi gyvsidabrio atomø koncentracija maþa, tai elektronai ilgame ruoþe ásibëgëja ir susidurdami smarkiai suþadina gyvsidabrio atomus2). Dël to ðie tampa didelës energijos su maþu bangos ilgiu ðaltiniu. Ði pirminë spinduliuotë beveik visa savo apimtimi yra ultravioletiniø spinduliø srityje (bangos ilgis 253,7 nm), todël nematoma ir apðvietimui netinkama; taikoma tik kvarco lempose kaitinimuisi ir gydymuisi. Kà daryti, kad fluorescencinë lempa skleistø regimàjà spinduliuotæ? Vidinis stiklinio vamzdþio pavirðius padengiamas liuminoforu (2.8 pav., b), kurio dalelës, suþadintos ultravioletinës spinduliuotës, skleidþia maþesnës energijos ir didesnio bangos ilgio — regimàjà spinduliuotæ. Parenkant cheminæ liuminoforo sudëtá, gaunama pageidaujama fluorescencinës lempos ðviesos spalva: dieninë, balta, ðiltai balta, apelsininë, þalsva. Gaunama ðviesa geriausiai tinka butui, skaityklai, drabuþiø, mësos parduotuvei, daþyklai, ðiltadarþio ar akvariumo augalams apðviesti. 1) Dichroinis veidrodis, daugiasluoksnis interferencinis filtras, sudarytas ið plonø, pakaitomis sudëtø dviejø skirtingø, gerokai besiskirianèiø ðviesos lûþio koeficientais medþiagø sluoksniø. 2) Suþadinama iðmuðant vienà ið elektronø ið iðorinës orbitos á tolimesnæ nepatvarià orbità — tuo padidinamas atomo energetinis lygis. Praëjus nanosekundþiø trukmës laikui (10-9 s), elektronas ið karto arba laipsniðkai gráþta á pirminæ orbità, o energijos perteklius (po kiekvieno perëjimo á artimesnæ branduoliui orbità) iðspinduliuojamas kvanto pavidalu. Maþaslëgëse lempose vyrauja perëjimai ið karto á pirminæ orbità. Taip sukeliamas vienos arba dviejø spektriniø (rezonansiniø) linijø, turinèiø tiksliai apibrëþtà bangos ilgá, iðspinduliavimas.

99

2.8 pav. Fluorescencinë lempa: a) sandara; b) spinduliuotës susidarymas ir pakeitimas 1 — kontaktiniai kaiðèiai, 2 — volframo elektrodas, padengtas emisine pasta, 3 — stiklinis vamzdis, 4 — ásibëgëjæ elektronai, 5 — gyvsidabrio atomai, 6 — liuminoforas, 7 — vamzdþio sienelë

Ultravioletinë spinduliuotë

Regimoji spinduliuotë

Iðlydþiui dujose bûdinga tai, kad didëjant srovei, maþëja átampa, reikalinga palaikyti iðlydþiui, kitaip tariant, krinta átampa lempoje. Jei dël kurios nors prieþasties tekanti srovë padidëtø, tai ji imtø augti kaskart labiau, nes tolydþio vis didëtø maitinimo átampos perteklius, palyginti su átampos kritimu lempoje. Kyla grësmë lempà visiðkai sugadinti. Norint to iðvengti, iðlydþio lempa prijungiama prie elektros tinklo ne tiesiogiai, bet nuosekliai per stabilizatoriø — elementà arba sudëtingà sistemà, ribojanèià srovës dydá (2.9 pav.). Stabilizatoriaus vaidmená paprastai atlieka droselis, o kadangi dël to sumaþëja grandinës galios koeficientas, dar jungiamas kondensatorius.

2.9 pav. Fluorescencinës lempos su indukciniu stabilizatoriumi: a) fluorescencinës lempos maitinimo grandinë; b) antistroboskopinë sistema DUO 1 — rusenanèiojo iðlydþio starteris, 2 — termobimetalis elementas, 3 — trikdþius slopinantis kondensatorius, 4 ir 5 — lempos elektrodai, 6 — droselis, atstojantis stabilizatoriø, 7 — kondensatorius grandinës galios koeficientui gerinti, 8 — uþdegimo droselis, 9 — kondensatorius vienos lempos srovës fazei perstumti kitos lempos srovës atþvilgiu

100

Fluorescencinei lempai uþdegti reikia: 1) á stikliná lempos vamzdá ávesti argono, maþos jonizacijos energijos dujø; 2) elektrodus padengti emisine pasta ir pakaitinti, kad palengvëtø elektronø emisija (sumaþëtø jø iðëjimo darbas); 3) prie elektrodø prijungti uþdegimo átampà, keletà kartø didesnæ uþ darbo átampà. Ðios sàlygos automatiðkai ágyvendinamos sistemoje, pavaizduotoje 2.9 pav., a. Ájungus lempà, grandinëje droselis 6 — elektrodas 4 — starteris 1 — elektrodas 5 teka visai silpna srovë. Prijungta átampa tenka starteriui, t. y. maþai rusenanèiojo iðlydþio lempai, kurioje prasideda iðlydis. Vienas ið starterio elektrodø pagamintas ið termobimetalo ir nuo iðsiskyrusios ðilumos iðsilenkia tiek, kad susisiekia su kitu elektrodu. Tuo metu grandinëje pradeda tekëti stipri srovë, ákaitinanti fluorescencinës lempos elektrodus. Tuo pat metu starteris auðta, nes jo elektrodai prigludæ vienas prie kito, ir po poros sekundþiø termobimetalis elektrodas atsilenkia, nutraukdamas grandinæ. Tarp kitko, staigiai nutraukus per droselá tekanèià srovæ sukeliama saviindukcijos elektrovara; tarp ákaitusiø fluorescencinës lempos elektrodø susidaro virðátampis, pradedantis iðlydá. Jei lempa neuþsidegë, tai visas aptartas procesas kartojasi. Lempa lengviau uþsidega naudojant elektroniná starterá, kuris esant tam tikram faziniam kampui nutraukia parengiamojo elektrodø kaitinimo srovæ, o sukeltas virðátampis kas kartà yra to paties dydþio, kurio pakanka uþdegti fluorescencinæ lempà. Sugedus lempai, elektroninis starteris nesuskaièiuojamus uþdegimo bandymus ne atnaujina, bet nutraukia po keleto nepavykusiø poveikiø. Elektroninis starteris yra tokiø pat matmenø, kaip ir rusenanèiojo iðlydþio, ir tinka tam paèiam lizdui. Palyginti su kitomis lempomis, iðlydþio stulpo temperatûra fluorescencinëje lempoje yra labai þema ir todël paprastosios fluorescencinës lempos ðviesos srautas labai priklauso nuo aplinkos temperatûros, pavyzdþiui, jei vardinis lempos ðviesos srautas pasiekiamas kai aplinkos temperatûra +25 °C, tai esant temperatûrai –5 °C, jis nukrenta beveik iki pusës vardinës reikðmës. Þiemà matuojant apðvietà nekûrenamame kambaryje, galima gauti labai maþus dydþius. Kiekviena iðlydþio lempa, taip pat ir fluorescencinë, maitinama kintamàja 50 Hz daþnio srove, blyksteli ir prigæsta 100 kartø per sekundæ. Tiesa, lempa su liuminoforu dël jo fosforescencijos neprigæsta visai, kai srovë pereina per nulá. Toks ðviesos pulsavimas plika akimi nepastebimas, bet regai turi átakos, net gali bûti nelaimingø atsitikimø prieþastis. Jei apðvieèiamas tekinamøjø stakliø velenas, besisukantis 100 aps/s (arba jam kartotinio skaièiaus) daþniu, tai kiekvieno blykstelëjimo metu veleno padëtis bus tokia pat; tekintojui iðkyla grësmë patirti optinæ iliuzijà, kad velenas nesisuka, ir dël to gali ávykti nelaimingas atsitikimas. Pulsuojanti ðviesa sukelia 101

2.2 l e n t e l ë

Fluorescenciniø lempø su indukciniu stabilizatoriumi ir rusenanèiojo iðlydþio starteriu (2.9 pav., a) gedimai Poþymiai Ájungus jungiklá, lempa neuþsidega; liuminoforas jos galuose neðvieèia

Galimos prieþastys

Atpaþinimo bûdas

Nëra átampos

Indikatoriumi patikrinti, ar átampa yra

Sugedæs starteris. Nesijungia elektrodas

Pakeisti starterá arba suglausti jo lizde kontaktus (lempos galai pradeda ðviesti)

Nutrûkusi grandinë. Blogas Pajudinti vamzdá. Patikrinti kontaktas lempos arba starterio indikatoriumi, ar ávairiuose lizde, nutrûkusios starterio vijos grandinës taðkuose yra átampa arba vienas ið jungianèiøjø laidø, atsilaisvinæs kuris nors gnybtas Nutrûkæs lempos elektrodas

Paeiliui ið vieno ir kito galo trumpai sujungti lempos kojeles (pradeda ðviesti liuminoforas prieðingame vamzdþio gale)

Per þema maitinimo átampa (maþesnë kaip 185 V)

Iðmatuoti voltmetru átampà

Per þema aplinkos temperatûra

Iðmatuoti aplinkos temperatûrà

Sugedæs starteris. Starterio elektrodai visà laikà susijungæ. Gedimas trikdþius slopinanèiame kondensatoriuje

Iðimti starterá (lempa uþsidega)

Gedimas starterio lizde arba laiduose, jungianèiuose lempos elektrodus su starteriu

Iðëmus starterá, lempos galai ir toliau ðvieèia

Lempa uþsidega ir protarpiais gæsta. Lempos degimo trukmë — nuo vienos iki keliø sekundþiø

Sugedæs starteris. Starteriui reikalinga átampa per maþa. (Átampos kritimo vamzdyje uþtenka uþdegti starteriui)

Pakeisti starterá arba patikrinti, kokiai átampai esant elektrodai susijungia (to neturi ávykti, kai átampa maþesnë kaip 135 V)

Sugedusi lempa. Átampa vamzdyje, jam ðvieèiant, krinta daugiau kaip 120 V

Iðmatuoti átampos kritimà ðvieèianèiame vamzdyje (tarp jo elektrodø) iðëmus starterá

Lempa uþsidega ir protarpiais gæsta. Blykstelëjimo trukmë maþesnë kaip viena sekundë

Sugedusi lempa, pavyzdþiui, sunaudota emisinë pasta ant elektrodø

Pakeisti lempà (nauja, nesugedusi lempa uþsidega)

Per maþas átampos ðuolis uþdegimo momentu, pavyzdþiui, per maþa maitinimo átampa, sugedæs droselis

Rûpestingai patikrinti, jei nauja lempa neuþsidega

Lempa neuþsidega, bet liuminoforas abiejuose vamzdþio galuose ðvieèia

Skaitiniai dydþiai pateikti 230 V maitinimo átampos, 25 ir 40 W galios fluorescencinëms lempoms.

102

stroboskopiná efektà, t. y. nejudamumo arba tariamai maþo greièio judesio áspûdá. Stroboskopinio efekto vengiant: • viename ðviestuve sumontuojamos dvi fluorescencinës lempos, o vienos ið jø grandinëje papildomai ájungiamas droselis arba kondensatorius. Abiejose lempose srovë ne vienu metu pereina per nulá ir keièia kryptá. Ir toliau lempos blyksteli bei prigæsta, bet kiekviena skirtingu laiku. Tai antistroboskopinë sistema Duo (2.9 pav., b); • viename ðviestuve sumontuojamos trys fluorescencinës lempos ir maitinamos ið trijø skirtingø faziø. Kiekvienoje lempoje átampos kitimo procesas kitos lempos atþvilgiu perstumtas treèdaliu fazës. Taip panaikinamas ðviesos pulsavimas. Trifazëje sistemoje geriausias trifazis ðviestuvas, turintis tris fluorescencines lempas ir vienà trifazá stabilizatoriø su trijø kolonø ðerdimi. Tai leidþia panaikinti ðviesos pulsavimà ir nepageidaujamà neutraliojo laido treèiosios harmonikos (150 Hz daþnio) srovës apkrovà. Naudojant kitokius ðviestuvus, net ir tolygiai iðdëstytus visose trijose elektros tinklo fazëse, srovë (3, 9, 15... harmonikø) neutraliajame laide gali bûti artima srovei faziniuose laiduose ar net didesnë. Nepaisant simetrinës tinklo apkrovos, neutralusis laidas neturi bûti maþesnio skerspjûvio negu faziniai laidai. Fluorescencines lempas montuoti bei eksploatuoti sunkiau negu kaitinamàsias. Daþniausi paprastøjø fluorescenciniø lempø gedimai ir jø prieþastys pateikiami 2.2 lentelëje. Ádomus sprendimas yra elektroninis stabilizatorius (2.10 pav.). Prie áëjimo yra trikdþius slopinantis filtras (LxCx) ir dvipusis lygintuvas (D1 ÷ D4) su iðlyginanèiuoju kondensatoriumi Cp, taip pat daþnio keitiklis W, lempas maitinantis 25 ÷ 45 kHz daþnio srove. Daþnis parinktas taip, kad iðlydþio trumpalaikio inertiðkumo uþtektø elektronø ir suþadintø gyvsidabrio atomø koncentracijà iðlaikyti pastovaus lygio, nors srovë kiekvienà pusperiodá (kas 20 ÷ 12,5 µs) pereina per nulá. Todël galios nuostoliai vamzdyje maþesni ir be to: — srovei stabilizuoti uþtenka nedidelio beðerdþio droselio L, kuriame nuostoliai dvigubai maþesni negu tradiciniame droselyje;

2.10 pav. Dviejø fluorescenciniø lempø su elektroniniu stabilizatoriumi jungimo schema

103

2.11 pav. Lempos maitinimo schema su transformatoriumi nuolatiniam elektrodø kaitinimui

2.12 pav. Kompaktinës fluorescencinës lempos: a) bendras vaizdas; b) fluorescencinës lempos sandara: cokolis su kojelëmis; jame starteris ir trikdþius slopinantis kondensatorius (jo droselis sumontuotas armatûroje) — OSRAM, Vokietija (rodyklës rodo iðlydþio kelià nuo vieno elektrodo á kità)

104

lempai uþdegti uþtenka paprastos rezonanso LsCs sistemos; neatsiranda ðviesos pulsavimas; sistema veikia be triukðmo, nes nëra droselio su ðerdimi; lempà lengviau reguliuoti. Fluorescencines lempas reguliuoti gana sunku, nes kiekvienà kartà srovei natûraliai keièiant þenklà, tuo labiau esant ilgesnei pertraukai be srovës (2.4 pav.), iðlydis gæsta ir turi bûti pradedamas ið naujo. Fluorescencinës lempos, maitinamos 50 Hz srove, reguliuojamos nuolatos kaitinant elektrodus, o todël jas lengviau uþdegti pakartotinai (2.11 pav.). Be ðito gali iðsiversti fluorescencinës lempos su elektroniniu stabilizatoriumi, nes, pavyzdþiui, 40 Hz srovës pusperiodis tetrunka tik 12,5 µs, o srovës perleidimo blokavimo trukmë, esant faziniam valdymui, dar maþesnë. Kompaktiniø fluorescenciniø lempø su miniatiûriniu lenktu vamzdeliu (2.12 pav.) pavidalas ir ðviesos spalva panaðûs á kaitinamøjø elektros lempø. Jø aukðtesnæ kainà su kaupu kompensuoja maþesnë sàskaita uþ sunaudotà energijà. Jos turi elektroniná stabilizatoriø arba áprastà stabilizatoriø droselio su ðerdimi pavidalo ir tada bûna sunkesnës. Rekomenduotinos pirmosios, nes jos pasiþymi elektroninio stabilizatoriaus teikiamais privalumais.

— — — —

2.2 pavyzdys. Palyginti 4 metø laikotarpio iðlaidas ðviesai, kai naudojama 100 W kaitinamoji ir jai lygiavertë 20 W kompaktinë fluorescencinë lempa. Nuolatinë elektros energijos kaina kA = 0,30 zlotø1) uþ kilovatvalandæ (zl/kWh) ir metinë elektros apðvietimo naudojimo trukmë Ta = 2000 h/m. Parametras Ðviesos ðaltinio galia P, W Ðviesos ðaltinio kaina KL, zl/vnt Ðviesos ðaltinio tarnavimo laikas TL Iðlaidos per 4 metus (n = 4) ðviesos n ⋅ Ta ðaltiniams ásigyti KL ⋅ , zl TL

Kaitinamoji Kompaktinë lempa fluorescencinë lempa 100 1,00 1000

20 50,00 8000

8,00

50,00

Iðlaidos per 4 metus (n = 4) uþ sunaudotà elektros energijà kA ⋅ P ⋅ 10–3 ⋅ n ⋅ Ta, zl

240,00

48,00

Ið viso iðlaidø per 4 metus, zl

248,00

98,00

Jeigu kaitinamosios lempos bûtø gaunamos net nemokamai, tai neturëtø didesnës átakos skaièiavimo rezultatams (240 vietoj 248 zl). 1)

Lietuvoje elektros energijos ir lempø kainos kitokios ir skaièiuojamos Lt.

105

2.13 pav. Indukcinë lempa: a) sudëtinës dalys; b) kolboje vykstantys reiðkiniai 1 — aukðto daþnio srovës generatorius, 2 — þadintuvas, 3 — uþdegiklis su niða þadintuvui, 4 — suþadintas gyvsidabrio atomas, 5 — liuminoforas Iþ — þadintuvo srovë, F — magnetinis srautas, sukeltas srovës Iþ kolboje, IL — srovë kolboje, sukelta srauto Φ, UV — ultravioletinë spinduliuotë, W — regimoji spinduliuotë

Iþ

Fluorescencinës ir kitø iðlydþio lempø tarnavimo laikas priklauso nuo elektrodø patvarumo. Galima pagaminti lempà be elektrodø, bet kaip suþadinti ir palaikyti joje iðlydá? Ði problema iðspræsta pagaminus fluorescencinës lempos giminaitæ — indukcinæ lempà (2.13 pav.). Ji turi þadintuvà, maitinamà aukðto daþnio srove, pavyzdþiui, 2,65 Mhz, sukelianèia uþdegiklyje elektronø ir jonø judëjimà apskritimu. Lempos tarnavimo laikas siekia 60 000 h; ðviesdama per metus po 2000 h, ji tarnautø 30 metø. Kitas þingsnis — tai naujausios vamzdinës fluorescencinës lempos; jos yra uþdaro þiedo pavidalo ir be elektrodø.

2.1.4. Gyvsidabrio lempos Gyvsidabrio lempa didþiaslëgë. Joje elektros iðlydis vyksta gyvsidabrio garuose, kuriø slëgis apie 1 MPa ir temperatûra 600 ÷ 750 °C. Elektronø susidûrimø su gyvsidabrio atomais energija èia maþesnë negu fluorescencinëje lempoje, o iðlydis yra ne tik ultravioletinës, bet ir regimosios spinduliuotës ðaltinis. Vis dëlto gyvsidabrio lempos kolba padengta liuminoforu, kad pataisytø ðviesos spalvà, kuri be jo bûtø melsvai dangiðka. Liuminoforas pagerina gyvsidabrio lempos ðviesos spalvà, bet negaunama balta spalva kaip fluorescencinëje lempoje. Ðviesos spektre trûksta spinduliavimo, kurio bangos ilgis atitiktø kai kurias spalvas, ypaè raudonà. Todël daiktai, turintys jam artimà spalvà (pavyzdþiui, þmogaus oda), gyvsidabrio lempos ðviesoje atrodo nenatûraliai. Ðá trûkumà ðvelnina gyvsidabrio lempos su liuminoforu, kurio sudëtyje yra europio (lempa þymima Eu). 106

2.14 pav. Maitinimo sistemos schema: a) gyvsidabrio lempos; b) kaitinamosios gyvsidabrio lempos 1 — uþdegiklis, 2 ir 3 — pagrindiniai elektrodai, 4 — uþdegimo elektrodas, 5 — varþas (10 ÷ 20 kΩ), ribojantis srovæ uþdegimo elektrodo grandinëje, 6 — droselis, atstojantis stabilizatoriø, 7 — kaitinamasis siûlas, atstojantis stabilizatoriø, 8 — kondensatorius galios koeficientui gerinti

Gyvsidabrio lempos sandara pateikiama 2.14 pav., a. Iðlydis vyksta nedideliame kvarcinio stiklo uþdegiklyje, kuriame yra gyvsidabrio ir argono. Ájungus lempà, argono dujose prasideda parengiamasis iðlydis tarp pagrindinio 2 ir pagalbinio 4 elektrodo, taip pat tarp tokiø paèiø elektrodø prie kito uþdegiklio galo. Uþdegiklis ákaista ir gyvsidabris garuoja, tapdamas vis svarbesniu iðlydþiu, kuris vëliau persimeta ir tarp pagrindiniø elektrodø 2—3. Ðviesos srautas didëja pamaþu, per 3 ÷ 5 minutes, kol lempa ásidega. Dar blogiau, kai trumpam laikui iðnyksta átampa: uþdegiklis turi atauðti, kad lempa vël galëtø uþsidegti. Jei átampa iðnyksta vos sekundës daliai, tai lempa gæsta ir tik praëjus 6 ÷ 10 min vël skleidþia visà ðviesos srautà. Gyvsidabrio lempai, kaip ir fluorescencinei, reikalingas stabilizatorius, o naudojant droselá — lempos armatûroje sumontuojamas kondensatorius galios koeficientui gerinti. Panaðiai uþkertamas kelias ir stroboskopiniam efektui: naudojama sistema Duo arba gretimos lempos maitinamos ið kitos fazës grandinës. Sudauþius iðorinæ kolbà, ið lempos sklinda ultravioletiniai spinduliai, generuojami uþdegiklyje ir nesugeriami jo kvarcinio stiklo sieneliø. Lempa veikia tartum kvarcinë. Ilgai pasikaitinus tokia lempa, gresia akiø konjunktyvitas, odos nudegimas, netgi odos navikai. JAV nuo 1981 m. gyvsidabrio lempos konstruojamos taip, kad sudauþius kolbà gæsta. Gyvsidabrio lempos atmaina yra kaitinamoji gyvsidabrio lempa (2.14 pav., b), kurioje stabilizatoriø atstoja kaitinamasis siûlas, sujungtas 107

su uþdegikliu. Jos ðviesos spalva geresnë, nes kaitinamasis siûlas suteikia raudonumo, kurio trûksta spinduliuojant uþdegikliui, o dël uþdegiklio ðiluminio inertiðkumo ðviesa pulsuoja daug silpniau. Dël to tokia lempa tarnauja trumpiau ir jos ðviesos efektyvumas yra maþesnis. Kaitinamàsias gyvsidabrio lempas galima ásukti á paprastus patronus (be stabilizatoriø), taikomus kaitinamosioms lempoms, ir taip apðvieta gerokai padidinama. Tai vienintelis bûdas jas pritaikyti racionaliai, nes jos neturi bûti naudojamos naujame apðvietimo árenginyje. Ðalta kaitinamoji gyvsidabrio lempa ájungta uþsidega ið karto. Per pirmàsias minutes, kol vyksta parengiamasis iðlydis uþdegiklyje, intensyviai ðvieèia kaitinamasis siûlas. Taèiau trumpam laikui dingus átampai, ákaitæs uþdegiklis blokuoja srovæ ir lempa turi atauðti pirmiau, negu pradës pakartotinai ásidegti.

2.1.5. Metalø halogenø lempos Metalø halogenø lempa — tai didþiaslëgë, plataus spinduliavimo spektro gyvsidabrio lempa, kurios uþdegiklyje, be gyvsidabrio ir argono, esama dar daug kitø metalø. Jie ávedami halogenidø, apskritai jodidø (metalo ir jodo junginiø), pavidalu. Aukðtoje iðlydþio stulpo temperatûroje halogenidai disocijuoja (suskyla) ir suþadinti laisvieji metalø atomai papildo spektrà tiems metalams (disproziui, holmiui, skandþiui, indþiui, taliui...) bûdingomis linijomis bei ruoþeliais. Panaudotø metalø ir galimø jø proporcijø skaièius neribotas. Halogenidai yra elektriðkai neigiami, t. y. lengvai absorbuoja laisvus elektronus ir tai trukdo lempai uþsidegti. Apskritai naudojama uþdegimo sistema (2.15 pav.), kurianti aukðto daþnio (20 ÷ 100 kHz) ir 2 ÷ 5 kV amplitudinës vertës átampos (tuo aukðtesnës, kuo didesnë lempos galia) impulsus tol, kol átampa lempoje nukris iki normalø darbà atitinkanèios vertës.

2.15 pav. Metalø halogenø lempa — OSRAM, Vokietija: a) bendras vaizdas; b) sujungimø schema su uþdegimo sistema UZ, indukciniu stabilizatoriumi ir kondensatoriumi galios koeficientui gerinti

108

Paplitusios ir metalø halogenø lempos be liuminoforo su dienos ðviesai artimu spektru; joms ðvieèiant galima tobulai skirti spalvas. Ðiuo atþvilgiu su jomis gali konkuruoti tiktai geriausios fluorescencinës lempos De Luxe. Skirtingai negu fluorescencinës lempos, kurios yra maþos galios, metalø halogenø lempø galia siekia 4 kW. Jos nepakeièiamos stadionuose, kur didelæ teritorijà galima apðviesti tik ið kraðtø ir reikia tobulai atkurti spalvas televizijos transliacijos metu.

2.1.6. Maþaslëgës natrio lempos Maþaslëgëje natrio lempoje (2.16 pav.) vyksta iðlydis natrio garuose, kuriø slëgis apie 1 Pa ir temperatûra apie 300 °C. Lempa skleidþia gelsvà apelsininæ, vienos spalvos ðviesà, á kurià akis reaguoja labai jautriai, ir todël pasiþymi rekordiniu ðviesos efektyvumu, jos ðviesa labai pigi. Lempa turi ir rimtø trûkumø: ðaltos ásidegimas trunka apie 10 min., o vienos spalvos ðviesa sudarko daiktø spalvas.

2.16 pav. Maþaslëgë natrio lempa — MAZDA-PROJELUX, Prancûzija: a) 135 W natrio lempa su 1,7 m ilgio ðviestuvu; b) lempos sandara 1 — patronas, 2 — iðorinë kolba, 3 — apvalkalas, sulaikantis infraraudonuosius spindulius, 4 — tuðtuma tarp uþdegiklio ir iðorës kolbos, 5 — U raidës pavidalo uþdegiklis su iðoriniu boraninio stiklo apvalkalu, atspariu natrio garø poveikiui

Maþaslëgës natrio lempos ypaè tinka gatvëms apðviesti, nes jø ðviesoje galima gerai matyti net ir pilname dulkiø bei miglotame ore. Spalvø atkûrimas èia maþiau svarbus, nes automobilis ðvieèia savo ðviesa, o objektus prieð vairuotojà apðvieèia nuo automobilio atðvaitø atsispindinti balta ðviesa. 109

2.1.7. Didþiaslëgës natrio lempos Didþiaslëgëje natrio lempoje (2.17 pav.) vyksta iðlydis natrio garuose, kuriø slëgis 104 ÷ 105 Pa ir temperatûra apie 750 °C. Natris ávedamas á uþdegiklá amalgamato arba lydinio su gyvsidabriu pavidalu. Tokios lempos veikimo principas yra seniai þinomas, bet já pritaikyti pavyko tik septintajame deðimtmetyje, iðradus permatomà medþiagà uþdegikliui, kuri yra atspari natrio poveikiui aukðtoje temperatûroje. Ðiuos reikalavimus atitinka kristalinis aliuminio oksidas. Tuðtuma tarp uþdegiklio ir iðorinës kolbos sudaro ðiluminæ izoliacijà.

2.17 pav. Didþiaslëgë natrio lempa 1 — uþdegiklis, 2 — iðorinë matinë (sklaidanti ðviesà) lempos kolba

Apskritai lempa prijungiama prie tinklo taip, kaip parodyta 2.15 paveiksle. Yra ir tokiø natrio lempø, kurios gali dirbti su paprastu indukciniu stabilizatoriumi, taupant energijà jas ypaè apsimoka árengti vietoj gyvsidabrio lempø. Naudojant didþiaslëges natrio lempas, iðkyla panaðiø problemø kaip ir naudojant gyvsidabrio lempas, bûtent: jas uþdegant ðaltas, pakartotinai uþdegant ákaitusias bei susijusiø su ðviesos pulsavimo bei stroboskopinio efekto atsiradimo pavojumi. Panaði yra ir abiejø lempø taikymo sritis: didelës aukðtos patalpos, keliai (2.18 pav.) ir atviros erdvios teritorijos. Galima iðradingai taikyti ir ðiø lempø skirtingà ðviesos spalvà, iðryðkinant tam tikras apðvieèiamø objektø savybes: þolë ir medþiai graþiau atrodo gyvsidabrio, o senoviniai pastatai ið plytø arba geltonojo smiltainio — natrio lempø ðviesoje.

2.1.8. Avarinis apðvietimas Jei netikëtai uþgesus ðviesai kyla pavojus þmoniø sveikatai ar gyvybei, gali sugesti techniniai árenginiai arba gresia dideli nuostoliai, nes sustabdoma produkcijos gamyba, tai, be pagrindinio apðvietimo, taikomo normaliomis darbo sàlygomis, árengiamas ir avarinis apðvietimas. Uþgesus pagrindiniam apðvietimui, automatiðkai ásijungia avarinio apðvietimo lempos. Supaprastinta tokios apðvietimo sistemos jungimo schema pateikiama 110

2.18 pav. Keliø mazgo apðvietimas natrio lempomis — Philips Lighting Poland, Pila

Darbinis apðvietimas

Avarinis apðvietimas

Pagrindinis maitinimas Rezerviinis maitinimas

2.19 pav. Avarinio apðvietimo árenginiø maitinimas

111

2.19 paveiksle. Ájungus jungiklá Q, kontaktai 1 ir 2 nedelsiant uþsidaro ir tiekia átampà pagrindinio apðvietimo lempoms. Tuo pat metu suþadinta átampos relë K37 atidaro kontaktà 5, vëliau, kiek uþdelsæ uþsidaro kontaktai 3 ir 4. Iðnykus átampai arba ávykus trumpajam jungimui pagrindinio apðvietimo grandinëje, relë K37 netenka átampos ir sujungia kontaktà 5, ájungdama avarinio apðvietimo lempas. Pagal paskirtá avarinis apðvietimas skirstomas á atsarginá, saugos ir evakuaciná. • Atsarginis apðvietimas leidþia tæsti darbà ir garantuoja gerà apðvietà darbo vietose. Jis taikomas ten, kur technologinis procesas turi bûti tæsiamas ir priþiûrimas: chemijos, tekstilës, metalurgijos pramonëje. Dar árengiamas ligoniniø operacinëse, stambiose parduotuvëse, bankuose. • Saugos apðvietimas padeda kontroliuoti ir priþiûrëti tam tikrus árenginius, kuriø darbas neturi bûti nutrauktas, pavyzdþiui, elektrinëse, stambiose transformatorinëse pastotëse, skirstyklose, ryðiø objektuose. • Evakuacinis apðvietimas padeda saugiai evakuoti þmones ávykus pagrindinio apðvietimo avarijai. Pakanka silpnai apðviesti laiptus, koridorius ir kitus susisiekimo takus, taip pat rodykles su uþraðu IÐËJIMAS. Evakuacinis apðvietimas árengiamas pramoninëse patalpose, kuriose negalima leisti, kad þmonës tamsoje judëtø arti veikianèiø árenginiø. Taip pat ir teatruose, kinuose, diskotekose, didelëse parduotuvëse — pastatuose, kur susirenka daug þmoniø. Avarinio apðvietimo lempos maitinamos ið rezervinio maitinimo ðaltinio — tai gali bûti: — atskira transformatorinë arba skirstykla, bet ne ta, ið kurios maitinamas pagrindinis apðvietimas; — elektros generatorius su vidaus degimo varikliu, paleidþiamu rankiniu bûdu arba automatiðkai, sutrikus pagrindiniam apðvietimui; — akumuliatoriø baterija — daþniausiai naudojamas ir patikimiausias avarinio apðvietimo maitinimo ðaltinis, ypaè jei ji sumontuota tiesiogiai apðvietimo armatûroje. Apðvietimo árenginiuose naudojamos tiktai kaitinamosios ir fluorescencinës lempos. Neturi bûti naudojamos lempos, kurios ásidega per keletà ar keliolika minuèiø.

2.1.9 Apðvietimo árenginiø montavimas ir prieþiûra Ðviesos ðaltinis ádedamas á ðviestuvà, kuriame yra reikalingi lempos priedai (stabilizatorius, starteris). Ðviestuvas ðviesà sklaido, tai lemia ðviesos ðaltinio, atðvaito ir gaubto konfigûracija bei tarpusavio iðdëstymas. 112

Pageidaujama ðviesos sklaida (2.20 pav.) gaunama nukreipiant ðviestuvà atitinkamu kampu á apðvieèiamà pavirðiø. Kai kuriuose ðviestuvuose galima reguliuoti ðviesos ðaltinio padëtá atðvaito atþvilgiu (2.21 pav.); galima nukreipti ðviesos pluoðtà á norimà vietà, nekeièiant strëlës ilgio. Reikia atsiminti, kad kai kurie ðviesos ðaltiniai taisyklingai veikia tik bûdami gamintojo nurodytoje padëtyje ir leistinas nuokrypis nuo jos yra nedidelis, pavyzdþiui, 10°.

2.20 pav. Gatvinis ðviestuvas HGS/SGS 203 gyvsidabrio ir didþiaslëgëms 70 ÷ 150 W natrio lempoms — Philips Lighting Poland, Pila: a) bendras vaizdas (apmuða ið poliestero-stiklo laminato, gaubtas ið polikarbonatø); b) laipsniðkas atðvaito padëties reguliavimas; c) ðviesos sklaida esant ávairioms atðvaito padëtims: 5, 3 ir 1

113

2.21 pav. Ðviestuvas SOLAR 400 gyvsidabrio ir didþiaslëgëms natrio lempoms — MAZDAPROJELUX, Prancûzija 1 — ðviesos ðaltinis, 2 — patronas su sriegiu E40, 3 — átaisas ðviesos ðaltinio padëèiai reguliuoti, 4 — stabilizatorius, 5 — polipropileninis dangtis, 6 — aliumininis atðvaitas, 7 — pleksiglazinis gaubtas, 8 — aktyvintos anglies filtras

Ðviestuvuose su didelës galios ðviesos ðaltiniais laidø izoliacija smarkiai ákaista, o jos paþeidimas gresia trumpuoju jungimu. Reikalingi laidai su ðilumai atsparia izoliacija arba su atitinkamu apvalkalu, pavyzdþiui, ið stiklo pluoðto. Jø neturint, laidai turi bûti montuojami taip, kad nesiliestø nei vienas su kitu, nei su ðviestuvo metalinëmis dalimis. Iðorinës ðviestuvo dalys taip pat gali pasiekti aukðtà temperatûrà; todël tik atitinkamai paþymëtus ðviestuvus (2.3 lentelë) galima montuoti ant degios medþiagos pagrindo. Drëgnoje arba dulkëtoje aplinkoje esantys ðviestuvai turi bûti sandarûs. Bet kurio elektros árenginio apdangalo apsaugos laipsnis þymimas dviem raidëmis IP ir dviem skaièiais, ið kuriø: — pirmasis nurodo apsaugos nuo prisilietimo prie átampà turinèiø daliø bei paðaliniø daiktø (ir dulkiø) patekimo á árenginio vidø laipsná; — antrasis nurodo apsaugos nuo vandens patekimo á árenginio vidø laipsná. Abu apsaugos laipsniai yra tarpusavyje susijæ, nes pagaliau neámanoma ásivaizduoti apdangalo IP 15 (apsaugotas nuo vandens èiurkðliø, bet gresia á já ákiðti pirðtà). Apsaugos laipsniai pateikiami 2.4 lentelëje. Jeigu taisyklëse keliami reikalavimai tiktai vienam ið apsaugos laipsniø, tai antrasis þymimas raide X (pvz., IP 5X, IP X3). Vandeniui nelaidaus apdangalo vidus kvëpuoja, nes jame smarkiai kinta temperatûra. Áðildamas apdangalas iðstumia orà á iðoræ, o atauðdamas já ásiurbia. Viduje pamaþu renkasi dulkës; taip pat, kondensuojantis vandens garams, gali rinktis ir vanduo. Veiksminga apsaugos priemonë — aprûpinti apdangalà aktyvintos anglies arba putø pavidalo plastiko filtru (2.21 pav.). Tada apdangalas kvëpuoja pro filtrà, sulaikantá patenkanèius ið oro terðalus bei vandens daleles. Ilgainiui ðviestuvø atðvaitai bei gaubtai apsiterðia ir padidëja ðviesos srauto nuostoliai; tas pats nutinka, nors lëèiau, ir sandariems apdangalams. 114

2.3 lentelë

Sutartiniai þymëjimai ant ðviestuvø gaubtø Þymëjimas

Charakteristika Apdangalo apsaugos laipsnis pagal 2.4 lentelæ Apdangalo apsaugos laipsnis IP 5X (dulkëms atsparus gaubtas) Apdangalo apsaugos laipsnis IP 6X (nepraleidþiantis dulkiø gaubtas) Apdangalo apsaugos laipsnis IP X1 (laðams atsparus gaubtas) Apdangalo apsaugos laipsnis IP X3 (lietui atsparus gaubtas) Apdangalo apsaugos laipsnis IP X4 (purslams atsparus gaubtas) Apdangalo apsaugos laipsnis IP X5 (èiurkðlëms atsparus gaubtas) Apdangalo apsaugos laipsnis IP X7 (vandeniui atsparus gaubtas)

... m

Apdangalo apsaugos laipsnis IP X8 (vandeniui sandarus gaubtas iki ... m gylio) Ðviestuvas, pritaikytas pritvirtinti prie degios medþiagos (ne maþesnës kaip 200 °C uþsidegimo temperatûros) pagrindo Ðviestuvas, pritaikytas montuoti gaisro atþvilgiu pavojingose vietose, kur iðsiskiria degiø dulkiø bei skaidulø Iðlydþio lempos ðviestuvas, pritaikytas montuoti balduose, pagamintuose ið sunkiai degiø medþiagø Iðlydþio arba kaitinamosios lempos ðviestuvas, pritaikytas montuoti balduose, pagamintuose ið medþiagø, turinèiø degimo atþvilgiu neapibrëþtø savybiø (taip pat ið lengvai deganèiø)

ECG arba EVG

Ðviestuvas su elektroniniu stabilizatoriumi Ðviestuvas, apdovanotas pramonës þenklø konkurse

115

2.4 lentelë

Elektros árenginiø gaubtø apsaugos laipsniai Pirmasis skaièius — apsauga nuo prisilietimo ir paðaliniø daiktø patekimo

Apsaugos laipsnis nuo prisilietimo apsaugos nëra apsaugos nëra

ranka

pirðtu

árankiu

116

Uþdanga

Apsaugos laipsnis

nuo nuo nuo panardinimo panardinimo nuo bangø èiurkðliø

nuo purslø nuo lietaus

Antrasis skaièius — apsauga nuo vandens patekimo

nuo krentanèiø laðø

apsaugos nëra

kad nepatektø viela, kurios skersmuo

Uþdangos drëgnoms patalpoms Uþdangos ðlapioms patalpoms

viela

dulkëms atspari uþdanga

dulkëms sandari uþdanga

Vietoje, kur labai daug dulkiø, per porà mënesiø gali net keletà kartø sumaþëti ðviestuvo siunèiamas ðviesos srautas ir dël to — apðvieta. Priklausomai nuo uþterðimo ðviestuvus reikia valyti ávairiais laiko tarpais — nuo poros savaièiø iki vieneriø metø. Valomas ðviesos ðaltinis, atðvaitas, gaubtas ir kiti elementai, sudarantys ðviestuvo optinæ sistemà. Retai kada pakanka tik pavalyti sausu minkðtu skuduru. Drëgnose vietose, kur yra alyvos ir kitø medþiagø garø, ðviestuvus reikia valyti atitinkamai parinktais skiediniais, kurie paðalina terðalus, bet nekenkia jo dalims. Pavyzdþiui, atðvaitai ið anodizuoto1) aliuminio plaunami paðildytu muilo tirpalu ir kas penkios ðeðios tokios operacijos papildomai — 5 % druskos rûgðties tirpalu, paskui jie dar kartà rûpestingai perplaunami. Reikia rûpintis ne tik ðviestuvø, bet ir lubø bei sienø ðvara, kad jos sugertø kuo maþiau ðviesos srauto. Jeigu ðviestuvas prie ðviesos ðaltinio, stabilizatoriaus ir kitø elementø sukonstruotas taisyklingai, prieiti lengva (net nenaudojant árankiø) (2.22 pav.). Tokius lengviau valyti, keisti lempas ir ðalinti gedimus.

2.22 pav. Ðviestuvas SOLAIR 125 gyvsidabrio lempoms — MAZDA-PROJELUX, Prancûzija: a) normalioje darbo padëtyje; b) padëtyje, leidþianèioje atlikti prieþiûros darbus 1 — spyna, laikanti gaubtà, 2 — dangèio ramstis, nuleidus dangtá pasislepiantis ðviestuvo viduje

Eksploatuojant rûpesèiø sukelia blogas priëjimas prie aukðtai sumontuotø ðviestuvø. Pramoninëse patalpose naudojamas kranas, tam skiriamos keliamosios aikðtelës arba platformos. Kitais atvejais gali praversti: — kopëèios, taip pat sudedamosios mechaninës; — nestacionarieji këlikliai; — veþimëliai ir automobiliai su lauþytu arba teleskopiniu këlikliu (2.23 pav.). Anodinimas — tai elektrocheminis procesas, kurio metu aliuminio pavirðiuje, daþniausiai saugant nuo korozijos, sudaromas oksido apvalkalas. 1)

117

2.23 pav. Prieþiûros darbai tunelyje (1840 m ilgio) po Liono miesto centru — MAZDA-PROJELUX, Prancûzija: a) automobilis su teleskopiniu këlikliu; b) automobilis su áranga tunelio sienoms ir ðviestuvams plauti

2.2. Elektroterminiai árenginiai 2.2.1. Bendros þinios Atliekant daugelá technologiniø procesø, perdirbamos þaliavos ir pusfabrikaèiai áðyla. Ðildymo (kaitinimo) procesø sutinkama taip pat kitose gyvenimo ir þmogaus veiklos srityse, pavyzdþiui, namø ûkyje (virimas, vandens bei patalpø ðildymas). Iki elektrifikavimo eros ðildymui buvo 118

naudojami kuro árenginiai, kurie generuoja ðilumà, degindami kietàjá, skystàjá arba dujiná kurà. Prieð keletà deðimtmeèiø juos vis labiau ëmë nukonkuruoti elektroterminiai árenginiai, kurie ið tinklo imamà elektros energijà keièia á ðilumà. Elektros energija gaminama daugiausia ðiluminëse elektrinëse ið ðiluminës energijos. Bendras elektrinës naudingumo koeficientas dël technologinio proceso (þr. 8.1 pav.) ypatumø yra maþas, nedaug didesnis kaip 1/3. Ið ðiluminës energijos gaminti elektros energijà (elektrinëse) ir paskui jà vël keisti ðilumine (elektroterminiuose árenginiuose) atrodo nelabai logiðka. Pagaliau kiekvienam energetiniam pokyèiui reikia brangiø árenginiø, taip pat kiekvienà kartà patiriama energijos nuostoliø. Uþuot elektrinëse deginus kurà1) elektrotermijos poreikiams, gal geriau já deginti kuro árenginiuose, gaminant ðilumà technologinëms ir buitinëms reikmëms? Atsakyti ne taip paprasta. Bûna atvejø, kada — vertinant vien tiktai energetiniu poþiûriu — elektrinis ðildymas, kaip sunaudojantis (elektros energijos gamybai) daugiau kuro negu lygiavertis ðildymas kuro árenginiais, turëtø bûti atmestas. Taèiau elektrinis ðildymas gali bûti pasirenkamas dël kitø aplinkybiø: ðildant elektra, tiksliai reguliuojama temperatûra ir kiti parametrai, didelis ðildymo greitis, maþiau terðiama aplinka. Taip pat bûna atvejø, kai elektriniam ðildymui reikia maþiau energijos negu ðildant kuro árenginiais. Bûtent tada, kai ðiluma iðsiskiria tiesiog ðildomoje ákrovoje ar net, jeigu pakanka, maþoje jos dalyje. Pagaliau kartais technologinio proceso reikalavimus gali tenkinti tik elektrinis ðildymas, o kuro árenginius reikia atmesti ið anksto. Bûtent tada, jeigu ákrova turi bûti kaitinama: — dirbtinëje atmosferoje (kitokioje nei oro) arba vakuume; — iki labai aukðtos temperatûros, nepasiekiamos kuro árenginiuose; — tiktai vietomis arba net atskiruose taðkuose. Kartais elektroterminiai árenginiai pramonëje tiesiog nepakeièiami, o kai kada — tai vertingiausia ir tobuliausia alternatyva kuro árenginiams. Panaðiai ir gyvenamuosiuose namuose... Mums dar priimtini tokie kuro árenginiai kaip dujinë viryklë arba dujinis vandens ðildytuvas, sunkiau — anglimis kûrenama viryklë ir koklinë krosnis, bet kas gi sutiktø atsisakyti elektrinës laidynës arba elektrinio lituoklio? Toliau pateikiami elektroterminiai árenginiai pagal ðilumos generavimo principus skirstomi á varþinius, elektrodinius, lankinius, indukcinius, Tas kuras nëra identiðkas, ir tai kalba elektrotermijos naudai. Elektrinëse deginamos blogesniø rûðiø anglys, o pramoninës krosnys veikiau reikalauja skystojo arba dujinio kuro. 1)

119

ðiluminës talpos ir spinduliavimo. Pramoniniai elektroterminiai árenginiai yra dviejø rûðiø: — krosnis, arba kitaip tariant, árenginys, turintis kaitinimo kamerà, á kurià dedama ákrova; — kaitintuvas, arba árenginys, neturintis kaitinimo kameros. Tiesioginio kaitinimo árenginiuose ðiluma iðsiskiria tiesiog kaitinamoje ákrovoje. Tuo tarpu netiesioginio kaitinimo árenginiuose ákrovai perduodama ðiluma sukuriama kaitinimo elemente, elektrolite, elektros lanke arba spinduliø generatoriuje. Pasitaiko (pavyzdþiui, lankinëje krosnyje), kad kartu vyksta tiek tiesioginis, tiek ir netiesioginis kaitinimas; klasifikuojant árenginius, neaptarinëjama ta kaitinimo rûðis, kuri menkai tedalyvauja suteikiant ákrovai ðiluminæ energijà ir galià.

2.2.2. Varþiniai elektroterminiai árenginiai Pagal Dþaulio dësná srovë I, tekanti per varþà R, iðskiria per laikà t ðiluminæ energijà I2Rt. Ðis reiðkinys atsiranda laiduose ir apvijose, kurie dël to áðyla, o tai blogai, nes patiriami energijos nuostoliai (þr. B priedà), kuriuos elektrikai stengiasi maþinti. Tuo tarpu varþiniuose elektroterminiuose árenginiuose ðis reiðkinys naudingas — iðsiskyrusi energija naudojama kaip naudinga ðiluminë energija. Varþiniai patalpø ðildytuvai naudojami papildomai ðildyti patalpas uþëjus didesniems ðalèiams arba ávykus centrinio ðildymo árenginiø avarijai. Reèiau — nuolat, naudojant akumuliacinius ðildytuvus arba termoforus koklinëje krosnyje, dar retesnis — akumuliacinis ðildymas laidais, sumontuotais grindyse. Tuo paros metu, kai energija pigesnë, ðilumos akumuliatorius (ðamotas, betoninë grindø plokðtë) kaupia ðilumà, iðsiskirianèià kaitinimo elementuose, o per likusá paros laikà jà atiduoda patalpai. Pastatuose, kuriuose nëra centrinio ðildymo, árengiami varþiniai vandens ðildytuvai: akumuliaciniai arba nutekamieji (2.24 pav.). Akumuliaciniai ðildytuvai turi didelius ðilumine izoliacija padengtus vandens rezervuarus. Vanduo ðildomas pigesne energija, daþniausiai naktá; jis èia yra ðilumos akumuliatorius. Nutekamajame ðildytuve kaitinimo elementai ájungiami kartu su átekanèio vandens sklende tik tam laikui, kai vanduo á rezervuarà áteka, o iðskiriamà galià elektroninis reguliatorius (2.4 pav.) priderina prie pertekanèio vandens debito (dm3/s). Nutekamojo ðildytuvo gabaritai daug kartø maþesni uþ akumuliacinio, o imamoji galia — daug kartø didesnë. 120

2.24 pav. Varþiniai vandens ðildytuvai: a) akumuliacinis (pavyzdþiui, talpa 100 l, galia 2 ÷ 6 kW, aukðtis 120 cm); b) nutekamasis (pavyzdþiui, galia 18 ÷ 24 kW, aukðtis 50 cm) 1 — átekëjimas, 2 — iðtekëjimas, 3 — rezervuaras, 4 — kaitinimo elementas, 5 — apmuða, 6 — ðiluminë izoliacija, 7 — temperatûros reguliatoriaus jutiklis, 8 — temperatûros ribotuvas, 9 — átekanèio vandens sklendë, 10 — atbulinis voþtuvas

Pramonëje naudojamos vidutinio ðildymo varþinës krosnys. Jø ðildymo kameros forma bei matmenys pritaikyti prie ákrovos. Ðiluminë energija iðsiskiria kameroje ámontuotuose kaitinimo elementuose. Toliau iðvardijami ðiø krosniø tipai. • Kamerinë krosnis labiausiai paplitusi. Ji turi vertikalià ðildymo kamerà. Priekinëje jos sienoje yra durys pro kurias ákraunama ir iðkraunama ákrova (2.25 pav.). • Tunelinë krosnis turi ilgà (iki keliasdeðimt metrø) ðildymo kamerà, o ákrova, ákrauta á kameros prieká, ðildant slenka iki angos kameros gale ir ten iðkraunama. • Giluminë krosnis turi ðildymo kamerà su atidaromu virðutiniu dangèiu; be to, virð prieþiûros aikðtelës ar grindø lygio iðsikiðusi tik virðutinë krosnies dalis (2.26 pav.) • Voninë krosnis turi vonios pavidalo ðildymo kamerà (2.27 pav.). 121

2.25 pav. Varþinë kamerinë krosnis POK-71.1, kurios vardinë galia 20 kW, vardinë temperatûra 1000 °C, aukðtis 2 m — ELTERMA, Ðviebodzinas 1 — spiralinis kaitinimo elementas atspariose ugniai fasoninëse dalyse, 2 — krosnies pado plokðtë ið kaitrai atsparaus plieno, 3 — durys, 4 — rankinë durø pavara, 5 — lakðtinio plieno apmuða

a)

2.26 pav. Varþinë giluminë krosnis su dirbtine atmosfera PEGat-950/3. Krosnies vardinë galia 90 kW, vardinë temperatûra 950 °C — ELTERMA, Ðviebodzinas: a) ádëtos á lizdà krosnies pjûvis 1 — kaitinimo elementai, 2 — ugniai atsparios medþiagos sluoksnis, 3 — termoizoliacinis apmuðalas, 4 — plieninë apmuða, 5 — dangtis, 6 — hermetinë retorta ið kaitrai atsparaus plieno, 7 — dirbtinës atmosferos áleidimo anga, 8 — atmosferos iðmetimo anga, 9 — atmosferos cirkuliacijos ventiliatoriaus variklis

122

2.26 pav. Varþinë giluminë krosnis su dirbtine atmosfera PEGat-950/3. Krosnies vardinë galia 90 kW, vardinë temperatûra 950 °C — ELTERMA, Ðviebodzinas: b) bendras vaizdas (matmenys pateikiamai metrais) 4 — plieninë apmuða, 8 — atmosferos iðmetimo anga, 9 — atmosferos cirkuliacijos ventiliatoriaus variklis

2.27 pav. Varþinë voninë krosnis terminiam metalø apdirbimui druskos vonioje (vardinë temperatûra 550 °C, vardinë galia 20 ÷ 50 kW, ilgis 1,8 ÷ 2,5 m) 1 — druskos vonia, 2 — termoizoliacinis apmuðalas, 3 — plieninë apmuða, 4 — atidaromas dangtis su termoizoliaciniu indëliu, 5 — vamzdþiai su kaitinimo elementais, 6 — prijungiamoji dëþutë, 7 — temperatûros daviklis

123

Pagal vardinæ temperatûrà ðildymo kameroje nustatytomis darbo sàlygomis krosnys skirstomos á: 1. Þemos temperatûros, kuriø vardinë temperatûra iki 300 °C; pavyzdþiui, dþiovyklos, naudojamos dþiovinti produktams, lakuotiems gaubtams, elektros maðinø ir elektromagnetø apvijoms, prieð tai prisotintoms izoliaciniu laku. 2. Vidutinës temperatûros, kuriø vardinë temperatûra 300 ÷ 1300 °C. Ðiai grupei priklauso dauguma varþiniø krosniø, taikomø terminiam glazûros iðdegimui ir terminam metalø apdirbimui ore (ákaitinimui prieð grûdinimà arba plastiná apdirbimà, iðdegimui, atleidimui, medienos dþiovinimui), dirbtinëje atmosferoje (ðviesiajam grûdinimui, ðviesiajam atleidimui, anglinimui, azotinimui, cianavimui) arba druskos vonioje. 3. Aukðtos temperatûros, kuriø temperatûra aukðtesnë kaip 1300 °C. Naudojamos terminiam metalø apdirbimui, reikalaujanèiam aukðtesnës temperatûros, metalø lydymui, porceliano ir kitos keramikos, glazûros iðdegimui. Krosnys statomos ið medþiagø, turinèiø atitinkamas savybes, o joms keliami reikalavimai yra tuo grieþtesni, kuo aukðtesnë krosnies vardinë temperatûra ir kuo daugiau neigiamø faktoriø, atsirandanèiø krosniai dirbant, pavyzdþiui, daþni ir staigûs temperatûros pokyèiai, iðsiskiria kenksmingi cheminiai junginiai, skystojo metalo purslai. Vidutinës ir aukðtos temperatûros krosniø ðildymo kamerø apkrautoms konstrukcinëms dalims reikalingos kaitrai atsparios medþiagos, pavyzdþiui, chromo ir chromo nikelio plienai, karborundas. Ið jø gaminami kabliai kaitinimo elementams pakabinti, tuneliniø krosniø transporteriai, krosnies pado plokðtës (2.25 pav., 2.28 pav.), puodai ir retortos smulkiai ákrovai (2.26 pav.). Kaitinimo kameros (2.28 pav.) sienoms naudojamos ugniai atsparios medþiagos. Vidutinës temperatûros krosnims — ðamotas, gaunamas iðdegant ugniai atsparius molius ir turintis silicio dioksido SiO2 bei aliuminio oksido Al2O3. Nepageidaujamos ávairios priemaiðos, ypaè geleþies oksido Fe2O3, pagreitinanèios kaitinimo elementø ugniai atspario2.28 pav. Varþinë kamerinë krosnis 1 — kaitinimo elementai, 2 — ugniai atsparios fasoninës dalys, 3 — ugniai atsparus mûras, 4 — ðiluminës izoliacijos apmuðalas, 5 — plieninë apmuða, 6 — kaitrai atspari krosnies pado plokðtë

124

se fasoninëse dalyse susidëvëjimà. Ðamotas gaminamas plytø, vamzdþiø, milteliø ir kitokio pavidalo. Ið ðamotiniø milteliø padarytu skiediniu uþpildomi plyðiai mûrijant ðamotiná kameros apmuðalà. Ugniai atsparios medþiagos turi bûti ne tik atsparios aukðtai temperatûrai, bet ir turëti pakankamà ðiluminæ bei elektrinæ izoliacijà. Dël to iðkyla sunkumø, nes ugniai atspariø medþiagø varþa nëra didelë ir maþëja kylant temperatûrai. Taigi reikia taikstytis su kur kas didesnëmis nuotëkio srovëmis (net iki 25 mA didelës galios krosnyse) negu kituose elektros árenginiuose. Ðios srovës teka per ugniai atsparias medþiagas ið kaitinimo elementø á metalinæ krosnies apmuðà, taip pat ir tarp atskirø elementø. Nuotëkio srovëms maþinti laikikliai ir pereinamosios ávorës, besilieèianèios su elementais, gaminamos ið aukðtai temperatûrai atspariø medþiagø, turinèiø gerà elektrinæ izoliacijà (steatitas, þërutis). Ðildymo kamerai reikalinga gera ðiluminë izoliacija, kad bûtø kuo maþesni ðilumos nuostoliai, t. y. kuo maþiau jos sklistø á aplinkà, kartu didëjant krosnies naudingumo koeficientui. Ðiluminë izoliacija dedama tarp krosnies atsparaus ugniai mûro ir plieninës apmuðos (2.28 pav.). Ðiluminei izoliacijai naudojamos ðios medþiagos: korëtasis ðamotas, diatomitas, ðlako arba stiklo vata, stiklo vilna. Anksèiau naudotas asbestas pasirodë besàs labai nuodingas ir já gaminti bei naudoti dabar uþdrausta. Kaitinimo elementai gaminami ið metalø ir ið nemetalø. Metalus lengva apdirbti, keisti jø pavidalà (lenkti, vynioti) ir jungti juos kaitinant, lituojant, suvirinant. Ið vielos arba juostos galima pagaminti (2.29 pav.) reikiamà kaitinimo elementà, o paþeistà — lengva pataisyti. Tinka ðios medþiagos (skliausteliuose maksimali leistina darbo temperatûra ore): — nikelio lydiniai, t. y. vario lydiniai su nikeliu ir manganu (400 °C); — chromo-nikelio lydiniai, galimi ir su geleþies priedais (1200 °C); — ferochromaliai, t. y. geleþies, chromo ir aliuminio lydiniai, galimi ir su kobalto priedais (1000 ÷ 1350 °C), taip pat plaèiai þinomos medþiagos: ðvedø kantalas ir lenkø baidonalas; — sunkiai besilydantys grynieji metalai: platina, molibdenas ir volframas, kuriø maksimali leistina darbo temperatûra atmosferoje be deguonies arba vakuume 1500 ÷ 3000 °C; jie naudojami iðimtiniais atvejais, nes brangûs.

2.29 pav. Metaliniai kaitinimo elementai: a) banginis; b) spiralinis 1 — kaitinamoji dalis, 2 — antgalis

125

Nemetaliniø kaitinimo elementø formos negalima pakeisti ir jie krosnyje ámontuojami tokio pavidalo, kokio buvo pagaminti (2.30 pav.). Átrûkæs ar paþeistas kaitinimo elementas pakeièiamas. Prie nemetaliniø kaitinimo elementams naudojamø medþiagø priklauso: — karborundas arba silicio karbidas SiC (1400 ÷ 150 °C), teikiamas fasoniniø vamzdþio daliø pavidalo ir prekyboje vadinamas silitu; — superkantalas arba molibdeno silicidas MoSi2 (1700 ÷ 1800 °C); — grafitas, kurio leistinoji darbo temperatûra aplinkoje be deguonies arba vakuume 2500 ÷ 3000 °C.

2.30 pav. Nemetaliniai kaitinimo elementai: a) silitiniai; b) superkantaliniai 1 — kaitinamoji dalis, 2 — antgalis, 3 — jungiamasis gnybtas

Krosnies vardinë temperatûra, gaunama kaitinamojoje kameroje, yra, aiðku, þemesnë negu kaitinimo elementø. Todël lengva nurodyti, kurios ið minëtø kaitinimo elementams naudojamø medþiagø tinka þemos ir vidutinës temperatûros krosnims, o kurios — aukðtos temperatûros krosnims. Vidutinës temperatûros krosnyse galima pasiekti kaitinimo temperatûrà ne didesnæ kaip 1800 °C (ore) ir 3000 °C (aplinkoje be deguonies arba vakuume). Tai riboja ðiø krosniø pritaikymo galimybes. Uþ kitas krosnis jos pranaðesnës tuo, kad jose galima kaitinti ið ávairias fizines savybes turinèiø medþiagø pagamintus bet kokios formos gaminius. Nuo medþiagos, ið kurios pagaminti kaitinimo elementai, labai priklauso krosnies darbo patikimumas ir jos remonto poreikis. Ðias problemas galima trumpai pailiustruoti krosnies su ferochromalio kaitinimo elementais pavyzdþiu. Ferochromalio varþa, kylant temperatûrai, auga nedaug ir ðalta krosnis (esant tai paèiai kaitinimo elementø sujungimo schemai) sunaudoja keletu ar keliolika procentø didesnæ srovæ negu ákaitusi1). Maitinimo tinklui tai neturi jokios reikðmës. Ferochromaliai gerai iðsilaiko ore ir neutralioje (pvz., azoto) atmosferoje. Jø pavirðiuje susidaro apsauginis Ðios srovës reikia keletà kartø didesnës, kai sujungti ðalti kaitinimo elementai, pagaminti ið volframo, molibdeno, ypaè ið superkantalo. 1)

126

aliuminio oksido Al2O3 sluoksnelis, saugantis nuo korozijos gilesnius sluoksnius. Taèiau ferochromalius neigiamai veikia: — anglinimo proceso metu susidaranti atmosfera, kuri turi anglies oksidø, vandenilio, vandens garø bei angliavandeniliø ir iðtirpdo apsauginá aliuminio oksido sluoksnelá1); — ðarminiai metalai, cianas, chloro junginiai, iðsiskiriantys iðdegant glazûrà; — geleþies oksidai, galintys nusësti ant kaitinimo elementø, esanèiø krosnies pade, ákaitintø plieniniø gaminiø nuodegø pavidalu (2.28 pav.); — iðlydyti metalai, gresiantys cinko, vario, alavo, aliuminio ir kitø metalø lydymo krosniø kaitinimo elementams. Ferochromaliai yra maþiau plastiðki negu chromo nikelis ir kaitinimo elementus ið jø pagaminti sunkiau. Kelis kartus ákaitinus, pasikeièia jø kristalinë struktûra, atðalæ jie tampa trapûs ir jau nelenktini. Kaitinimo elementø antgaliai, jungiami prie gnybtø, per daug nekaitintini. Jie turi bûti pakankamai ilgi, o jø skerspjûvis — gerokai didesnis uþ paties kaitinimo elemento skerspjûvá (2.29 pav., 2.30 pav.). Netoli krosnies árengiama valdymo spinta, kurioje sumontuojama: 1) trifazës krosnies kaitinimo elementø perjungimo ið þvaigþdës á trikampá sistema, skiriama, pavyzdþiui, ðaltos krosnies ákaitinimui paspartinti; 2) temperatûros automatinio reguliavimo sistema, valdoma elektrinio termometro, matuojanèio temperatûrà kaitinimo kameroje ir ájungianèio bei iðjungianèio kaitinimo elementus; koks procesas ten vyksta, vaizduojama 2.31 paveiksle, jame taip pat pateikti kaitinimo elementø naudojamos galios ir temperatûros kitimo grafikai; 3) krosnies durø, ventiliatoriaus pavaros ir kitos pavarø sistemos; 4) elektros energijos skaitiklis ir kiti matavimo prietaisai (ampermetras, voltmetras, vatmetras); 5) valdymo ryðiai ir apsaugos prietaisai. Galia

Laikas

Temperatûra

2.31 pav. Kaitinimo krosnies darbo procesas: a) kaitinimo elementø naudojamos galios grafikas; b) temperatûros kaitinimo kameroje grafikas ϑ0 — aplinkos temperatûra, ϑn — reguliatoriuje nustatyta temperatûra 1)

Krosnies ákaitinimas

Normalus darbas

Laikas

Kelis kartus krosná ákaitinus ilgiau, laisvai pritekant oro, ðis sluoksnelis atsinaujina.

127

Varþinio ðildymo principu veikia ir tiesioginio bei netiesioginio veikimo varþiniai ðildytuvai. Netiesioginio ðildymo varþiniai ðildytuvai — tai daþniausiai izoliuoti kaitinimo laidininkai, sumontuoti: a) vamzdynuose, voþtuvuose, rezervuaruose — nustatytai tekanèio skysèio temperatûrai palaikyti, ypaè norint iðvengti, kad jis neuþðaltø ar nesustingtø; b) grunte arba betone — ðildyti gruntui inspektuose ir vengiant apledëjimo aikðteliø, laiptø, kelio pavirðiaus posûkiuose, viadukuose bei staigiuose pakilimuose. Tiesioginio ðildymo varþiniuose ðildytuvuose elektros srovë, tekëdama per ðildomà ákrovà, iðskiria joje ðilumà (2.32 pav.). Leidþiant didelæ srovæ I, iðsiskiria pakankamai didelë ðiluminë galia I2R, bet ákrova negali turëti per maþà varþà R, taigi ji negali bûti per didelio skerspjûvio. Ðiuo bûdu kaitinamos vielos, juostos, kniedës ir kiti gaminiai prieð pat juos plastiðkai apdirbant — kalant, ðtampuojant, lenkiant.

2.32 pav. Tiesioginio ðildymo varþinis ðildytuvas kniedëms ir velenëliams 1 — didelës srovës transformatorius, kurio antrinë átampa reguliuojama, pavyzdþiui, nuo 5 iki 15 V, 2 — prispaudþiamasis elektrodas, 3 — kaitinamoji ákrova, 4 — nejudamasis elektrodas

2.2.3. Elektrodiniai elektroterminiai árenginiai Elektros srovë, tekanti per elektrolità tarp á já panardintø elektrodø, iðskiria ðilumà. Ðis reiðkinys taikomas elektrodiniuose elektroterminiuose árenginiuose, kuriø tikslas; — áðildyti patá elektrolità: vandená, stiklo masæ, betono masæ; — áðildyti daiktus, panardintus á elektrolità; taip veikia elektrodinës druskos krosnys. Elektrodinës druskos krosnies tiglis (2.33 pav.) pripildytas iðtirpdytø druskø. Grynosios geleþies pagrindiniai elektrodai 2 áleisti á ugniai atsparias tiglio 3 sienas ir dël to neuþima vietos. Cheminë druskos vonios sudëtis priklauso nuo krosnies vardinës temperatûros, taigi — nuo ðiluminio apdorojimo, kuris turi bûti joje atliktas, rûðies (pradinis paðildymas, grûdinimas, cianavimas, atleidimas). Pavyzdþiui, krosnyse, kuriø aukðèiausia vardinë temperatûra 1200 ÷ 1375 °C, iðlydytame bario chloride BaCl2 grûdinami 128

árankiai ið greitapjûvio plieno. Ákrova, panardinta á druskos vonià, ákaista greitai ir tolygiai, neprieinant orui — tai svarbus ðiø krosniø privalumas. Druskos krosnis maitinama labai þema átampa, t. y. 6 ÷ 30 V ið èia pat prie jos árengto transformatoriaus su reguliuojama antrine átampa. Ðaltai krosniai ákaitinti su atauðusia, blogai laidþia druskos vonia reikia pagalbiniø elektrodø, áleistø paðildymo laikui. Kadangi nuotolis maþesnis, tarp elektrodø pradeda tekëti srovë, pakankama iðtirpinti druskos vonià. Tada pradeda tekëti srovë tarp pagrindiniø elektrodø. Druskos krosnyse svarbu pirmiausia paðildyti elektrolità; paskui jos maitinamos kintamàja srove, kad nevyktø elektrolizë ir tekanti srovë chemiðkai neskaidytø elektrolito.

2.33 pav. Elektrodinë druskos krosnis 1 — druskos vonia, 2 — pagrindiniai elektrodai, 3 — tiglis, 4 — mûras, 5 — apmuða

Taèiau termoelektrolizeriai, kuriuose tuo pat metu vyksta elektrolizë ir ðildomas elektrolitas, maitinami nuolatine srove. Kaip pavyzdá pateiksime aliuminio gamybà (2.34 pav.). Nedidelio kambario dydþio plieninës vonios dugnas ir sienos, iðmûrytos ðamotinëmis plytomis ir iðklotos grafito blokais, sudaro termoelektrolizerio katodà 2. Vonia pripildyta aliuminio oksido Al2O3 tirpalo kriolite, t. y. natrio ir aliuminio fluoride; tekanti srovë ðildo elektrolità, palaikydama jo temperatûrà apie 950 °C. Elektrolite yra ðiek tiek panardinti anodai, grafitiniai blokai 3. Vykstant aliuminio oksido Al2O3 elektrolizei: — ant katodo iðsiskiria aliuminis 4 ir skystu pavidalu (lydymosi temperatûra 657 °C) susirenka ant vonios dugno, ið kur kas dvi dienos nupilamas; — ant anodø iðsiskiria deguonis, laipsniðkai juos sudegindamas. Vienai voniai tenka vos 3,5 ÷ 4,5 V átampa. Atsiþvelgiant á didelæ darbo srovæ, á vonias atvedami didþiulio skerspjûvio ðynlaidþiai (pvz., 129

2.34 pav. Termoelektrolizeris aliuminio gamykloje: a) konstrukcija; b) maitinimas 1 — vonios apmuða (plieninë konstrukcija ir mûras), 2 — katodas, 3 — anodas, 4 — skystas aliuminis, 5 — elektrolitas, 6 — atauðusio elektrolito pluta, 7 — aukðtosios átampos maitinimo tinklas, 8 — transformatorius su antrinës átampos reguliavimu, 9 — 50 ÷ 200 kA (priklausomai nuo vonios talpos), 250 ÷ 1000 V (priklausomai nuo nuosekliai prijungtø voniø skaièiaus) lygintuvas

aliumininiai 500 000 mm2, kai srovë 100 kA). Keliasdeðimt ar net daugiau kaip ðimtas voniø sujungiamos ir maitinamos ið didelës galios lygintuvø pastotës. Aliuminio elektrolizë yra nepaprastai imlus energijai procesas, nes 1 tonos aliuminio gamybai sunaudojama 16 000 ÷ 18 000 kWh. Apie pusæ aliuminio gamybos iðlaidø sudaro iðlaidos elektros energijai.

2.2.4. Lankiniai elektroterminiai árenginiai Lankiniuose elektroterminiuose árenginiuose ðilumos ðaltinis yra didelës galios elektros lankas. Lankas — pridarantis tiek rûpesèiø jungtuvais iðjungiant srovæ — yra naudingas ir naudojamas kaitinimo bei suvirinimo árenginiuose. Lankinis kaitinimas apibûdinamas nevienoda temperatûra per visà ákrovos tûrá, nes lanko stulpas yra palyginti nedideliø matmenø ir labai aukðtos temperatûros, siekianèios 10 000 °C. Ðios rûðies kaitinimas tinka lydyti metalams, ypaè sunkiai besilydantiems, bet netinka ðiluminio apdirbimo procesams. Labiausiai þinomas árenginys yra lankinë plieno lydymo krosnis (2.35 pav.). Lankas dega tarp elektrodø 4 ir ákrovos 6; trifazëje krosnyje yra trys elektrodai, sujungti trikampiu (þiûrint ið virðaus). Elektrodai, kuriø skersmuo siekia net 0,6 m, yra pagaminti ið grafito su priemaiðomis, sumaþinanèiomis elektronø emisijai reikalingà energijà ir ribojanèiomis

2.35 pav. Plieno liejyklos lankinë krosnis 1 — krosnies kamera (plieninë apmuða ir mûras), 2 — iðleidþiamoji anga, 3 — skliautas, 4 — elektrodai, 5 — elektros lankas, 6 — ákrova, 7 — ákrovos langas

130

susidëvëjimà veikiant lankui. Vienai tonai pagaminto plieno sunaudojama beveik 10 kg elektrodø grafito. Elektrodai juda, kiekvienà jø — nepriklausomai nuo likusiø — nuleidþia ir pakelia lanko reguliatoriaus valdomas variklis. Reguliatorius kiekvienoje fazëje palaiko tinkamiausio lygio lanko átampà (100 ÷ 300 V) bei jo srovæ atskirais krosnies darbo etapais. Plieno liejyklos lankinës krosnies darbo ciklas supaprastintai atrodo ðitaip: • Krosnies ákrovimas. Atidarius skliautà 3 (2.35 pav.), virðum krosnies kameros 1 kranu uþkeliamas kauðas su daugiatone ákrova: plieno lauþu, kalkëmis ir kitais priedais. Kauðas apaèioje atsidaro ir ákrova ákrenta á katilà; ði operacija ávyksta greitai, per keletà minuèiø, kad neatauðtø atvira krosnis. • Ákrovos iðlydymas, trunkantis apie 2 valandas. Kad uþsidegtø lankas, elektrodai nuleidþiami, kol susisiekia su ákrova, ir tuojau pat pakeliami; ávyksta technologinis trumpasis jungimas, lydimas didelës srovës. Kol kameroje iðsilaiko neiðlydyto lauþo krûva, jos pavirðiaus konfigûracija nuolat kinta ir toliau vyksta technologiniai trumpieji jungimai. Lanko trukmë, átampa ir srovë nuolat svyruoja. Tai „neramiausias“ krosnies darbo laikotarpis, sukeliantis maitinimo tinkle átampos svyravimus, kuriuos jauèia kiti imtuvai, ypaè lempos. • Ákrovos iðkaitinimas (ðvieþinimas), trunkantis apie 1 val. Lankas ramiai dega tarp elektrodø ir skystos ákrovos, padengtos ðlako sluoksniu. Ðlakas apsaugo ákrovà nuo elektrodø anglies ir dujø ásiskverbimo. Taip pat galimas cheminis ákrovos uþterðimas, bloginantis gaminamo plieno kokybæ (silicis, manganas, fosforas ir jø junginiai). Tam ðlakas turi bûti atitinkamos cheminës sudëties. Todël krosná ákraunant pridedama kalkiø ir kitø junginiø, o iðlydymo laikotarpiui baigiantis — geleþies rûdos. Iðkaitinimas baigiamas ðlako sluoksná paðalinant. • Ákrovos redukcija. Pro ákrovos langà 7 pridedama komponentø, sujungianèiø sierà ir deguoná (kalkiø, malto kokso, medþio anglies), paskui krosnies kamera sandariai uþdaroma. Apdegant elektrodams, deguonis kameroje greitai sunaudojamas. Atmosferoje be deguonies ið plieno siera bei kiti terðalai iðvalomi iki tokio laipsnio, kokio neámanoma pasiekti Marteno krosnyje. Redukcijos laikotarpiui baigiantis, ávedami taurinantys priedai, átvirtinantys bûdingà legiruotøjø plienø sudëtá. Plieno lydymo lyginamosioms iðlaidoms sumaþinti krosniø darbo ciklas trumpinamas, tarp kitko, perkeliant redukcijà uþ krosnies ribø, á metalurgines kameras. • Plieno iðleidimas. Atitinkamas mechanizmas palenkia krosnies kamerà ir per iðleidþiamàjà angà ákrova iðteka. Lankinæ krosná maitina (2.36 pav.) prie jos árengtas krosniø transformatorius 2, turintis reguliuojamà antrinæ átampà. Srovëlaidþiu 3, jungianèiu 131

2.36 pav. Lankinës krosnies maitinimo schema 1 — transformatoriaus maitinimas (15 ÷ 30 kV), 2 — krosniø transformatorius, 3 — srovëlaidis, 4 — lanksèiø laidø pluoðtas, 5 — krosnis

transformatoriø su krosnimi, teka didelës darbo srovës — nuo keliasdeðimt iki keliø ðimtø kiloamperø. Kadangi elektrodai yra judamieji, tai srovëlaidþio dalá sudaro lankstûs laidai 4 su ðilumai atsparia izoliacija. Á kiekvienà elektrodà nutiestas tokiø lygiagreèiai sujungtø laidø pluoðtas; didelës galios krosniø laidai tuðèiaviduriai, t. y. turi kanalus auðinimo vandeniui tekëti. Dabartiniø naðiø lankiniø krosniø ákrovos talpa 30 ÷ 180 t — tai atitinka 25 ÷ 160 MVA krosniø transformatoriø galià. Pavieniam imtuvui, tokiam kaip lankinë krosnis, reikia didesnës galios negu kai kurioms didelëms pramonës ámonëms.

2.2.5. Indukciniai elektroterminiai árenginiai Indukciniai elektroterminiai árenginiai veikia kaip transformatorius — pagal þinomà principà: kai laidininke (ðiuo atveju ákrovoje), veikiant kintamajam magnetiniam laukui, indukuojasi srovë (2.37 pav.). Pirminës apvijos vaidmená atlieka þadintuvas — kintamàja srove maitinama ritë su n vijø. Ákaitinta metalo ákrova elgiasi kaip antrinë apvija su viena vija, o ja tekanti srovë yra n kartø didesnë uþ þadintuvo srovæ. 132

2.37 pav. Indukciniai elektroterminiai árenginiai: a) ðerdinë krosnis; b) tiglinë krosnis; c) tunelinis kaitintuvas 1 — þadintuvas, 2 — ákrova, 3 — lakðtinë ðerdis (ið plieno lakðtø), 4 — tiglis

Kuo didesnis daþnis, tuo labiau iðryðkëja pavirðiaus efektas (iðstumiama srovë) tiek þadintuve, tiek ákrovoje. Srovës tankis per visà laidininko skerspjûvá nevienodas, bet yra tuo didesnis, kuo arèiau pavirðiaus; esant didþiausiems daþniams beveik visa srovë teka plonu pavirðiniu laidininko sluoksniu ir tiktai ðiame sluoksnyje iðsiskiria ðiluma. Panaðiai yra ir su kintamuoju ávairaus daþnio magnetiniu srautu feromagnetinëje ðerdyje. Kuo didesnis daþnis indukciniuose elektroterminiuose árengimuose, tuo labiau: — ákrovos kaitinimas pereina ið iðtisinio (per visà tûrá) á pavirðutiná, taigi kaitinimo gylis maþëja; — þadintuvo apvijas verta gaminti tuðèiavidures, nes laido viduje srovë beveik neteka, o atsiradusiu kanalu galima paleisti auðinimo vandená; — nereikalinga tampa geleþinë ðerdis, taigi specialusis transformatorius vietoj ðerdinio tampa auðinamu oru. Kanalinëse indukcinëse krosnyse (ðerdinëse) lydomi spalvotieji metalai. Jos maitinamos tinklo daþnio srove. Ant geleþinës ðerdies 7 yra uþvyniotas þadintuvas 6. Siauras krosnies kanalas 8, supantis ðerdá, nuo jos atskirtas ugniai atspariu termoizoliaciniu iðklotu. Skystas metalas, uþpildantis kanalà, sudaro kompaktiðkà antrinæ transformatoriaus grandinæ, praleidþianèià nemaþà, pavyzdþiui, 2.38 pav. Kanalinë indukcinë aliuminio lydymo krosnis 1 — skysta ákrova, 2 — ugniai atsparus mûras, 3 — ðiluminë izoliacija, 4 — plieninë apmuða, 5 — termoizoliacinis vamzdis, 6 — þadintuvas, 7 — geleþinë ðerdis, 8 — kanalas

133

keliolikos kiloamperø, srovæ. Konvekcija ir elektrodinaminës jëgos iðjudina skysto metalo masæ ir dël to ðiluma — iðskirta daugiausia kanale — greièiau pereina aukðtyn. Atsiþvelgiant á kanalinës krosnies sandarà, jà eksploatuojant svarbu atsiþvelgti, jog: a) pirmà kartà paleidþiant krosná á darbà, krosnies kanalà reikia uþlieti skystu metalu, vëliau ið kiekvieno pirmesnio iðlydymo palikti uþliejimà kitam lydymui; b) negalima leisti, kad metalas kanale sustingtø, pavyzdþiui, nutrûkus elektros energijos tiekimui, nes besitraukdamas metalo þiedas sugadintø krosnies futeruotæ. Tiglinëse indukcinëse krosnyse (beðerdëse) lydomi taurieji metalai, legiruotieji plienai ir sunkiai besilydantieji metalai. Daþniausiai tiglinës krosnys maitinamos per tiristorinius keitiklius 0,5 ÷ 10 kHz daþnio srove, bet pasitaiko ir tinklo daþnio (50 Hz) tigliniø krosniø. Ðilumà generuoja sûkurinës srovës, indukuotos ákrovoje, kuri yra greitai besikeièianèiame þadintuvo magnetiniame lauke (2.37 pav., b). Jos teka daugiausia ákrovos sluoksnyje, esanèiame arèiausiai tiglio, sudarydamos ðiek tiek maþesnio skersmens negu jo vidaus skersmuo uþdaras apskritas kilpas. Nuo atsiradusiø elektrodinaminiø jëgø ákrova maiðosi. Tiglinëje krosnyje galima pasiekti labai aukðtà ákrovos temperatûrà, bet jà riboja tiglio futeruotës atsparumas ugniai. Tuneliniais indukciniais kaitintuvais metalai kaitinami nepertraukiamai, pavyzdþiui, prieð plastiná apdirbimà ákaitinami metalo gabalai, metaliniai virbai arba juostos. Þadintuvà sudaro ritë, per kurios vidø pertraukiama ákrova (2.37 pav., c). Toká kaitintuvà galima greitai pagaminti, pavyzdþiui, apvyniojant lanksèiu laidu (su ðilumai atsparia izoliacija) daiktà, kurá reikia ákaitinti. Maitinama, kaip ir tiglinëse krosnyse, 0,5 ÷ 10 kHz daþnio srove.

2.39 pav. Pavirðinio grûdinimo þadintuvø pavyzdþiai: a) palydovinio; b) valcø pavirðiaus; c) angø; d) dantø

134

Pavirðiniais indukciniais kaitintuvais grûdinamas maðinø daliø pavirðius. Þadintuvas (2.39 pav.) tiksliai atitinka grûdinimo pavirðiaus konfigûracijà, kad tik bûtø iðlaikytas tolygus nuotolis tarp jo ir ákrovos. Daþnis parenkamas priklausomai nuo reikalaujamo grûdinimo gylio: nuo 0,5 kHz (keletas milimetrø) iki 500 kHz (milimetro dalis).

2.2.6. Talpiniai elektroterminiai árenginiai Kondensatoriaus dielektrike atsiranda nedideli, su poliarizacija ir nutekëjimu susijæ dielektriniai nuostoliai, sukeliantys nepageidaujamà áðilimà. Talpiniai kaitintuvai dielektrikams kaitinti dielektrinius nuostolius naudoja kaip naudingà kaitinamàjà galià. Èia reikalinga didþiulë galia gaunama dël to, kad: a) ákaitusi ákrova yra daug blogesnis dielektrikas negu kondensatoriaus plokðtes skiriantysis, taigi panaðiomis sàlygomis patiriami daug didesni dielektriniai nuostoliai; b) tarp kaitintuvo elektrodø prijungiama aukðtoji átampa, siekianti 1 ÷ 2 kV 1 cm ákrovos storio; c) kaitintuvas maitinamas aukðto daþnio (13,56; 27,12 arba 40,68 MHz pramoniniø kaitintuvø atveju) átampa; naudojami tik tam tikri parinkti daþniai, kad bûtø iðvengta radioelektroniniø trikdþiø. Paprastesni talpiniai kaitintuvai primena plokðèiàjá kondensatoriø (2.40 pav.). Ákrova atsiduria tarp plokðèiøjø elektrodø: darbinio ir áþemintojo prieðprieðinio. Ðiluma iðsiskiria per visà ákrovos tûrá — tai turi didþiulæ reikðmæ, nes dauguma dielektrikø blogai praleidþia ðilumà ir jø kaitinimas netiesioginiu bûdu varþinëje krosnyje uþtruktø daug ilgiau.

2.40 pav. Talpiniø kaitintuvø sandaros principas: a) kaitintuvo medþiui klijuoti; b) kaitintuvo medþiui dþiovinti; c) termoplastiniø (polietileno, polivinito) folijø ðildytuvo 1 — ákrova, 2 — elektrinë izoliacija, 3 — plokðèiasis elektrodas, 4 — prieðprieðinis plokðèiasis elektrodas, 5 — apskritasis elektrodas, 6 — prieðprieðinis apskritasis elektrodas

135

— — — — — —

Talpiniai kaitintuvai naudojami: medienai, grûdams, vilnai, siûlø ritëms, tabakui, gabaliniam cukrui dþiovinti; medienai ir fanerai suklijuoti, medienai ir droþliø plokðtëms dekoratyvinëmis plëvelëmis apklijuoti, stiklui sujungti; grûdams ir miltams sterilizuoti (naikinant vabzdþius ir jø kiauðinëlius), pienui pasterizuoti; duonai kepti (vëliau jà perleidþiant per spinduliavimo kaitintuvà apkepama pluta); plastikinëms folijoms sujungti; gydant ligonio audiniams ðildyti ið vidaus.

2.2.7. Spinduliavimo elektroterminiai árenginiai Kai kuriuose anksèiau minëtuose elektroterminiuose árenginiuose dalis ðiluminës energijos patenka á ákrovà spinduliuodama: — ið kaitinimo elementø kamerinëje varþinëje krosnyje (2.25 pav. ir 2.28 pav.); — ið lanko ir ásidegusiø elektrodø galø lankinëje krosnyje (2.35 pav.). Tuo tarpu spinduliavimo elektroterminiuose árenginiuose ákrova ákaitinama vien tik spinduliavimu. Naudojami dvejopi infraraudonosios spinduliuotës ðaltiniai: • Aukðtos temperatûros spinduliavimo ðaltiniai, iðskiriantys spinduliavimà, kurio bangos ilgis maþesnis kaip 2 µm. Naudojami gilesniam kaitinimui. Tai 125 ÷ 500 W galios spinduliavimo lempos, kurios nuo apðvietimo kaitinamøjø lempø skiriasi þemesne kaitinamojo siûlo temperatûra (apie 1900 °C) ir vidiniu paraboloido pavidalo atðvaitu, formuojanèiu lygiagretø spinduliavimo pluoðtà (2.41 pav.). Ðiai grupei priklauso ir kvarciniai 600 ÷ 7500 W galios spinduliavimo ðaltiniai, savo sandara primenantys didelës galios halogenines kaitinamàsias lempas (2.7 pav.). • Þemos temperatûros spinduliavimo ðaltiniai, iðskiriantys spinduliavimà, kurio bangos ilgis 2 ÷ 4 µm. Naudojami pavirðiniam paðildymui. Ðio spinduliavimo energija maþesnë negu aukðtos temperatûros spinduliavimo ðaltiniø.

2.41 pav. Spinduliavimo lempa 1 — kolba, 2 — vidinis atðvaitas, 3 — kaitinamasis siûlas, 4 — cokolis

136

Tai daugiausia keraminiai arba metaliniai vamzdeliai, kuriø viduje ápresuoti kaitinimo elementai, pakeliantys temperatûrà iki 300 ÷ 800 °C. Reikalingi iðoriniai atðvaitai. Spinduliavimo bûdu perneðant ðilumà, oras neáðyla; jis net nëra bûtinas, procesas gali vykti ir tuðtumoje. Áðyla tie daiktai, kuriuos spinduliavimas pasiekia. Jie sugeria tik dalá á juos krentanèios energijos priklausomai nuo pavirðiaus spalvos ir faktûros arba nuo spinduliavimo spektro. Kaitinimas spinduliavimu taikomas dþiovinti nestorai ákrovai: daþø ir lako apvalkalams (pavyzdþiui, ant automobiliø këbulø), klijiniams apvalkalams, audiniams, popieriams, odai, grûdeliø arba milteliø pavidalo medþiagø sluoksniams. Spinduliavimo dþiovykloms (2.42 pav.) nereikia 2.42 pav. Kaitinimas spinduliavimu — Philips Lighting Poland, Pila: a) dþiovykla; b) greitas dþiovinimas po smulkaus lako apvalkalo remonto 1 — kaitinimo kamera, 2 — spinduliavimo ðaltinis, 3 — atspindinti siena, 4 — apmuða, 5 — vëdinimo kanalas

137

ðiluminës izoliacijos; nieko gero ji ir neduotø, nes ðildymo kamerà reikia vëdinti, kad bûtø ðalinamos lakiosios medþiagos (vandens garai, tirpikliai), iðsiskirianèios dþiovinant. Kaitinimas spinduliavimu taikomas taip pat ir patalpoms, tiksliau — asmenims, esantiems patalpoje, ðildyti. Tai leidþia taupiai ðildyti aukðtas patalpas, ypaè tas, kur buvojama ne nuolat (baþnyèios); ðildymas ájungiamas tik atvykstant þmonëms.

2.2.8. Kiti elektroterminiai árenginiai Mikrobangio kaitinimo esmæ sudaro tai, kad dielektrinë ákrova sugeria mikrobangio (2450 arba 5800 Mhz) spinduliavimo energijà. Toks kaitinimas taikomas duonai kepti, maisto produktams dþiovinti ir pasterizuoti; buityje paplitusios mikrobangø krosnelës, kuriomis galima greitai pagaminti arba paðildyti valgius. Plazminiam kaitinimui naudojama þemos temperatûros plazma, t. y. dël superaukðtos temperatûros (20 000 ÷ 40 000 °C) daugokai jonizuotos dujos. Sukurtà (pavyzdþiui, elektros lanke) plazmos srautà plazmotronas nukreipia á ákrovà. Pritaikoma ávairiai: metalams ir nemetalams (pavyzdþiui, ugniai atsparioms medþiagoms) lydyti, suvirinimui ir pjovimui, apvalkalams ið sunkiai besilydanèiø medþiagø nupurkðti. Elektroniniam kaitinimui naudojama aukðta átampa (kaip kineskopo lempoje) maitinamø elektrodø sistemos sukurtas elektronø pluoðtas. Elektronus iðmetanti ákrova, á kurià krenta pluoðtas, turi bûti vakuuminëje kameroje. Tai sukelia daug sunkumø, bet antra vertus, laiduoja gerà kaitinimo proceso kokybæ. Elektroninëse krosnyse lydomos sunkiai besilydanèios medþiagos, be to, jos naudojamos vietiniam grûdinimui. Elektroniniais suvirinimo aparatais galima sujungti skirtingo stambumo dalis ir dalis ið skirtingø (taip pat ið sunkiai suvirinamø bei ugniai atspariø) medþiagø. Elektroninis „græþtuvas“ gali 1 mm storio skardoje per sekundæ padaryti 1000 skyliø, kuriø skersmuo 0,1 mm. Kontroliniai klausimai 1. Á kokià ðviesos spalvà þmogaus akis reaguoja labiausiai ir á kokià — maþiausiai? 2. Pagal kurio parametro vertæ ðviesos ðaltinis gali bûti priskiriamas prie energijai maþai imliø? 3. Kas tai yra elektrinë apðvieta? Kokio ji turi bûti dydþio? 4. Kuriose darbo vietose reikalaujama ypaè stiprios apðvietos? 5. Kokiø privalumø bei trûkumø turi kaitinamoji elektros lempa, palyginti su kitais ðviesos ðaltiniais? 6. Kaip pasikeistø ðviesos srautas ir kaitinamosios elektros lempos tarnavimo laikas sumaþinus maitinimo átampà 10% (U = 0,90 Un)? 7. Kokie reiðkiniai taikomi halogeninëje kaitinamojoje lempoje norint pagerinti jos parametrus? 8. Kaip veikia tiristorinis (triodinis) kaitinamosios lempos ðviesos reguliatorius?

138

*9. Kaip pasikeistø kaitinamosios lempos parametrai ájungus á jos grandinæ diodà? (Apskaièiuok efektinæ átampos vertæ vienpusio lyginimo atveju. Paskui pritaikyk 6 klausimà.) 10. Paaiðkink ðviesos sukûrimo fluorescencinëje lempoje mechanizmà. *11. Kurie fluorescencinës lempos parametrai, pakeitus liuminoforà, pasikeièia, o kurie ne? 12. Kurioms lempoms ir kuriam tikslui reikalingas stabilizatorius? *13. Taisyklingai nubraiþyk dvi iðlydþio lempø maitinimo schemas, nenaudodamas droselio. 14. Paaiðkink reiðkiniø, vykstanèiø uþdegant fluorescencinæ lempà, eigà. 15. Kas tai yra stroboskopinis efektas ir kokià jis kelia grësmæ? 16. Kam ribojamas fluorescenciniø ir gyvsidabrio lempø ðviesos pulsavimas? *17. Iðlydþio lempos naudoja iðkraipytà (nesinusinæ) srovæ. Kokie galimi to rezultatai? *18. Koks skirtumas tarp elektroninio fluorescencinës lempos starterio ir elektroninio stabilizatoriaus? 19. Kaip veikia fluorescencinë lempa su elektroniniu stabilizatoriumi? Kokià jis duoda naudà? 20. Kodël kaitinamosios lempos reguliatorius netinka fluorescencinei lempai? 21. Suþinok dabartines kompaktiniø fluorescenciniø lempø, taip pat energijos kainas ir supaþindink tëvus su savo „verslo planu“ — pakeisti kaitinamàsias lempas fluorescencinëmis. Pateik pasiûlymà, kaip bus dalijamas laukiamas pelnas. 22. Kaip veikia gyvsidabrio bei kaitinamosios gyvsidabrio lempos? Kur jos turi bûti naudojamos? 23. Kaip veikia metalø halogenø lempos? Kur jos turi bûti naudojamos? 24. Kaip veikia maþaslëgës ir didþiaslëgës natrio lempos? Kuo jos skiriasi? Kur turi bûti naudojamos? *25. Kurios iðlydþio lempos, trumpam laikui pranykus átampai, ilgai neuþsidega? Kokia ypatybë yra joms bendra? 26. Kurios lempos skleidþia baltà ðviesà, artimà dienos ðviesai? Pateik keletà pavyzdþiø, kur tokia ðviesa reikalinga. 27. Kuriuose objektuose reikalingas avarinis apðvietimas? 28. Kuo elektriniai ðildymo árenginiai pranaðesni uþ ðildymo kuru árenginius? 29. Kas bendra akumuliaciniam ir nutekamajam vandens ðildytuvui ir kuo jie skiriasi? Kuris tinka naudotis pigesne elektros energija naktá? 30. Apibûdink kamerinës varþinës krosnies sandarà. Kokiø ji turi privalumø bei trûkumø, palyginti su krosnimis, veikianèiomis kitu principu? 31. Kokiomis ypatybëmis skiriasi metalinës ir nemetalinës varþinës medþiagos? 32. Kurie varþiniai ðildymo árenginiai tuoj po ájungimo naudoja didesnæ srovæ uþ vardinæ, kurie maþesnæ? Nuo ko tai priklauso? 33. Kaip palaikoma nustatyto dydþio temperatûra krosnies kameroje? 34. Kaip veikia ir kam naudojama druskos krosnis? 35. Kaip veikia aliuminio gamybos elektrolizeris? 36. Kaip veikia ir kam naudojama lankinë krosnis? Kodël ji sukelia átampos svyravimus? 37. Kokià reikðmæ turi krosnies arba indukcinio kaitintuvo darbo daþnumas? 38. Kaip veikia ir kam naudojamas talpinis kaitintuvas? 39. Kokios pagrindinës kaitinimo spinduliavimu taikymo sritys? 40. Kodël talpiniams ir mikrobangø kaitintuvams taikomi tiktai tiksliai nustatyti daþniai? 41. Kurie elektrinio kaitinimo bûdai taikomi: grûdams dþiovinti, sidabrui lydyti, plieniniams dantraèiams grûdinti, tekstilës gaminiams, elektros varikliø apvijoms dþiovinti, polietileno folijos pakuotëms suvirinti, vandeniui ðildyti, droþliø plokðtëms laminuoti? 42. Kurie elektroterminiai árenginiai turi didelæ nuotëkio srovæ? Dël kuriø prieþasèiø? *43. Kurie elektroterminiai árenginiai gali bûti maitinami tiek kintamàja, tiek nuolatine srove, o kurie — tiktai vienos rûðies srove ir kokios? * Þvaigþdute paþymëti sunkesni klausimai.

139

Pramoniniai þemosios átampos elektros árenginiai

3

3.1. Áþanginis þodis Pramonës ámonëse elektros energija varo maðinas ir árenginius, pavyzdþiui: stakles, suvirinimo aparatus, ðildytuvus, ðildomuosius elektrocheminius árenginius, malûnus, siurblius, kompresorius, orapûtes, kranus, konvejerius ir visiðkai automatizuotas gamybos linijas. Elektros energijà vartoja taip pat ir pagalbiniai árenginiai, tiekiantys gamybos ámonei garus, ðiltà vandená ir dujas. Be jos neiðsiverèia apðvietimas ir pagal pareikalaujamà galià smulkesni, bet svarbûs objektai ir imtuvai: reguliavimo ir matavimo prietaisai, signalizacija ir saugos sistemos. Elektriko poþiûriu, pramonës ámonëms reikia: 1) didelio pareikalaujamo galingumo, paprastai nuo keliø ðimtø kilovatø iki keliasdeðimties megavatø; 2) didelio apkrovos tankio, tenkanèio ploto vienetui kW/m2; 3) ámoniø didelio galingumo (nuo keliø ðimtø kilovatø iki keliolikos ir daugiau megavatø) pavieniams imtuvams (varikliams, krosnims) maitinti; 4) kai kurios ámonës elektros energijà gauna tiesiogiai ið aukðtosios átampos (15, 110, net 220 kV) tinklø, todël ámonës teritorijoje gali bûti aukðtosios átampos (6 ar 15 kV) skirstomasis tinklas bei termofikacinë elektrinë; 5) nutrûkus energijos tiekimui, ámonë patiria didelius nuostolius, nes sustoja gamyba, kartais sugenda árenginiai arba perdirbamos þaliavos, kyla grësmë þmoniø gyvybei; 6) elektros árenginiams gali labai kenkti aplinka: didelë oro drëgmë, vanduo, dulkës, cheminiai terðalai, smûgiai ir virpesiai; 7) árenginius priþiûri ir jø eksploatavimu rûpinasi kvalifikuoti darbuotojai. Panaðios sàlygos bûdingos ir ávairiems kitiems objektams, kurie nelaikomi pramonës ámonëmis, pavyzdþiui: didelëms statyboms, dideliems 140

ir labai elektrifikuotiems þemës ûkiams, upiø, jûrø ir oro uostams, geleþinkeliams, didþiuliams administracijos pastatams, ligoninëms, mokymo ir tyrimo ástaigoms, vandentiekio stotims, katilinëms, pagalbiniams elektrinës árenginiams. Ðie objektai yra pramoninio tipo; jø elektros árenginiai ir eksploatavimas tokie pat kaip ir pramonës ámonëse.

3.2. Pramoniniai elektros aparatai 3.2.1. Kiðtukiniai lizdai ir kiðtukai pramoniniuose árenginiuose Kiðtukiniams lizdams ir kiðtukams pramoniniuose árenginiuose keliami jau minëti (þr. 1.5 sk.) reikalavimai dël prisilietimo saugumo bei darbo ir saugos kontaktø veikimo. Pavyzdþiui, ákiðus penkiapolá kiðtukà á lizdà, pirmiausia susijungia saugos kontaktai, paskui — neutralûs ir tik vëliau — faziniai; iðtraukus — iðsijungia atvirkðtine tvarka. Remiamasi ðiais argumentais: a) jeigu nutrûkus neutraliam laidui prie trifazio tinklo prijungtume vienfazá imtuvà, atsirastø faziø átampos asimetrija, kuri bûtø juo didesnë, juo nesimetriðkesnë trijø faziø apkrova; b) prieð prijungiant kurá nors darbiná laidà (L1, L2, L3, N) turi bûti uþtikrinta sauga nenutrûkstamais apsauginiais laidais. Pramoniniams árenginiams reikia plataus kiðtukiniø jungèiø asortimento: — kai vardinë srovë 16, 32, 125 A ir didesnë; — dvipoliø, tripoliø, keturpoliø ir penkiapoliø; — ávairios vardinës átampos ir ávairaus daþnio srovës (nuolatinës, 50/60 Hz kintamosios, aukðtesnio daþnio) grandinëms. Ðiø jungèiø negalima sukeisti, pavyzdþiui, kintamosios srovës 230 V lizdui neturi tikti nei 24 V kintamosios srovës, nei 220 V nuolatinës srovës imtuvo kiðtukas. Nesukeièiamumo reikalavimai pagal tarptautines taisykles pateikiami ðitaip: • Lizdai ir kiðtukai turi darbo ir saugos kontaktus, tolygiai iðdëstytus apskritimo perimetru; jø korpusai apvalûs; iðsikiðusi kiðtukø apykaklë uþdengia kontaktus ir ðitaip garantuoja saugumà nuo prisilietimo. • Lizdas turi iðdroþà, o kiðtukas — iðkyðà, telpanèià á tà iðdroþà, kad kiðtukà bûtø ámanoma ákiðti á lizdà tik tam tikra padëtimi. • Á lizdo kontaktus reikia þiûrëti kaip á laikrodþio ciferblatà, kad minëta iðdroþa atsidurtø ðeðtos valandos vietoje. Laikrodis rodo dvyliktà 141

ðaldymo konteineriams

nuolatinë srovë iki 250 V

maitinimas ið atskiro transformatoriaus

KO (BE NTAK PIL TØ S OTO KA IÈIU ) S

valandà, o lizdo kontaktø srityje yra 12 galimø ávairiø átampos, srovës ir saugos kontaktø padëèiø (3.1, 3.2 pav.). • Vidiniai ir iðoriniai pagrindiniø lizdo ir kiðtuko elementø skersmenys yra tiksliai apibrëþti (8 dydþiø) atsiþvelgiant á átampà, vardinæ srovæ bei kontaktø skaièiø. • Patartina, kad lizdo ir kiðtuko korpuso spalva rodytø vardinës átampos vertæ (pavyzdþiui, violetinë: 20 ÷ 25 V, balta: 40 ÷ 50 V, geltona: 100 ÷ 130 V, þydra: 200 ÷ 250 V, raudona: 380 ÷ 480 V, juoda: 500 ÷ 690 V).

në lati snë nuo dide V vë 50 sro aip 2 k

þydra

raudona

juoda

geltona

3.1 pav. Pramoniniø árenginiø saugos kontaktø padëtis kiðtukiniuose lizduose, esant didesnei kaip 50 V vardinei átampai (kintamosios srovës daþnis 50 ir 60 Hz, jeigu jis nenurodomas)

142

Pilotas

Pilotas

Pavyzdys

Vardinë srovë (A)

a b

Srovës rûðis

Vardinë átampa (V)

Saugos kontakto padëtis

vienfazë

220 ÷ 240

6 h

380 ÷ 415

9 h

16, 32

c

trifazë

220/380 ÷ 240/415

6 h

d

vienfazë

220 ÷ 240

6 h

380 ÷ 415

9 h

e f g

63, 125 trifazë

3 × 380 ÷ 3 × 415

6 h

220/380 ÷ 240/415

6 h

3.2 pav. Kontaktø iðdëstymas kiðtukiniuose lizduose

• Lizdais ir kiðtukais aprûpinti árenginiai reikalauja juos apsaugoti nuo atsitiktinio atjungimo (uþkabinimu, prisukamaisiais þiedais). Esant didesnei kaip 32 A vardinei srovei, reikalingas pagalbinis kontaktas, vadinamasis pilotas, kuris galëtø atjungti átampà, jeigu atsitiktinai iðsijungtø kiðtukas ir lizdas. Jis nepriskiriamas prie poliø (kontaktø), apibrëþianèiø lizdo ir kiðtuko rûðá. Siekiant apsaugoti lizdus ir kiðtukus nuo paþeidimø, jø izoliaciniai korpusai gaminami ið plastmasës (3.3 pav.). 143

3.3 pav. Pramoniniai kiðtukiniai sujungimai su izoliaciniu korpusu (230/400 V, 16 A, 6 h) — Walther Werke, Vokietija 1 — kilnojamasis kiðtukø lizdas, 2 — kiðtukas

3.2.2. Vamzdiniai saugikliai Maþos apkrovos grandinëms apsaugoti naudojami kamðtiniai saugikliai (þr. 1.7 sk.). Ðiø saugikliø pranaðumas tas, kad jø tirptukus gali pakeisti ir nekvalifikuoti þmonës. Taèiau jie turi ir trûkumø: ájungia á grandinæ kontaktus, kurie prispaudþiami ásukus apsauginæ galvutæ. Jie blogai veikia grandinëse, kuriø didelë vardinë srovë, todël reikia vengti tokiø saugikliø, kai vardinë srovë didesnë negu 63 A. Didesnës srovës grandinëms naudojami vamzdiniai saugikliai. Juose tirpus ádëklas yra uþdarame izoliaciniame tirptuko korpuse tarp kontaktiniø peiliø (3.4 pav.). Izoliacine rankena galima ádëti keièiamà ádëklà á stovà arba iðimti ið jo esant átampai, be apkrovos; grandinës srovæ reikia bûtinai iðjungti (3.6 pav.)!

3.4 pav. Tirpusis ádëklas 160 A: a) srovës grandinë; b) bendras vaizdas 1 — kontaktinis peilis 2 — porcelianinis korpusas 3 — pagrindinis tirptukas 4 — signalinis tirptukas 5 — poveikio rodyklë 6 — izoliacinës rankenos kabiklis

144

3.5 pav. Saugiklio ádëklo pakeitimas su izoliacine rankena

3.6 pav. Atvejai, kai galima keisti þemosios átampos saugikliø ádëklus: a) kai nëra átampos; b) kai yra átampa, bet nëra apkrovos

Lenkijos pramonë gamina keturiø dydþiø tirptukø ádëklus ir jø stovus (3.7 pav.): — 00 dydþio ádëklai, kuriø tirptuko vardinë srovë: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 ir 160 A, tinkantys 160 A stovams; — 1-ojo dydþio ádëklai, kuriø tirptuko vardinë srovë: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 ir 250 A, tinkantys 250 A stovams; — 2-ojo dydþio ádëklai, kuriø tirptuko vardinë srovë: 125, 160, 200, 250, 315 ir 400 A, tinkantys 400 A stovams; — 3-iojo dydþio ádëklai, kuriø tirptuko vardinë srovë: 315, 400, 500 ir 630 A, tinkantys 630 A stovams.

3.7 pav. Saugikliø ádëklai WTN. Dydþiai: 00 (160 A), 1 (160 ir 250 A), 2 (400 A) ir 3 (630 A) — APENA, Bielsko-Biala (gL/gG charakteristika, 500 V vardinë átampa, trumpojo jungimo atjungimo srovë 100 arba 120 kA)

145

3-iojo dydþio ádëklø stovai yra vienpoliai, kiti gaminami ir vienpoliai, ir tripoliai (3.8, 3.9 pav.). Parenkant tirptuko ilgá ir formà, galima já ádëti á saugiklio ádëklà ir pasiekti norimà veikimo laikà perkrovai ir trumpajam jungimui. Galima padaryti ádëklus, kurie, esant tai paèiai vardinei srovei, turi skirtingas laiko ir srovës charakteristikas (3.10 pav.) ir ávairià iðjungimo galià. Tarptautinis ádëklo paskirties þymëjimas turi du elementus; pirmasis nurodo atjungimo diapazonà: g — ádëklas visam atjungimo diapazonui, t. y. ádëklas, tiksliai atjungiantis kiekvienà trumpojo jungimo srovæ, nevirðijanèià jo vardinës atjungimo galios; a — ádëklas ne visam atjungimo diapazonui, t. y. ádëklas, kuris nepajëgia atjungti maþø perkrovos sroviø ir kuriam reikia galios skyriklio su apsauga nuo perkrovos, atliekanèio ðià uþduotá. Antrasis þymëjimo elementas nurodo naudojimo paskirtá: G — bendrosios paskirties ádëklas, turintis laiko ir srovës charakteristikà, atitinkanèià senus inercinius ádëklus laidø apsaugai; F — ádëklas su greita charakteristika; M — ádëklas varikliø ir skirstomøjø árenginiø apsaugai; R — ádëklas puslaidininkiø árenginiø apsaugai; Ir — ádëklas transformatoriø apsaugai.

3.8 pav. Vienpoliai ir tripoliai saugiklio stovai: a) 00 dydþio; b) 1 dydþio — APENA, Bielsko-Biala

146

3.9 pav. Saugikliø ádëklai WTN-l (1 dydþio, 250 A) tripoliame stove — APENA, Bielsko-Biala 1 — prijungimo gnybtas, 2 — plieno spyruoklës, uþtikrinanèios kontaktinio peilio prispaudimà, 3 — izoliacinës pertvaros ádëklams saugiai pakeisti, kai yra átampa

Tirptuko forma: Ádëklo þymëjimas: Lydmetalis

Aiðkus pjûvio susiaurinimas

3.10 pav. Trijø saugiklio ádëklø, turinèiø tà paèià vardinæ srovæ InF, bet skirtingus tirptukus, laiko ir srovës charakteristikø palyginimas 1 — gG (uþdelsta), 2 — gF (greita), 3 — aR (labai greita)

Árenginiams ir tinklø laidams apsaugoti naudojami ádëklai gG (vokiðkai þymimi gL arba gI). Tirptuko viduryje yra lydmetalio intarpas. Jeigu siekiant iðvengti smûgio pavëlintai iðjungiama nedidelë trumpojo jungimo srovë, jà gali atstoti greito veikimo ádëklai gF (gII). Jie greièiau veikia, kai turi maþesná tirptuko skerspjûvá arba jo susiaurinimus. 147

Varikliø apsaugai reikalingi uþdelsto veikimo ádëklai, nereaguojantys á paleidimo srovæ, — aM arba gG. Transformatoriams, kurie prijungimo metu ima trumpiau, bet daugiau srovës negu varikliai, reikia gTr ádëklø. Prieðingai — puslaidininkiø árenginiai, kurie jautriai reaguoja á nedideliø gabaritø silicio plokðteliø perkaitimà, reikalauja saugikliø, labai greitai atjungianèiø trumpojo jungimo sroves, — gR arba aR. Tai pasiekiama didele tirptuko perkrova (3.10 pav.). Labai greitos charakteristikos ádëklai turi priverþiamus kontaktus (3.11 pav.), kad kol bus pakeistas saugiklis ir diodas arba vël bus apkrautas tiristorius, jis spëtø atauðti.

3.11 pav. Saugiklio ádëklas Btdu 1000/200 (1000 V, 200 A), turintis aR charakteristikà, puslaidininkiø árenginiø apsaugai

3.2.3. Automatiniø jungikliø uþdaviniai ir veikimas Automatiniai jungikliai reikalingi elektros grandinei prijungti ir atjungti. Pagrindinë jungiklio dalis — atviras kontaktas (3.12 pav.), kurio atidarymà ir uþdarymà valdo pavaros mechanizmas. Skiriamos trys jungiklio veikimo bûsenos: — kontakto uþdarymas ir srovës ájungimas, — laidumo bûsena ir srovës praleidimas, — kontakto atidarymas ir srovës nutraukimas. ä

3.12 pav. Pagrindinës automatinio jungiklio dalys 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas (1 + 2 = sujungimas), 3 — elektros lanko gesinimo kamera, 4 — pavaros mechanizmas, 5 — gnybtas

148

Pagrindinë bûsena — laidumo bûsena, kai kontaktas uþdarytas ir praleidþia srovæ. Jeigu stebëtume kontaktø susilietimo vietas labai padidintas, tai atrodytø, kad ið paþiûros lygus kontakto pavirðius ið tikrøjø yra nelygus ir lieèiasi daugelyje vietø (3.13 pav.). Srovë teka tik tikrosiomis susilietimo vietomis, dël to atsiranda aktyvioji kontakto varþa, lemianti galingumo nuostolius, dël kuriø kontaktas ákaista. Aktyviosios kontakto varþos vertë priklauso nuo kontaktø medþiagos ir kontaktø prispaudimo, kurá uþtikrina kontakto spyruoklës. Padidëjus prispaudimui sumaþëja kontaktø pavirðiaus nelygumø, daugëja tikrøjø sàlyèio taðkø ir maþëja aktyvioji kontakto varþa. Didþiausia srovë, kurià ájungtas jungiklis gali ilgai praleisti per daug neákaisdamas, vadinama vardine darbo srove Inc.

3.13 pav. Labai padidintas kontakto pavirðiaus vaizdas: a) kai silpnas kontakto prispaudimas; b) kai stipresnis kontakto prispaudimas

Uþdarant kontaktà ne ið karto visi kontaktø pavirðiai susilieèia. Sàlyèio taðkø pamaþu daugëja; susiliesdami kontaktai dël virpëjimo atðoka vieni nuo kitø. Ájungimo srovë, kurià jungiklis pajëgia ájungti, nëra itin didelë. Sunkiausios sàlygos susidaro atjungiant kontaktus ir iðjungiant srovæ. Tarp iðsiskirianèiø kontaktø susidaro jonizuotas ákaitintas dujø tiltas, praleidþiantis srovæ ir vadinamas elektros lanku, kurá reikia greitai nutraukti, t. y. uþgesinti. Kintamosios srovës jungikliuose paprastai lankas nutrûksta natûraliai, nes kas pusæ periodo srovë teka per nulá ir lankas savaime gæsta. Kad srovës tekëjimas atsinaujintø, pakanka suteikti kontaktø tarpui izoliaciniø savybiø. Kad tai vyktø paplitusiuose magnetinio pûtimo jungikliuose, reikia (3.14 pav.): a) iðtempti lankà greitai besiskirianèiais kontaktais ir lanko elektromagnetiniu pûtimu; b) suskaidyti lankà á kelias dalis ápûtus já tarp keleto nuosekliai iðdëstytø metalo plokðteliø; c) intensyviai auðinti lankà dejonizuojanèiomis metalo plokðtelëmis arba izoliacinëmis kameros sienelëmis. 149

Juo tobulesnis lanko gesinimo sistemos bûdas, juo didesnæ srovæ jungiklis gali iðjungti. Didþiausia srovë, kurià jungiklis pajëgia tinkamai iðjungti tam tikromis sàlygomis, vadinama vardine atjungimo srove Inw.

3.14 pav. Lanko gesinimo bûdai magnetinio pûtimo jungikliuose: a) dvigubas kontaktø tarpas ir lanko tempimas greitai besiskirianèiais kontaktais; b) lanko pûtimas tinkamai sudarytu srovës keliu; c) lanko pûtimas pûtimo elektromagnetu; d) lanko suskaidymas; e) lanko auðinimas plyðinëje kameroje 1 — pûtimo elektromagnetas; 2 — metalo plokðtelës

Skirstomoji transformatoriø pastotë

Jungiklio vieta árenginio schemoje

Jungiklio pavadinimas Pagrindinë paskirtis

Skirstykla

Galios skyrikliai (darbo srovës jungikliai) manevriniai skirstomieji (galios skyrikliai su rankine pavara bei kontaktoriai) Energijos Saugaus izoliacinio tarpo Varikliø ir kitø paskirstymas sudarymas elektros energijos skirstomuosiuose (atjungimo bûsena) imtuvø valdymas tinkluose Skyrikliai (skiriantys jungikliai)

3.15 pav. Jungikliø skirstymas pagal atjungiamàjà galià

150

Automatiniai jungikliai (trumpojo jungimo sroviø jungikliai) Automatinis trumpojo jungimo sroviø atjungimas

Srovës (Inw), kurià jungiklis geba atjungti, ir srovës (Inc), kurià gali ilgai praleisti, santykis apibûdina jungiklio paskirtá. Skiriamos trys jungikliø grupës (3.15 pav.): • Skyrikliai (atskiriantys jungikliai, Inw/Inc ≈ 0), kuriuos atjungus grandinëje atsiranda matomas saugus izoliacinis tarpas. Jie neturi lanko gesinimo sistemos. Skyriklius galima atjungti, kai grandinëje neteka srovë arba teka labai silpna. Per klaidà atjungus skyriklá esant apkrovai tarp kontaktø uþsidega elektros lankas, kuris gali sugadinti paèià skirstyklà. Kadangi þemosios átampos árenginiai neapsaugoti nuo tokiø klaidø, skyrikliai naudojami vis reèiau. • Galios skyrikliai (darbo srovës jungikliai, Inw/Inc ≤ 10), kuriø paskirtis — sujungti ir atjungti tik tekanèià darbo srovæ. Jø lanko gesinimo sistema labai paprasta, todël jie negali atjungti trumpojo jungimo srovës. Ðiuolaikiðki atviri galios skyrikliai grandinëje sudaro saugø izoliaciná tarpà; vadinasi, jie atlieka ir galios skyrikliø, ir skyrikliø funkcijas. • Automatiniai jungikliai (trumpojo jungimo sroviø jungikliai, Inw/Inc > 10) skiriami automatiðkai atjungti trumpojo jungimo srovëms. Jø lanko gesinimo sistema tobula — jie gali atjungti stiprià srovæ ir turi maksimalios srovës paleidiklius, kad galëtø atjungti srovæ automatiðkai.

3.2.4. Galios skyrikliai su rankine pavara Skirstomosiose linijose, maitinanèiose paskirstymo spintas, nuo trumpojo jungimo apsaugotas saugikliais, o ne brangiais automatiniais jungikliais (3.15 pav.), jungimams naudojami galios skyrikliai. Prie jø esantys saugikliai gali bûti atskirai sumontuoti. Taèiau geresnëmis laikomos nedideliø dydþiø komplektinës konstrukcijos negu atskirai árengti galios skyrikliai ir saugikliai (3.16, 3.17 pav.): 1) galios skyriklis su saugikliais; 2) galios skyriklis-saugiklis pasiþymi tuo, kad judamojo kontakto paskirtá atlieka saugiklio ádëklas; atidarius galios skyriklá pavaros rankena, iððoka saugiklio ádëklo kontaktai, dël to lengviau pakeisti ádëklus. Galios skyrikliai yra atskiriantys jungikliai. Esama konstrukcijø, kurios tvirtinamos ant pagrindo, ir esama siaurø galios skyrikliø, kurie tiesiogiai montuojami ant skirstyklos renkamøjø ðynø (3.18, 3.19 pav.). Permatoma priekinë sienelë padeda stebëti ir kontroliuoti saugiklio ádëklø padëtá. Galima atjungti visus tris polius arba po vienà. Saugiklio ádëklai labai tinka kabeliø spintoms. Galios skyrikliai su rankine pavara naudojami taip pat ir linijose, maitinanèiose imtuvus, bei pagalbinëse grandinëse (reguliavimas, signalizacija, matavimai). Tuo tikslu naudojami manevriniai galios skyrikliai, kurie gali dirbti dideliu jungimo daþniu. Naudojami perjungiantys galios skyrikliai, sudaryti ið kontaktiniø paketø, kuriø kiekvienas turi vienà arba dvi srovës grandines su jungiamaisiais 151

3.16 pav. Atskiriantys galios skyrikliai-saugikliai — APENA, Bielsko-Biala: a) galios skyriklis RP-00 (660 V, 160 A) su 63 A ádëklais; b) galios skyriklis RB-2 (660 V, 400 A)

3.17 pav. Atskiriantys siaurieji galios skyrikliai — APATOR, Torunë: a) galios skyriklis su saugikliu SLM; b) galios skyriklis-saugiklis SLBM

152

3.18 pav. Siaurieji galios skyrikliai, montuojami ant renkamøjø ðynø — poliø iðdëstymas: a) galios skyriklis; b) galios skyrikliai-saugikliai su ávairiais gnybtø iðdëstymais

3.19 pav. Siaurieji galios skyrikliai-saugikliai RBS (690 V, 630 A) — APATOR, Torunë: a) vaizdas ið priekio (plotis 100 mm!); b) atviro vienpolio galios skyriklio vaizdas ið ðono; c) atviro tripolio galios skyriklio vaizdas ið ðono (I — pavaros svertas ájungtas, II — pavaros svertas atjungtas); 1 — iðimamas saugiklio ádëklas

153

3.20 pav. Perjungiantysis galios skyriklis LUK-40: a) bendras vaizdas; b) konstrukcija 1 — nejudamøjø kontaktø prijungiamasis gnybtas, 2 — nejudamøjø kontaktø tiltelis, 3 — judamasis kontaktas, 4 — pasidabrinti kontaktø antdëklai, 5 — gesinimo kamera su dejonizuojanèiomis plokðtelëmis, 6 — lanksèiø vario juostø jungtis, 7 — judamojo kontakto prijungiamasis gnybtas, 8 — kontakto spyruoklë, 9 — kreipiamoji, 10 — pavaros velenëlis, 11 — izoliacinis korpusas, 12 — pavaros rankena

3.21 pav. 4G (660 V) serijos perjungiantys galios skyrikliai — APATOR, Torunë 1 — galios skyriklis su cilindrine spyna, blokuojanèia pavarà, 2 — þvaigþdës-trikampio paleidikliai, 3 — tripolis 1-0-2 perjungiklis (matomi trys kontaktø paketai su prijungimo gnybtais)

3.22 pav. Galios skyriklio sudedamosios (4G — APATOR, Torunë) dalys 1 — pasukamoji rankena, 2 — priekinë plokðtë, 3 — kontaktø paketas

154

kontaktais. Parinkus tinkamà paketø skaièiø, kreipiamøjø formas ir iðdëstymà bei jungimà tarp gnybtø, galima ágyti platø galios skyrikliø asortimentà, leidþiantá realizuoti sudëtingas jungimø programas. 3.20 pavyzdys rodo galios skyriklio LUK konstrukcijà: kontaktinis paketas turi tiltelá 2 su nejudamaisiais kontaktais, judamuosius kontaktus 3 bei kreipianèiàjà plokðtelæ 9, valdanèià tuos kontaktus. Jeigu plokðtelë pasisuka ir á jos iðëmà áeina judamojo kontakto atraminis iðkyðulys, tai tas kontaktas, veikiamas kontakto spyruoklës 8, pasislenka nejudamojo kontakto kryptimi, ir atitinkamas kontaktas uþsidaro. Naujesni galios skyrikliai 4G (3.21, 3.22 pav.) yra maþesni ir turi geresnius elektrinius parametrus; gaminama tûkstanèiai rûðiø, kurios skiriasi jungimo galia, schemomis, tvirtinimo bûdu, korpusu, blokavimo galimybëmis ir kitomis konstrukcijos detalëmis.

3.2.5. Kontaktoriai Kontaktorius — tai manevrinis galios skyriklis paprastai su elektromagnetine pavara. Prijungus átampà (3.23 pav.), elektromagnetas 4 pritraukia inkarà 5 su judamaisiais kontaktais 2, áveikdamas trintá, judamøjø elementø svorá ir suspausdamas gràþinamàsias spyruokles 6, o paskutinëje inkaro judëjimo fazëje — taip pat ir kontaktø spyruokles 3. Kontaktorius lieka tokioje padëtyje (èia — uþdaroje padëtyje), kol maitinamas pavaros elektromagnetas.

3.23 pav. Kontaktoriaus su elektromagnetine pavara veikimo schema 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — kontakto spyruoklë, 4 — elektromagnetas, 5 — judamasis inkaras, 6 — gràþinamoji spyruoklë, 7 — pagrindinës grandinës gnybtai

Pakanka tik trumpam iðjungti valdymo átampà, ir tuoj pat dingsta elektromagneto traukos jëga, kontaktø spyruoklës 3 bei gràþinamosios spyruoklës 6 atstumia inkarà 5; kontaktorius atsidaro. Kontaktoriaus judamuosius kontaktus ájungtoje padëtyje palaiko elektromagneto jëgos, o kai tik ji iðnyksta, kontaktai gráþta á pradinæ padëtá, veikiami gràþinamøjø spyruokliø jëgos. Pagrindiniai magnetinio pûtimo kontaktoriaus kontaktai paprastai yra dviejø tarpø, o gesinimo kamera turi kelias dejonizuojanèias plokðteles (3.24 pav.). Kontaktoriaus konstrukcijos schema parodyta 3.25 paveikslëlyje. 155

3.24 pav. Magnetinio pûtimo kontaktoriaus schema — KLÖCKNER-MOELLER, Vokietija 1 — kontaktoriaus korpusas, 2 — nejudamasis kontaktas, 3 — judamasis kontaktas, 4 — dejonizuojanèios plokðtelës

eg

pg eg pg

kg kg

eg

eg

pg

kg

eg

pg

kg

3.25 pav. Kontaktoriai SLA-ELESTER, Lodzë: a) kontaktorius SLA 7 I (maþiausias); b) kontaktorius SLA 85 (didþiausias) eg — elektromagneto gnybtai, pg — pagrindiniø grandiniø gnybtai, kg — pagalbiniø kontaktø gnybtai, c) kontaktoriø elektrinës schemos

156

3.25 pav. pateikiami nauji tarptautiniai kontaktoriø gnybtø þymëjimai: — elektromagneto ritë: A1-A2; — pagrindinës grandinës: 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 ir kt. — pagalbinës grandinës kiekvienas gnybtas þymimas dviem skaièiais XY-XZ, kuriø pirmas skaièius X, toks pat abiem duotosios grandinës gnybtams, kartu yra ir pagalbinës grandinës eilës numeris, o vietoj antrøjø skaièiø Y ir Z áraðomi kontakto paskirtá nurodantys numeriai: 1, 2 — atjungiantis (normaliai uþdaras) kontaktas; 3, 4 — sujungiantis (normaliai atviras) kontaktas; 5, 6 — atjungiantis uþdelstas (normaliai uþdaras) kontaktas; 7, 8 — sujungiantis uþdelstas (normaliai atviras) kontaktas. Pavyzdþiui, 21-22 þymi antrà ið eilës pagalbiná kontaktà, kuris yra atjungiantis; 47-48 — ketvirtà ið eilës pagalbiná kontaktà, kuris sujungtas su uþdelsimu. 3.26 pav. parodo kontaktoriaus valdymo schemas. Paduodant valdymo átampà nuolat ájungtu kontaktu (3.26 pav. a, b), kontaktorius laikomas ájungtas tol, kol tas kontaktas uþdarytas (2 arba 3). Norint atjungti kontak-

IÐJ

IÐJ

ÁJ

ÁJ

3.26 pav. Kontaktoriaus valdymo schemos: a) valdymas nuolatiniu átampos padavimu naudojant jungiklá be automatinio gráþimo; b) valdymas nuolatiniu átampos padavimu naudojant mygtukà; c) valdymas trumpalaikiu átampos padavimu naudojant du mygtukus 1 — pavaros elektromagneto ritë, 2 — rankinis jungiklis, 3 — ájungiamasis mygtukas (prieð nuspaudþiant iðjungtas), 4 — atjungiamasis mygtukas (prieð nuspaudþiant ájungtas), 5 — pagalbinis normaliai atidarytas kontaktas, F2 — pagrindinës grandinës saugikliai, F5 — valdymo átampos grandinës saugiklis

157

toriø, reikia atjungti kontaktà 2 arba nuspausti mygtukà 3. Valdant kontaktoriø trumpalaikiu impulsu (3.26 pav. c), pakanka trumpam nuspausti mygtukà ÁJ ir kontaktorius uþsidaro, kartu uþdarydamas ir pagalbiná normaliai atidarytà kontaktà 5. Uþsidarydamas kontaktas 5 ðuntuoja mygtukà ÁJ; nors jis ir atsidarë atleidus mygtukà, elektromagnetas ir toliau maitinamas. Norint atjungti kontaktoriø, pakanka trumpam paspausti mygtukà IÐJ; pavaros elektromagneto átampa iðsijungia, atsidaro pagrindiniai kontaktai ir pagalbinis kontaktas 5. Nors po kurio laiko atsileis ir uþsidarys mygtukas IÐJ, elektromagnetui átampa nebus ájungta, nes valdymo átampos grandinæ nutraukia atviras mygtukas ÁJ ir atviras pagalbinis kontaktas 5. Kitos átampos padavimo trumpalaikiu impulsu fazës parodytos 3.27 paveikslëlyje. Jeigu maitinimo grandinëje nors trumpam iðnyks átampa, tai jai gráþus: — kai átampa paduodama nuolatiniu impulsu, kontaktorius ásijungs ir variklis pradës veikti; — kai átampa paduodama trumpalaikiu impulsu, kontaktorius automatiðkai neásijungs. Jeigu dingusi átampa netikëtai vël atsiranda ir gali ájungti variklá, kuris kelia grësmæ aptarnaujanèiam personalui bei varomiems árenginiams, tai reikia taikyti maitinimo átampos padavimo trumpalaikiu impulsu schemà. Valdymo grandinæ tiesiogiai maitina pagrindinë grandinë, kurioje yra pagrindiniai kontaktoriaus kontaktai. Trifazëje su áþeminta neutrale grandinëje kontaktoriaus ritës vardinë átampa turi bûti lygi fazinei átampai. Pavyzdþiui, 230/400 V tinkle kontaktorius privalo turëti ritæ, kurios vardinë átampa 230 V. Vienas kontaktoriaus ritës (ir kito vykdomojo arba signalizacinio elemento) gnybtas tiesiogiai prijungiamas prie áþeminto neutralaus laido N (3.26 pav.). Prijungus prieðingai (3.28 pav.) gali atsirasti pavojingø komplikacijø: ávykus áþemëjimui taðke 1 arba 2 uþdaryto kontaktoriaus negalima atidaryti mygtuku IÐJ; arba dar blogiau — áþemëjimo 2 atveju ritë gauna maitinimà, ir variklis pradeda veikti. Kad kontaktorius tinkamai veiktø, ritës gnybtø átampa turi bûti jos vardinës átampos Une ribose 0,85 ÷ 1,1 (pvz., 230 V ritës gnybtø 196 ÷ 253 V ribose). Esant þemesnei nei 0,85 Une átampai, kontaktorius galëtø neuþsidaryti, o uþdarytame kontaktoriuje inkaras galëtø bûti silpnai palaikomas. Jeigu inkaras nekontaktuoja, elektromagneto induktyvumas maþëja, maitinimo srovë didëja (nors átampa þemëja!) ir ritë gali perkaisti. Kartu gali bûti paþeisti pagrindiniai kontaktoriaus kontaktai, nes: a) maþëja kontaktø prispaudimas ir jie gali pradëti virpëti; b) átampos þemëjimà daþnai lydi srovës padidëjimas pagrindiniuose kontaktuose (pavyzdþiui, variklio paleidimo metu arba esant ilgalaikiam trumpajam jungimui uþ kontaktoriaus). 158

IÐJ

ÁJ

3.27 pav. Kontaktoriaus valdymo grandinës darbo fazës (paryðkinta linija þymi srovës tekëjimo kelià): a) parengiantis darbui; b) padëtis nuspaudus mygtukà ÁJ (kontaktorius dar neuþsidarë); c) padëtis po sekundës (kontaktorius jau uþsidarë); d) normali darbinë padëtis atleidus mygtukà ÁJ; padëtis vos tik nuspaudus mygtukà IÐJ (kontaktorius dar neatviras); f) padëtis po sekundës (kontaktorius jau atviras); g) pasirengimas darbinei padëèiai atleidus mygtukà IÐJ

IÐJ

ÁJ

3.28 pav. Kontaktoriaus valdymo átampos grandinës klaidingo prijungimo padariniai (sukeisti laidai L ir N)

159

Jeigu pagrindinë grandinë, kurios vardinë srovë ne didesnë negu 10 A, turi saugiklá (F2, 3.26 pav.), tai ðis saugiklis kartu gali apsaugoti ir valdymo átampos grandinæ. Prieðingu atveju valdymo átampos grandinei reikia atskiro saugiklio (F5, 3.26 pav.) arba nedidelës, pvz., 6 A vardinës srovës jungiklio. Kontaktoriai daþniausiai skiriami varikliø darbui valdyti. Jø jungimo geba pateikiama valdomo variklio didþiausios vardinës galios iðraiðka kontaktoriui dirbant tam tikromis sàlygomis. Kontaktoriaus vardinæ jungimo gebà atitinka jo atsparumo jungimams (kontaktø ir gesinimo kamerø atsparumas) vardinë vertë (3.29 pav.). Kintamosios srovës kontaktoriaus — jeigu kitaip nepaþymëta — atsparumo vardinë vertë galioja, kai jis valdo narveliná indukciná variklá (naudojimo kategorija AC-3), kurio veikimui bûdinga: — apkrauto variklio tiesioginis paleidimas; — variklio iðjungimas esant apkrovai. Jungiamoji galia

Vardinë jungiamoji galia

Jungèiø skaièius jungèiø Vardinis jungimø skaièius

Mechaninis resursas

3.29 pav. Tipinë kontaktoriaus jungiamosios gebos ir atsparumo jungimams priklausomybë (vardinë jungimo galia 45 kW, kai atjungimø skaièius iki 1 mln.; naudojimo kategorija AC3, átampa 400 V)

Jeigu kontaktoriumi junginëjama galia maþesnë negu vardinë, tai jo atsparumas jungimams padidës atitinkamai pagal þemëjanèià charakteristikos dalá (3.29 pav.). Vardinis atsparumas 1 mln. jungèiø prie 45 kW gali padidëti iki 2 mln., prie 30 kW — iki 4 mln., prie 20 kW — iki 6 mln., prie 15 kW ir prie 11 kW — iki 10 mln. Prireikus ámanoma pratæsti kontaktø ir gesinimo kamerø tarnavimo laikà ne visiðkai apkraunant kontaktoriø. Þemëjanèios brëþinio dalies (3.29 pav.), vaizduojanèios kontaktø bei gesi160

nimo sistemos atsparumo ir atjungiamosios galios teoriðkà priklausomybæ, negalima per daug keisti: — nei aukðtyn, nes variklio grandinëje, esant didesnei negu 45 kW galiai, kontaktorius negebëtø net kelis kartus iðjungti variklio, jeigu atsirastø tokia bûtinybë; — nei tolyn, nes nëra prasmës reikalauti jungimø skaièiaus, didesnio negu mechaninis kontaktoriaus atsparumas (10 mln., 3.29 pav.). Nesilaikant ðio reikalavimo galima tikëtis, kad pradës trûkinëti spyruoklës ir neleistinai deformuosis kitos labiausiai apkrautos mechaninës dalys. 3.1 pavyzdys. Ant kontaktoriaus SLA (3.25 pav. b) korpuso paraðyta maþdaug tokia informacija: 230 22

380/415 45

660 55

V kW

Tai rodo, kad esant naudojimo kategorijai AC-3, árenginiuose, kuriø átampa tarp laidø 400 V, kontaktorius gali valdyti 45 kW vardinës galios narveliná variklá (kai vardinë srovë 80 A ir paleidimo srovë 490 A). Kontaktorius pajëgia prijungti 490 A srovæ ir atjungti 80 A srovæ. Tas pats kontaktorius gali veikti kitokios (nevirðijanèios 660 V) átampos tinkle su varikliu, kurio galia pateikiama lentelëje. Ið katalogo matyti, kad jungimo funkcijas kontaktorius SLA85 gali atlikti ne didesniu kaip 600 h–1 daþniu (jungimø per valandà) ir kad jo jungimo resursas (kontaktø atsparumas) siekia 1 mln. jungimø.

Kontaktoriai taip pat naudojami pavarø sistemose, kuriose ne tik ájungia, bet ir iðjungia keliskart didesnæ srovæ negu vardinë variklio srovë. Ðitaip bûna, kai kontaktorius iðjungia sustabdytà variklá, gaunantá ið tinklo srovæ, lygià paleidimo srovei. Tai sunkios veikimo sàlygos, apibrëþtos naudojimo kategorijos AC-4. Turint galvoje toká pritaikymà, gaminami kontaktoriai, turintys tobulesnæ lanko gesinimo sistemà. Tam galima naudoti ir kitus kontaktorius, bet jø jungimo geba bus daug maþesnë negu naudojimo kategorijos AC-3 kontaktoriø. Pabaigoje svarbu iðvardyti svarbiausias kontaktoriø savybes. Bûtent tai yra manevriniai galios skyrikliai, kurie: • Gali bûti uþdaromi ir atidaromi per atstumà; mygtukai ir kiti átampos valdymo jungikliai (3.26 pav.) gali bûti laisvai átaisomi atokiai nuo kontaktoriaus ir variklio. • Pritaikomi veikti, esant dideliam jungimø daþniui, siekianèiam 600 ÷ 1200 ar net 3600 h–1. • Jø didelis mechaninis atsparumas; mechaniðkai susidëvi atlikæ maþiausiai kelis milijonus uþdarymo ir atidarymo operacijø. Veikiami elektros lanko, kontaktai gali anksèiau susidëvëti ir gali prireikti keliskart juos pakeisti kontaktoriaus tinkamumo laikotarpiu. 161

• Naudojami apsaugai nuo virðátampio, taip pat automatiðkam atjungimui iðnykus arba labai sumaþëjus átampai grandinëje. • Gali automatiðkai atjungti grandinæ, atsiradus ir kitiems sutrikimams (perkrova, srovës nuotëkis), jeigu turi atitinkamas reles. Puslaidininkiø kontaktoriai (3.30 pav.) vietoj jungimo kontaktø pagrindinëje ir pagalbinëse grandinëse turi puslaidininkinius srovës reguliavimo elementus — triodus ar tiristorius. Ðie elementai leidþia nedidelæ perkrovà, todël kontaktorius gali netikti didelei paleidimo srovei ájungti arba gali tekti panaudoti daug didesnës vardinës srovës prietaisà. Veikia tyliai, nes neturi judamøjø daliø. Todël daþniausiai naudojami ten (ligoninëse, vieðbuèiuose, biuruose ir butuose), kur dël triukðmingumo negali veikti áprastinis kontaktorius.

3.30 pav. Puslaidininkiniai kontaktoriai — SIEMENS, Vokietija: a) vienpolis; b) tripolis (matyti triodø auðinimo radiatoriai)

3.2.6. Apsaugos nuo perkrovos tikslai Grandinëse, kurios maitina variklius, gali atsirasti perkrova. Perkrovos atsiradimo prieþastis — per didelë variklio apkrova arba paþemëjusi átampa. Ilgà laikà tekant didesnei srovei negu vardinë srovë, gali sugesti variklis bei linija. Variklio perkrova atsiranda dël ðiø prieþasèiø: a) staklëmis droþiant per storas droþles; b) keliant didesná svorá negu leistina; c) beriant á malûnà per storà ir per kietà ákrovà; d) netinkamai parenkant maþos galios variklá. 162

Norint iðvengti perkrovos padariniø, naudojama apsauga nuo perkrovos, kurios tikslas: — padëti automatiðkai iðsijungti perkrautam árenginiui; — apie árenginio perkrovà signalizuoti aptarnaujanèiam personalui, kuris iðjungs árenginá arba paðalins prieþastá; tai tinka tik priþiûrimiems árenginiams, kuriø netikëtas iðsijungimas yra nepageidaujamas.

3.31 pav. Du apsaugos nuo perkrovos veikimo bûdai: a) variklio imamos srovës vertës kontrolë; b) variklio apvijø temperatûros kontrolë 1 — termobimetalinë arba elektroninë relë, 2 — temperatûros jutiklis

Apsauga nuo perkrovos gali bûti taikoma laikantis vienos ið ðiø taisykliø (3.31 pav.): 1. Apsauga reaguoja á árenginio imamos srovës vertæ ir pradeda veikti, jei srovë virðija leistinà vertæ, o veikimo laikas juo maþesnis, juo didesnë perkrovos srovë. Ðitaip veikia ájungtos á variklio grandinæ termobimetalinës relës ir elektroninës apkrovos relës. 2. Apsauga reaguoja á saugomo árenginio temperatûrà ir tuoj pat suveikia, jeigu temperatûra virðija leistinà vertæ. Ðitaip veikia apsauga su temperatûros jutikliais, árengtais variklio viduje.

3.2.7. Termobimetalinës relës Termobimetalinë relë apsaugo nuo perkrovos laikantis pirmosios taisyklës (þr. 3.2.6 poskyrá), kai: — paleidiklis padeda atjungti jungiklá mechaniðkai, tiesiogiai atlaisvindamas spynos strektæ. Taigi jis gali bûti taikomas tik jungikliuose, kuriuos uþdarytus palaiko spyna; — relë padeda atjungti jungiklá elektriðkai kontaktu, ájungtu á kontaktoriaus valdymo átampos grandinæ. 163

Termobimetalinë relë (3.32 pav.) veikia panaðiai kaip ir jungiklis (þr. 1.8 sk.). Atsiradus perkrovai, tekanti srovë ákaitina termobimetaliná elementà (3.33 pav.) ir jis iðsilenkia taip, kad atidaro relës kontaktà 5. Ðis kontaktas yra ájungtas á kontaktoriaus (3.34, 3.35 pav.) valdymo grandinæ ir jà nutraukia, vadinasi, automatiðkai atjungia kontaktoriø.

3.32 pav. Termobimetalinës relës TSA-ELESTER, Lodzë: a) relë TSA 11-16 veikia kartu su kontaktoriumi SLA16 (nustatytas diapazonas 7,3 ÷ 11 A, naudotinas saugiklis gG 25 A); b) relë su distanciniu mechanizmu TSA 85P veikia kartu su kontaktoriumi SLA 85 (nustatytas diapazonas 63 ÷ 90 A, naudotinas saugiklis gG 160 A) 1 — reguliuojamasis diskas, 2 — atstumiamasis mygtukas, reikalingas kontaktui gràþinti á pradinæ padëtá

3.33 pav. Termobimetalinës relës konstrukcija 1 — termobimetalinis elementas, kaitinamas juo tekanèios srovës, 2 — judesio perdavimo strypelis, 3 — kompensuojamasis termobimetalinis elementas, kompensuojantis aplinkos temperatûros átakà, 4 — judamojo kontakto stûmiklis, 5 — atjungiamasis kontaktas (rodyklës rodo judëjimo kryptá poveikio metu)

164

3.34 pav. Kontaktoriaus su termobimetaline rele valdymo trumpalaikiu átampos impulsu schema 1 — termobimetaliniai elementai, 2 — relës kontaktas

IÐJ

IÐJ

ÁJ

ÁJ

ÁJ

IÐJ

3.35 pav. Automatinis kontaktorius BSLA-7 — ELESTER, Lodzë: a) korpusas atidarytas; b) uþdarytas skardiniu dangteliu 1 — kontaktorius, 2 — termobimetalinës relës, 3 — angos laidams ávesti

165

Laikas, per kurá termobimetalinë relë atidaro kontaktà, priklauso nuo perkrovos srovës vertës (3.36 pav.). Vardinë grandinës srovë Ivard neduoda impulso veikti. Esant didesnës srovës apkrovai, anksèiau neákaitusi relë veikia ðitaip: 1,05 Ivard — relë turi iðsilaikyti neveikdama maþiausiai 2 h; 1,15 Ivard — relë turi pradëti veikti po 20 min. 6 Ivard — relë turi pradëti veikti po tiek sekundþiø, kiek siekia jos atjungimo klasë (po 5, 10, 15, 20, 25 arba 30).

vard

3.36 pav. Perkrovos relës, kurios atjungimo klasë nuo 5 iki 30, veikimo charakteristikos (visø poliø apkrova esant ðaltam bûviui)

Relës atjungimo (angl. tripping class) klasë yra svarbus parametras, apibrëþiantis, kaip relë tinka varikliø, kuriø paleidimas trunka ilgiau, grandinëse. Relës, kuriø kontroliuojamoji srovë maþa, termobimetaliniai elementai tiesiogiai ájungti á apsaugomà grandinæ; tai pirminës relës. Relës, kuriø kontroliuojamoji srovë didelë, ájungtos per srovës transformatoriø. Jos vadinamos antrinëmis. Paprastai jos turi vienà srovës transformatoriø visame galimø apkrovos sroviø diapazone ir nedaro átakos relës laiko srovës (t-I) charakteristikai. Tokiø termobimetaliniø reliø atjungimo klasë 5-oji, o daugiausia — 10-oji. Srovës transformatoriø ámanoma pagaminti taip, kad esant perkrovai jis ribotø antrinës srovës, kaitinanèios termobimetaliná elementà, vertæ (3.37 pav.). Dël to esant didelei srovei pailgëja relës poveikio laikas ir pasiekiama didesnë negu 10-oji atjungimo klasë. Tokios antrinës relës su greitai prisisotinanèiais srovës transformatoriais naudojamos varikliø, kuriø paleidimas sunkus arba ilgiau trunka, apsaugai (3.38, 3.39 pav.). 166

vard

vard

3.37 pav. Áprastinio srovës transformatoriaus (a) bei greitai prisisotinanèio srovës transformatoriaus (b) charakteristikos Ip — srovës transformatoriaus pirminë srovë, Is — transformatoriaus antrinë srovë, Ivard — termobimetalinës relës kontroliuojamoji srovë, ILR — variklio paleidimo srovë

3.38 pav. Sunkiai paleidþiamo variklio apsaugos nuo perkrovos schema 1 — antrinë termobimetalinë relë su greitai prisisotinanèiu srovës transformatoriumi

IÐJ

ÁJ

3.39 pav. Antrinë termobimetalinë relë FP 400, atjungimo klasë 20, reguliavimo diapazonas 217 ÷ 310 A — ELESTER, Lodzë (apaèioje trijø greitai prisisotinanèiø srovës transformatoriø rinkinys, virðuje — relë su reguliavimo varþtu)

167

Ið laiko-srovës charakteristikos eigos matyti, kad termobimetalinei relei reikia nustatyti srovæ, lygià variklio arba kito apsaugomo árenginio vardinei srovei. Jeigu paaiðkëtø, kad ðitaip nustaèius relës srovæ ji be reikalo suveikia, tada paleidþiamam varikliui galima nustatyti truputá didesnæ — daugiausia 10 % — srovæ. Jeigu ir tai nepadëtø, reikia panaudoti antrinæ relæ su greitai prisisotinanèiu srovës transformatoriumi arba elektrinæ virðsrovio relæ. Kiekviena termobimetalinë relë, nuimta nuo montavimo konvejerio, yra graduojama (3.40 pav.). Relei paduodama perkrovos srovë, ir praëjus numatytam laikui, kurá nurodo laiko srovës charakteristika (3.36 pav.), reguliavimo varþtas nustatomas taip, kad termobimetalinis elementas atidarytø kontaktà. Ðis reguliavimas turi atitikti tam tikrà kontroliuojamosios srovës vertæ. Ðitaip nustaèius relës srovæ, reikia vadovautis individualiai paþymëtø taðkø arba gradavimo brûkðneliø padëtimi (3.41 pav.), o ne serijine tûkstanèiø reliø skalës skaièiø padëtimi.

3.40 pav. Termobimetaliniø reliø klimatinë gradavimo stotis KLÖCKNER-MOELLER, Vokietija 1 — konvejeris, pristatantis reles ið montavimo skyriaus, 2 — gradavimo vieta, 3 — termobimetalais tekanèios srovës kontroliniai matavimo prietaisai, 4 — lempos, signalizuojanèios apie relës poveikio pradþià

168

3.41 pav. Relës srovës nustatymas pagal þenklus, paþymëtus gradavimo skalëje (abiejø reliø srovë 42 A)

3.42 pav. Pagrindinë siurblio variklio valdymo grandinës schema 1 — slëgio relës kontaktas (uþdarytas, kai rezervuare maþai vandens), 2 — termobimetalinës relës uþdarytas kontaktas, 3 — kontaktoriaus ritë, 4 — saugiklis, 5 — valdymo mygtukas, galintis ájungti ir atjungti valdymo átampà

Termobimetalinei relei pradëjus veikti, atsiveria kontaktas, o po akimirkos atsidaro kontaktorius. Perkrovos srovë nutraukiama, relë auðta, ir termobimetaliniai elementai gráþta á pradinæ padëtá. Dabar galimos dvi situacijos: — Atauðusios relës kontaktas lieka atidarytas, ir tik aptarnaujantysis personalas gali já uþdaryti. Tik ðitaip pagaminta relë su uþsklæstu kontaktu gali bûti naudojama valdymo átampos ilgalaikiu impulsu schemoje (3.42 pav.). Tai neleidþia daug kartø junginëti perkrauto (pavyzdþiui, sustabdyto) variklio. — Atauðusios relës kontaktas uþsidaro. Ðitokia relë su neuþsklæstu kontaktu tinka tik valdymo átampos trumpalaikiu impulsu schemai.

3.43 pav. Termobimetalinë relë be antdëklo: a) nepaþeista; b) ávykus trumpajam jungimui grandinëje, apsaugotoje per daug didelës vardinës srovës saugikliais (apdegæ ir deformuoti termobimetaliniai elementai)

169

Naujesnës relës konstruojamos taip, kad vartotojas galëtø jas nustatyti „uþdelstam“ ir „neuþdelstam“ veikimui. Ávykus grandinëje trumpajam jungimui uþ pirminës relës (3.34 pav.), trumpojo jungimo srovë taip pat teka termobimetaliniais elementais ir ant jø apvyniotomis ðildomosiomis varþomis. Todël jie gali lengvai perkaisti ir sugesti. Kataloge, net ir relës vardiniø duomenø lentelëje, nurodoma didþiausia leistina apsauganèio saugiklio vardinë srovë. Grandinëje árengtas saugiklis, turintis didesnæ vardinæ srovæ, gali neapsaugoti nuo ðilumos, kurios matas — Dþaulio integralas (þr. C priedà), ir pakenkti relei (3.43 pav.). Tai negresia antrinëms relëms, nes jø termobimetaliniais elementais neteka didesnë nei vardinë srovë. 3.2 pavyzdys. Duoti du vienodi indukciniai narveliniai varikliai, kuriø vardinë galia 55 kW, vardinë átampa 440 V, vardinë srovë 93 A, paleidimo srovë 650 A. Ðie varikliai paleidþiami ne daþniau kaip kelis kartus per valandà, kai: a) variklis nr. 1 suka siurblá ir jo paleidimo laikas trunka 5 s; b) variklis nr. 2 varo centrifûgà, jo paleidimo laikas trunka 16 s. Svarbu parinkti abiejø varikliø apsaugà nuo perkrovos. Reikia prie abiejø varikliø árengti kontaktorius LS 107, kuriø jungimo vardinë galia 55 kW, bei ðias termobimetalines reles: a) variklio nr. 1 grandinëje — pirminæ b177S tipo relæ, kurios reguliuojamasis diapazonas 80 ÷ 110 A, atjungimo klasë 10; jà reikia ájungti taip, kaip parodyta 3.34 pav.; didþiausia leistina ðià relæ apsauganèio saugiklio vardinë srovë siekia 200 A, — kaip tik tokios srovës pakanka grandinei, atsiþvelgiant á lengvai paleidþiamà variklá (þr. 3.2 lentelæ); b) variklio nr. 2 grandinëje — antrinæ relæ su greitai prisisotinanèiu srovës transformatoriumi FP400, jos reguliuojamasis diapazonas 90 ÷ 130 A, atjungimo klasë 20; jà reikia ájungti taip, kaip parodyta 3.38 pav. Abiem relëms turi bûti nustatoma srovë, lygi variklio vardinei srovei 93 A. Paaiðkëjus, kad ðitaip nustaèius srovæ, relë be reikalo pradeda veikti, galima truputá padidinti srovæ, nevirðijanèià vertës 1,1 · 93 = 102 A. Abiejø varikliø reguliuojamieji diapazonai buvo parinkti taip, kad tilptø á sroviø 93 ÷ 102 A intervalà.

Termobimetalinës relës nelaikomos tobula apsauga nuo perkrovos dël ðiø prieþasèiø: 1. Ilgainiui dël sudedamøjø daliø smulkaus deformavimosi ir termobimetaliniø elementø perkaitimo keièiasi relës charakteristika t-I. 2. Termobimetalinë relë reaguoja tik á variklio imamos srovës vertæ. Ji pradës veikti, jeigu leistinoji variklio temperatûra virðijama dël kitos prieþasties: per daug pakilus aplinkos temperatûrai, uþpylus variklá arba uþkimðus ventiliacijos vamzdþius. 3. Termobimetalinë relë yra daug maþesnë negu variklis, greièiau negu variklis ákaista ir greièiau atauðta. Tinkamai nustatyta, be reikalo iðsijungia daþnai paleidþiant ir nekenksmingai perkraunant variklá. Termobimetalinës relës netinka nei daþnai paleidþiamø (virð 15 ÷ 60 h–1 atsiþvelgiant á paleidimo laikà), nei kintamàjà apkrovà turinèiø varikliø apsaugai. 170

4.

Trifaziai varikliai veikia kaip vienfaziai, jeigu nutrûksta vienas ið tiekimo laidø, pavyzdþiui, perdegus saugikliui. Tada variklis varomas linijine átampa (3.44 pav.), imama srovë didëja, o termobimetalinës relës kaitina tik du polius. Dël to áprastos relës veikimo laikas ilgëja, ir ji gali per vëlai iðsijungti1). Variklio veikimas nutrûkus vienai fazei — daþna jø gedimo prieþastis.

apie

3.44 pav. Trifazis indukcinis variklis, apkrautas vardiniu momentu: a) normalaus veikimo metu; b) nutrûkus vienai maitinimo fazei

3.2.8. Elektroninës virðsrovio relës Elektroniniø virðsrovio reliø (3.45 pav.) áeinamieji signalai — trifazë srovë ir trifazë átampa. Srovës transformatoriaus signalai keièiami jiems proporcingais átampos signalais. Ta átampa iðlyginama, keièiama skaitmeniniais signalais ir analizuojama mikroprocesoriumi: — ar variklio apkrovos srovë atitinka perkrovos elemento nustatytà laiko ir srovës charakteristikà ávertinant ankstesná variklio apkrovos laipsná; — ar variklio apkrovos srovë atitinka nustatytà maþesnæ negu jo vardinë apkrovà, jeigu to reikia technologiniam procesui; — ar atsiradusi faziø srovës asimetrija nevirðija to lygio, kai variklis pradeda gesti; — ar nedingo kurios nors fazës átampa, o to neturëtø bûti normaliai veikiant varikliui.

Iðimtá sudaro ðiuolaikiðkos relës su skirtuminiu mechanizmu, kurios, pradëjus auðti vienam ið trijø termobimetalø, suveikia dar greièiau nei esant trifazei perkrovai. 1)

171

ÁJ

3.45 pav. Variklio su elektronine virðsrovio rele (APATOR, Torunë) maitinimo ir valdymo grandiniø schema S3 — trumpojo jungimo elemento atblokavimas, S4 — trumpojo jungimo elemento bandomasis paleidimas

IÐJ

Átampos keitikliø signalai paduodami paeiliui: — elementui, kontroliuojanèiam maitinimo átampos dingimà; — elementui, kontroliuojanèiam maitinimo átampos paþemëjimà daugiau negu 0,8 Un. Elektroninë virðsrovio relë yra tobulesnë negu termobimetalinë relë, bet daug brangesnë dël dviejø prieþasèiø: ið srovës signalø ji gauna átampos signalus, o mikroprocesorius gali ávairiopai apdoroti visus tuos signalus. Nepalyginamai efektyvesnë apsauga. Pavyzdþiui, 3.46 pav. parodyta relë leidþia vartotojui pasirinkti ir nustatyti norimà atjungimo klasæ bei norimà laiko ir srovës charakteristikà ið ðeðiø, pateiktø 3.36 pavyzdyje.

3.46 pav. Elektroninë virðsrovio relë — SIEMENS, Vokietija 1 — prijungimo gnybtai, 2 — reguliuojamasis srovës Ivard (relë, kurios reguliuojamasis diapazonas 1,25 ÷ 6,3 A, nustatyta 2 A) varþtas, 3 — perjungiklis atjungimo klasei nuo 5 iki 30 nustatyti

172

3.2.9. Temperatûros jutikliai Temperatûros jutikliai ámontuojami variklio viduje ir pradeda veikti, jeigu dël kokios nors prieþasties virðijama leistinoji izoliacijos temperatûra. Jutikliams naudojami pozistoriai, vadinamieji termistoriai, turintys didelá aktyviosios varþos temperatûriná koeficientà (3.47 pav.), kurá galima pasitelkti suþadinti relei, atidaranèiai variklio grandinës kontaktoriø ar jungiklá. Parinkus atitinkamà puslaidininkio cheminæ sudëtá ir struktûrà, gaunami reikiamos veikimo vardinës temperatûros ϑn, pritaikytos variklio izoliacijos klasei, pozistoriai. Pavyzdþiui, Lenkijos serijos „g“ áprastai pagaminti varikliai turi izoliacijos klasæ B, kurios ilgalaikë leistinoji temperatûra 130 °C; ðiø varikliø apsaugai reikëtø naudoti rezistorius, kuriø veikimo temperatûra ϑn = 130 ° C.

Paleidimas Pakartotinë variklio jungimo galimybë

3.47 pav. Trijø nuosekliai sujungtø pozistoriø varþos R priklausomybë nuo temperatûros ϑn (tarptautiniø normø reikalavimas) ϑn — vardinë veikimo temperatûra

Pozistoriai yra silpnos srovës elementai, todël jø negalima tiesiogiai jungti á kontaktoriaus elektromagneto grandinæ. Jie jungiami (3.48 pav.) á þemosios átampos grandinæ (pora voltø 1 pozistoriui) nuosekliai su miniatiûrine pagalbinës relës K 7 rite. Normaliai veikianti pagalbinë relë suþadinama ir perjungimo kontaktu uþdaro kontaktoriaus K ritës grandinæ. Padidëjus apvijø temperatûrai iki ϑn = ±5 °C lygio, tiek pat padidëja pozistoriø aktyvioji varþa (3.47 pav.), o srovë, tekanti relës rite, maþëja taip, kad relë nesuþadinama ir jos judamasis kontaktas perðoka á padëtá, parodytà 3.48 pavyzdyje. Tada nutraukiama kontaktoriaus K ritës grandinë, kuri atsidarydama iðjungia perkrautà variklá, o signalinë lemputë H informuoja, kad variklis iðsijungë dël perkrovos. Ið naujo bus ámanoma já ájungti tada, kai apvijø temperatûra nukris maþiausiai apie 5 ÷ 20 °C þemiau pozistoriø veikimo temperatûros ϑn (3.47 pav.). 173

3.48 pav. Variklio apsaugos su temperatûros jutikliais átampos maitinimo ir valdymo schema K — kontaktorius, H — perkrovos indikatorius, V2 — diodas, T — transformatorius 230/6 V, K7 — pagalbinë relë, CT — apvijos temperatûros jutiklis

IÐJ

ÁJ

Trifaziame variklyje árengiami maþiausiai trys pozistoriai — po vienà prie kiekvienos fazës apvijos. Dël to jie efektyviai veikia taip pat kaip ir vienfaziame variklyje. Jie átaisomi kuo arèiau variklio apvijø, kur aukðèiausia temperatûra: ten, kur yra svarbiausi sujungimai, arba apvijos grioveliø viduje, atsiþvelgiant á variklio konstrukcijà. Ðiuos dalykus numato gamintojas, kuris pagal pareikalavimà patiekia variklius su ámontuotais pozistoriais. Pozistoriai yra tokie maþi elementai (degtuko galvutës dydþio), kad lengvai telpa net nedideliø varikliø apvijose.

3.2.10. Jungikliai Jungiklis pirmiausia reikalingas automatiðkai atjungti grandinei, kai ávyksta trumpasis jungimas. Jo paskirtis — veikti esant maþam jungimø daþniui; ilgesná laikà jis yra ájungtas ir ðioje padëtyje palaikomas spyna. 3.49 pav. rodo jungiklio, turinèio spynà su laisvojo atkabinimo mechanizmu, pavaros veikimo principà. Atlaisvinus pavaros spynos strektæ, jis atsidaro. Jeigu spynos strektë bûtø atlaisvinta jungiklá ájungiant, jis taip pat atsijungtø nepriklausomai nuo pavaros sverto judëjimo. Jeigu ájungimo metu paaiðkës, kad sujungta grandinë yra paþeista, pavyzdþiui, jeigu joje ávyko trumpasis jungimas, tai judamieji kontaktai, paveikti laisvojo atkabinimo mechanizmo, gráþta á pradinæ padëtá net ir tada, kai pavaros ir toliau veikia jungiklio uþdarymo kryptimi. 174

3.49 pav. Laisvojo atkabinimo mechanizmo veikimo schema: a) atjungtas jungiklis — strektë; b) ájungtas jungiklis; c) atjungtas jungiklis — strektë iðlaisvinta (jungikliui automatiðkai atsijungus) 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — spynos strektë

Spynos strektæ atlaisvina paleidikliai. Kiekvienas jungiklis turi trumpojo jungimo srovës paleidiklius, kurie suþadinami ávykus trumpajam jungimui grandinëje. Paleidiklius taip pat turi perkrovos relës ir kitos relës, dël kuriø jungiklis automatiðkai iðjungia grandinæ sumaþëjus átampai, pasisukus energijos tekëjimo krypèiai arba atsiradus kitokiam sutrikimui. Galima iðskirti tris þemosios átampos jungikliø grupes, kuriø skiriasi vardinë srovë, atjungimo srovë bei pritaikymas: — árenginiø jungikliai; — tinklo jungikliai; — stacionarûs jungikliai. Árenginiø jungikliai bûna dviejø rûðiø: taikomi namø ir panaðiems árenginiams (1.25, 1.27 pav.) bei varikliø grandinëms (3.50 pav.). Jie gaminami vardinei darbo srovei 6 ÷ 63 A ir atjungimo srovei 3 ÷ 10 KA. Taikomi apsaugai nuo trumpojo jungimo ir perkrovos; variklio jungikliai gali turëti minimalios átampos ir perkrovos paleidiklius. Tinklo jungikliai (kompaktiðki jungikliai, automatai), kuriø vardinë darbo srovë 63 ÷ 630 A, naudojami nedidelëse skirstyklose (3.51 pav.). Jø izoliacinë sauga nedidelë. Jie pajëgia iðjungti trumpojo jungimo 6 ÷ 35 KA ar net didesnæ srovæ, jeigu padeda trumpojo jungimo srovës ribotuvai. Apskritai tinklo jungikliai turi nereguliuojamus perkrovos ir trumpojo jungimo srovës paleidiklius; jie gali turëti pagalbinius kontaktus bei átampos paleidiklius: minimalios átampos paleidiklá ir/arba maksimalios átampos paleidiklá. Tai elektromagnetai, kurie veikia tiesiogiai atlaisvindami spynos strektæ ir atjungdami paleidiklá (3.52 pav.). 175

3.50 pav. Variklio paleidimo jungikliai M250 ant atraminës ðynos — FAEL, Zobkovicai, Ðlionskas 1 — pagrindiniø grandiniø (faziø) gnybtai, 2 — neatjungiamojo neutralaus laido gnybtai, 3 — pagalbiniø grandiniø gnybtai, 4 — perkrovos paleidiklio reguliuojamasis varþtas, 5 — trumpojo jungimo atsiradimo signalinë lemputë

3.51 pav. Tinklo jungikliai — ELESTER, Lodzë: a) pavienis jungiklis; b) ávairaus dydþio jungikliai skirstykloje S9500-M92

176

3.52 pav. Maksimalios átampos paleidiklio veikimo schema 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — kontakto spyruoklë, 4 — gràþinamoji spyruoklë, 5 — maksimalios átampos paleidiklis, 6 — pavaros strektë, 7 — pavaros svertas, 8 — ájungiamasis mygtukas, padedantis per atstumà atjungti jungiklá

IÐJ

Minimalios átampos paleidiklis (nepakankamos átampos paleidiklis) — elektromagnetas, kuris atlaisvina spynos strektæ, kai átampa sumaþëja iki 0,70 ÷ 0,35 Un lygio arba dar þemesnës vertës. Jis padeda automatiðkai atjungti jungiklá labai pamaþëjus arba dingus átampai (3.53 pav.). Nutraukus jo grandinæ mygtuku IÐJ arba kitu kontaktu, galima per atstumà atidaryti jungiklá. Paleidiklis, esant ne maþesnei kaip 0,85 Un átampai, turi bûti galutinëje jungiklio uþdarymo fazëje. Prieðingu atveju jis gali atlaisvinti spynos strektæ bandant ájungti jungiklá, o esant þemesnei kaip Un átampai, turi neleisti uþdaryti. Be to, virðátampio paleidiklis turi bûti: a) arba nuolat jungiklio maitinamas ir nuolat turëti átampà, o tai nepageidaujama; b) arba ájungiamas pagalbiniu kontaktu, kurio susilietimas trunka ilgiau ir kuris uþsidaro anksèiau negu pagrindiniai kontaktai.

3.53 pav. Jungiklio su minimalios átampos paleidikliu jungimo schema 1 — perkrovos paleidiklis, 2 — trumpojo jungimo paleidiklis, 3 — minimalios átampos paleidiklis, 4 — rankinë pavara, 5 — jungiklio spyna, 6 — pagalbinis kontaktas, sujungtas su pavara, 7 — paleidiklio ir jungiklio pavaros ryðys, 8 — valdymo átampos grandinës saugiklis

IÐJ

177

3.54 pav. Jungiklio su maksimalios átampos paleidikliu jungimo schema 1 — maksimalios átampos paleidiklis; 2 — pagalbinis kontaktas, sujungtas su jungiklio pavara ä

Maksimalios átampos paleidiklis (padidëjusios átampos paleidiklis) — elektromagnetas, kuris ájungus átampà, pavyzdþiui, mygtuku IÐJ (3.54 IÐJ pav.) atlaisvina spynos strektæ, atjungdamas jungiklá. Maksimalios átampos paleidiklis iðsilaiko neperkaitæs tik tekant trumpalaikei srovei, o atlikæs uþduotá turi bûti iðjungtas pagalbiniu jungiklio kontaktu 2. Kiekvienas jungiklio átampos paleidiklis gali já atjungti per atstumà, taèiau per atstumà negali ájungti. Tinklo jungikliai ájungiami rankiniu bûdu; iðimtinai jie turi mechaninæ pavarà uþdaryti per atstumà. Treèiai grupei priklauso stacionarûs jungikliai. Jie skirti transformatoriø skirstomøjø pastoèiø bei didelës galios skirstyklø árenginiams arba taikomi tose vietose, kur teka didþiausia darbo ir trumpojo jungimo srovë. Stacionarûs jungikliai naudojami, kai vardinë darbo srovë 400 ÷ 4000 A, o atjungimo srovë 20 ÷ 80 kA. Be rankinës pavaros, jie gali turëti mechaninæ pavarà, be to, gali bûti ájungiami per atstumà. Senesnës konstrukcijos stacionarûs jungikliai parodyti 3.55 pavyzdyje. Ájungtame jungiklyje APU-30 (3.55 pav.) srovë teka nuo gnybto 5 per neardomà jungtá 11, nejudamojo kontakto 6 alkûnæ, pagrindiná kontaktà 10, judamojo kontakto 12 alkûnæ ir jungtá 3 iki gnybto 1. Pagrindinis kontaktas 10 su sidabro antdëklais, pagerinanèiais kontaktà ájungtame jungiklyje, nepajëgus atjungti; ðiam tikslui naudojami papildomi lanko degimo kontaktai 8 su volframo ir sidabro aglomerato antdëklais1). Uþsidarant jungikliui pirmiausia susijungia lanko degimo kontaktai, o tik paskui — pagrindiniai kontaktai; jeigu lankas pradës degti, tai tik tarp lanko degimo kontaktø. Atsijungiant jungikliui pirmiausia atsijungia pagrindiniai kontaktai, ir srovë pradeda tekëti susijungusiais lanko degimo kontaktais; tik paskui atsijungia lanko degimo kontaktai ir juose uþsidega lankas.

1) Pavyzdþiui, aglomeratas gaunamas presuojant sidabro ir volframo milteliø miðiná aukðtoje temperatûroje. Taèiau temperatûra neturi virðyti abiejø sudedamøjø daliø tirpimo temperatûros. Aglomerato plytelë yra kontakto antdëklas, tvirtinamas ant kontakto alkûnës.

178

3.55 pav. Uþdaro stacionaraus jungiklio APU-30 pjûvis — APENA, Bielsko-Biala 1 — apatinis gnybtas, 2 — izoliuotasis pagrindas, 3 — judamojo kontakto guolis, 4 — kontaktø spyruoklës, 5 — virðutinis gnybtas (maitinimas), 6 — nejudamasis kontaktas, 7 — gesinimo kamera su dejonizuojanèiomis plokðtelëmis, 8 — lanko degimo kontaktas su volframo ir sidabro aglomerato antdëklais, 9 — pavaros sankaba, 10 — pagrindinis kontaktas su sidabro antdëklais, 11 — nejudamojo kontakto guolis, 12 — judamojo kontakto alkûnë, 13 — trumpojo jungimo atkabiklio reguliuojamasis varþtas, 14 — atkabiklio velenëlis, 15 — atkabiklio velenëlio svertas, 16 — trumpojo jungimo atkabiklis

Stacionariame jungiklyje spynos strektei atlaisvinti reikia didelës galios, kurià gali pasiekti elektromagnetinis paleidiklis (trumpojo jungimo, minimalios ar maksimalios átampos), bet kurios negali pasiekti termobimetalinis paleidiklis. Stacionarûs jungikliai turi maksimalios srovës paleidiklius, taip pat perkrovos reles (termobimetalinæ arba elektroninæ) bei minimalios átampos reles, kurios nutraukia valdymo átampos grandinæ (3.56 pav.).

IÐJ

3.56 pav. Stacionaraus jungiklio, turinèio maksimalios srovës, perkrovos srovës ir minimalios átampos apsaugà, maitinimo ir valdymo schemos (a, b)

IÐJ

179

Naujesni stacionarûs jungikliai (3.57, 3.58 pav.) yra tobulesni, geresniø parametrø ir graþesniø formø. Jie turi elektronines virðsvorio reles ir áþemëjimo reles su reguliuojamomis veikimo charakteristikomis, leidþianèiomis jas taikyti konkreèiu atveju. Vartotojas gali nustatyti (3.58 pav.) perkrovos elemento L veikimo srovæ ir laikà, taip pat trumpojo jungimo elemento su laiko iðlaikymu S bei trumpojo jungimo momentinio atjungimo I srovæ.

3.57 pav. Stacionarus jungiklis DS-425b (690 V, 2500 A, atjungiama srovë 60 kA prie 400 V, 45 kA, kai 690 V) — APENA, Bielsko-Biala (matmenys — 3.60 pav.)

, kai I = 6Ipn

Jungiklio laikas

180

3.58 pav. Jungiklio DS laiko ir srovës charakteristika — APENA, Bielsko-Biala L — perkrovos zona, S — trumpalaikio atjungimo zona, I — momentinio atjungimo zona, Ipn — srovës transformatoriaus, maitinanèio relæ, pirminë vardinë srovë. Rodyklëmis parodyti reguliavimo diapazonai. Paryðkinta stora linija þymi charakteristikos nustatymo parametrus: L (0,8 Ipn bei 10 s, kai 6 Ipn); S (5 Ipn bei 0,35 s) I (8 Ipn)

3.2.11. Aparatø montavimo taisyklës Kad ið fabriko gautas naujas aparatas pradëtø veikti, reikia ádëti tam tikrø pastangø. Iðpakavus aparatà privalu: a) paðalinti tarpiklius, virves ir kitus daiktus, sauganèius já transportuojant ar laikant parduotuvëje; b) sausu skudurëliu nuvalyti nuo elektromagnetø darbinio pavirðiaus tepalà, kuris saugo nuo rûdþiø; c) nuvalyti tepalà nuo pavaros mechanizmo elementø ir kitø daliø; d) jeigu prieð transportuojant aparatas buvo iðardytas dalimis, sumontuoti já pagal fabriko instrukcijos nurodymus; e) paðalinti pastebëtus trûkumus; f) patikrinti, ar aparatas tinkamai veikia, ar neuþsikerta, ar nëra kitø nenormaliø reiðkiniø. Dauguma aparatø, turinèiø judamàsias dalis, montuojami gamintojo nurodytoje padëtyje, nuo kurios leistina nukrypti labai nedaug — 15 ÷ 45° ribose. Jeigu normali veikimo padëtis gamintojo nenurodoma, tai jà galima patiems nustatyti turint galvoje, kad: • Apskritai aparatai tvirtinami ant statmenø atraminiø konstrukcijø; numatomø átvirtinamøjø skyliø iðdëstymas — tai jau pradinë informacija. • Normalioje veikimo padëtyje gamyklos uþraðai ant korpuso turi bûti lengvai perskaitomi. • Jungikliuose, kuriuose vyksta sukamasis kontaktø judëjimas, kai veikimo padëtis normali, — sukimosi aðis atsiduria apaèioje, o jungiantis kontaktas virðuje, lanko pûtimas prasideda virðuje. • Esant normaliai veikimo padëèiai, atidaryto kontaktoriaus (3.59 pav.) elektromagneto inkaras pasislenka (þemyn arba á ðonà) taip, kad nereikëtø nugalëti svorio jëgos.

3.59 pav. Kontaktoriaus pavaros elektromagneto padëtis, kai jis normaliai veikia: a) tiesiaeigis inkaro ir kontaktø judëjimas ta paèia kryptimi, dviejø tarpø kontaktas; b) sukamasis inkaro ir kontaktø judëjimas, vieno tarpo kontaktas; c) tiesiaeigis inkaro ir kontaktø judëjimas, dviejø tarpø kontaktas

181

Iðjungiant jungiklá gesinimo kamerose susidaro karðtos jonizuotos (be to, dar ir laidþios) dujos. Jeigu arti kamerø angos pasitaikytø pliki laidai arba átampos gnybtai, galëtø ávykti trumpasis jungimas. Arti esantys izoliuotieji elementai uþsidegtø. Dël ðiø prieþasèiø jungikliø kataloguose pateikiami pavojingos zonos matmenys, arba erdvë, kurioje negalima talpinti tam tikrø elementø. Jeigu gamintojas pataria izoliacinæ plokðtelæ árengti saugiu atstumu nuo gesinimo kamerø angos, tai plokðtelë tampa pavojingos zonos riba (3.60 pav.). Taip pat gali kilti bûtinybë palikti laisvà plotà ðalia aparato (3.61 pav.) dël ðiø prieþasèiø: a) siekiant prijungti ir iðvedþioti laidus, ypaè didelio skerspjûvio ðynas (prijungimo plotas); b) norint laisvai apþiûrëti aparatus, dirbti reguliavimo darbus, uþtikrinti saugà (pavyzdþiui, nuimti gaubtus arba gesinimo kameras); c) uþtikrinant, kad aparatas bûtø tinkamai auðinamas. Skirstyklos durys

Izoliacinë plokðtë

3.60 pav. Izoliacinës plokðtës, apribojanèios jungiklio (DS-425 b, 3.57 pav.) pavojingàjà zonà — APENA, Bielsko-Biala

Atsiþvelgiant á srovës atjungimo sàlygas, svarbu þinoti, prie kuriø jungiklio gnybtø prijungiami maitinimo laidai, turintys atidaryto jungtuvo átampà, o prie kuriø — nueinantys laidai. Dauguma jungikliø, tarp jø lenkø gamybos WJS, FB, ELA, LA, HLA ir APU, turi bûti prijungiami prie virðutiniø gnybtø (3.55 pav.). Prie ðiø gnybtø, ypaè ant tinklo jungiklio korpuso, bûna uþraðas lietuviø—anglø kalba MAITINIMAS — LINE. Galiojantys pagrindiniø grandiniø gnybtø þymëjimai (3.46 ir 3.62 pav.) yra ðie: — áëjimo gnybtai — 1, 3, 5 ir/arba L1, L2, L3; — iðëjimo gnybtai — 2, 4, 6 ir/arba T1, T2, T3. 182

3.61 pav. Kontaktoriø LS-87 (ELESTER, Lodzë) montavimo gabaritai (maþiausias vertikalus atstumas tarp gretimø kontaktoriø turi bûti: [193 – (123 – 6,5)] ≈ 77 mm)

3.62 pav. Pagrindiniø ir pagalbiniø gnybtø bei ritës þymëjimas ant kontaktoriaus LS-87 (ELESTER, Lodzë) korpuso

183

Ankstesnioji taisyklë glaudþiai siejasi su kita jungikliø taisykle: jungiklis turi bûti prijungtas taip, kad já atidarius kuo maþiau elementø turëtø átampà. Apskritai atidaryto jungiklio judamieji kontaktai turi bûti be átampos. Nuo ðios taisyklës, kuri garantuoja saugumà, galima nukrypti tik pateisinamais atvejais. Pavaros svertus ir valdymo mygtukus reikia árengti ir paþymëti taip, kad jais bûtø ámanoma manipuliuoti daug negalvojant. Tai ypaè svarbu iðtikus avarijai. Visame pasaulyje laikomasi identiðkø taisykliø (3.63 pav.): padëtis ÁJ, mygtukas ÁJ — visada virðuje arba deðinëje pusëje; uþdarymo ir prijungimo kryptis — tai kryptis á virðø arba á deðinæ, arba á save, arba, jei yra suktuvai, laikrodþio rodyklës kryptimi þiûrint aptarnaujanèiojo akimis. Ájungimo mygtukas turi bûti þalias (gali bûti juodas, pilkas ir baltas) ir þymimas I simboliu, o iðjungimo mygtukas turi bûti raudonas ir þymimas O simboliu. Ðie simboliai nurodo mygtuko paskirtá (árenginio prijungimà ir iðjungimà) ir nesiejami su kontakto (normaliai atidaryto ir normaliai uþdaryto) rûðimi; iðjungimo mygtukas gali turëti jungtimi ájungtà kontaktà (3.54 pav.), taip pat gali turëti ir keletà kitø kontaktø. Prie jungtuvø svertø bei mygtukø, o jei jø nëra — prie saugikliø, pateikiama trumpa glausta informacija apie atskirø grandiniø paskirtá. Be to, prie saugikliø paValdymo svertai ÁJ grindo bei prie visø lizdø, kuriuose ÁJ IÐJ dedami tirpûs ádëklai, uþraðoma atitinkama tirpaus ádëklo vardinë IÐJ srovë. Ðliauþiklis

Suktuvas

ÁJ

IÐJ

ÁJ IÐJ Valdymo mygtukai

184

ÁJ

ÁJ

Þalias

IÐJ

Raudonas

Kairë Stop Deðinë

Stop Lëtai Greitai

Virðus Stop Apaèia

Greitai Lëtai Stop

ä

IÐJ

3.63 pav. Visuotinai priimta pavaros ir valdymo elementø padëtis (mygtukai IÐJ ir Stop yra raudonos spalvos)

3.2.12. Aparatø prieþiûros taisyklës Daugiausia dëmesio reikalauja tos eksploatuojamo aparato dalys, kurios labiausiai dëvisi arba genda, pavyzdþiui: — jungimo kontaktai ir gnybtai; — elektromagnetai; — jungikliø spynos. Veikiant elektros lankui ir trinèiai, nuolat maþëja kontaktø medþiaga, o kontaktø pavirðiaus forma keièiasi. Taèiau smulkûs defektai nëra pavojingi, todël nereikia pernelyg jø lyginti ar valyti, kad pastangos saugant kontaktus nebûtø perdëtos. Labai uþterðti kontaktai valomi teptuku arba ðiurkðèiu, benzinu suvilgytu skudurëliu bei minkðtu plieniniu ðepetëliu. Labai deformuotus kontaktø pavirðius pakanka iðlyginti poliravimo dilde, bet nereikia poliruoti. Kontaktams valyti netinka popierius bei ðvitrinë drobë, nes smulkios ðvitrinës medþiagos kruopelës ásiskverbia á kontaktø pavirðiø ir pablogina srovës tiekimo sàlygas. Kontaktams dëvintis, jø uþdarymo spyruoklës vis maþiau susispaudþia, taigi silpnëja kontaktø suspaudimas. Taip pat jis gali silpnëti kontaktø spyruoklëms perkaitus ir atsileidus. Kad jungtuvas tinkamai veiktø, kontaktø suspaudimas neturëtø nukrypti nuo gamintojo nustatytø ribø, todël privalu periodiðkai kontroliuoti, kaip jis tinka didesniems jungikliams bei visais kitais abejotinais atvejais. Judanèio kontakto prispaudimas matuojamas dinamometru, kuris kabinamas gamintojo nurodytoje vietoje, atitraukus spyruokliuojantá kontaktà. Kontakto prispaudimo matas — maþiausia jëga, kurià naudojant galima laisvai iðtraukti sugeriamojo popieriaus juostelæ, ákiðtà tarp kontaktø, arba uþgesinti kontrolinæ lemputæ (3.64 pav.). Uþdarant jungtuvà tarp spyruoklës kontakto alkûnës bei atramos pavirðiaus, ribojanèio jo judëjimà, susidaro tarpas, vadinamas kontakto áverþimu (3.65 pav.). Jis sudaro kontakto medþiagos iðdilimo atsargas. Jeigu áverþimas sumaþëtø iki nulio, uþdarant jungiklá kontakto spyruoklës neásiverþtø. Susidëvëjusiais kontaktai laikomi tada, kai áverþimas (naujo jungtuvo) sumaþëja iki 20 % pradinës vertës arba iki 0,5 mm. Daugelio kontaktoriø judamuosius kontaktus ámanoma pakeisti be árankiø, nuëmus gesinimo kamerà (3.66 pav.). Daþniausi elektromagnetø paþeidimai — rièiø paþeidimai. Jie atsiranda tekant per didelei srovei, esant per aukðtai aplinkos temperatûrai bei pramuðus izoliacijà. Tiesioginë prieþastis, dël kurios kintamosios srovës elektromagnetas ima per daug srovës, gali bûti didelis tarpas tarp inkaro ir ðerdies, o dël to — maþas elektromagneto induktyvumas. Daþniausias kontaktoriø paþeidimø prieþastis galima nustatyti pagal 3.1 lentelæ. 185

3.64 pav. Jungiklio APU-30 kontakto prispaudimo matavimas (prispaudimas turi bûti 304 ÷ 343 N (31 ÷ 35 kG) 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — kontakto spyruoklë, 4 — varþtas kontakto prispaudimui reguliuoti, 5 — pagrindinis kontaktas, 6 — lanko degimo kontaktas, 7 — kontrolinë lemputë, 8 — dinamometras Áverþima s

3.65 pav. Kontaktoriaus SC-100 arba SC-200 kontaktø áverþimo reguliavimas (eiga turi bûti 1,5 ÷ 2,0 mm) 1 — varþtas kontaktø áverþimui reguliuoti

3.66 pav. Kontaktoriaus judamøjø kontaktø pakeitimas (srovës grandinë kaip 3.24 pav.) — SIEMENS, Vokietija

186

3.1 l e n t e l ë

Kintamosios srovës elektromagnetiniø kontaktoriø veikimo sutrikimai Poþymiai

Galimos prieþastys

Kontaktø perkaitimas

— Per stipri srovë. — Kontaktø pavirðiaus uþterðtumas bei deformavimas. — Per maþas kontakto prispaudimas perkaitus bei trûkus kontaktø spyruoklei arba kontaktams labai susidëvëjus, arba labai paþemëjus valdymo átampai.

Stiprus kontaktø kaitinimas, nuolatinis kontaktø sukibimas

— Per stiprios srovës iðjungimas arba ájungimas. — Jungimas nuëmus gesinimo kameras. — Maitinimo átampos paþemëjimas, ypaè paleidþiant variklá. — Per ilgai neiðjungiama trumpojo jungimo srovë dël saugiklio, sauganèio kontaktoriø (per didelës vardinës srovës). — Per didelis kontaktø susidëvëjimas.

Stiprus elektromagneto burzgesys

— Nevisiðkas inkaro prigludimas prie ðerdies. Neðvarumai, svetimkûniai inkaro ir ðerdies susilietimo pavirðiuje. — Gedimas inkaro kreipiamosiose arba guolyje. — Didelis valdymo átampos paþemëjimas (þemiau negu 0,8 Un). — Ritës, turinèios per didelæ vardinæ átampà, pritaikymas (pvz., 400 V ritë maitinama 230 V átampa). — Þalvarinio þiedo, esanèio ant ðerdies, trûkimas. — Elektromagneto ðerdies plieniniø lakðtø tvirtinimo susilpnëjimas. — Per stiprios kontaktø bei gráþtamosios spyruoklës.

Perdegusi elektromagneto ritë

— Susilpnëjusi, sudrëkusi izoliacija. — Ne visiðkai prigludæs inkaras prie ðerdies (kartu ir stiprus elektromagneto burzgesys). — Didelis valdymo átampos paþemëjimas. — Per didelë maitinimo átampa (didesnë negu 1,1 Un). — Labai didelë tinklo átampa (trumpalaikis didelis átampos padidëjimas). — Virðytas leistinas jungimø daþnis. — Per aukðta aplinkos temperatûra, ypaè uþsandarintuose aparatø gaubtuose.

187

Maþesniø jungikliø mechanizmai, daþniausiai gaminami ið metalizuotos plastmasës, yra plastmasiniai. Jø prieþiûrai nereikia pastangø. Didesniø jungtuvø mechanizmus, ypaè jø spynas, reikia periodiðkai valyti, tepti ir reguliuoti. Prieþiûros taisykliø privalu laikytis tiksliai pagal gamintojo instrukcijà. Paprastai prieþiûros pagrindas — mechanizmø valymas tvirtu teptuku, suvilgytu benzinu ir naujo tepalø sluoksnio uþdëjimas.

3.3. Elektros varikliø maitinimas Atsiþvelgiant á paprastà gamybà ir maþà kainà, daþniausiai naudojami indukciniai narveliniai varikliai. Ðiø varikliø maitinimo paaiðkinimai pateikiami þemiau. Kai kurie ið jø tinka ir visais kitais atvejais. 3.34 pav. parodyta, kokius valdymo ir apsaugos aparatus daþniausiai turi variklis. Galimos trys apsaugos rûðys: • Apsauga nuo trumpøjø jungimø — saugiklis arba jungiklis linijos pradþioje. Áprastas saugiklis dël savo laiko ir srovës charakteristikos niekada neapsaugos variklio nuo perkrovos. • Apsauga nuo perkrovos — tai termobimetalinë arba elektroninë relë, arba temperatûros jutikliai, veikiantys jungiklio atkabiklá. Apsauga nuo perkrovos gali bûti ájungta laisvoje grandinës vietoje, taèiau bûtinai uþ apsaugos nuo trumpøjø jungimø; geriausia jà árengti grandinës pradþioje. Galima atsisakyti maþo galingumo (< 10 kW) varikliø apsaugos nuo perkrovos, nes jø perkrova nelabai tikëtina (siurbliø, ventiliatoriø pavaros). • Minimalios átampos apsauga — tai kontaktorius, valdomas trumpalaikiu impulsu. Jo valdymo grandinæ maitina pagrindinë grandinë (3.26 pav., c, 3.34 pav.). Dingus átampai variklis iðsijungia, o vël atsiradus — automatiðkai neásijungia. Jeigu apsauga nuo minimalios átampos nereikalinga, tai naudojamas kontaktorius, valdomas nuolat ájungtu kontaktu (3.26 pav., a), bei jungiklis be minimalios átampos paleidiklio (3.54 pav.). Narveliniai varikliai daþniausiai paleidþiami tiesiogiai ájungus juos á tinklà, — tai tiesioginis paleidimas. Jie ima didelæ paleidimo srovæ, kuri keturis—septynis kartus didesnë negu variklio vardinë srovë. Paleidimo srovës tekëjimo laikas, kartu ir paleidimo laikas — nuo sekundës dalies (nedidelio galingumo varikliai paleidþiami be apkrovos) iki keliolikos ir daugiau sekundþiø (didelio galingumo varikliai paleidþiami esant apkrovai). Variklio grandinës saugiklis turi nesudegdamas iðlaikyti paleidimo srovæ. Todël jo vardinë srovë turi bûti daug didesnë negu variklio vardinë srovë. 3.2 lentelëje pateikiami lengvai ir vidutiniðkai paleidþiamø varikliø duomenys. Taip pat nurodomas maþiausias leistinas, atsiþvelgiant á ákaiti188

189

Varinis kabelis ant laikikliø

Termobimetalinë relë

Kontaktorius

Saugiklis gG

Variklis

A —

srovës reguliavimo diapazonas

tipas

ilgalaikë apkrova

A

mm2

—

tipas

skerspjûvis

kW

—

tipas

vardinë galia

A

—

tipas

vardinë srovë

A

kW

vardinë srovë

vardinë galia

b27T

4,0

LS4

20

Bi-Wtz

8,3

4,0

b27T

5,5

LS7

25

Bi-Wtz

11,0

5,5

b27T

7,5

LS17

40

Bi-Wtz

14,6

7,5

19

1,5

YDY

19

1,5

YDY

19

1,5

YDY

19

1,5

YDY

4,0 ÷ 6,3 7 ÷ 10 10 ÷ 15 11 ÷ 17

b05

3,0

LS07

16

Bi-Wtz

4,9

2,2 27,8

15 38,8

22 53

30

79

45

93

55

b77S

15

LS37

63

27

2,5

YDY

33

4

YDY

15 ÷ 23 25 ÷ 40

b77S

11

LS27

50

b77S

30

LS57

10

46

6

YDY

62

10

YDY

32 ÷ 50 50 ÷ 63

b77S

22

LS47

80

b177S

55

LS107

20

84

16

YLY

110

25

YLY

63 ÷ 90 80 ÷ 100

b177S

45

LS87

160

WTN00 WTN00 WTN00 WTN00 WTN00 WTN01

21,0

11

Aparatø ir laidø parinkimo pavyzdþiai grandinëse, kurios maitina „g“ serijos tiesiogiai lengvai paleidþiamus indukcinius narvelinius variklius, maitinamus ið trifazio 400 V átampos tinklo

3.2 l e n t e l ë

mà, maitinimo laido skerspjûvis. Jeigu grandinës ilgis daugiau negu 20 m, reikia papildomai patikrinti, ar ne per daug krenta átampa (þr. C, D priedus) ir prireikus naudoti didesnio skerspjûvio laidà. 3.3 pavyzdys. Parinkti 50 m ilgio linijos laidus ir valdymo bei apsaugos aparatus. Linija maitina tiesiogiai nedaþnai paleidþiamà narveliná variklá, kurio duomenys yra ðie: Un = 400 V, Pn = 11 kW, In = 21 A, cosϕn = 0,89. Leistinas átampos kritimas — 3 %. Linijoje reikia naudoti (3.2 lentelë): 1. Stacionarius WTN 00 50 A arba Bi-Wtz50 A saugiklius. 2. Kontaktoriø LS 27, kurio vardinë galia 11 kW. 3. Termobimetalinæ relæ b27T, kurios reguliuojamøjø sroviø diapazonas 15 ÷ 23 nustatant srovæ, lygià variklio vardinei srovei. 4. Laidus YDY 4 × 4 mm (gyslos L1, L2, L3, PE), parenkamus ant laikikliø pagal D priedo nurodymus. Skerspjûvio parinkimà lemia leistino átampos kritimo sàlyga:

s ≥ 100 3 ⋅

I ⋅ l ⋅ cos ϕ 21 ⋅ 50 ⋅ 0, 89 = 100 3 ⋅ = 2, 9 mm2 . 58 γ ⋅ ∆U% ⋅ U ⋅ 3 ⋅ 400 1, 25

Pramoniniai árenginiai turi bûti projektuojami taip, kad bûtø ámanoma tiesiogiai paleisti ávairius narvelinius variklius. Ði taisyklë turi iðimèiø, pavyzdþiui, kai prie esamo tinklo reikia prijungti papildomà didelio galingumo variklá. Norint paleidimo metu sumaþinti átampos kritimà (C, D priedai), trikdantá kitø imtuvø darbà, reikia sumaþinti paleidimo srovës vertæ. Ðiuo tikslu taikomas þvaigþdës-trikampio paleidiklis arba ðvelnaus paleidimo sistemos paleidiklis (angl. softstart). Paleidimo rankiniu arba automatiniu (3.67 pav.) þvaigþdës-trikampio paleidikliu principas yra toks: variklis jungiamas á tinklà su apvijomis, sujungtomis þvaigþde. Dël to triskart padidëja pilnutinë varþa ir triskart sumaþëja paleidimo srovë, palyginti su trikampio sujungimu (3.68 pav.). Kai paleisto variklio apsisukimø greitis padidëja, apvijos persijungia trikampiu. Dël to gali trumpai, bet labai padidëti srovë, o tai laikoma vienu ið paleidimo trûkumø. Kitas trûkumas svarbesnis: apvijø sujungimas þvaigþde trigubai sutrumpina variklio paleidimo momentà. Þvaigþdës-trikampio paleidiklis tinka tik tiems varikliams, kurie paleidþiami be apkrovos arba su visai maþa apkrova. Tinkluose, kuriø vardinë tampa 400 V, þvaigþdës-trikampio paleidiklis gali paleisti tik variklá, kurio vardinë tampa yra 400 V, kai apvijos sujungtos trikampiu, vadinasi, 400/690 V vardinæ tampà turintá variklá (400 V — trikampis, 690 V — þvaigþdë). Variklio apvijø pradþia ir galas turi bûti paþymëti gnybtø lentelëje. 190

ÁJ IÐJ

3.67 pav. Automatinis þvaigþdës-trikampio paleidiklis BGSLA63 — ELESTER, Lodzë: a) be korpuso; b) su korpusu 1 — trikampio kontaktorius, 2 — þvaigþdës kontaktorius, 3 — linijinis kontaktorius, 4 — termobimetalinë relë, 5 — laiko relë

3.68 pav. Asinchroninio variklio paleidþiamosios srovës kitimas tiesiogiai paleidþiant variklá arba naudojantis þvaigþdës-trikampio perjungikliu (abu grafikai yra to paties variklio, varanèio tà patá renginá)

191

3.69 pav. parodyta, kaip veikia automatinis þvaigþdës-trikampio paleidiklis. Darbui parengto paleidiklio visi kontaktoriai atviri. Rièiø grandinë neturi maitinimo dël atviro mygtuko S2 kontakto ir atviro pagalbinio kontakto K1. Schema veikia ðitaip: 1.

Nuspaudus paleidimo mygtukà S2, laiko relës perjungiantysis kontaktas K4 ájungia þvaigþdës kontaktoriaus ritæ K3. Uþsidarydamas ir sujungdamas apvijø galus U2, V2, W2, kontaktorius apvijas sujungia á þvaigþdës schemà.

2.

Kartu uþsidaro pagalbinis kontaktas K3, tiekiantis srovæ linijinio kontaktoriaus K1 ritei bei laiko relës K4 ritei. Laiko relë pradeda matuoti paleidimo laikà ir padeda perjungti apvijas trikampiu.

3.

Uþsidarius linijiniam kontaktoriui K1, variklis pajuda, o uþsidarydami du pagalbiniai kontaktai K1 garantuoja ritës K1 maitinimà, nors mygtukas S2 laisvas.

4.

Praëjus nustatytam laikui, laiko relë K4 perjungia kontaktà, t. y. perjungia átampà ið þvaigþdës kontaktoriaus K3 trikampio kontaktoriaus K2 ritei. Variklis toliau veikia su apvijomis, sujungtomis trikampiu.

5.

Kad kontaktoriai K3 ir K2 neuþsidarytø tuo paèiu metu, kitaip tariant, kad neávyktø trumpasis jungimas, jø ritës maitinamos per perjungiamàjá kontaktà K4 ir papildomai per blokkontaktus K3 ir K2.

6.

Nuspaudus atjungimo mygtukà S1, atsidaro kontaktoriai K1 ir K2, variklis sustoja, o valdymo grandinë gráþta á pradinæ padëtá. Ðitaip atsitinka ir dingus átampai arba atsiradus variklio perkrovai ir atsidarius perkrovos relës kontaktui.

7.

Signalinë lemputë H1 praneða, kad perkrovos relë K5 pradeda veikti, o lemputë H2 parodo, kad variklis veikia.

Ið þvaigþdës schemos apvijos persijungia á trikampio schemà tada, kai variklio apsisukimø daþnis yra beveik lygus vardiniam daþniui. Persijungimo metu gali atsirasti srovës impulsas (3.68 pav.), bet jis trunka trumpiau negu 0,05 s. Jeigu perjungimas ávyktø anksèiau, kol apsisukimø daþnis nedidelis, srovës kitimas atrodytø panaðiai kaip ir tiesioginio paleidimo metu (brûkðninë linija 3.68 pav.). Didelë paleidimo srovë tekëtø ne kà trumpiau negu schemoje be þvaigþdës-trikampio perjungimo paleidiklio. Naudojant þvaigþdës-trikampio paleidiklá, perkrovos relë ásijungia nuosekliai su variklio fazinëmis apvijomis (3.69 pav.), joje teka variklio apvijø srovë arba srovë Inp =

192

In 3

≈ 0,58 In .

3.69 pav. Asinchroninio variklio valdymas automatiðkai perjungiant þvaigþdës-trikampio schemà

Prieð þvaigþdës-trikampio paleidiklá ájungtai relei turëtø bûti nustatyta variklio vardinë srovë (In); ji neapsaugotø variklio nuo perkaitimo, jeigu apvijos nepersijungtø trikampiu. Þvaigþdës-trikampio paleidiklis ið pradþiø variklio apvijoms prijungia átampà Un/ 3 , paskui — átampà Un; perjungiama su pertrauka ir srovës impulsu. Ðvelnaus paleidimo (angl. softstart) elektroninë sistema veikia geriau: átampa sklandþiai didëja nuo gana maþos vertës iki vardinës be jokio srovës pertrûkio. Variklá maitina triodas (þr. 2.5 pav.) bei prieðprieðiais sujungti fazinio valdymo tiristoriai, kai srovës vëlavimo kampas (þr. 2.4 pav.) nuo didelës pradinës vertës laipsniðkai maþëja iki nulio. Softstart paleidimo ir tiesioginio paleidimo srovës kitimà galima palyginti su parodytuoju 3.68 pav., paðalinus srovës pertrûká ir srovës impulsà perjungimo momentu.

3.4. Laidø tiesimas pramonës objektuose 3.4.1. Bendrieji principai Pramoniniuose tinkluose naudojami izoliuotieji linijø laidai, kabeliai ir ðynos. Ið izoliuotøjø laidø daþniausiai tiesiami paprastesnës rûðies laidai: viengysliai su polivinito (DY, LY, ALY) izoliacija bei kabeliai su polivinito 193

(YDY) izoliacija ir apvalkalu. Jei pastarøjø skerspjûvis nepakankamas, naudojami panaðios konstrukcijos kabeliai su polivinito izoliacija ir apvalkalu. Linijose, kurios maitina nedaug maþo galingumo imtuvø, tiesiami viengysliai laidai plastmasiniuose vamzdþiuose arba kabeliai, tvirtinami laikikliais. Tiesiami ir kitø rûðiø laidai, pavyzdþiui, armuoti laidai, apipinti plieninëmis cinkuotomis vielomis (YDYu). Jie gali bûti tiesiami be vamzdþiø ir kitø apvalkalø tose vietose, kuriose gresia pavojingi mechaniniai paþeidimai, pavyzdþiui, ant gamybos maðinø korpusø ar ant kranø konstrukcijø. Pramonës objektuose yra daug imtuvø bei valdymo, signalizacijos ir apsaugos árenginiø. Bendroje trasoje tenka ne kartà tiesti deðimtis ávairiø grandiniø laidø. Jeigu jie bûtø klojami vienu sluoksniu — deðimtys vamzdþiø bei deðimtys kabeliø ant atskirø gnybtø, — tai laidams reikëtø didelio pavirðiaus. Siekiant ðito iðvengti, laidai grupuojami á ryðulius, tvirtinamus ant kopëtëliø bei klojamus loveliuose. Dël to juos sunku auðinti, jø ilgalaikë apkrova maþesnë, negu laisvai tiesiant atskirai kiekvienà laidà. Galima laisvai formuoti laidø trasas, nes ryðuliai, kopëtëlës ir loveliai gali bûti kabinami ávairiose vietose, nebûtinai prie sienø ir lubø. Tai svarbu, nes ðiuolaikiniø dideliø pramoniniø saliø vidinës stiklo sienos nelabai tinka laidams tiesti. Pasitaiko, kad laidø ryðulio, kopëtëliø bei loveliø apskritai neámanoma pakabinti dël per didelio atstumo tarp gretimø kilnojamøjø atramø ir keltuvø. Atstumas iki kranø ir kitø keliamøjø árenginiø taip pat gali tapti kliûtimi. Tada laidai tiesiami vamzdþiuose ir loveliuose po grindimis. Pramonës ámonëse taip pat tiesiamos ir ðynos. Apsaugotos ðynø linijos klojamos iðilgai salës ir prie jø prijungiami priimantys árenginiai. Jei imtuvai perstatomi ar ávyksta kitokiø rimtø technologiniø permainø, galima lengvai ir greitai prijungti imtuvus prie ðynø visai nekeièiant jø buvusios padëties. Ðynø linija nesunkiai pritaikoma pasikeitus apkrovos sàlygoms. Tinkama tose ámonëse, kuriose periodiðkai keièiasi gamybos pobûdis ir/arba technologinis aprûpinimas.

3.4.2. Riðamø á ryðulius laidø tiesimas Bendroje trasoje tiesiami laidai izoliacinëmis juostelëmis riðami á ryðulius, kuriuose yra nuo keliø iki maþdaug 30 laidø. Horizontaliose trasose ryðuliai dedami á laikiklius (3.70 pav., a), kurie gali bûti: — pritvirtinti tiesiai prie lubø, sienos arba prie kitos pastato konstrukcijos; — pakabinti ant kilnojamojo troso (keliø laidø ryðulys); — pakabinti ant dviejø kilnojamøjø trosø (keliolikos laidø ryðulys). 194

3.70 pav. Riðamø á ryðulius laidø tiesimas: a) riðamø juostele; b) tvirtinamø perforuota juostele prie fasoninës geleþies 1 — tvirtinimo laikiklis, palaikantis ryðulá horizontalioje trasoje, 2 — tvirtinimo laikiklis, pritvirtinantis ryðulá vertikalioje trasoje, 3 — izoliacinë juostelë

Atstumas tarp gretimø kilnojamøjø laikikliø gali bûti juo didesnis, juo didesnis ryðulio skersmuo ir juo didesnis laidø skerspjûvis bei kietesnis ryðulys. Tinkamas atstumas horizontaliose trasose siekia 0,4 ÷ 1 m. Ðiose trasose atstumas tarp laikikliø gali bûti 50 % didesnis, jei jose laidø ryðuliai pritvirtinami. Tarp gretimø laikikliø laidai turi bûti per vidurá arba net dviejose vietose suriðti izoliacinëmis juostelëmis. Maþesnius ryðulius galima tiesiogiai pritvirtinti izoliacinëmis juostelëmis prie laikikliø (3.70 pav., b).

3.4.3. Laidø tiesimas ant kopëtëliø Kopëtëlës turi lovio pavidalo plieninës skardos kraðtus (surenkamøjø konstrukcijø) bei profiliuotos plieninës skardos skersinius. Jø plotis 200, 400 arba 600 mm. Atitinkamai parinktos ir varþtais sujungtos, kopëtëlës (linijinës, kampinës, atsiðakojusios) padeda sumontuoti ávairias trasas — horizontalias ir vertikalias — laidams tiesti. Kopëtëles reikia tvirtinti arba 195

3.71 pav. Laidai ant vertikalios sienos 1 — montaþinë dëþutë

ä

kabinti prie laikikliø, iðdëstytø ne didesniu kaip 3 m atstumu. Jos palengvina tiesti kabelius patalpose bei kabeliø tuneliuose ir kanaluose. Perforuotø kopëtëliø skersiniai palengvina pritvirtinti laidus ir laidø ryðulius naudojant laikiklius bei juosteles, taip pat — kitø linijø atðakø dëþutes (3.71 pav.).

3.4.4. Laidø tiesimas loveliuose Jeigu bendroje trasoje reikia nutiesti keliolika ar daugiau laidø, daþniausiai naudojami loveliai. Kaip ir kopëtëlës, loveliai tvirtinami ne didesniais kaip 3 m tarpais, o reikiama laidø trasa gaunama sujungus elementus — paprastus, kampinius, kryþminius ir atðakø (3.72 pav.). Á numatomose trasose pritvirtintus lovelius klojami laidai (3.73 pav.).

3.72 pav. Laidø tiesimas loveliuose 1 — linijiniø elementas, 2 — posûkio elementas, 3 — kampinis elementas, 4 — sujungimo elementas, 5 — atsiðakojimo elementas, 6 — vidinë pertvara

196

197

3.73 pav. Loveliø laidams tiesti montavimas — TEHALIT, Vokietija a) tiesiamas laidas; b) uþdedamas linijinio elemento antdëklas; c) uþdedamas kampinio elemento antdëklas; d) pjaunamas reikiamo dydþio antdëklas; e) tvirtinami kiðtukiniai lizdai

Izoliaciniai loveliai gaminami ið viniduro arba popieriaus-stiklo laminato. Jie turi nuolatines pertvaras arba griovelius pertvaroms ádëti (3.74 pav.); dël to ámanoma atskirti ávairiø grandiniø (galios, apðvietimo, valdymo, informacinës) laidus. Loveliø antdëklai uþdedami ir nuimami be árankiø. Dël didelio viniduro profiliø ir dydþiø asortimento loveliai naudojami

3.74 pav. Laidø tiesimo loveliuose fragmentas — TEHALIT, Vokietija 1 — viniduro lovelis, 2 — pertvara, 3 — plokðèias 5 × 2,5 mm2 laidas, padedantis ájungti naujø grandiniø átampà, 4 — plokðèio laido atsiðakojimo gnybtø dëþutë, 5 — kiðtukiniai lizdai, pritvirtinti prie lovelio ir prijungti atsiðakojimo dëþute 4

3.75 pav. Viniduro loveliø trasa palangëje — TEHALIT, Vokietija

198

ir pramoniniuose tinkluose, ir smulkiuose dirbtuviø, laboratorijø, biurø ir panaðiø objektø tinkluose (3.75 pav.). Tiesiai loveliuose galima tvirtinti kiðtukinius lizdus, virðsrovio jungiklius bei tinklo valdymo elementus. Plieninës skardos lovelis naudojamas tada, kai linijai reikia didelio atsparumo arba lovelis turi bûti labai atsparus karðèiui.

3.4.5. Srovëlaidþiø tiesimas grindyse Po grindimis, laisvuose statybiniuose tarpuose, specialiuose kanaluose, loveliuose bei vamzdþiuose tiesiami skirstomøjø ir priëmimo linijø laidai (3.76, 3.77 pav.). Apskritai staèiakampio bei pusiau apskrito pjûvio loveliai dedami po grindimis, kai jos dar tik klojamos. Loveliø eilës dedamos iðilgai bûsimo elektros energijos imtuvø iðdëstymo, o jeigu iðdëstymas dar tiksliai neþinomas arba gali keistis, — loveliai klojami taip, kad sudarytø tankø tinklà. Maþdaug 3 m tarpais átaisomos atðakø dëþutës, o dar tankiau (maþdaug 1 m) kai kurie loveliai turi iðëjimo angas, kurias prireikus galima uþaklinti.

3.76 pav. Tinklo grindyse elementai — ELEKTRA-UNTERFLUR, Vokietija 1 — betono pamatas, 2 — pagrindas po parketu, 3 — parketas, 4 — kiðtukiniai lizdai grindyse, 5 — kiðtukiniai lizdai virð grindø, 6 — lovelis, 7 — tvirtinimo laikiklis, 8 — atsiðakojimo dëþutë, 9 — prijungimo dëþutë, 10 — vamzdþiai pavienëms linijoms tiesti

199

3.77 pav. Tinklo grindyse montavimas (a, b) — ELEKTRA-UNTERFLUER, Vokietija

Grindø loveliø aukðtis siekia 10 ÷ 75 mm. Seniau jie buvo gaminami ið plieninës skardos, dabar — ið viniduro. Iðilginës loveliø pertvaros atskiria ávairiø tinklø laidus ir padidina loveliø mechaniná atsparumà. Dël atsparumo loveliai turi bûti uþdengti pakankamai storu (maþiausiai 20 mm) statybiniu sluoksniu po grindimis.

3.4.6. Komplektiniai ðynlaidþiai Renkamosios ðynos tiesiamos ðitaip: plikos arba izoliuotos ðynos, atskirtos izoliacinëmis pertvaromis ir pritvirtintos ant izoliaciniø laikikliø, átaisomos skardiniuose arba tinkliniuose korpusuose. Paprasti 3 m ilgio elementai bei atðakø ir kampiniai elementai padeda nutiesti reikiamà linijø trasà (3.78 pav.). Paprastai ðynos tiesiamos 3 m aukðtyje nuo grindø, paremiant jas arba kabinant ne didesniais kaip 3 m tarpais. Jeigu ámanoma, turint galvoje kranø darbà, jos tvirtinamos þemiau ant specialiø laikikliø arba tiesiamos po lubomis (3.79 pav.). Paprastuose, daugiau negu 40 m ilgio ruoþuose, varinëms ðynoms, o 20 m ilgio — aliumininëms ðynoms reikia ðiluminës kompensacijos, pavyzdþiui, sujungus tinkamus gretimø ðynø elemen200

3.78 pav. Ðynlaidþiø tinklas 1 — skirstykla, 2 — magistralinë ðyna, 3 — skirstomoji ðyna, 4 — atsiðakojimo dëþutë

3.79 pav. Ðynø tvirtinimo bûdai: a) prie statinio konstrukciniø elementø; b) prie specialiø laikikliø; c) po perdengimu

tus (tos paèios medþiagos, ið kurios pagamintos ðynos, folijos paketu) (þr. 7.6 pav.). Svarbiausios yra ðios ðynø rûðys: • Magistralinës ðynos (3.78 pav.), kuriø vardinë darbo srovë 1000, 1600, 2500 ir 4000 A. Jos taikomos pagrindinëse maitinimo linijose, transformatoriams su pagrindine skirstykla sujungti, kelioms skirstykloms sujungti bei skirstomosioms ðynoms arba tiesiogiai didelio galingumo 201

imtuvams maitinti. Ðynos bûna varinës, aliumininës arba duraliumininës (mechaniðkai labai atsparios). Siekiant sumaþinti reaktyviàjà varþà, ðynos gali bûti skaidomos, tada pavienës linijos iðdëstytos taip, kad sumaþëtø keièiamasis nuotolis tarp faziø. Ðynos gali bûti izoliuojamos nuo karðèio besitraukianèia polivinito þarna, kuri kaitinama 100 ÷ 150 °C temperatûroje traukiasi, sudarydama gerai priglundantá izoliuotàjá apvalkalà. • Skirstomosios ðynos (3.78, 3.80 pav.), kuriø vardinë darbo srovë 160, 250, 400 ir 630 A. Jos tiesiamos iðilgai numatytos imtuvø iðdëstymo linijos. Kas 0,5 m prie ðynø galima prijungti atsiðakojimo saugikliø dëþutæ, kuri maitina imtuvus. Imtuvas prijungiamas laidu, tiesiamu vamzdyje, arba laisvai pakabinamu laidu, turinèiu apvalkalà. Atsiðakojimo dëþutë turi atskiriamàjá jungiklá (3.81 pav.), kuris sukonstruotas taip, kad atvërus dureles iðsijungtø átampa saugikliuose ir priëmimo grandinëje.

3.80 pav. Skirstomøjø ðynø PR skersiniai pjûviai: a) 60 × 7 mm varinës ðynos PR-630; b) 16 × 7 mm varinës ðynos PR-250 1 — ðyna, 2 — izoliacinis laikiklis, 3 — plieninës skardos korpusas, 4 — kniedë su vamzdine anga atsiðakojimo maitinimo dëþutei pritvirtinti

3.81 pav. Skirstomosios ðynos atsiðakojimo dëþutë 1 — atskiriamasis jungiklis, atjungiantis atsiðakojimo linijà atidarius dureles

• Maþagabaritës galios ðynos (63 A), skirtos nedidelio galingumo trifaziams imtuvams maitinti bei apðvietimo ðynos (25 A) lempoms maitinti ir kabinti. • Trolëjinës ðynos (63, 100 ir 160 A) su ðliauþianèiuoju srovës kontaktu judantiems bei periodiðkai padëtá keièiantiems imtuvams maitinti. 202

3.5. Pramoninës skirstyklos 3.5.1. Skirstyklø paskirtis ir jø rûðys Tam tikrose elektros tinklo vietose skirstoma elektros energija; ðá darbà atlieka skirstyklos. Skirstykla — tai árenginys, kurá pasiekia viena arba daugiau maitinimo linijø ir ið kurio iðeina paskirstymo linijos. Jos árengiamos tokiu bûdu, kad jungimo, saugumo, matavimo, valdymo ir signalizacijos árenginiai, aptarnaujantys ðias linijas, kartu su sujungimais ir pagalbiniais árenginiais sudarytø konstrukcijos visumà. Skirstyklø konstrukcijos yra ávairiø rûðiø, atsiþvelgiant á árengiamø aparatø dydá, skirstyklos veikimo sàlygas bei á kitus veiksnius. Skiriamos dvi pagrindinës pramoniniø tinklø skirstyklø rûðys: s k i r s t o m o j i d ëþ u t ë ir s k i r s t o m o j i s p i n t a.

3.5.2. Skirstomosios dëþutës Nedidelës skirstomosios dëþutës, maitinanèios vartotojo grandines, naudojamos gyvenamøjø namø (þr. 1.41 pav.), biurø ir vieðbuèiø (3.82 pav.) tinkluose. Maitinimo grandiniø ir imtuvø grandiniø aparatai montuojami skardinëse arba plastmasinëse dëþutëse; daþniausiai jie tvirtinami ant ðynø laikikliø. Skirstomøjø dëþuèiø sistemos modulis grindþiamas tuo, kad didesnæ skirstyklà (nuo keliø iki keliasdeðimt dëþuèiø) sudaro ribotas keliø dëþuèiø tipø asortimentas (3.83 pav.). Jø dydþiai suderinti taip, kad jos labai tinka viena prie kitos. Atskiroje dëþutëje telpa vienas didesnis arba keli maþesni aparatai (3.84 pav.). Kad konstrukcijos bûtø tvirtesnës, dëþutës sujungiamos tarpusavyje, o didesni rinkiniai papildomai pritvirtinami prie stovo. Jeigu tarp gretimø dëþuèiø paliekama anga laidams nutiesti, tai dëþutës sujungiamos tik uþdëjus tarpiklius. Dëþuèiø gylis nevirðija 200 mm; taèiau galima já padidinti pritvirtinus vidinius rëmus tarp atitinkamos dëþutës ir dangtelio arba pritaikius iðkilius dangtelius. Tinkamai parinktas dëþutes mechaniðkai sutvirtinus bei sujungus elektros aparatus, gaunama norimos schemos ir aprûpinimo skirstykla (3.85 pav.). Eksploatuojamà skirstomàjà dëþutæ lengva papildyti naujomis dëþutëmis. Seniau dëþutës buvo gaminamos ið ketaus, paskui ið plieninës skardos, o dabar daugiausia ið plastmasës. Dëþuèiø gamybai naudojama nedegi presuota poliesterio ir stiklo masë, o jø permatomiems dangteliams smûgiams 203

3.82 pav. Modulinës skirstyklos, tvirtinamos iðorëje ant sienos ar stovo ir áleidþiamos á sienos niðà — SPELSBERG, Vokietija (plastmasinë vidaus konstrukcija, aliumininis korpusas)

3.83 pav. Modulinës sistemos penkios pagrindinës izoliacinës dëþutës — SPELSBERG, Vokietija

204

3.84 pav. Tipinis izoliaciniø dëþuèiø komplektavimas — SPELSBERG, Vokietija: a) apsauginiai lizdai; b) apsauginis galios skyriklis

atspari medþiaga. Palyginti su senesniø konstrukcijø dëþutëmis, plastmasinës dëþutës: 1) — uþtikrina ne maþesná sandarumà ; — taip pat atsparios mechaniniams paþeidimams; — jø nereikia saugoti nuo korozijos, pavyzdþiui, daþyti; — jos nedûþta ir nesulûþta; — dël permatomø dangteliø personalui lengviau kontroliuoti elektros árenginiø bûklæ bei pastebëti paþeidimus, iðlaikyti nepriekaiðtingos bûklës árenginius; — jø árenginiai lengvai prieinami dël paprastø spynø. Matavimo prietaisai ir rodyklës gali bûti uþdaryti sandariose dëþutëse (3.85 pav.), nes jø parodymai matyti pro dangtelá. Dangteliø iðorëje gali bûti tik pavaros svertai bei valdymo mygtukai, — ðios vietos daromos nepralaidþios. Dangteliai turi tarpiklius, kuriuos uþdaromi dangteliai prispaudþia; tarpikliai taip pat dedami prie angø, esanèiø ðoninëse dëþuèiø sienelëse. Nepaisant to, skirstyklos vidus ir iðorës atmosfera susisiekia dël neiðven-

1)

Mugëje viena firma eksponuoja dëþutæ, kurios paskirtis — efektingas akvariumas.

205

3.85 pav. Modulinë skirstykla (a, b) — KLÖCKNER-MÖELLER, Vokietija 1 — ðynø dëþutës, 2 — aparatø dëþutës, 3 — rezervinës dëþutës, 4 — prijungimo dëþutës, 5 — kabeliø lankas, 6 — loveliai

giamø plyðiø ir oro judëjimo bei temperatûros kitimo. Dëþuèiø viduje gali kauptis vandens garai. Kad laðai nesikauptø, þemiausiose skirstyklos dalyse daromos nedidelës angos laðams nutekëti.

3.5.3. Skirstomosios spintos Skirstomosios spintos yra paprastos spintos pavidalo, apie 2 m aukðèio (3.86 pav.). Jos tinka net didþiausiems ir sunkiausiems aparatams átvirtinti. Atsiþvelgiant á vidaus konstrukcijà, spintos skirstomos á du tipus: 206

1.

2.

Spintos su stacionariai ámontuotais aparatais. Aparatai montuojami ant sieneliø, pertvarø ir profiliuotos skardos atramø. Jø gaubtai gali bûti skardiniai, taèiau per silpni aparatams tvirtinti (iðskyrus maþus ir lengvus, pavyzdþiui: matavimo prietaisus, mygtukus, lemputes). Spintos su iðtraukiamu pagrindiniu aparatu. Jø konstrukcijà sudaro atitinkamai profiliuotas karkasas ir fasonine geleþimi sutvirtinti skardiniai apvalkalai. Jos dailesnës, bet dël technologiniø ypatumø iðleidþiamos serijinëje gamyboje.

3.86 pav. Modulinë skirstomoji spinta Mrnn — ELESTER, Lodzë (2 m aukðèio, plonasienës fasoninës geleþies konstrukcijos, ávadas ir renkamosios ðynos vardinei 3600 A srovei) 1 — jungikliø sekcija, 2 — galios skyrikliø sekcija

Paprasèiausioje skirstomojoje spintoje aparatai stabiliai pritvirtinami ir prijungiami. Norint apþiûrëti, pataisyti arba pakeisti kurá nors aparatà, reikia iðjungti visos skirstyklos arba didesnës jos dalies átampà. Nutrûksta daugelio imtuvø (árenginiø) darbas. Ðito trûkumo neturi dviejø daliø skirstykla, kurioje jungtuvus ir kitus aparatus reikia daþnai priþiûrëti ir taisyti. Jie pritvirtinti specialiame veþimëlyje, vadinamame iðtraukiamuoju elementu (3.87 pav.). Iðtraukiamasis elementas gali uþimti vienà ið trijø padëèiø, kurias aiðkiai fiksuoja strektë: DARBAS — iðtraukiamasis elementas yra visiðkai ákiðtas, o jo pagrindinës ir pagalbinës grandinës kiðtukiniais jungtuvais sujungtos su atitinkamomis skirstyklos nejudamøjø elementø grandinëmis. Tai normali padëtis. BANDYMAS — iðtraukiamasis elementas yra ið dalies iðtrauktas (3.87 pav.); iðtraukiamojo elemento ir nejudamøjø elementø pagrindinës grandinës nutrauktos, o pagalbinës — sujungtos. Pagalbiniø grandiniø 207

Valdymo grandinë

3.87 pav. Dviejø daliø skirstyklos iðtraukiamasis elementas (kontaktorius su saugikliais) esant BANDYMO padëèiai

ä

veikimà ámanoma patikrinti uþdarant bei atidarant kontaktorius ir nejunginëjant pagrindinës grandinës. ATJUNGIMAS — iðtraukiaDARBAS BANDYMAS masis elementas yra visiðkai iðATJUNGIMAS trauktas, o jo elektros grandinës atjungtos nuo nejudamøjø elementø grandiniø sudarant izoliaciná tarpà. Esant tokiai padëèiai, galima saugiai priþiûrëti, tikrinti ir taisyti atjungtus aparatus. Kiðtukiniai jungikliai, jungiantys iðtraukiamojo elemento ir nejudamøjø elementø elektros grandines, atlieka skyrikliø paskirtá, todël negali prijungti arba iðjungti srovës. Iðtraukiamàjá elementà iðtraukti ir ástumti (tarp DARBO ir BANDYMO padëèiø) reikia atjungus jo jungiklá arba galios skyriklá. Jeigu þmogus to nepastebi, jungiklis automatiðkai atsidaro veikiamas atitinkamos blokuotës. Sugedusá iðtraukiamàjá aparatà galima tuoj pat pakeisti atsarginiu. Ðiuo atveju trumpam pertraukiamas pavienës grandinës maitinimas, todël nereikia iðjungti átampos visoje skirstykloje. Tai dviejø daliø skirstyklos (3.88 pav.) pranaðumas. Vis dëlto dviejø daliø skirstyklos brangesnës negu vienos dalies; jos árengiamos tuose objektuose, kuriuose reikia patikimesnio maitinimo.

3.88 pav. Skirstomoji dviejø daliø spinta (vidurinëje sekcijoje jungiklis iðtrauktas esant ATJUNGIMO padëèiai)

208

3.6. Elektros energijos paskirstymas pramonës ámonëse 3.6.1. Tiekimas pramonës ámonëms Atsiþvelgiant á numatomà maksimalià elektros linijø apkrovà, pramonës ámonëms elektros energija tiekiama: a) ið þemosios átampos tinklo — ámonëms, kuriø apkrova nevirðija keliasdeðimties kilovatø, pavyzdþiui, maþoms dirbtuvëms; b) ið vidutinës átampos tinklo, 6 ÷ 30 kV, — ámonëms, kuriø apkrova siekia nuo keliasdeðimties kilovatø iki keliolikos megavatø (ðiai grupei priklauso dauguma pramonës ámoniø); c) ið aukðtosios átampos tinklo, 110 arba 220 kV, net 400 kV, — ámonëms, kuriø apkrova — maþiausiai keliolika megavatø, pavyzdþiui, chemijos ir metalurgijos kombinatams, kasykloms. Renkantis tiekimo tinklo átampà, reikia atsiþvelgti á tiekimo patikimumà. Prijungimas prie aukðtosios átampos tinklo sutrumpina kelià nuo energijos ðaltiniø iki priëmimo punktø, uþtikrina patikimesná tiekimà (su maþesnëmis energijos tiekimo pertraukomis ir trumpesne jø trukme). Pasitaiko, kad ámonë, atsiþvelgdama á maksimalià elektros linijø apkrovà, galëtø gauti tiekimà ið 15 kV tinklo, bet gauna ið 110 kV tinklo, kad tiekimas bûtø patikimesnis. Juo didesni tiekimo patikimumo reikalavimai, juo daugiau linijø jungia ámonës tinklà su energetikos sistema. Iðimtiniais atvejais apsiribojama viena tiekimo linija, taèiau paprastai ryðys su sistema palaikomas maþiausiai dviem linijomis. Ámonë gali veikti ir tuomet, kai viena tiekimo linija yra sugedusi arba iðjungta dël planinio remonto. Ámonës, kurios netikëtai nutrûkus tiekimui patiria daug materialinës þalos arba kyla pavojus þmonëms, su energetikos sistema sujungtos keliomis linijomis. Daþniausiai tokios linijos priþiûrimos ir taisomos neiðjungus átampos, nes siekiama iðvengti neplaninio iðjungimo. Kai kurios pramonës ámonës turi termofikacinæ elektrinæ, kuri patenkina dalá elektros galios poreikiø ir uþtikrina patikimesná tiekimà. Termofikacinës elektrinës generatoriai áprastai dirba lygiagreèiai su elektroenergetine sistema, o atskirti nuo jos — maitina iðskirtà ámonës tinklà. Termofikacinë elektrinë statoma tose ámonëse, kuriose: — technologijos procesui reikia daug ðiluminës energijos garø ar karðto vandens; — technologijos procese susidaro daug ðilumos, kurià galima panaudoti garams arba turbinoms varyti (egzoterminës reakcijos chemijos pramonëje). 209

3.6.2. Ámonës tinklai Ið pagrindinës pastotës 3 (3.89 pav.), tiesiogiai susijusios su elektroenergetikos sistema, maitinamos cechø pastotës 4, kuriose vidutinës átampos energija (20, 15 arba 6 kV) transformuojama á þemosios átampos energijà (400 V arba 690 V). Cechø pastotës iðdëstytos keliø ðimtø metrø atstumu viena nuo kitos, kiekviena ið jø maitina 50 ÷ 300 m spinduliu plotà. Varikliai bei kiti aukðtosios átampos (paprastai 6 kV) imtuvai gali bûti dar labiau nutolæ nuo energijos transformavimo punktø.

Pramonës ámonë

3.89 pav. Pramonës ámonës skirstomasis 15 kV tinklas (3 maitinimo linijos, 10 skirstomøjø transformatoriø pastoèiø) 1 — pramonës ámonës skirstomoji pastotë, 2 — maitinimo linija, 3 — pagrindinë skirstomoji transformatoriø pastotë, 4 — cecho skirstomoji transformatoriø pastotë

Ámonës vidutinës ir þemosios átampos skirstomøjø tinklø sistema gali bûti spindulinë, magistralinë arba þiedinë (3.90 pav.). Maitinimo patikimumà, kurá uþtikrina atskiros sistemos, lengva palyginti paþeidþiant pagrindinæ linijà. Paaiðkëja, kad maþiausiai patikimà maitinimà garantuoja magistralinë sistema, o patikimiausià — þiedinë sistema. Be ðiø veiksniø, sistemos pasirinkimas priklauso nuo investiciniø kaðtø, energijos nuostoliø (þr. B priedà), galimybës uþtikrinti atitinkamà átampos lygá vartojimo taðkuose. Vidutinës átampos ámonës tinkle plaèiai taikoma þiedinë sistema. Paprastai þiedas yra atviras pasirinktoje vietoje, todël tinklas nuolat veikia kaip magistralinis. Sugedusi kuri nors linija atjungiama ið abiejø pusiø, o perjungtas tinklas toliau veikia kaip magistralinë, taèiau jau kitokia sistema. Þemosios átampos ámonës tinklai apskritai yra spinduliniai, o siekiant padaryti juos patikimesnius, prijungiamos rezervinës linijos, kurios ávykus 210

3.90 pav. Skirstomøjø tinklø schemos: a) magistralinë schema; b) spindulinë schema; c) þiedinë schema

avarijai perima apkrovà. Taip pat daroma ir magistralinëje sistemoje, ypaè kai imtuvus maitina ðynos, kurios yra tipiðkos magistralës linijos. Atstumai tarp pastoèiø negali bûti labai dideli, todël vienos pastotës maitinamas tinklas negali bûti labai platus dël átampos sàlygø. Juo ilgesnës linijos, juo didesni jø átampos nuostoliai (þr. B priedà), taèiau net tolimiausiuose priëmimo punktuose átampos lygis neturi bûti þemas. Áprastas skirstyklos transformatorius (pav., 15/0,42 kV) leidþia perjungti transformacijos koeficientà ±5 % ribose, dël to galima padidinti arba sumaþinti átampos, kuri maitina tinklà, lygá. Perjungikliu, perjunginëjanèiu átampos lygá, galima manipuliuoti anksèiau atjungus transformatoriaus átampà. Pastaruoju metu ðitokia operacija retai atliekama; perjungiklis reikalingas todël, kad bent kartà per daugelá metø kompensuotø aukðtosios átampos tinklo transformatoriø. Daugiau galimybiø turi transformatoriai, maitinantys vidutinës átampos tinklà (220/16,5 kV; 110/16,5 kV; 220/6,6 kV; 110/6,6 kV transformatoriai). Jie turi átampos reguliavimo perjungiklius, galinèius veikti esant apkrovai. Pastotëse, turinèiose tokiø transformatoriø, árengiami automatiniai átampos reguliatoriai, kurie palaiko reikiamà átampos lygá antrojoje transformatoriaus pusëje arba pasirinktoje tinklo vietoje. Kad bûtø uþtikrintas reikiamas maitinimo patikimumas, ámonës tinklo apsauga turi veikti ypaè gerai. Ávykus trumpajam jungimui arba atsiradus kitokiam gedimui (3.91 pav.), turi pradëti veikti tik arèiausiai jo esanti apsauga. Jeigu ði sàlyga nebus ávykdyta, dalis priëmimo árenginiø be reikalo neteks energijos. Kad saugikliai gerai veiktø, tolesnëse skirstyklose energijos ðaltinio kryptimi árengiami saugikliai, kuriø vardinë srovë atitinkamai didesnë negu didþiausia saugikliø vardinë srovë artesnëje skirstykloje. Kartotinumo 211

3.91 pav. Netinkamo apsaugos árenginiø parinkimo padariniai: a) suveikus apsaugai (R1-1 skirstykloje) atjungiama tik paþeista linija; b) dël netinkamos apsaugos poveikio Rl skirstykloje be reikalo atjungiamos nepaþeistos linijos

Nereikalingas atjungimas Jungimas

1,6 pakanka, jeigu saugikliai yra to paties tipo (pavyzdþiui, tolesniø skirstyklø saugikliai: gG: 10, 16, 25, 40, 63, 100 ir kt.). Kad jungikliai tinkamai veiktø, reikia atitinkamai nustatyti jø trumpojo jungimo bei kitus paleidiklius bei reles. Saugiklio ir jungiklio bendras veikimas tikrinamas lyginant jø Dþaulio integralus (þr. D priedà).

3.6.3. Galios koeficiento gerinimas Pramonës ámonëse svarbesni yra imtuvai, kurie, be aktyviosios galios, ima ir reaktyviàjà galià; pirmiausia tai indukciniai varikliai. Tokiø imtuvø galios koeficientas apskritai yra maþas, jeigu jie ne visai apkraunami, o dar blogiau, jeigu jie veikia tuðèiai. Jei nebûtø taikoma jokiø apsauginiø priemoniø, tokiø imtuvø grupës maitinimo linijø galios koeficientas iðlaikytø lygá cosϕ = 0,5 ÷ 0,7. Tokia padëtis labai nenaudinga lyginant tik su aktyviosios galios (cosϕ = 1) perdavimu. Papildoma apkrova reaktyviàja galia, maþinanèia galios koeficientà iki lygio cosϕ = 0,5, sukelia: a) dvigubà srovës (ir tariamosios galios S = P/cosϕ) padidëjimà, dël to reikëtø naudoti dvigubai didesnës vardinës srovës laidus ir aparatus; b) keturgubai didesnius aktyviosios galios I2R bei reaktyviosios galios I2X apkrovos nuostolius, kaip ir ganëtinai kritusià átampà nagrinëjamame tinklo ruoþe (þr. B priedo B 2 pav.). Siekiant paðalinti ðiuos nenaudingus reiðkinius, reikia iðlaikyti bent jau pagrindiniø skirstomøjø linijø ir ámonës maitinimo linijø aukðto lygio (apie 0,96) galios koeficientà. Elektros energijos mokesèiø tarifuose numatomos didelës priemokos, jeigu ið iðorinio tinklo gaunamos energijos galios koeficientas yra þemesnis negu nustatyta vertë. 212

Galios koeficientà ámanoma pagerinti apribojus reaktyviosios galios suvartojimà: atjungus tuðèiai dirbanèius, neapkrautus variklius, suvirinamuosius aparatus ar transformatorius arba árengiant naujesnius, geresniø parametrø árenginius. Svarbiausias galios koeficiento gerinimo ðaltinis — reaktyviosios galios kompensavimas kondensatoriø baterijomis. Kondensatoriaus baterija — reaktyviosios galios ðaltinis, ji pagerina galios koeficientà nuo jos árengimo vietos iki energijos ðaltinio. Kitaip tariant, vietoj vartojamos ið atokiø elektriniø reaktyviosios galios ji gaminama èia pat árengtø kondensatoriø baterijose (3.92 pav.). Kartu sumaþëja ir maitinimo tinklo apkrova. Kondensatoriø baterijos parenkamos taip, kad ne visiðkai patenkintø reaktyviosios galios poreiká, todël nedidelë jos dalis toliau imama ið elektriniø ir maitinimo tinklø (3.93 pav.). Aktyvioji galia Reaktyvioji galia

Aktyvioji galia Reaktyvioji galia

3.92 pav. Reaktyviosios srovës kompensavimo efektas árengus kondensatoriø baterijas: a) nekompensuota maitinimo linija apkrauta reaktyviàja galia; b) kompensuota maitinimo linija, kurioje ið dalies sumaþëjusi apkrova dël reaktyviojo galios perdavimo

Kondensatoriø baterijos árengiamos cechø pastotëse (centralizuota kompensacija) ir prie atokiø skirstyklø (grupinë kompensacija). Daugialaipsnë baterija (3.94 pav.) turi kelis elementus, kurie prijungiami ir iðjungiami, atsiþvelgiant á aktualø reaktyviosios srovës poreiká. Tai daro automatinis galios koeficiento reguliatorius. Jis matuoja tam tikros linijos, skirstyklos arba visos pastoties apkrovà, galios koeficiento vertæ ir prijungia arba atjungia kondensatorius, atitinkamus baterijos elementus. Reguliavimo tikslumà lemia maþiausio elemento galia, pavyzdþiui, 3.94 pav. baterija turi penkis elementus, bet devynis reguliavimo laipsnius: 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225 kvar. Kondensatoriai irgi bûna nuolat prijungti prie reaktyviosios galios imtuvo — iðlydþio lempø, variklio, transformatoriaus — gnybtø (individuali kompensacija). Tada neturi nei atskirø jungikliø, nei saugikliø. 213

3.93 pav. Pareikalaujamosios reaktyviosios galios nuostoliø kompensavimo 400 V tinkle pavyzdys: a) padëtis iki kompensavimo; b) padëtis árengus kondensatoriø baterijas skirstykloje Rl-l (dvigubu brûkðniu paþymëtos linijos, kuriø apkrovà reaktyviajai galiai perduoti baterija ið dalies sumaþino)

3.94 pav. Daugialaipsnë 5 elementø (4 × 50 + 25 kvar) 2 m aukðèio kondensatoriø baterija BKD-96 225/25 — OLMEX ámonë, Olðtynas: a) uþdaryta; b) atidaryta 1 — galios koeficiento reguliatorius, 2 — kondensatorius 25 kvar, 3 — kondensatorius 50 kvar, 4 — saugikliai, 5 — kontaktorius, 6 — auðinimo ventiliatoriai

214

3.95 pav. Statinis 5 elementø kompensatorius — OLMEX ámonë, Olðtynas: a) uþdarytas; b) atidarytas 1 — puslaidininkiø jungikliai, 2 — kondensatorius CAM, 50 kvar, 3 — reguliatorius

Áprastos baterijos galios koeficiento reguliatorius prijungia ir iðjungia elementus per keliasdeðimt sekundþiø, kad iðvengtø laikinø reaktyviosios energijos perdavimo pertrûkiø ir kad kontaktoriai nebûtø be reikalo daþnai junginëjami. Pasitaiko, kad kiekvienos fazës baterijos elementus reikia kuo greièiau prijungti ir iðjungti nepaisant kitø faziø. Ðitaip bûna, kai greitai besikeièianèios nesimetriðkos apkrovos sukelia átampos svyravimà, o viso to padarinys — ákyrus ðviesos mirgëjimas ir kiti trukdþiai. Tada gali padëti statinis greitaeigis kompensatorius — daugelio elementø kondensatoriø ir rezistoriø rinkinys. Jie valdomi puslaidininkiø jungtuvais per sekundës dalelæ (3.95 pav.). Jie tinka tokiose tinklo vietose, kuriose átampos kreivë labai deformuota aukðtesniøjø harmonikø poveikio. Atjungtas nuo tinklo kondensatorius iðlaiko elektros krûvá, o jo gnybtai — átampà. (Tai ámanoma saugiai patikrinti maþu kondensatoriumi.) Kondensatorius vis dëlto yra iðskirtinis elektros árenginys, nes net atjungtas nuo tinklo gali nutrenkti. Energetiniø didelës talpos kondensatoriø smûgis gali bûti pavojingas, net mirtinas! Ðito iðvengti padeda nuolat prijungtas iðkrovimo rezistorius arba specialûs kondensatoriø kontaktoriai. Nepaisant to, pradedant kokius nors darbus su kondensatoriø baterijomis, reikia áþeminimo iðkrovikliu iðkrauti atskiras kondensatoriø grupes. Tokiø manipuliacijø atlikimo bûdai nuodugniai aptariami 7.6.2 poskyryje. 215

3.7. Pramoniniø elektros árenginiø prieþiûra ir remontas Kad pramonës ámonë naðiai dirbtø, jos elektros áranga turi bûti tvarkinga. Rûpinimasis tinkamu elektros árenginiø funkcionavimu áeina á ámonës vyriausiojo energetiko pareigas. Jo dispozicijoje atitinkamas personalas, dirbtuvës, atsarginës dalys ir atsarginiai árenginiai, o didesnëse ámonëse — taip pat ir laboratorija. Priþiûrëtojø ir remontininkø brigados atlieka árenginiø apþiûros, apsaugos ir remonto darbus pagal nustatytà grafikà. Ðiø darbø tikslas — apsaugoti nuo ankstyvo gedimo ir kitø trûkumø susidëvëjusias dalis bei jas pakeisti, valyti ir tepti mechanizmus, priverþti gnybtus, iðdþiovinti sudrëkusius izoliacinius elementus ir t. t. Taip pat pertvarkyti árenginius, siekiant juos modernizuoti arba pritaikyti naujiems poreikiams. Netikëtiems gedimams paðalinti reikia laikyti nuolat pasirengusià avarinæ brigadà. Rimtesniems gedimams taisyti papildomai siunèiami prieþiûros arba remonto brigadø darbuotojai. Á vyriausiojo energetiko pareigas taip pat áeina: — rûpinimasis árenginiø sukomplektavimu ir modernizavimu atsiþvelgiant á ámonës, ilgainiui nustatanèios padidëjusias arba visai kitokias gamybos uþduotis, poreikius; — rûpinimasis efektyviu energijos vartojimu ir racionaliu elektros árenginiø eksploatavimu, uþtikrinanèiu tinkamà jø patvarumà, patikimumà bei aptarnavimo saugumà. Ðiuolaikinëms automatizuotoms pramonës ámonëms reikia kaskart maþiau gamybos skyriø darbuotojø ir kaskart daugiau aukðtos kvalifikacijos darbuotojø aptarnavimo tarnyboje, kitaip tariant, elektrikø, tinkamai aptarnaujanèiø ámonës elektros árangà.

Kontroliniai klausimai 1. Kas apibûdina pramonës ámonæ — elektros energijos vartotojà? 2. Kokia tvarka susijungia ir iðsiskiria kiðtuko ir lizdo kontaktai, kiðtukà ákiðant ir iðtraukiant? Kodël reikalingas pilotas (pilotinis kontaktas)? 3. Kaip ásivaizduojate tarptautinæ kiðtukø ir lizdø nesukeièiamumo sistemà pramonës ámoniø árenginiams? 4. Kurie lizdø ir kiðtukø korpusai geresni — metaliniai ar izoliaciniai? 5. Kokios saugumo taisyklës galioja keièiant þemosios átampos saugikliø ádëklus? *6. Paaiðkink uþraðus ant saugiklio ádëklo: a) gG 160 A 1000 kA ~500 V; b) aM 100 A 80 kA ~690 V; c) gR 80 A 300 kA 660 V. 7. Kokie fiziniai reiðkiniai riboja kontaktinio jungiklio vardinës darbo srovës vertæ?

216

8. Pateik jungikliø nuo 6 iki 4000 A vardiniø sroviø reikðmes. Jeigu nepameni, paimk skaièiuotuvà, apskaièiuok 5 10 , padaugink ir keliskart spausk reikiamà mygtukà, suapvalinæs iðvardyk eilines vertes (tai yra ir transformatoriø vardinës galios, iðreikðtos kilovoltoamperais). 9. Kokie fiziniai reiðkiniai padeda kontaktiniam jungikliui atjungti srovæ? 10. Kokiomis sàlygomis galioja gamintojo pateikiama jungiklio atjungiamosios vardinës srovës vertë? 11. Pagal kokius principus jungikliai skirstomi á skyriklius, galios skyriklius ir jungiklius? 12. Priskirk tinkamai grupei jungiklá, kurio nuolatinës vardinës srovës ir atjungimo srovës Inc/Inw[A] vertës yra ðios: a) 25/6000; b) 100/160; c) 1600/50000; d) 2500/40; e) 6/3000; 16/40 A. 13. Kas yra apsauginis galios skyriklis ir kada jis naudojamas? 14. Kas yra kontaktorius ir kur jis daugiausia naudojamas? 15. Nubraiþyk ir paaiðkink kontaktoriaus valdymo trumpalaikiu impulsu bei nuolatiniu átampos padavimu schemà. Kada naudojamas pirmasis, o kada antrasis? *16. Pagal 15 klausimo schemas paaiðkink, kas gresia sukeitus laidus (L ir N), maitinanèius valdymo grandinæ. 17. Kas atsitinka kontaktoriui, kai trumpam dingsta átampa? 18. Kas yra kontaktoriaus jungimo vardinë galia? Jeigu AC-3 kategorijoje ji siekia 17 kW, tai kokià srovæ kontaktorius pajëgia prijungti ir kokià — iðjungti? 19. Kuo skiriasi paleidikliai ir relës? Kurie ið jø: a) yra virðátampio jungikliuose; b) veikia kartu su kontaktoriais? 20. Kas gresia virðijus leistinà kontaktoriaus jungèiø daþná? 21. Dël kokiø prieþasèiø kontaktoriaus elektromagnetas ákyriai burzgia? 22. Kas gresia, kai kontaktorius veikia per daug paþemëjus valdymo átampai? 23. Nupieðk termobimetalinës relës laiko ir srovës charakteristikà ir paaiðkink, kokià átakà jos eigai daro atjungimo klasë. 24. Kaip veikia termobimetalinë relë su greitai prisotinamais srovës transformatoriais? Kam ji tinkama? 25. Kokias srovës vertes turi aprëpti termobimetalinë relë variklio, kurio vardinë srovë 60 A, grandinëje? 26. Kada termobimetalinës relës uþdaras kontaktas bûtinai reikalingas? 27. Pagrásk reikalavimà, kad pirminës termobimetalinës relës grandinës vardinei srovei bûtinas saugiklis. 28. Kaip veikia virðsvorio elektroninës relës? 29. Kas yra pozistoriniai temperatûros jutikliai ir kam jie reikalingi? Ar tinka tik varikliø apsaugai? 30. Kokius pozistorinës apsaugos parametrus reikia pritaikyti varikliui? 31. Kam reikalingas laisvasis atkabinimo mechanizmas? 32. Nupieðk virðátampio paleidiklio grandinæ ir paaiðkink, kam ji reikalinga. 33. Nupieðk jungiklio maksimalios átampos paleidiklio grandinæ ir paaiðkink, kam ji reikalinga. 34. Kuo skiriasi ir kaip kartu veikia jungiklio pagrindinis ir lanko degimo kontaktai? 35. Kas yra pavojaus zonos ir aparato prijungimo plotas? 36. Variklis varo vandens siurblá; nupieðk du tinkamo mygtukø iðdëstymo variantus. 37. Kokia kontakto prispaudimo ir kontakto áverþimo reikðmë? *38. Ar turi reikðmës, kurioje grandinës vietoje (pradþioje ar pabaigoje) bus átaisyta: a) apsauga nuo trumpojo jungimo; b) apsauga nuo perkrovos? 39. Kokiomis sàlygomis turi veikti variklis ir varomasis árenginys, kad bûtø ámanoma pritaikyti þvaigþdës-trikampio paleidiklá?

217

40. Paaiðkink, kaip veikia automatinis þvaigþdës-trikampio paleidiklis ir kaip apsaugoti variklá nuo perkrovos. 41. Kuo grindþiama softstart sistema? 42. Kuo pagrástas suriðtø laidø ir laidø ant kopëtëliø tiesimas? 43. Kokiø atsiranda paðaliniø nenaudingø padariniø, dedant keliasdeðimt kabeliø viename lovelyje? 44. 15 × 30 × 5 m biuro salëje yra keliasdeðimt darbo vietø, beveik kiekvienoje — kompiuteris ir telefonas. Pasiûlyk laidø tiesimo bûdà. 45. Kokiuose pramonës objektuose tinka ðynos? 46. Kuo skiriasi magistralinës ir skirstomosios ðynos? 47. Kuo grindþiama skirstomøjø dëþuèiø modulinë sistema? 48. Kokiu poþiûriu plastmasinës skirstomosios dëþutës yra geresnës negu metalinës? 49. Kaip sudaryta dviejø daliø skirstykla? Kokia jos nauda? 50. Kaip atrodo tipiðkas pramonës ámonës elektroenergetinio tinklo ir energijos tiekimo tinklo ryðys? 51. Nubraiþyk pavyzdiná spinduliná, magistraliná ir þiediná tinklà; paaiðkink vienos ar kitos sistemos pasirinkimo motyvus. 52. Kokiø galimybiø teikia skirtingi transformatoriø átampos reguliavimo prietaisai? 53. Kodël siekiama, kad apsauga veiktø tinkamai? 54. Kokios yra þemosios átampos maitinimo linijos galios koeficiento vertës? *55. Apskaièiuok, kaip pakeisti tinklo galios nuostolius, jeigu esant tai paèiai perduodamai galiai galios koeficientas sumaþës nuo 0,9 iki 0,7 (o dp — padidës apie 65 %). 56. Kokios yra galios koeficiento gerinimo galimybës, iðskyrus kondensatoriø naudojimà? 57. Kuo grindþiamas reaktyviosios galios centrinis, grupinis bei individualus kompensavimas? 58. Kur tavo mokykloje individualiai kompensuojama reaktyvioji galia? 59. Koks reguliatoriaus, valdanèio daugelio elementø kondensatoriø baterijø darbà, vaidmuo? 60. Kam reikalingas kondensatoriø iðkrovimo rezistorius? * Þvaigþdute paþymëti sunkesni klausimai.

4

APSAUGA NUO ELEKTROS ÞEMOSIOS ÁTAMPOS ÁRENGINIUOSE

4.1. Áþeminimas ir áþeminimo árenginiai Jei toli vienas nuo kito á þemæ bûtø ákasti du metaliniai daiktai (4.1 pav.), arba áþemikliai (áþeminimo elektrodai), ir bûtø paduota átampa, tai susidariusioje elektros grandinëje imtø tekëti srovë. Jei áþemiklius dar labiau vienas nuo kito atitolintume, srovë nepasikeistø. Labai nutolusiø þemës masiø, kuriø potencialas laikomas nuliniu, atþvilgiu kiekvienas áþemiklis turi tam tikrà varþà. Ðios áþeminimo varþos dydis priklauso nuo savitosios grunto varþos (4.1 lent.) ir áþemiklio charakteringojo matmens (4.2 lent.). Kuo didesnis áþemiklio charakteringasis matmuo, tuo didesniu pavirðiumi áþemiklis skleidþia srovæ á þemæ ir tuo jo varþa maþesnë. Ji yra

4.1 pav. Elektros grandinë su dviem áþemikliais

4. 1 l e n t e l ë

Grunto savitoji varþa Grunto rûðis

Durpþemis, juodþemis Molingas gruntas, dumblas Smëlingas gruntas Akmenuotas gruntas

Savitoji varþa Ω⋅m

10 20 100 200

÷ ÷ ÷ ÷

100 300 1500 5000

219

4. 2 l e n t e l ë

Apytikrës formulës áþeminimo varþoms apskaièiuoti Áþeminimo varþa

Charakteringasis matmuo

ρ πD

D

Vertikalusis (l ilgio ir d skersmens strypas)

ρ 4l ⋅ ln 2πl d

l

Horizontalusis (l ilgio ir d skersmens strypas t gylyje)

ρ l2 ⋅ ln dt 2πl

l

ρ 2D

D

ρ ρ + 2D L

D

Eskizas

Áþemiklio rûðis

Pusrutulio pavidalo (D skersmens pusrutulis)

Pavirðinis (apvali D skersmens plokðtë) Groteliø pavidalo (horizontalios grotelës ið elementø, kuriø bendras ilgis L, rutulio pavidalo erdvëje, kurio skersmuo D)

ilgis

ilgis

ploto pavirðius

P pavlokðtë irðiu s s

o am im þ U

4.2 pav. Áþemiklio charakteringasis matmuo, lemiantis áþeminimo varþos dydá: a) vertikalusis áþemiklis; b) horizontalusis áþemiklis; c) plokðtës pavidalo áþemiklis; d) groteliø pavidalo áþemiklis

220

sutelkta arti áþemiklio; toliau esanèios þemës masës daro vis maþesnæ átakà áþeminimo varþai ir srovës sklidimui aplink áþemiklá. 4.1 pavyzdys. Á labai maþos savitosios varþos (ρ = 50 Ω ⋅ m) gruntà, pvz., á juodþemá ákalus 38 mm skersmens ir 3 m ilgio vamzdá, gaunamas áþeminimo árenginys, kurio áþeminimo varþa 4l 50 ρ  4⋅3  ⋅ ln = ⋅ ln   ≈ 15 Ω. 2π ⋅ l d 2π ⋅ 3  0, 038  Norint gauti tokià áþeminimo varþà sausame smëlingame grunte (ρ = = 800 Ω ⋅ m), reikëtø (4.3 pav.): a) arba árengti 20 ÷ 40 m ilgio (priklausomai nuo savitosios gilesniøjø grunto sluoksniø varþos) giluminá áþemintuvà, b) arba árengti horizontaløjá áþemintuvà, uþkasant 0,6 m gylyje 16 mm skersmens 120 m ilgio strypà: R=

 1202  l2 ρ 800 ⋅ ln = ⋅ ln   ≈ 15 Ω , d ⋅ t 2 π ⋅ 120 2π ⋅ l  0, 016 ⋅ 0, 6  c) arba ákalti 30 áþemikliø (áþeminimo elektrodø), kuriø kiekvieno ilgis 3 m, ir sujungti juos vienà su kitu. Þiûrint á 4.3 pav. nesunku ásivaizduoti, kiek metalo prireiktø, jei reikëtø kur kas maþesnës varþos áþeminimo. R=

apie 120 m

apie 30 vnt. Juodþemyje

Smëlyje

4.3 pav. Tokios paèios áþeminimo varþos áþemintuvø, árengtø ávairiame grunte, matmenø palyginimas

Áþeminimui naudojami ir natûralieji áþemintuvai1) — plieniniai ir gelþbetoniniai pamatai, vandentiekio vamzdynai, kabeliø metaliniai apvalkalai ir kiti elektrai laidûs daiktai, esantys þemëje dël kitø prieþasèiø ir atliekantys ðalutiná áþemintuvø vaidmená. Vis reèiau jais galima pasikliauti, nes pastaruoju metu ir vandentiekio vamzdþiai, ir kabeliø apvalkalai gaminami ne ið metalo, bet ið plastiko. Jei natûraliojo áþemintuvo nëra arti arba jo nepakanka, árengiamas dirbtinis áþemintuvas. Pagal Lietuvoje galiojanèias elektros árenginiø árengimo taisykles aliumininiai kabeliø apvalkalai negali bûti natûralieji áþemintuvai. — Red. 1)

221

Horizontalieji áþemintuvai (4.2 pav. b, d ir 4.3 pav., c) árengiami, jei pasiekus reikalaujamà áþeminimo varþà dar reikia iðlyginti potencialà aplink áþemintuvà, per kurá srovë teka á þemæ. Iðkasamas griovys ir 0,6 ÷ 0,8 m gylyje paklojama plieninë karðtai cinkuota juosta arba strypas, — èia þemë þiemà jau neáðàla, todël negali staigiai padidinti varþos. Áþemintuvas

4.4 pav. Vertikaliojo áþeminimo elektrodo ákalimas smûgiø metodu — GALMAR, Poznanë: a) elektrinis firmos BOSCH kûjis; b) eilinio strypo ákalimas

222

uþkasamas þeme be akmenø ir ðiukðliø, bet jokiu bûdu ne smëliu ar ðlaku, kuriø savitoji varþa didelë. Vertikalieji áþemintuvai (4.3 pav., a, b) gaminami ið plieniniø karðtai cinkuotø strypø, fasoniniø elementø arba vamzdþiø, kurie ágilinami á þemæ ásukant arba ákalant specialiu kûju (4.4 pav.). Brangesni, taèiau gerokai patvaresni yra specialiai ðiam tikslui pagaminti áþeminimo elementai. Jie atrodo kaip strypai ið ðaltai tempto plieno, labai atsparûs tempimui, galvaniðkai padengti 0,25 mm storio vario sluoksniu. Varinë danga taip gerai prikibusi, kad neatsisluoksniuoja nei sriegiant strypø galus valcavimo metodu, nei mëginant atlupti kirstuku, nei lenkiant strypà 180° kampu. Ilgesniø kaip 5 m ilgio áþemikliø visuma sudaro vadinamàjá giluminá áþemintuvà, siekiantá gilesnius ir drëgnesnius þemës sluoksnius ir árengiamà suduriant ið eilës vienà su kitu 1,2 ÷ 3 m ilgio vertikalius strypus. Ágilinus pirmàjá, þalvarine sriegine mova priduriamas antrasis, vëliau treèiasis ir t. t. Ant pirmojo strypo galo, lendanèio á þemæ, uþsukamas specialus smaigalys, o ant virðutinio galo — antgalis, kad kûjo smûgiais nebûtø paþeistas strypo galas su sriegiais. Dël korozijos áþemiklio skersmuo neturi bûti per maþas. Horizontaliajam áþemintuvui naudojama plieninë cinkuota juosta turi bûti ne plonesnë kaip 3 mm, o jos skerspjûvis — ne maþesnis kaip 100 mm2; ðiam tikslui naudojamas strypas turi bûti ne maþesnio kaip 10 mm skersmens. Vertikaliajam áþemintuvui naudojamas plieninis cinkuotas strypas turi bûti ne maþesnio kaip 20 mm skersmens, o variuotas strypas ið ðaltai tempto plieno — ne maþesnio kaip 12,7 mm skersmens. Sujungti áþemintuvo elementus geriausia lankinio arba termitinio1) suvirinimo bûdu. Jei sujungimas turi bûti iðardomas, tai jis daromas srieginis; nuvalyti juostø kontaktiniai pavirðiai sujungiami ne maþesniais kaip M10 varþtais, o kiti elementai — srieginëmis sàvarþomis arba movomis. Kad srieginiai sujungimai neatsilaisvintø, naudojamos spyruoklinës poverþlës ir pan. Dirbtiniø áþemintuvø nereikia daþyti ir padengti kokiomis nors izoliacinëmis dangomis, nes jie turi nuvesti srovæ á þemæ visu savo pavirðiumi, besilieèianèiu su gruntu. Tiktai sujungimø vietos ir áþeminimo laidininkai þemëje bei 0,3 m virð þemës pavirðiaus padengiami bituminëmis dangomis. 1) Termitinis suvirinimas (angl. termoweld) naudoja egzoterminës reakcijos, vykstanèios sumalto á miltelius aliuminio ir geleþies (arba vario) oksido miðinyje, ðilumà. Grafitiniame tiglyje, uþdëtame ant sujungimo vietos, gaunamas skystas metalas — jungiamoji medþiaga. Taip sujungiami net elektrifikuoto geleþinkelio ir tramvajø trolëjai.

223

4.2 Suþalojimas elektros srove Jei þmogus vienu metu prisilieèia prie dviejø taðkø, tarp kuriø yra átampa, tai per jo kûnà ima tekëti elektros srovë; elektros srovë já suþaloja. Pasekmes lemia visø pirma trys veiksniai: 1. 2. 3.

Tekanèios srovës dydis ir jos rûðis (nuolatinë srovë ar kintamoji, jos daþnis). Srovës tekëjimo trukmë. Jei srovës tekëjimo trukmë ne ilgesnë kaip 0,3 s, tai suþalojimo padariniai nëra sunkûs. Srovës tekëjimo per kûnà kelias. Labiausiai pavojingas yra srovës tekëjimas pro pat ðirdá, ranka—ranka arba ranka—pëdos (4.5 pav.); tai daþniausi nelaimingø atsitikimø atvejai.

4.5 pav. Ávairûs elektros srovës keliai per þmogaus kûnà: a) pavojingiausi suþalojimai; b) maþiau pavojingi suþalojimai

Pagal Omo dësná srovës dydis priklauso nuo átampos ir srovës grandinës varþos. Esant tam tikrai átampai, suþalojimo srovë gali bûti labai didelë, jei vienintelë didesnë varþa srovës grandinëje yra þmogaus kûnas (4.6 pav., a, b). Maþiau pavojinga situacija bûna tada, kai srovës grandinëje atsiranda ir kitos didelës varþos, pvz., izoliacinës grindys (4.6 pav., d) arba sausa avalynë su izoliaciniais padais. 4.7 pav. pateikta organizmo reakcija, kai juo kelias sekundes arba ilgesná laikotarpá teka kintamoji srovë. Kuo didesnë suþalojimo srovë, tuo sunkesnës jos tekëjimo pasekmës. Pirmoji pavojinga suþalojimo srovës veikos stadija (I stadija) sudaro situacijà, kai atsiranda stiprus rankos raumenø spazmas. Pats nukentëjusysis negali paleisti nutverto daikto (pvz., laido, árankio rankenos, vamzdþio), todël nepajëgia savarankiðkai nutraukti srovës tekëjimo, — perþengia savæs atpalaidavimo nuo elektros srovës ribà. Jei laiku nesulaukia pagalbos, ði bûklë gali baigtis tragiðkai. 224

Maitinimo stotis

Tinklas

Drëgnas betonas

Vandentiekis

Parketas

4.6 pav. Apytikriai suþalojimo srovës dydþiai, kai átampa 230 V ir kûno varþa labai maþa Rþm = 1 kΩ (drëgna oda, didelis lietimosi pavirðius, maþa apavo varþa)

is Suþalojimo srovë

IV Ðirdies veiklos ir kraujotakos sustojimas, vidaus organø ðiluminis ir elektrocheminis suþalojimas, nudegimai

Odos epidermio bûklë: nudraskytas

III Ðirdies skilveliø virpëjimas, kraujotakos sustojimas II Krûtinës làstos raumenø spazmas, kvëpavimo sustojimas, ðirdies ritmo sutrikimai I Stiprûs rankos ir dilbio raumenø spazmai, nukentëjusysis negali savarankiðkai atsipalaiduoti nuo nutverto elektrodo

Dilgèiojimas pirðtuose

ðlapias, plonas, paþeistas

sausas

sausas, storas, suragëjæs

Rþm Þmogaus kûno varþa

4.7 pav. 230 V átampos 50 Hz daþnio kintamosios srovës, tekëjusios ranka—ranka arba ranka—pëdos keliu, suþalojimo padariniai priklausomai nuo suþalojimo srovës is (a), tekanèios per þmogaus kûnà, kurio varþa Rþm

225

Esant didesnei suþalojimo srovei (II stadija), dël krûtinës làstos raumenø spazmø gali sustoti kvëpavimas. Pagaliau, esant srovei didesnei kaip 40 mA (III stadija), gali kilti ypaè pavojinga bûklë — ðirdies skilveliø virpëjimas. Normaliai ðirdies raumens skaidulos ritmiðkai susitraukinëja, sukeldamos prieðirdþiø ir ðirdies skilveliø ritmiðkus susitraukinëjimus, ir uþtikrina kraujo apytakà. Tekant suþalojimo srovei, gali iðsiderinti jø veikla, skaidulos ima virpëti chaotiðkai, liaujasi susitraukinëti prieðirdþiai ir skilveliai, todël sustoja kraujo apytaka. Tekant dar didesnei srovei (IV stadija), gali visiðkai liautis susitraukinëti ðirdies raumens skaidulos, atsirasti ir daugiau labai pavojingø padariniø. Sustojus kvëpavimui ir/arba kraujo apytakai (II, III, IV stadija), þmogus praranda sàmonæ, t. y. tiesiog kyla pavojus jo gyvybei. Tai vadinamoji klinikinë mirtis. Nukentëjusájá galima iðgelbëti tik tuo atveju, jei nepraëjus në 4 ÷ 7 min jam bus suteikta veiksminga pagalba, kol nepradëjo apmirti neaprûpinama deguonimi galvos smegenø þievë.

4.8 pav. Spaudos praneðimai apie nelaimingus atsitikimus dël elektros srovës

226

Nëra ko tikëtis, kad itin greitai á ávykio vietà atvyktø gydytojas, todël kiekvienas elektrikas turi mokëti padëti nukentëjusiesiems, kad esant reikalui galëtø bendradarbiui suteikti pagalbà. Suþinok, ar bendradarbis, su kuriuo dirbi, tai moka, ar jis yra treniravæsis su manekenais, nes atsitikus nelaimei, tave arba gelbës, arba bejëgiðkai stebës, kaip tu mirðti. Net 230 V átampa nepalankiomis sàlygomis kelia mirtinà pavojø (4.7 pav.). Kad negalima nekreipti dëmesio á þemàjà átampà, átikinamai rodo kasdieniai spaudos praneðimai apie nelaimingus atsitikimus, ávykusius dël elektros srovës (4.8 pav.); þinoma, kad yra miræ þmoniø, dirbusiø su suvirinimo árenginiais, kuriø kintamoji átampa 60 ÷ 80 V. Nelaimingø atsitikimø dël elektros srovës statistikos analizë rodo, jog dauguma jø atsitinka priþiûrint þemosios átampos árenginius, ypaè naudojantis ne itin saugiais kilnojamaisiais árenginiais (árankiai su elektros pavara, rankinës lempos, kilnojamieji laidai, laidø ilgintuvai, kiðtukiniai jungikliai).

4.3. Pagrindinë apsauga nuo elektros Aktyviosios dalys, vadinamosios elektros grandinës dalys, turinèios átampà, turi bûti taip izoliuotos arba taip uþdengtos, arba patalpintos tokiose vietose, kad þmogus negalëtø prie jø prisiliesti. Jas taip pat reikia gerai izoliuoti ir nuo korpusø, laidþiø konstrukcijø bei kitø lengvai prieinamø laidþiø árenginiø daliø, á kurias atsitiktinai gali patekti átampa. Ðiuos du uþdavinius turi spræsti pagrindinë apsauga nuo elektros (apsauga nuo tiesioginio prisilietimo). 1. 2.

3.

4.

Vykdant ðiuos uþdavinius, naudojamos tokios priemonës: Pagrindinë izoliacija, kurià dar verta plaèiau aptarti. Apdangalai, kuriø apsaugos laipsnis ne maþesnis kaip IP2X (þr. 2.4 lent.), apsaugantys nuo tyèinio prisilietimo prie aktyviøjø daliø ir pritvirtinti taip, kad nebûtø galima jø paðalinti nepanaudojus árankiø. Aptvaros, kuriø apsaugos laipsnis maþesnis kaip IP2X (barjerai, tinklas), apsauganèios nuo atsitiktinio prisilietimo prie aktyviøjø daliø. Aptvarø gali pakakti vietose, prieinamose tik kvalifikuotam personalui. Neprieinamumas, arba aktyviøjø daliø iðdëstymas ranka nepasiekiamu atstumu, pvz., didesniame kaip 2,5 m aukðtyje (þr. 1.36 pav.).

Izoliacijos bûklei ávertinti pirmiausia reikia matuoti izoliacijos varþà, nes ji yra pakankamai patikimas ir lengvai iðmatuojamas dydis. Geros 227

bûklës izoliacija turi labai didelæ varþà, bet ne be galo didelæ, nes tai nepasiekiama. Veikiant duotai átampai, per izoliacijà á þemæ teka nuotëkio srovë

I u = I R2 + IC2 , kuri susideda ið IR aktyviosios dedamosios, tekanèios per izoliacijos varþà, ir IC talpinës dedamosios, tekanèios per izoliacijos talpà arba per prijungtus kondensatorius (pvz., slopinanèius trikdþius). Kartais nuotëkio srovës grandinë uþsidaro per þmogaus kûnà (4.9 pav.). Jei srovë nevirðija 1 mA, jos tekëjimas bus vos juntamas (4.7 pav.); tokiu atveju reikia, kad izoliacijos varþa bûtø ne maþesnë kaip: 230 000 Ω arba 0,23 MΩ esant 230 V átampai; 400 000 Ω arba 0,40 MΩ esant 400 V átampai; 690 000 Ω arba 0,69 MΩ esant 690 V átampai.

4.9 pav. Padëtys, kai per þmogaus kûnà teka elektros árenginio nuotëkio srovë: a) metalinis korpusas nesujungtas su þeme; b) nutrauktas apsauginis PE laidas

Tokios izoliacijos varþos pakanka vidaus tinklo ruoþe tarp dviejø paprastø apsaugos laiptø arba grandinëje uþ paskutinës apsaugos. Atskiriems árenginiams reikia didesnës izoliacijos varþos, pvz., 2 MΩ, kad tekanti per þmogaus kûnà nuotëkio srovë apskritai nebûtø juntama. To pakanka tik tuo atveju, kai nuotëkio srovës talpinës dedamosios IC vertë yra labai maþa. Izoliacijos varþai matuoti naudojamas megommetras, turintis nuolatinës átampos ðaltiná — galvaninio elemento maitinamà elektroniná keitiklá arba ranka sukamà indukciná generatoriø (4.10 pav.). Matavimo metu nuolatinë átampa paduodama á bandomàjà izoliacijà, matuoklis matuoja nuotëkio srovæ ir kaip rezultatà rodo izoliacijos varþà. Nuolatinës átampos reikia dël to, kad matavimui neturëtø átakos tekanèios per izoliacijos talpà srovës dedamoji. Prieð pradedant matuoti instaliacijos ruoþo izoliacijos varþà (4.11 pav.), reikia ásitikinti, kad árenginys yra atjungtas nuo átampos. Bandomajame ruoþe: a) jungikliai turi bûti ájungti, nes nebûtø iðmatuota árenginio uþ iðjungto jungiklio izoliacijos varþa; 228

b) kaitinamosios lempos ir kiti imtuvai, kurie galëtø ðuntuoti bandomàjà izoliacijos sistemà, turi bûti atjungti (prieðingu atveju megommetras rodo varþà, artimà nuliui). Izoliacijos varþa maþëja didëjant paduodamai átampai, todël reikia naudotis megommetru, kurio matavimo átampa bûtø ðiek tiek didesnë negu bandomojo árenginio vardinë átampa. Megommetrai gaminami su tokiomis matavimo átampomis: 250, 500, 1000, 2500, 5000 ir 10 000 V. 230/400 V átampos tinkluose izoliacijos varþos matavimai atliekami megommetru, kurio matavimo átampa yra 500 V. Megommetro parodymus reikia stebëti tik praëjus keliasdeðimèiai sekundþiø po átampos padavimo, t. y. tik po to, kai jo rodyklë po pradiniø svyravimø nusistovi. Padavus matavimo átampà, megommetras, kai jo gnybtai atviri, turi rodyti ∞, o kai gnybtai uþdari, — 0. Ðitaip galima ið anksto nustatyti, ar megommetras tinka naudoti.

Ájungti jungikliai Iðsuktos kaitinamosios lempos

4.10 pav. Izoliacijos varþos matuoklis maitinamas ið baterijos, kurios átampa 500, 1000 ir 2500 V. Tai universalus matuoklis, kuriuo galima matuoti ir sroves bei átampas. — TIM, Ðvidnica

4.11 pav. Árenginio ruoþo izoliacijos varþos matavimas: a) matavimo bûdas; b) megommetro prijungimo bûdas (bandomoji izoliacijos sistema uþbrûkðniuota)

229

4.4. Pridëtinë apsauga nuo elektros 4.4.1. Pridëtinës apsaugos vaidmuo Pagrindinë izoliacija gali bûti paþeista: elektriðkai pramuðta, sudegusi, sudrëkusi arba uþterðtas jos pavirðius. Tada prieinamos laidþiosios árenginiø dalys ágauna átampà þemës atþvilgiu. Ði padëtis pavojinga, jei arti yra daliø, turinèiø kitoká potencialà, pvz., þemës potencialà (áþemintas kito árenginio korpusas, vamzdynas, pastato konstrukcijos). Pavojingumo matas yra prisilietimo átampa, arba átampa tarp dviejø taðkø, prie kuriø þmogus vienu metu gali prisiliesti. Jei toks pavojus kyla, tai naudojama pridëtinë apsauga nuo elektros (apsauga nuo netiesioginio prisilietimo), kuri turi: — arba automatiðkai iðjungti árenginio su paþeista izoliacija maitinimà; — arba sumaþinti prisilietimo átampà, kuri atsirado ant prieinamø daliø, iki nepavojingo dydþio. Jei kintamoji prisilietimo átampa iðlieka ilgà laikà, tai ji turi bûti ne didesnë kaip: 12 V — baseine, saunoje arba ankðtame metaliniame rezervuare; 25 V — naudojantis rankiniais elektriniais árankiais drëgnose arba ðlapiose vietose, arti daliø, turinèiø þemës potencialà; 50 V — kitais atvejais. Automatinis maitinimo iðjungimas atliekamas ávairiai, priklausomai nuo naudojamos elektros tinklo sistemos. Jos dviejø raidþiø simbolio pirmoji raidë reiðkia: I — neutralusis (nulinis) taðkas yra izoliuotas nuo þemës arba áþemintas per didelæ pilnutinæ varþà, kad maþà áþemëjimo srovæ bûtø galima padidinti iki lengvai susekamo dydþio; T — neutralusis taðkas yra tiesiogiai áþemintas. Antroji raidë nurodo apsauginiø sujungimø bûdà, informuoja, kad prieinamos laidþiosios dalys, kurioms reikia pridëtinës apsaugos (kai árenginiø korpusai metaliniai), yra sujungtos: T — tiesiogiai (laidais) su þeme, N — tiesiogiai (laidais) su neutraliuoju sistemos taðku. Galimos trys tinklo sistemos: IT, TT ir TN (4.12 pav.). Nagrinëjant automatiná maitinimo iðjungimà, kai paþeidþiama izoliacija tarp aktyviosios dalies ir prieinamos dalies, prie kurios yra prijungtas apsauginis PE laidas, lengva pastebëti, kad áþemëjimo srovë: 230

• maþiausia IT sistemoje, nes jos grandinë uþsidaro per talpas þemës atþvilgiu, sistemos nutekëjimus ir per didelæ neutraliojo taðko áþeminimo pilnutinæ varþà; á ðià srovæ nereaguoja apsaugos nuo trumpøjø jungimø, taèiau pagal jà derinami visi tinklo izoliacijos bûklës kontrolës árenginiai, taip pat skirtuminës srovës apsaugos; • didesnë TT sistemoje, kur jos grandinë uþsidaro per du áþeminimus, taèiau nepakankama, kad suveiktø apsaugos nuo trumpøjø jungimø, todël reikia skirtuminës srovës apsaugø; • didþiausia TN sistemoje, nes jos grandinæ iðtisai sudaro laidai; ir apskritai ji yra pakankama, kad suveiktø apsaugos nuo trumpøjø jungimø, taèiau ypaè pavojingomis sàlygomis papildomai naudojamos skirtuminës srovës apsaugos. Jei áþemëjimo srovë per maþa ir negalima automatiðkai iðjungti maitinimo, tai pasitenkinama tuo, kad iðlyginamaisiais laidais sujungiamos dalys, prie kuriø þmogus vienu metu gali prisiliesti, ir dël to prisilietimo átampa sumaþëja iki leistino dydþio. Yra pridëtinës apsaugos priemonës (apsauginë izoliacija, apsauginis imtuvo atskyrimas, apsauginis átampos paþeminimas), veikianèios nepriklausomai nuo tinklo sistemos ir nereikalaujanèios naudoti apsauginio PE laido. Jos labai patikimos, nes jø efektyvumas nepriklauso nei nuo laido ilgio, nei nuo jo taisyklingø sujungimø. Þinomas paprastas bûdas apytikriai ávertinti apsaugos nuo elektros taisyklingumà. Kurio nors vieno elektros árenginiø elemento paþeidimas neturi grësti þmogui sunkia trauma. Ypaè pavojingomis sàlygomis net du paþeidimai neturi kelti jam grësmës.

4.12 pav. Elektros árenginio ir tinklo sistemos: a) IT; b) TT; c) TN L1, L2, L3 — faziniai laidai, N — neutralusis laidas, PE — apsauginis laidas, PEN — apsauginis neutralusis (apsauginis nulinis) laidas, atliekantis ir apsauginio PE, ir neutraliojo N laido funkcijas

231

4.4.2. Pridëtinë apsauga TN sistemoje TN sistemoje pagrindinës izoliacijos paþeidimà lydi didelë srovë. Tuo pagrástas ánulinimas: trumpojo jungimo kilpa yra iðtisai metalinë, o automatiðkai maitinimà atjungia apsauga nuo trumpøjø jungimø, saugiklis arba jungtuvas (4.13 pav.). Ávykus L-PEN (L-PE) trumpajam jungimui bet kurioje árenginio arba tinklo vietoje, turi tekëti tokia didelë srovë, kad reikiamu laiku suveiktø artimiausioji apsauga nuo trumpøjø jungimø: Uo ≥ Ia , Zs èia: Uo — sistemos fazinë átampa [V]; Zs — L-PEN (L-PE) trumpojo jungimo kilpos pilnutinë varþa [Ω]; Ia — iðjungimo srovë, kelianti artimiausio apsaugos nuo trumpøjø jungimø suveiktá reikiamu laiku [A].

4.13 pav. Pagrindinës izoliacijos paþeidimas árenginyje su pridëtine apsauga — ánulinimu; trys elementai, lemiantys apsaugos efektyvumà: 1 — apsauga nuo trumpøjø jungimø, 2 — apsauginio ryðio vientisumas, 3 — trumpojo jungimo kilpos pilnutinë varþa

TN-C posistemyje, kur tas pats apsauginis neutralusis (apsauginis nulinis) PEN laidas atlieka ir apsauginio PE laido, ir neutraliojo (nulinio) N laido funkcijas, jo nutraukimas, ypaè vienfazëje grandinëje (4.14 pav.), gresia sunkia trauma. Ðitoks labai galimas vienintelis paþeidimas sukelia didþiulá pavojø ir savaime atmeta visà darbo apsaugos sprendimà. Deja, ðitokia padëtis iki ðiø dienø Lenkijos elektros tinkluose gana daþna. Todël norint uþkirsti kelià panaðiems grësmingiems atvejams, ten, kur negalima uþtikrinti laidø vientisumo, PEN laido vaidmenys atskiriami ir vietoj vieno naudojami du atskiri laidai: PE ir N. Dël ðiø prieþasèiø: — bet kuriuose kilnojamuosiuose (ne stacionariai nutiestuose) laiduose draudþiama naudoti PEN gyslà; — stacionariai nutiestuose laiduose PEN laidà arba gyslà leidþiama naudoti, jeigu jø skerspjûvis ne maþesnis kaip 10 mm 2 (variniø) arba 16 mm 2 (aliumininiø). Ið schemø nesunku ásitikinti, kad suskaidþius PEN laidà, minëtos grësmës nebelieka. Nutraukus PE laidà, tiktai panaikinama apsauga, o nutraukus N laidà, nutrûksta vienfazës grandinës maitinimas arba trifazëje grandinëje atsiranda átampø asimetrija. 232

4.14 pav. Vienfazëje grandinëje PEN laido nutraukimo padariniai: ant nepaþeisto árenginio korpuso lieka visa fazinë átampa

Yra galimi trys posistemiai (4.15 pav., 4.16 pav.) priklausomai nuo to, ar naudojamas bendras (C — angl. common) PEN laidas, ar atskiri (S — angl. separate) PE ir N laidai: TN-C — visoje sistemoje yra bendras PEN laidas, t. y. ið viso nëra kilnojamøjø laidø, o PEN laidas pakankamai didelio skerspjûvio; TN-S — visoje sistemoje yra atskiri PE ir N laidai; ði sistema naudojama nelabai didelës apimties specialiuose árenginiuose;

4.15 pav. Galimi TN sistemos variantai: a) TN-C; b) TN-S; c) TN-C-S

233

4.16 pav. Imtuvø prijungimas TN-C-S tinklo posistemyje

TN-C-S — didelio skerspjûvio skirstomosiose ir vartotojø linijose yra bendras PEN laidas, tuo tarpu imtuvø grandinëse, kuriø skerspjûvis maþas, — atskiri PE ir N laidai; ðitoks sprendimas ðiandien visuotinai paplitæs. TN sistemoje, be L-PEN (L-PE) trumpojo jungimo, galimi ir kiti sutrikimai, dël kuriø atsiranda prisilietimo átampa ant PEN ir PE laidø, taip pat ir ant prie jø prijungtø árenginiø prieinamø daliø (trumpasis jungimas maitinimo pastotës aukðtosios átampos pusëje, fazinio laido trumpasis jungimas su þeme, PEN arba PE laido nutraukimas, apkrovø asimetrija). Dël to keliami papildomi reikalavimai: 1. Ánulinimà galima naudoti tiktai tokiame tinkle, kuris yra tam pritaikytas. Leidþiama ánulinti tik ásitikinus, kad ðiame tinkle ánulinimas yra leistina apsaugos priemonë. 2. Turi bûti uþtikrintas apsauginiø neutraliøjø PEN ir apsauginiø PE laidø arba gyslø vientisumas, PEN ir PE laidai turi bûti pakankamo skerspjûvio (4.3 lent.) ir nutiesti kartu su faziniais laidais tame paèiame kabelyje arba daugiagysliame laide, tame paèiame vamzdyje arba apdangale. PEN ir PE laiduose neleidþiama árengti nei saugikliø, nei jungikliø. 3. PEN (PE) laidas turi bûti áþemintas maitinimo pastotëje, oro linijø trasoje, linijø galuose, vartotojø ávaduose. 4. Natûralieji ir dirbtiniai áþeminimo árenginiai, su kuriais gali bûti susijæs fazinio laido trumpasis jungimas, turi bûti sujungti su PEN (PE) laidu. Uþtikrinti maitinimo atjungimà TN sistemoje gali ir skirtuminës srovës apsaugos átaisas (4.17 pav.), árengiamas apsaugotos grandinës pradþioje. Visi aktyvieji grandinës laidai (faziniai ir neutralusis) pereina per Fe234

4.17 pav. Skirtuminës srovës apsaugos átaisas TN sistemoje: a) sistemos sujungimø schema; b) skirtuminës srovës apsaugos átaiso veikimo principas PF — Feranèio tipo srovës transformatorius, UR — transformatoriaus skirtuminë apvija, WR — skirtuminis atkabiklis, Z — spyna, T — kontrolinis mygtukas

4. 3 l e n t e l ë Maþiausi leistinieji variniø PE, N ir PEN laidø bei gyslø (nutiestø kartu su faziniais laidais arba gyslomis) skerspjûviai, mm2 trifazëje stacionariojoje instaliacijoje, mm2 Faziniai laidai (gyslos)

TN-S posistemis N laidas (gysla)

TN-C posistemis

PE laidas (gysla)

PEN laidas (gysla)

1

1

1

1,5

1,5

1,5

2,5

2,5

2,5

4

4

4

6

6

6

10

10

10

10

16

16

16

16

25

16

1)

16

161)

35

161)

16

161)

50

251)

25

251)

70

351)

35

351)

draudþiamas

Didesnio skerspjûvio gali reikëti didelës apkrovø asimetrijos (trijø faziø nevienodos apkrovos) atveju arba deformuotos apkrovos atveju, t. y. tekant srovei su didelëmis aukðtesniosiomis harmonikomis 1)

235

ranèio (Ferranti) tipo PF srovës transformatoriø. Kol grandinë yra nepriekaiðtingos bûklës, tol sroviø suma aktyviuosiuose laiduose lygi nuliui, t. y. skirtuminë srovë neatsiranda, PF srovës transformatoriaus ðerdyje magnetinis srautas irgi neatsiranda ir UR skirtumine apvija srovë neteka. WR skirtuminio atkabiklio pastovusis magnetas prilaiko sankabà, nugalëdamas spyruoklës jëgà, kuri stengiasi jà atitraukti. Atkabiklis lieka uþsidaræs. Jei grandinëje uþ skirtuminës srovës apsaugos átaiso bus paþeista pagrindinë izoliacija ir atsiras net ir nedidelë skirtuminë srovë, tai sroviø suma aktyviuosiuose laiduose jau nebebus lygi nuliui. Tuomet PF transformatoriaus ðerdyje atsiras magnetinis srautas, o UR skirtuminëje apvijoje — elektrovara. Jai veikiant, pradës tekëti kintamoji srovë per apvijà, uþvyniotà ant WR skirtuminio atkabiklio magnetolaidþio ðerdies. Kas antrà kintamosios srovës pusperiodá ðios srovës sukurtas magnetinis srautas silpnins pastoviojo magneto srautà. Spyruoklë atitrauks sankabà, kuri atlaisvins Z spynos sklàstelá, átaisas atsijungs, atjungdamas ir paþeistà grandinæ, jei tik skirtuminë srovë bus pakankamai didelë. Paspaudus kontroliná T mygtukà, sukeliamas skirtuminës srovës tekëjimas apeinant PF transformatoriø; tada átaisas, ájungtas á instaliacijà su átampa, turi atsijungti. Ðitaip galima patikrinti, ar átaisas nesugedæs. Átaisas ima veikti, kai apsaugotoje grandinëje atsiranda skirtuminë srovë, taèiau nesuveikia, esant faziø nesimetrinei apkrovai arba tokiems paþeidimams, kai srovë nenuteka uþ aktyviøjø laidø sistemos ribø. Jokio laido, pereinanèio per Feranèio PF transformatoriø (net ir neutraliojo laido), uþ átaiso negalima áþeminti nei sujungti su kita grandine, nes tai galëtø sukelti nuolatiná srovës nutekëjimà ir nuolatinæ átaiso suveiktá. Taigi grandinëje su skirtuminës srovës apsaugos átaisu negali bûti PEN laido. Átaisà galima naudoti tiktai TN-S posistemyje arba TN-C-S posistemio TN-S dalyje. Jeigu èia pat prieð átaisà yra TN-C posistemis (kaip 4.17 pav.), tai saugomo árenginio apsauginis PE laidas jungiamas prie PEN laido. Jei ten yra TN-S posistemis, tai prijungiamas prie PE laido. Skirtuminës srovës apsaugos átaisas turi imti veikti (4.18 pav.), jei skirtuminë srovë yra ne maþesnë kaip vardinë suveikties skirtuminë srovë I∆n; gali suveikti, jei virðija pusæ ðios vertës (0,5 I∆n). Apskritai I∆n = 10, 30, 100, 300 arba 500 mA; esama apsauginiø skirtuminës srovës sistemø, skirtø skirstomosioms grandinëms, kuriø I∆n = 1, 2, 5, 20 A. Parenkamas toks átaisas, kad jo vardinë suveikties srovë bûtø ne maþesnë kaip dviguba nuotëkio srovë, galinti atsirasti grandinëje; ðitaip iðvengiama klaidingø suveikèiø. Labai jautrûs átaisai (I∆n ≤ 30 mA) kai kuriais atvejais gali suveikti klaidingai, todël gali atbaidyti vartotojus nuo ðio apsaugos bûdo, taigi nereikëtø tokiø átaisø nepagrástai ir skubotai naudoti. 236

Kad skirtuminës srovës apsaugos átaisai, árengti paprastuose apsaugø laiptuose, veiktø selektyviai, jø juostinës suveikties charakteristikos neturi viena kitos dengti. Taigi arèiau maitinimo ðaltinio reikia árengti átaisà, kurio vardinë suveikties skirtuminë srovë bûtø ne maþesnë kaip triguba átaisø, esanèiø uþ jo, vardinë srovë I∆n; be to, tai turi bûti uþdelstos suveikties relë, paþymëta S raide ir apibrëþta kvadratu (4.18 pav.).

4.18 pav. Skirtuminës srovës apsaugos átaisø, árengtø paprastuose apsaugø laiptuose, suveikties charakteristikos: labai jautrios relës, veikianèios be uþdelsimo, kurios I∆n = 30 mA, ir maþai jautrios uþdelstos suveikties relës, kurios I∆n = 300 mA (uþbrûkðniuotas suveikties laiko intervalas kaip skirtuminës srovës funkcija ir þenkleliais paþymëti taisykliø reikalavimai relës charakteristikai)

Skirtuminës srovës apsaugos átaisas turi nutraukti visus aktyviuosius grandinës laidus, taip pat ir neutraløjá laidà. Taigi reikalingi dvipoliai jungikliai (L, N) vienfazëms1) grandinëms, tripoliai (ne trifaziai!) trifazëms grandinëms be neutraliojo laido ir keturpoliai — trifazëms su neutraliuoju laidu (þr. 1.41 pav., 1.42 pav.). Gaminamos kilnojamos skirstomosios dëþutës ir ávairûs priedëliai su skirtuminës srovës apsaugos átaisais (4.19 pav., 4.20 pav.) imtuvø, maitinamø ið pastatø instaliacijos, apsaugai. Skirtuminës srovës apsaugos átaisai automatiðkai iðjungia maitinimà per 0,02 s (naudojant reles be uþdelsimo) ne tik ávykus visiðkam L-PE trumpajam jungimui, bet ir atsiradus nedidelei skirtuminei srovei. Jei vis dëlto átaisas imtø veikti klaidingai, — tai sudëtingas aparatas, todël klaidingai suveikiantis daþniau negu kitos apsaugos, — tada TN sistemoje kiek vëliau suveiktø apsauga nuo trumpøjø jungimø (su sàlyga, kad ávykdyti reikalavimai, keliami ánulinimui). Daþniausiai árenginiuose naudojamos pridëtinës apsaugos, automatiðkai atjungianèios maitinimà, pritaikymo bûdai, — tai TN sistemos pasirinkimas, ánulinimas ir skirtuminës srovës apsaugos átaisai árenginiams, naudojamiems ypaè pavojingomis sàlygomis (vonios kambaryje, rankiniams elektriniams árankiams drëgnose vietose), o tiktai ánulinimas — kitiems árenginiams. TN sistemoje gali bûti naudojamos ir kitos vëliau aptarsimos pridëtinës apsaugos priemonës: apsauginë izoliacija, apsauginis atskyrimas, apsauginis átampos paþeminimas. 1)

Skirtuminës srovës apsaugos átaisai su vienpoliais jungikliais draudþiami!

237

Imtuvo ðakutës lizdas Á ðakutës lizdà

4.19 pav. Kilnojama skirstomoji dëþutë su izoliaciniu korpusu ir su labai jautriu skirtuminës srovës apsaugos átaisu kilnojamiesiems árankiams maitinti — SCHRACK Energietechnik, Austrija

4.20 pav. Priedëlis su labai jautriu skirtuminës srovës apsaugos átaisu pastatø instaliacijoje atskiram imtuvui maitinti — THOMSON HOUSTON, Prancûzija

4.4.3. Pridëtinë apsauga TT sistemoje Seniau naudotas apsauginis áþeminimas: paþeidus pagrindinæ izoliacijà, vienfazio trumpojo jungimo su þeme srovæ turëjo iðjungti artimiausioji apsauga nuo trumpøjø jungimø. TT sistemoje ði srovë nedidelë, todël apsauginis áþeminimas pasiteisina tik grandinëse su saugikliais arba automatiniais jungikliais, kuriø vardinë srovë ne didesnë kaip 10 A. Jei srovë didesnë, tai reikia prieinamø daliø áþeminimo varþos RA dydþio, kuris pagal skaièiavimus turëtø bûti toks maþas (1 Ω eilës ir maþesnis), kad praktiðkai bûtø nepasiekiamas. Kad bûtø galima automatiðkai iðjungti maitinimà, TT sistemoje skirtuminës srovës apsaugos átaisai jungiami taip, kaip parodyta 4.21 pav. Per apsaugos zonoje esanèiø daliø áþeminimo varþà RA gali tekëti ilgalaikë ne didesnë kaip vardinë átaiso suveikties skirtuminë srovë I∆n, ji neturi sukelti átampos kritimo, didesnio kaip leistinoji ilgalaikë prisilietimo átampa UL. Galima uþraðyti taip: I∆n RA ≤ UL. Taigi grandinës su pavieniu skirtuminës srovës apsaugos átaisu apsauginiam PE laidui reikia áþeminimo, kurio varþa

RA ≤ 238

UL . I∆n

4.21 pav. Skirtuminës srovës apsaugos átaisas TT sistemoje

Naudojant skirtuminës srovës apsaugos átaisus, galima pasitenkinti pigiais didelës varþos áþeminimais nepriklausomai nuo grandinës apkrovos nei nuo apsaugø nuo trumpøjø jungimø parametrø. Pavyzdþiui, árenginiui, naudojamam ypaè pavojingomis sàlygomis, bet apsaugotam labai jautriu skirtuminës srovës apsaugos átaisu, kurio I∆n = 300 mA, reikia áþeminimo, kurio varþa 50 U ≈ 160 Ω . RA ≤ L = I∆n 0,3 Po keliø naudojimo metø keletas procentø skirtuminës srovës apsaugos átaisø pradeda gesti ir kartais klaidingai suveikia. Jei apsaugotoje grandinëje paþeidus pagrindinæ izoliacijà skirtuminës srovës apsaugos átaisas grandinës neatjungia, tai TT sistemoje nepradeda veikti apsauga nuo trumpøjø jungimø taip, kaip TN sistemoje, nes srovë bûna per maþa (ðiuo atveju: 230 V/160 Ω ≈ 1,4 A). Paþeisto árenginio korpuse ilgà laikà laikosi visa fazinë átampa. TT sistemoje atsitinka dar blogesniø staigmenø, kaip parodyta 4.14 pav., — gali atsirasti visa fazinë átampa korpusuose nepaþeistø árenginiø, apsaugotø nors ir jautriausiais skirtuminës srovës apsaugos

4.22 pav. L-PE trumpojo jungimo TT sistemos tinkle prieð skirtuminës srovës apsaugos átaisà padariniai: teka maþa, apsaugø neiðjungta srovë, fazinë átampa nepaþeisto árenginio korpuse

ilgalaikë

239

átaisais. Uþtenka tik vienintelio paþeidimo: L-PE trumpojo jungimo prieð skirtuminës srovës apsaugos átaisà arba kitoje grandinëje, neapsaugotoje átaisu (4.22 pav.). Iðvados ðtai tokios: 1. Vieðuose (bendruose) skirstomuosiuose tinkluose reikia naudoti TN sistemà. 2. Vartotojø instaliacijoje reikëtø teikti pirmumà TN sistemai, naudoti ánulinimà, o atskirais atvejais — papildomai skirtuminës srovës apsaugos átaisus. 3. TT sistemos tinkluose reikia árengti skirtuminës srovës apsaugos átaisus ne tik (galinëse) vartotojø grandinëse. Tinklø ruoþuose, neapsaugotuose skirtuminës srovës apsaugos átaisais, apsauginá PE laidà reikia taip nutiesti, kad neliktø galimybës ávykti trumpajam jungimui su aktyviuoju laidu (4.22 pav.). TN sistemos naudà skirstomuosiuose tinkluose rodo dar viena aplinkybë. Ið TN tinklo galima maitinti vartotojø tinklà TT, galima sukurti „TT salà“ TN tinkle, pvz., þemës ûkyje arba statybos aikðtelëje. Tokiame tinkle nereikia naudotis TN tinklo PE laidu arba PEN laido apsauginëmis funkcijomis, ðiø laidø negalima prijungti prie objekto pagrindinës iðlyginamosios ðynos. Vietoj to prijungiamas atskiras TT árenginio PE laidas, turintis savà áþeminimà (4.23 pav.). Jei atsiradus sutrikimams maitinimo tinkle, PEN laidas perneða pavojingà átampà, tai ji nepersiduoda á TT instaliacijoje PE laido apsaugotas árenginio dalis, nes PE laidas neturi jokio tiesioginio ryðio su TN tinklo PEN laidu. Uþtektø tik padaryti iðlyginamàjá sujungimà, 4.23 paveiksle pavaizduotà punktyrine linija, ir árenginio sistema pavirstø

Vartotojø instaliacija TT

Ávadinës spintos Skirstomasis su izoliacine apsauga TN tinklas Pagrindinë iðlyginamoji ðyna

4.23 pav. TT instaliacija, maitinama ið TN tinklo, arba „TT sala“ TN tinkle (atlikus iðlyginamàjá sujungimà, parodytà rodyklële, instaliacijos sistema pavirstø TN sistema)

240

TN sistema. Þinoma, „TT sala“ turi apimti visà pastatà arba visà objektà, kurá apima pagrindiniø iðlyginamøjø sujungimø átaka. Atvirkðtinë situacija neásivaizduojama: prie TT skirstomojo tinklo negalima prijungti TN instaliacijos. TT sistemoje taip pat gali bûti naudojamos toliau aptarsimos pridëtinës apsaugos priemonës: apsauginë izoliacija, apsauginis atskyrimas, apsauginis átampos paþeminimas.

4.4.4. Apsauginë izoliacija Iki ðiol pateiktos pridëtinës apsaugos priemonës tinka tam atvejui, kai prieinamose laidþiosiose dalyse atsiranda átampa. Yra paprastesnis ir geresnis saugos uþtikrinimo bûdas: árenginiø prieinamas dalis pagaminti ið izoliaciniø medþiagø. Toks apsaugos bûdas vadinamas apsaugine izoliacija. Ið izoliaciniø medþiagø ðiandien gaminami imtuvø korpusai, laidø apvalkalai, instaliaciniai vamzdeliai ir loveliai, kiðtukø, ðakuèiø lizdø ir jungikliø korpusai, skirstomosios dëþutës, skirstomieji skydai ir net apðvietimo atramos. Tai daroma ne vien tik dël apsaugos nuo elektros, bet ir dël kitø prieþasèiø. Ne kiekvienà árenginá galima aprûpinti apsaugine izoliacija; kartais tam tikros laidþiosios dalys turi bûti prieinamos. Tada kaip pridëtinæ apsaugà reikia naudoti dvigubàjà izoliacijà. Tarp aktyviøjø daliø ir prieinamø laidþiøjø daliø áterpiamos dvi nepriklausomos izoliacijos sistemos: pagrindinë izoliacija ir pridëtinë izoliacija (4.24 pav.). Abi izoliacijos sistemos turi bûti viena nuo kitos atskirtos tarpinëmis laidþiosiomis dalimis, kad kiekvienà ið jø bûtø galima iðbandyti atskirai, pvz., matuojant izoliacijos varþà. Matuojant græþtuvo, pavaizduoto 4.24 pav., pagrindinës izoliacijos varþà, megommetro gnybtus reikia prijungti prie 1—3 daliø, o matuojant pridëtinæ izoliacijà — prie 3—5 daliø. Elementai, kuriuose neámanoma árengti dvigubosios izoliacijos, gali turëti sustiprintàjà izoliacijà, t. y. turëti vienà izoliacijos sistemà su elektrinëmis ir mechaninëmis savybëmis, lygiavertë-

4.24 pav. Elektrinis græþtuvas su dvigubàja izoliacija (neparodytas maitinimo laidas, kuris ávedimo á græþtuvà ir á variklá vietose turi bûti gerai izoliuotas) 1 — aktyviosios dalys, 2 — pagrindinë izoliacija, 3 — tarpinës laidþiosios dalys, 4 — pridëtinë izoliacija (plastikinis apvalkalas ir izoliacinis krumpliaratis), 5 — prieinamos laidþiosios dalys

241

mis dvigubajai izoliacijai. Árenginys su dvigubàja izoliacija turi prieinamas laidþiàsias dalis, taèiau prie jø nereikia prijungti apsauginio PE laido, tad neleidþiama jø áþeminti arba ánulinti. Apsauginis laidas èia neturi jokios reikðmës, tik gali perneðti prisilietimo átampà ið kitos, paþeistos grandinës (4.22 pav.). Su dvigubàja izoliacija gaminamos skalbimo maðinos, dulkiø siurbliai, græþtuvai ir kiti árenginiai. Remontuojant tokius árenginius reikia atkreipti dëmesá, kad nebûtø sunaikinta pridëtinë izoliacija, pakeièiant kurá nors izoliaciná konstrukcijos elementà (gembæ, poverþlæ, krumpliaratá) panaðiu metaliniu elementu. Árenginys, turintis dvigubàjà izoliacijà, apsauginæ izoliacijà arba izoliaciná apsauginá apvalkalà, ant korpuso ir/arba þyminëje lentelëje bûna paþymëtas þymeniu: dviem koncentriniais kvadratais, kuriø kraðtiniø santykis 2 : 1 (4.4 lent.). Rankiniai ir kilnojamieji árankiai, neturintys apsauginës izoliacijos, turi turëti bent rankenas ið izoliacinës medþiagos. 4. 4 l e n t e l ë

Ðakuèiø lizdø ir kiðtukø koordinavimo principai

á ðakutës lizdà be apsauginio kontakto

tinka

netinka tinka

kiðtukas su kiðtukas be aktyviuoju apsauginio apsauginiu kontakto kontaktu kiðtukas su pasyviuoju apsauginiu kontaktu kiðtukas „Europa“

0 klasës imtuvas I klasës imtuvas II klasës imtuvas II klasës imtuvas

Kiðtuko rûðis priklausomai nuo imtuvo apsaugos klasës

242

Patalpos, kurio- Patalpos, kuriose se reikia pridëti- nereikia pridëtinës apsaugos nës apsaugos

á ðakutës lizdà su apsauginiu kontaktu

Ðakutës lizdo rûðis priklausomai nuo patalpos pobûdþio

4.4.5. Apsauginis atskyrimas Pavienis imtuvas gali bûti maitinamas per skiriamàjá transformatoriø, pagamintà taip, kad trumpasis jungimas tarp jo apvijø negalimas. Toks imtuvas atskirtas nuo maitinimo instaliacijos. Paþeidus jo izoliacijà (4.25 pav.), neteka þalojanti srovë, nes neturi gráþtamojo kelio. Jei toks kelias atsirastø, apsaugos neliktø; todël: a) antrinës grandinës neleidþiama áþeminti, ánulinti arba sujungti su kuria nors kita grandine; b) antrinæ grandinæ reikia taip árengti, kad bûtø apribota galimybë ávykti áþemëjimams. ST pvz. 230/230 V

Tik 1 imtuvas!

Nëra gráþtamojo kelio þalojanèiai srovei 4.25 pav. Pridëtinë apsauga: pavienio imtuvo atskyrimas ST — skiriamasis transformatorius

4.26 pav. Ðakutës lizdas skutimosi maðinëlei su skiriamuoju 20 VA galios transformatoriumi (a, b) — SCHRACK Energietechnik, Austrija

243

Atskyrimas naudojamas tada, kai 230 arba 400 V átampos rankiniai árankiai eksploatuojami ypaè pavojingomis sàlygomis. Ðiuo bûdu árenginiai maitinami statybos aikðtelëse, laivø statyklose, dirbant metaliniuose rezervuaruose ir vamzdynuose; ðitaip maitinama ir apðildant galerijas, privaþiavimus, vandens nutekamuosius vamzdþius ir geleþinkelio ieðmus. Maþi skiriamieji transformatoriai ámontuojami á vonios kambariø ðakuèiø lizdus skutimosi maðinëlei ájungti (4.26 pav.). Jei mëgintume per skiriamàjá transformatoriø maitinti kelis imtuvus, tai atskyrimo idëja tektø suabejoti. Pirmasis áþemëjimas neiðryðkëtø, o kai ávyktø antrasis, bûtø tik vienas þingsnis iki sunkios traumos. Jei vis dëlto iðimtinais atvejais leidþiama per skiriamàjá transformatoriø maitinti kelis imtuvus, tai reikalaujama árengti vietinius neáþemintus iðlyginamuosius sujungimus (4.27 pav.), kurie: — neleidþia susidaryti tarp skirtingø imtuvø korpusø juntamam potencialø skirtumui; — sudaro sàlygas, kad antrasis izoliacijos paþeidimas sukeltø trumpàjá jungimà ir já atjungtø atitinkama apsauga.

4.27 pav. Keliø imtuvø grandinës atskyrimas, naudojant izoliuotus neáþemintus iðlyginamuosius sujungimus

4.4.6. Apsauginis átampos paþeminimas Saugumui padidinti kartais árenginiai maitinami labai þema átampa ELV (angl. extra-low voltage), priklausomai nuo aplinkybiø nevirðijanèia 50, 25, 12 arba 6 V — kintamosios srovës atveju ir 120, 60, 30 arba 15 V — nuolatinës srovës atveju. Paþeidus pagrindinæ izoliacijà, prieinamose dalyse atsiranda nepavojinga átampa. Apsaugos efektyvumas priklauso nuo to, ar grandinë maitinama ið saugaus ðaltinio. Daþniausiai naudojamas saugos transformatorius, t. y. taip sukonstruotas transformatorius, kad tarp jo pirminës ir antrinës apvijos negali ávykti trumpasis jungimas. Taip pat ir laidai bei kiti tokios grandinës elementai turi bûti taip pagaminti ir sumontuoti, kad negalëtø susijungti su kita grandine. 244

Saugos tikslams skiriamos dvi paþemintos átampos arba labai þemos átampos grandiniø rûðys (4.28 pav.): 1. Rekomenduotinos SELV grandinës, kuriø në viena aktyvioji dalis nëra áþeminta. Neturi bûti tikslingai áþemintos ir prieinamos laidþiosios dalys. 2. Iðkilus bûtinumui, naudojamos PELV grandinës su pasirinktos aktyviosios dalies áþeminimu, pvz., apsaugai nuo trikdþiø.

4.28 pav. Paþemintos átampos grandinës, maitinamos ið saugos transformatoriaus: a) SELV grandinës, b) PELV grandinës

Apsauginis átampos paþeminimas taikomas rankinëms lempoms ypaè pavojingomis sàlygomis (12 arba 24 V), maitinamiems ið tinklo elektriniams þaislams (6 arba 12 V), gydomøjø voniø árenginiams (6 V), elektroninius prietaisus maitinanèioms grandinëms. Ið SELV arba PELV grandinës galima maitinti daug imtuvø. Paþeminta átampa gaunama ið saugos transformatoriaus. Net ir þemiausia átampa, gaunama ið kito transformatoriaus, nëra saugiai paþeminta átampa, nes toks transformatorius nëra saugus ðaltinis. Taèiau ið jo galima maitinti FELV grandines, t. y. labai þemos átampos grandines funkciniams tikslams, kurios atsiþvelgiant á pridëtinæ apsaugà turi bûti traktuojamos lygiai taip, kaip ir grandinës, maitinamos aukðtesne átampa (4.29 pav.). Net FELV grandinës neleidþiama maitinti ið autotransformatoriaus, potenciometro arba elektroninio keitiklio, t. y. ið ðaltinio, kurio iðëjimo grandinë nëra galvaniðkai izoliuota nuo áëjimo grandinës. Jei ant papuoðtos eglutës pakabinama 6,3 V átampos nuosekliai sujungtø 36 elektros lempuèiø girlianda, maitinama tiesiogiai ið 230 V átampos tinklo, tai dar nëra FELV grandinë. Tai paprasta 230 V átampos grandinë, o tokia átampa atsiranda perdegusios lemputës lizde arba laido nutrûkimo vietoje. 245

Laisva sistema(TN,TT,IT)

4.29 pav. FELV grandinë, maitinama ið paprasto transformatoriaus 230/12 V, I apsaugos klasës (jei transformatorius bûtø II apsaugos klasës, tai apsauginis PE laidas nebûtø prijungtas prie jo korpuso)

FELV grandinë

4.4.7. Ðakuèiø lizdø ir kiðtukø koordinavimas Priklausomai nuo to, kaip elektros árenginys pritaikytas panaudoti pridëtinës apsaugos priemones, jis priskiriamas vienai ið ðiø apsaugos klasiø (4.30 pav.): 0 klasë — árenginiai nepritaikyti panaudoti pridëtinës apsaugos priemoniø. Pvz., kilnojamojo árenginio laidas be apsauginës gyslos baigiasi kiðtuku be apsauginio kontakto. 0 klasës árenginiai jau beveik nebegaminami. I klasë — árenginiai pritaikyti panaudoti pridëtinæ apsaugos priemonæ — apsauginá PE laidà. Kilnojamieji árenginiai turi turëti laidà su apsaugine gysla, besibaigiantá kiðtuku su apsauginiu kontaktu. II klasë — árenginiai su apsaugine izoliacija. Kilnojamojo árenginio laidas be apsauginës gyslos baigiasi kiðtuku su apsauginiu pasyviu (be metalinës kojelës, bet su ágilinimu, kuris tiktø ðakutës lizdo apsauginiam kontaktui) kontaktu arba plokðèiu kiðtuku „Europa“. III klasë — árenginiai SELV ir PELV grandinëms. Kilnojamøjø árenginiø kiðtukas yra be apsauginio kontakto ir tokios konstrukcijos, kad netiktø á kitø grandiniø ðakuèiø lizdus.

4.30 pav. Elektros árenginiø apsaugos klasës 1 — pagrindinë izoliacija, 2 — pridëtinë izoliacija, 3 — apsauginis gnybtas, 4 — apsauginis PE laidas

246

Prie kilnojamojo laido galo reikia prijungti kiðtukà, parinkus já pagal árenginio apsaugos klasæ (4.4 lent.). Ðakuèiø lizdø rûðis pasirenkama priklausomai nuo jø árengimo vietos. Ten, kur reikia pridëtinës apsaugos, privalu naudoti tik ðakuèiø lizdus su apsauginiu kontaktu. Laikantis koordinavimo principø, negalima 0 klasës árenginiø neapdairiai prijungti ten, kur reikia pridëtinës apsaugos, o 24 V átampos lempø negalima ájungti á 230 V átampos lizdus.

4.4.8. Apsauginiai sujungimai Naudojant pridëtinës apsaugos nuo elektros priemones, daugeliu atvejø negalima iðsiversti be apsauginio PE laido. Apsaugos efektyvumas priklauso nuo apsauginiø laidø sujungimø. Jie turi bûti taisyklingai atlikti ir uþtikrinti, kad nenutrûktø laidas. Apsirikimai ir nusiþengimai ðioje srityje yra daþna traumø nuo elektros prieþastis. Didþiausia klaida, kurià galima padaryti, — tai apsauginá laidà pakeisti faziniu laidu ir paduoti átampà á prieinamas laidþiàsias dalis (4.31 pav.). Atliekant apsauginius sujungimus, reikia laikytis ðiø taisykliø: 1. Apsauginiai gnybtai turi bûti paþymëti simboliu „áþeminimas“ (4.32 pav.). 2. Apsauginiai PE laidai ir gyslos per visà ilgá turi bûti paþymëti þalia ir geltona spalvomis. Ðitaip paþymëtà laidà naudoti kaip aktyvøjá laidà (L, N) yra nusikaltimas. 3. Neutralieji N laidai ir gyslos þymimi ðviesiai mëlyna spalva. 4. Apsauginiai neutralieji PEN laidai turi bûti paþymëti þalia ir geltona, o jø galai mëlyna spalva. 5. Apsauginis kontaktas aiðkiai rodo, kad prie jo yra prijungtas apsauginis PE laidas. Negalima árengti kiðtukinio lizdo arba kiðtuko su apsauginiu kontaktu, neprijungus prie jo apsauginio laido! Kad kilnojamasis laidas nebûtø paþeistas ávedimo á árenginá vietoje (4.32 pav.), reikia atlikti ðiuos veiksmus: • Ávesti laidà á vidø prieð tai uþmovus izoliacinæ ávadinæ ávoræ. • Viduje laidà átvirtinti izoliacine sàvarþa, kuri turi priimti laido tempimo jëgà ir sukimo átempimus bei neleisti laido iðtraukti. • Ávedimo á árengimà vietoje nuo per didelio lankstymo apsaugoti laidà elastine izoliacine ámova. • Paruoðiant laidø galus, palikti laisvà apsauginës gyslos galà, ilgesná uþ aktyviøjø gyslø galus. Todël, jei atsilaisvins sàvarþa, tampant laidà apsauginë gysla bus nuplëðta nuo gnybto paskutinë, kai aktyviosios (L, N) 247

4.31 pav. Siaubingas praneðimas ðveicarø laikraðtyje: „Du laidai sukeisti: aðtuoni þmonës þuvæ“

4.32 pav. Kilnojamojo laido ávedimas á árenginio vidø 1 — izoliacinë ámova, 2 — izoliacinë ávadinë ávorë, 3 — izoliacinë sàvarþa, 4 — apsauginë PE gysla, 5 — apsauginis PE gnybtas

4.33 pav. Apkaba su dviem varþtais apsauginiam laidui arba iðlyginamajam laidui sujungti su metaliniu vamzdþiu

4.34 pav. Vandens skaitiklio ir pagrindinio èiaupo ðuntavimas naudojant vandentiekio tinklà kaip áþeminimà 1 — 16 mm2 varinë viela arba 60 mm2 plieninë juosta

248

gyslos jau bus anksèiau nuplëðtos. Taip pat reikia tinkamai paruoðti laidø galus ir jungiant juos prie kiðtukiniø lizdø. Laidams atsilaisvinus arba iðplëðus lizdà, bûna toks pat efektas. Apsauginiam arba iðlyginamajam laidui sujungti su vandentiekio vamzdþiu naudojama apkaba su dviem varþtais (4.33 pav.), prieð tai nuvalius besilieèianèius pavirðius. Sujungimas turi bûti apsaugotas nuo korozijos ir padarytas tokioje vietoje, kur bûtø galima já apþiûrëti. Vandens skaitiklis ir pagrindinis èiaupas ðuntuojamas (4.34 pav.), jei jie pasitaiko ruoþe, kur vandens vamzdynas atlieka apsauginio, iðlyginamojo arba áþeminimo laidininko vaidmená.

4.5. Papildomoji apsauga nuo elektros 4.5.1. Labai jautrûs skirtuminës srovës apsaugos átaisai Labai jautrûs skirtuminës srovës apsaugos átaisai, kuriø vardinë skirtuminë suveikties srovë I∆n ne didesnë kaip 30 mA, — tai pagrindinës apsaugos papildymas. Jie gali iðgelbëti gyvybæ, kai pagrindinë apsauga nesuveikia arba apeinama, o pridëtinë apsauga neuþkerta kelio traumai. Jei apsaugotoje grandinëje þmogus prisilieèia prie aktyviøjø daliø (4.35 pav.), tai prateka pavojinga srovë, kurios dydis priklauso nuo susidariusios grandinës parametrø ir nepriklauso nuo apsaugos jautrumo. Arba ði srovë virðija skirtuminës apsaugos suveikties srovæ I∆n ir nedelsiant atjungiamas maitinimas, arba jos nevirðija ir gali tekëti ilgà laikà, taèiau ji nesukelia: — nei ðirdies skilveliø virpëjimo (4.07 pav.) labai jautraus skirtuminës srovës apsaugos átaiso atveju (6, 10 arba 30 mA); — nei rankos raumenø spazmo, neleidþianèio paèiam atsilaisvinti esant skirtuminës srovës apsaugos átaisui, kurio I∆n = 6 mA, net — atskirais atvejais — 10 mA.

4.35 pav. Atvejis, kai labai jautrus skirtuminës srovës apsaugos átaisas (kaip papildomosios apsaugos priemonë) gali padëti iðvengti sunkios traumos

249

Jeigu yra árengtas labai jautrus skirtuminës srovës apsaugos átaisas kaip pridëtinës apsaugos priemonë (þr. 4.4.2 ir 4.4.3 poskyrius), tai jis kartu atlieka ir papildomosios apsaugos vaidmená. Taèiau jeigu labai jautrus skirtuminës srovës apsaugos átaisas árengiamas tik kaip papildomosios apsaugos priemonë, tai ðiuo atveju jam keliami maþesni reikalavimai: iðjungimas gali bûti netiesioginis (panaudojant elektroniná stiprintuvà), saugoma grandinë gali bûti be apsauginio PE laido. Ðitokios papildomosios apsaugos reikalaujama arba ji rekomenduojama: 1) stacionariems árenginiams su apsaugine izoliacija, naudojamiems ribotoje laidþioje erdvëje (metaliniuose vamzdynuose ir rezervuaruose); 2) vonios kambaryje, virtuvëje, rûsyje, namø dirbtuvëse esanèiose grandinëse, kuriose yra ðakuèiø lizdø, taip pat grandinëse su lizdais maitinti árenginiams, naudojamiems pastatø iðorëje, pvz., þoliapjovei; 3) sename elektros tinkle, kuriame nëra apsauginio laido. Skirtuminës srovës apsaugos átaisas, kaip papildomosios apsaugos priemonë, ima veikti tiktai pratekëjus elektros srovei per þmogaus kûnà, o naudojamas kaip pridëtinës apsaugos priemonë — suveikia tuoj pat, vos paþeidus izoliacijà.

4.5.2. Iðlyginamieji sujungimai Iðlyginamieji sujungimai papildo pridëtinæ apsaugà, ypaè kai jie taikomi I apsaugos klasës elektros árenginiams. Pagrindiniai iðlyginamieji sujungimai turi bûti árengti pastato paþemio perdangose, arti kiekvienos ávadinës spintos1) ir turi apimti visus áþeminimo laidininkus, ypaè elektros ávado PEN arba PE laidà, kabelinës televizijos ekranuoto laido iðorinæ gyslà, metalinius vamzdynus, taip pat stambias laidþiàsias pastato konstrukcijos dalis: metalines atramas, liftø fermas, lietaus vandens nutekamuosius vamzdþius ir pan. (4.36 pav.). Svarbu uþtikrinti, kad neatsirastø potencialø skirtumas tarp laidþiøjø daliø, prie kuriø þmogus galëtø prisiliesti. Árengiama pagrindinë iðlyginamoji ðyna (4.37 pav.) ir prie jos prijungiamos minëtos dalys, nebûtinai kiekviena atskiru laidu. Tie prijungimai yra trumpi ir patikimi, apsaugoti nuo lengvabûdiðkø vagysèiø, jei pastate yra speciali patalpa — elektros skydinë, á kurià áeina ávadas ir iðeina visos iðeinanèios linijos. Metaliniai vamzdynai pastato viduje turi bûti prijungti prie iðlyginamosios ðynos taip pat tada, kai: — pastato iðorëje jø ávadai ir/arba iðorinis tinklas pagaminti ið izoliaciniø elementø (pvz., polivinilchloridiniai vamzdynai); 1)

250

Arba arti pagrindinës skirstyklos, jei ávadinë spinta yra toliau nuo pastato (þr. 1.31 pav.).

— iðorinio metalinio tinklo savininkas draudþia já panaudoti kaip natûraløjá áþemintuvà; ðiuo atveju vamzdyno ávedimo á pastatà vietoje dalis metalinio vamzdþio pakeièiama izoliaciniu intarpu (vandentiekio vamzdyne toks intarpas turi bûti ne trumpesnis kaip 0,5 m ir ne maþesnio skersmens kaip penkeriopas vamzdþio skersmuo). Iðorinë maitinimo linija RTV antena

Prie lifto fermø

Dujos Centrinis ðildymas

Þaibolaidis

Prie kanalizacijos vamzdþio

Vanduo

Áþeminimo árenginys pamatuose

4.36 pav. Pagrindiniai iðlyginamieji sujungimai pastato poþemio perdangose 1 — iðlyginamoji ðyna, 2 — sujungimas su apsauginiu nuliniu PEN arba su apsauginiu PE laidu ávadinëje spintoje, 3 — izoliacinis intarpas dujø vamzdyne

4.37 pav. Pagrindinë iðlyginamoji ðyna su gnybtais prijungti þaibolaidþiui (1), áþeminimo árenginiui pamatuose (2) ir kitoms laidþiosioms dalims (3)

251

Svarbus iðlyginamøjø sujungimø elementas yra áþeminimo árenginys pamatuose, kurio nuo seno reikalauja kiekviename naujai statomame pastate Europos Sàjungos ðalyse. Tai horizontalus áþeminimo árenginys ið 30 × 3,5 mm neizoliuotos plieninës juostos arba 10 mm skersmens apvalaus strypo, ábetonuoto apatiniame pamatø sluoksnyje per visà pastato perimetrà (4.38 ir 4.39 pav.). Jei susidariusi kilpa yra didesniø matmenø kaip 20 × 20 m, tai áþeminimo elementø pridedama ir po vidinëmis sienomis. Nekeliami reikalavimai áþeminimo varþos dydþiui1), nes áþeminimo árenginys pamatuose visø pirma turi uþtikrinti potencialø iðlyginimà pastate, atsiradus paþeidimui iðorës tinkle arba pastato instaliacijoje.

4.38 pav. Paprasto gyvenamojo namo áþeminimo árenginys pamatuose (reikalaujamos trys kilpos, jei tai trys atskiri statybiniai sklypai) 1 — áþeminimo árenginys, 2 — prijungimo laidininkas

4.39 pav. Áþeminimo árenginys betoniniuose pamatuose 1 — laikiklis, prilaikantis áþeminimo ðynà, kad ði neatsigultø á pamatø dugnà liejant betonà, 2 — áþeminimo ðyna, 3 — 10 cm storio betono sluoksnis, 4 — laidininkas prijungti prie pagrindinës iðlyginamosios ðynos, 5 — pastato izoliacija nuo drëgmës

Toks lengvai ávykdomas reikalavimas (pvz., R ≤ 30 W vidutiniame grunte) kyla, jei áþeminimo árenginys pamatuose turi atlikti ir þaibosaugos áþeminimo árenginio vaidmená. 1)

252

Natûralieji ir dirbtiniai áþeminimo árenginiai, pagaminti ið skirtingø metalø ir esantys netoli vienas kito drëgname grunte — tarsi elektrolite, veikia kaip galvaniniø þidiniø elektrodai. Tarp jø atsiranda deðimtøjø volto daliø eilës potencialø skirtumas. Juos prijungus prie pagrindinës iðlyginamosios ðynos, susidaro uþdara grandinë, kuria veikiant minëtam potencialø skirtumui teka nuolatinë srovë. Paèiame þidinyje, t. y. grunte, srovë teka nuo neigiamo á teigiamà elektrodà ir sukelia pirmojo korozijà, ypaè jei jo sàlyèio su gruntu pavirðius yra daugiau kaip 100 kartø maþesnis uþ antrojo elektrodo. Susidarius tokiai matmenø proporcijai pavojuje atsiduria, pvz., paprasto arba cinkuoto plieno áþeminimo árenginiai, esantys kaimynystëje su plienu betone (áþeminimo árenginiais pamatuose). Vietiniai iðlyginamieji sujungimai turi bûti árengiami maudymosi patalpose (su vonia arba duðu), katilinëse, siurblinëse ir panaðiose ðlapiose vietose, kur ranka pasiekiamos ávairios laidþiosios dalys. Juos galima árengti ir be iðlyginamosios ðynos (4.40 pav.). Nereikia iðlyginamøjø prijungimø nedideliø matmenø laidþiosioms dalims, kurios nëra natûraliai áþemintos ir negali pridëti svetimo potencialo, pvz., durø staktoms, sieninei spintelei arba vandentiekio baterijai polivinilchloridiniame vamzdyje. Suteikus jiems þemës potencialà, galima tik padidinti traumos pavojø. Atskira vietiniø iðlyginamøjø sujungimø rûðis yra neáþeminti iðlyginamieji sujungimai (4.27 pav.). Vanduo Dujos

Kanalizacija

4.40 pav. Iðlyginamieji sujungimai vonios kambaryje 1 — vonios iðlyginamasis gnybtas, 2 — 6 mm skersmens varinis iðlyginamasis laidas, 3 — apkaba, dedama ant vamzdþio ir tvirtinama dviem varþtais

4.6. Administracinës saugos priemonës Saugiø darbo sàlygø darbuotojams uþtikrinimas — tai viena ið pagrindiniø darbdavio pareigø. Rûpintis pavaldaus personalo saugiomis darbo sàlygomis ápareigotas kiekvienas vadovas. Didesnëse ámonëse ðià prieþiûrà atlieka ámonës darbo saugos ir higienos tarnyba. Á saugiø darbo sàlygø sàvokà áeina ir tinkama apsaugos nuo elektros bûklë. 253

Prie svarbiausiø daugelio darbdaviø „nuodëmiø“ priklauso jø polinkis nepaisyti darbo saugos taisykliø ir vengti jas vykdyti. Iðgyvendinti ðá polinká ir jo padarinius privalo nuo darbdaviø nepriklausanti Valstybinë darbo inspekcija. Apsaugos nuo elektros bûkle domisi ir energetikos inspekcija, pavaldi Energetikos reguliavimo þinybai. Sunkiau priþiûrëti apsaugos nuo elektros bûklæ gyvenamuosiuose namuose. Rûpinamasi, kad rinkoje nepasirodytø elektros árenginiø, kelianèiø pavojø vartotojams, kad prekyboje bûtø siûlomi tik atestuoti gaminiai, paþymëti saugos þenklu (B raide trikampyje). Ðià sritá kontroliuoja Valstybinë prekybos inspekcija ir Vartotojø federacija. Kas dirba, tas kartais klysta. Elektrikas, tiek inþinierius ar technikas, tiek ir elektromonteris apsaugos nuo elektros srityje turi vengti apsirikti. Uþ toká riktà kaþkas gali sumokëti gyvybe, o elektrikas sësti á teismo suolà. Ásisàmoninta atsakomybë neturi në vieno gàsdinti, o tik skatinti ið pagrindø susipaþinti su apsaugos nuo elektros reikalavimais. Geras specialistas nebijo atsakomybës, nes remiasi savo þiniomis ir patirtimi. Kontroliniai klausimai 1. Nuo ko priklauso áþeminimo árenginio varþa? 2. Kurie áþeminimo árenginiai yra natûralieji, o kurie dirbtiniai? Kodël rekomenduojama kaip ámanoma labiau naudoti natûraliuosius áþeminimo árenginius? *3. Kodël tame paèiame grunte ir to paties ilgio vertikalusis áþemiklis turi maþesnæ varþà negu horizontalusis? Ir vis dëlto kodël naudojami horizontalieji áþeminimo árenginiai? 4. Apibûdink plieniniø variuotø strypø, naudojamø áþeminimams, pritaikymo galimybes. 5. Kaip sujungiamos áþemintuvo dalys (po þeme) ir áþeminimo laidininkai (virð þemës ir po þeme)? 6. Ar rekomenduojama visà áþeminimo árenginá prieð já uþkasant padengti antikorozine bitumine danga? Kodël taip arba kodël ne? 7. Kas lemia elektros srovës tekëjimo per þmogaus kûnà tiesioginius padarinius? 8. Suraðyk iðsamø nelaimingo atsitikimo protokolà su brëþiniais pagal duomenis, þinomus ið skrodimo rezultatø arba ið kitø asmenø praneðimø (ávykio eiga, vieta, aplinkybës, prieþastys). 9. Kokiai srovei esant pats þmogus neatsilaisvina nuo átampos ir kuo tai gresia? 10. Kokio dydþio elektros srovë ir kokie jos padariniai tiesiogiai gresia nukentëjusiojo gyvybei? *11. Ar galima ir kaip galima nukentëjusájá iðvesti ið klinikinës mirties bûklës? 12. Nurodyk maþiausias kintamosios srovës vertes, kurios sukëlë paremtus dokumentais mirtinus nelaimingus atsitikimus. 13. Koká vaidmená atlieka pagrindinë apsauga nuo elektros ir kokiomis priemonëmis ji vykdoma? 14. Kokie reikalavimai keliami pagrindinei izoliacijai? *15. Ar yra tiksli priklausomybë tarp izoliacijos varþos ir nuotëkio srovës? 16. Kaip matuojama izoliacijos varþa? 17. Koká vaidmená atlieka pridëtinë apsauga nuo elektros ir kokiomis priemonëmis ji vykdoma? 18. Nurodyk leistinas ilgalaikes prisilietimo átampos vertes. 19. Paaiðkink skirtumà tarp TN, TT ir IT sistemø.

254

20. Kurias pridëtinës apsaugos priemones galima taikyti tuo pat bûdu visose sistemose (TN, TT, IT)? 21. Paaiðkink reikalavimus, keliamus tinklui arba instaliacijai su ánulinimu. *22. Kokie privalumai ir kokie trûkumai yra susijæ su PEN laido padalijimu á PE ir N laidus? Kuriose grandinëse ðitoks padalijimas privalomas? 23. Nubraiþæs vidiniø sujungimø schemà, paaiðkink, kaip veikia skirtuminës srovës apsauga. *24. Kokius padarinius skirtuminës srovës apsaugos átaisu apsaugotoje grandinëje sukelia: a) N laido áþeminimas; b) N ir PE laidø sujungimas; c) L—N trumpasis jungimas; d) N—PE trumpasis jungimas? 25. Kokio dydþio vardinës suveikties skirtuminës srovës I∆n atþvilgiu turëtø bûti faktinë skirtuminë srovë, kad suveiktø skirtuminës srovës relë? *26. Kuriais atvejais skirtuminës srovës apsaugos átaiso panaudojimas yra bûtinas, o kuriais atvejais jo vengiama? 27. Kaip uþtikrinamas skirtuminës srovës apsaugos selektyvumas paprastuose apsaugø laiptuose? *28. Paaiðkink skirtuminës srovës apsaugos átaisø su vienpoliais, dvipoliais, tripoliais ir keturpoliais jungikliais reikalingumà. 29. Kokia yra maitinimo automatinio atjungimo sàlyga TT instaliacijoje su skirtuminës srovës apsauga? 30. Palygink apsaugos patikimumà grandinëje su skirtuminës srovës apsaugos átaisu TT ir TN sistemoje. *31. Kokia yra „TT salos“ esmë TN tinkle? Ar ji gali apimti: a) tik vienà pastato aukðtà; b) tik pasirinktas grandines pastate; c) tik vienà pastatà gyvenvietëje; d) daugelá pastatø. 32. Ar galima ir kaip galima sudaryti „TN salà“ TT tinkle? 33. Patikrink, kurie elektros árenginiai tavo namuose turi apsauginæ izoliacijà; paaiðkink, kokia jos esmë. 34. Paaiðkink vieno imtuvo ir keliø imtuvø apsauginio atskyrimo principà. *35. Kokie pagrindiniai SELV, PELV ir FELV grandiniø skirtumai? 36. Kaip sudarytas ir kam reikalingas saugos transformatorius? 37. Kam reikalingi ðakuèiø lizdø ir kiðtukø koordinavimo principai? 38. Kaip bûna paþymëti apsauginiai laidai ir gnybtai? 39. Kaip atlikti laido ávedimà á árenginio vidø: a) kilnojamojo árenginio; b) stacionariai árengto árenginio? *40. Ko tikimasi ið skirtuminës srovës apsaugos átaiso, kai jis turi atlikti papildomosios apsaugos vaidmená? Kokià apsaugà jis papildo? Kokius reikalavimus jis turi atitikti? 41. Kam reikalingi ir kaip árengiami pagrindiniai iðlyginamieji árenginiai? 42. Koká vaidmená atlieka áþeminimo árenginys pamatuose? Su kuriomis dalimis jis turi bûti sujungtas tiesiogiai ir su kuriomis per iðlyginamàjà ðynà? 43. Kuriose vietose reikalingi vietiniai iðlyginamieji sujungimai? *44. Ar reikalingi ir kam reikalingi vonios kambaryje iðlyginamieji sujungimai su: a) dujotiekio vamzdþiu; b) ðakuèiø lizdø apsauginiais kontaktais; c) metaline pakaba rankðluosèiui? *45. Ar visi iðlyginamieji sujungimai turi bûti áþeminti?

* Þvaigþdute paþymëti sunkesni klausimai.

255

ORO LINIJOS

5

5.1. Bendros þinios Elektros energijai perduoti naudojamos oro linijos ir kabelinës linijos. Pirmenybë teikiama pigesnëms oro linijoms. Ten, kur jos nepriimtinos, pavyzdþiui, didmiesèiø uþstatytose teritorijose ir pramonës ámonëse, taip pat tais atvejais, kai tiesiant oro linijas reikia uþimti dalá vertingos teritorijos arba neámanoma ávykdyti saugumo ir estetikos reikalavimø, tiesiamos brangesnës kabelinës linijos. Oro linijø izoliuotieji ir neizoliuotieji laidai tvirtinami prie izoliatoriø, o ðie prie atramø arba prie specialiø gembiø; þemosios átampos izoliuotiesiems laidams nereikia izoliatoriø. Kuo aukðtesnë linijos vardinë átampa, tuo didesni izoliatoriø, izoliuojanèiø laidus nuo atramos, matmenys ir tuo aukðtesnës atramos, nes kuo aukðtesnë átampa, tuo didesni turi bûti atstumai nuo laidø iki þemës pavirðiaus ir iki objektø, virð kuriø linija eina. Savo ruoþtu nuo laidø medþiagos ir skerspjûvio priklauso srovë, kuria galima linijà apkrauti (þr. D priedà). Ádomiausias dydis — tai galia, kurià galima perduoti linija, be to, ði galia tuo didesnë, kuo aukðtesnë vardinë linijos átampa (izoliatoriai!) ir kuo didesnis jos leistinas ilgalaikis apkraunamumas (laidø medþiaga ir skerspjûvis!). Nekalbant apie seniausius netipiniø átampø árenginius, laipsniðkai ðalinamus ið eksploatacijos, Lenkijoje nutiestos ir tiesiamos ðios oro linijos: • keliø ðimtø metrø ilgio 230/400 V átampos linijos, tiesiogiai maitinanèios gyvenamuosius namus ir kitus smulkius vartotojus; • keliolikos kilometrø ilgio 15 ir 20 kV átampos linijos, áeinanèios á dideliø miestø, pramonës ámoniø, þemës ûkio rajonø skirstomøjø tinklø sudëtá ir tiekianèios energijà maþesniems miestams bei vidutinio dydþio pramonës ámonëms; • keliasdeðimties kilometrø ilgio 110 kV átampos linijos, tiekianèios energijà didesniems miestams ir didesnëms pramonës ámonëms; • keliø ðimtø kilometrø ilgio 220 ir 400 kV átampos linijos, atliekanèios perdavimo linijø vaidmená, iðsidësèiusios visoje ðalies teritorijoje; kartu 256

su jas jungianèiomis pastotëmis (þr. 01 pav.) sudaro elektros energetikos sistemà, kuri jungia didesnes elektrines su energijos vartojimo centrais ir turi ryðius su kaimyniniø ðaliø elektros energetikos sistemomis. Didelëse ðalyse (Rusija, JAV, Kanada, Brazilija) yra aukðtesnës vardinës átampos kintamosios srovës linijø: 500, 750 ir 1200 kV. Perduoti energijà Lenkijos teritorijoje uþtenka 400 kV átampos, kuri pamaþu iðstumia 220 kV átampà. 750 kV átampos linija, kuri pradëjo perduoti energijà ið Chmielnickio branduolinës elektrinës á Þeðuvo 750/400 kV átampos pastotæ, pasirodë nereikalinga; energijos ðiandien trûksta Ukrainoje, bet ne Lenkijoje. Nuo seno svarstomas einanèios nuo Atlanto vandenyno iki Uralo nuolatinës srovës „transeuropinës ðynos“, tarp kitko pereinanèios per Lenkijà, tiesimas; tai bûtø dviejø laidø maþiausiai ± 400 kV (800 kV tarp laidø) átampos linija.

5.2. Oro linijos struktûra Oro linijø laidai kabinami ant atramø, reèiau — ant gembiø, tvirtinamø prie pastato (tiktai þemosios átampos linijose), tilto arba kito statinio. Linijos ruoþas tarp dviejø gretimø atramø vadinamas tarpatramiu, o horizontalus atstumas tarp tø atramø aðiø — tarpatramio ilgiu. Laidas, pakabintas ant gretimø atramø, tempimo jëgos ir savo svorio veikiamas, uþima padëtá (grandininës linijos), parodytà 5.1 pav., aiðkiai nukrypstanèià nuo tiesës, jungianèios tvirtinimo taðkus. Vertikalus atstumas tarp ðios tiesës ir laido, iðmatuotas tarpatramio ilgio viduryje, vadinamas laido álinkiu.

Horizontalusis tarpatramis

Nuoþulnusis tarpatramis

5.1 pav. Pagrindiniø matmenø oro linijos tarpatramyje apibûdinimas a — tarpatramio ilgis, f — laido álinkis, h — laido atstumas nuo þemës pavirðiaus

Kuo didesnis álinkis, tuo maþesnis laido atstumas nuo þemës pavirðiaus ir objektø, virð kuriø linija eina. Ðis atstumas turi bûti ne maþesnis uþ norminá [14]; todël projektuotojà domina didþiausias laido álinkis, galimas normaliomis linijos darbo sàlygomis. Didþiausias normalus laido álinkis atsiranda esant vienai ið ðiø sàlygø: 1. Esant didþiausiai laukiamai temperatûrai (+40 °C), kai laido pailgëjimas dël ðiluminio plëtimosi yra didþiausias. 257

2.

Esant temperatûrai –5 °C ir laidui padengtam apðalu. Apðalas — tai sniego arba ledo apnaðos, sudarytos ið grûdeliø arba kristalëliø, atsiradusiø staiga suðalus labai smulkiems rûko laðeliams. Apðalas susidaro ant laidø, medþiø ir kitø objektø esant temperatûrai 0 ÷ –15 °C (gausiausiai, kai –5 °C) ir kartu tirðtam rûkui, krentant ðlapiam sniegui arba lyjant ir kai ne per stiprus vëjas. Apðalo storis gali gerokai virðyti laido skersmená, ir dël ðios papildomos apkrovos laidas pailgëja bei padidëja álinkis. Esant didþiausiam normaliam álinkiui, atstumas nuo laidø iki þemës pavirðiaus (5.2 pav.) turi bûti ne maþesnis kaip: iki 1 kV átampos linijoje — 5 m (3,5 m apsauginiam nuliniam laidui PEN), 15 kV átampos linijoje — 5,1 m, 110 kV átampos linijoje — 5,75 m, 220 kV átampos linijoje — 6,5 m. (Pagal Lietuvoje galiojanèias taisykles maþiausias atstumas nuo 6—110 kV átampos oro linijos laidø iki þemës pavirðiaus uþstatytoje teritorijoje — 7 m, iki 1 kV átampos — 6 m. Red.) Ðaltis –25oC Kaitra + 40oC arba apðalas

5.2 pav. Kraðtutinës laido padëtys, kai normaliomis darbo sàlygomis atsiranda maþiausias arba didþiausias álinkis fn — didþiausias normalus álinkis, hmin — maþiausias atstumas nuo laido iki þemës pavirðiaus

Atstumai nuo laidø iki kelio vaþiuojamosios dalies pavirðiaus, geleþinkelio bëgiø ir kitø objektø, jei linija eina virð jø, turi bûti 1 ÷ 2 m didesni. Taigi laidai turi bûti pakabinti pakankamai aukðtai, kad bûtø iðlaikyti minëti atstumai. Pakabintà oro linijos laidà tempia tam tikra jëga. Ðià tempimo jëgà padalijus ið laido skerspjûvio, gaunamas laido átempimas. Pavyzdþiui, 50 mm2 skerspjûvio laido átempimas, tempiant já 3923 N jëga, yra

3923 N = 78, 5 MPa. 50 ⋅ 10−6 m2 Didinant tempimo jëgà ir laido átempimà, maþëja álinkis. Álinkis turi bûti kiek galima maþesnis, nes esant maþesniam álinkiui galima naudoti þemesnes ir pigesnes atramas. Tad laido tempimo jëga turi bûti kuo didesnë, ribojama tik laido atsparumo. Laidus reikia tiek átempti, kad labiausiai nepalankiomis sàlygomis átempimas arba skaièiuojamasis átempimas nevirðytø leistinos ribos. 258

5.3 pav. Situacijos, kuriø bent viena sukelia didþiausià laido átempimà ir didþiausià álinká

Ðaltis –25 oC

Apðalas (–5oC)

Laido átempimas nëra pastovus dydis, jis keièiasi kintant temperatûrai. Krentant temperatûrai, laidas trumpëja, o tempimo jëga ir laido átempimas didëja. Didþiausias laido átempimas atsiranda (5.3 pav.) arba esant þemiausiai skaièiuojamajai aplinkos temperatûrai (–25 °C), arba esant apðalui1) ir temperatûrai –5 °C. Tokiomis atmosferinëmis sàlygomis linijos netiesiamos. Esant kitokiai temperatûrai, reikia parinkti toká laido átempimà ir tokià laido tempimo jëgà, kad labiausiai nepalankiomis sàlygomis laido átempimas pasiektø skaièiuojamojo átempimo vertæ. Todël reikia þinoti laido átempimo priklausomybæ nuo temperatûros. Ðià priklausomybæ galima nustatyti ið montaþinës lentelës (álinkiø ir átempimø lentelës) arba montaþinio grafiko, vaizduojanèio laido álinkius ir átempimus esant ávairioms laido temperatûroms (5.4 pav.). Nagrinëjamame tarpatramyje tarp laido álinkio ir átempimo yra glaudus ryðys, todël pakanka reguliuoti vienà ið tø dydþiø, kad bûtø galima tuo paèiu nustatyti ir antràjá.

an

Álinkis

Átempimas

Álinkis

Átempimas

an

Laido temperatûra

5.4 pav. Montaþinis grafikas plieno-aliuminio laidui AFL-6 70 mm2 skerspjûvio ir horizontaliam tarpatramiui, kurio ilgis 150 m, o skaièiuojamasis átempimas 98 MPa an — apðalas normalus Nagrinëjamam laidui leistinas toks kritinis tarpatramio ilgis, kai pats didþiausias laido átempimas atsiranda tiek esant –25 °C ðalèio, tiek ir esant apðalui. 1)

259

5.1 pavyzdys. 15 kV linijoje, kurios plieno-aliuminio AFL-6 70 mm2 laidai ir skaièiuojamasis átempimas 98 MPa, reikia sureguliuoti laidø álinkius linijos ruoþe, kur tarpatramiai horizontalûs ir kiekvieno jø ilgis 150 m. Kokie turi bûti álinkiai, jei reguliavimo metu laido temperatûra +20 °C? Ið 5.4 pav. pateikto tokiø parametrø tarpatramiams montaþinio grafiko matyti, jog laidà, kurio temperatûra +20 °C, reikia tiek átempti, kad álinkis bûtø 2,69 m, o átempimas — 36,5 MPa. Ðiomis sàlygomis reikia tikëtis tokiø laidø álinkiø ir átempimø: a) esant temperatûrai +40 °C, álinkis bus 3,14 m; b) esant temperatûrai –5 °C ir normaliam apðalui, álinkis bus 3,19 m; tai pats didþiausias normalus álinkis nagrinëjamame tarpatramyje; c) esant temperatûrai –25 °C, átempimas bus 59,5 MPa; d) esant temperatûrai –5 °C ir normaliam apðalui (kai svoris atitinka normà), átempimas bus 98 MPa; tai pats didþiausias laido átempimas nagrinëjamoje linijoje normaliomis darbo sàlygomis.

Jei bûtø didinamas tarpatramio ilgis, tai vis didëtø ir laido, kurio skaièiuojamasis átempimas pastovus, álinkis. Tiesiant tokià linijà, reikëtø maþiau atramø ir izoliatoriø, taèiau atramos turëtø bûti aukðtesnës ir galinèios atlaikyti didesnes jëgas, todël brangesnës. Projektuotojas taip parenka tarpatramiø ilgá ir linijos trasà, kad iðlaidos bûtø maþiausios. Tai reikalauja sudëtingø skaièiavimø. Apytiksliai tarpatramio ilgis vidutinëmis vietos ir klimato sàlygomis turëtø bûti: 45 ÷ 55 m — þemosios átampos su betoninëmis atramomis linijose, 120 ÷ 200 m — 15 kV átampos su betoninëmis atramomis linijose, 250 ÷ 350 m — 110 kV átampos su plieninëmis atramomis (15 ÷ 24 m aukðèio) linijose, 300 ÷ 450 m — 220 kV átampos su plieninëmis atramomis (15 ÷ 27 m aukðèio) linijose, 400 ÷ 500 m — 400 kV átampos su plieninëmis atramomis (15 ÷ 37 m aukðèio) linijose. Oro linijoje tik kai kurios atramos, tvirtos atramos (galinës, inkarinës, kampinës), perkelia ir atlaiko laidø tempimo jëgà, o kitos, tarpinës atramos, tik prilaiko laidus. Tai leidþia gerokai sumaþinti kapitalo investicijas linijos tiesimui, kadangi bet kurioje linijoje pagal bendrà atramø skaièiø aiðkià persvarà turi silpnesniø ir pigesniø tarpiniø atramø skaièius. Laidø tempimo jëgà atlaiko abiejuose linijos galuose esanèios galinës atramos ir inkarinës atramos, iðdëstytos kas keli arba keliolika tarpatramiø ir privalanèios lokalizuoti mechaninius gedimus. Nutrûkus laidui (5.5 pav.), jis iðslysta arba nutraukia artimiausiø tarpiniø atramø átvarus. Linijos ruoþe tarp artimiausiø inkariniø ir/arba galiniø atramø nutrûkæs laidas persislenka, tada iðsireguliuoja laidø álinkiai. Tiktai ðios atramos ir lokalizuoja tokius gedimus. Dël to jos yra pakankamai atsparios ir turi tinkamus pamatus þemëje, o laidai prie jø pritvirtinti kietai, kad negalëtø 260

Laido nutrûkimo vieta

G

T

T

T

T

T

Tempimo sekcija

I

T

T

T

T

T

I

T

Tempimo sekcija

5.5 pav. Laido nutrûkimo pasekmiø lokalizavimas tempimo sekcijos ribose G — galinë atrama, I — inkarinë atrama, T — tarpinë atrama

persislinkti. Linijos ruoþas tarp artimiausiø atramø, prie kuriø laidai pritvirtinti kietai, vadinamas tempimo sekcija (5.5 pav.). Mechaninis gedimas lokalizuojamas vienos tempimo sekcijos ribose. Laidø tempimo jëgà perima ir kampinës atramos, paprastai statomos (5.6 pav.), kai linija daro didesná negu 5° posûká (maþesniuose posûkiuose pakanka tarpiniø atramø). Paprasta kampinë atrama nelokalizuoja mechaniniø gedimø ir leidþia persislinkti nutrûkusiam laidui. Vis dëlto jà galima papildomai panaudoti ir kaip inkarinæ atramà, jei bus atitinkamai sutvirtinta; ðiuo atveju ji vadinama inkarine kampine atrama. T

K 5.6 pav. Kampinës atramos darbo sàlygos: a) nedidelis linijos posûkis su tarpine atrama T; b) linijos posûkis, kuriam reikia kampinës atramos K; c) atstojamosios tempimo jëgos, veikianèios kampinæ atramà K, kryptis

K

Linijos atsiðakojimo vietose statomos atðakinës atramos, kuriose sujungiami pagrindinës ir vienos ar keliø atðakiniø linijø laidai. Kiekvienos ðiø linijø atþvilgiu atðakinë atrama gali atlikti vis kità funkcijà, pvz., pagrindinëje linijoje — tarpinës atramos, o atðakinëje linijoje — galinës atramos. Kiekviena atrama turi iðlaikyti savo svorá (kartu su skersës, izoliatoriø ir kitos árangos svoriu), laidø su apðalu svorá, taip pat vëjo slëgá á atramà ir laidus statmenai trasos krypèiai. Projektuojant atramø profilá ir atsparumà, ávertinamos ir apkrovos, atsirandanèios tiesiant linijà (montaþinës apkrovos) ir jà eksploatuojant, ypaè atliekant darbus, kai yra átampa. 261

5.3. Atramos 5.3.1. Medinës atramos Medinës atramos Lenkijoje seniau buvo naudojamos þemosios ir vidutiniosios átampos, net 110 kV átampos linijose. Tiesiant naujas linijas medines atramas pakeitë betoninës, nes trûksta medienos, bet ne dël to, kad medinës bûtø prastos. Prieðingai, medþio izoliacinës savybës didina linijos atsparumà vëtroms, ðalina elektros smûgio grësmæ; paveikta didelës jëgos, medinë atrama ið karto linksta, bet ne lûþta kaip betoninë. Medinës atramos ypaè tinka þemosios ir vidutiniosios átampos linijoms su izoliuotaisiais laidais ir linijoms kalvotose vietovëse. Mediniø atramø eksploatacijos trukmë ilgesnë kaip 35 metai, jei jos rûpestingai priþiûrimos. Nors pastaruoju metu jos retai naudojamos Lenkijoje tiesiant naujas linijas, taip pat paþeistos medinës atramos irgi keièiamos betoninëmis, taèiau linijose dar daug mediniø atramø (5.7 pav.), nes eksploatacininkø poþiûriu, jos pasiteisina. Elektros linijos atramoms naudojamos tiesios, augalotos puðys, reèiau eglës. Aukðtosios átampos linijoms reikia net 14—16 m ilgio ir 22 cm skersmens plongalio ràstø. Kol uþauga tokiø matmenø medis, turi praeiti 60— 80 metø; taigi medinës atramos „gamybos“ trukmë yra nepaprastai ilga.

5.7 pav. Inkarinë medinë atrama 15 kV átampos linijoje (laidai pritvirtinti kietai) 1 — plieninë atramos skersë

262

Atramos ið neapdorotos medienos supûva per 4—5 metus. Todël naudojami atramoms ràstai impregnuojami kreozoto alyva slëgio-vakuumo kamerose, kad alyva giliai prisotintø medienà. Jei tiesiant arba eksploatuojant linijà, atramoje padaromi ákirtimai arba skylës, tai tas vietas reikia papildomai impregnuoti. Atramos greièiausiai pradeda pûti palei skyles ir uþkirtimus, taip pat iki 50 cm aukðèiau ir iki 50 cm þemiau þemës pavirðiaus (5.8 pav.), nes ðiose vietose medienà labiausiai veikia drëgmë, neðvarumai, bakterijos ir grybeliai. Lietaus vanduo nuteka atrama þemyn, todël èia, prie atramos pagrindo, grunto drëgmë yra pati didþiausia, be to, ilgai iðsilaiko. Atliekant naujos linijos kontrolæ po aðtuoneriø metø, o vëliau kas ketveri metai, á minëtas atramos dalis reikia kreipti ypatingà dëmesá. Atramos paþemio dalies iðorinio supuvimo gylis matuojamas neaðtriu atsuktuvu ið keturiø atramos pusiø kryþmai. Atrama keièiama, jei keturiø iðmatuotø supuvimo dydþiø vidurkis yra didesnis kaip 2, 3 arba 4 cm atramoms, kuriø skersmuo prie þemës pavirðiaus yra atitinkamai 25, 25—32 ir daugiau kaip 32 cm. Jei pasirodo, kad atrama yra aiðkiai ápuvusi, taèiau ápuvimas nevirðija leistino gylio, atkastà storgalá reikia nuvalyti, parà laiko dþiovinti, impregnuoti druskos COBRA injekcijomis, padengti bitumine danga ir uþpilti naujomis þemëmis. Atrama gali pûti viduje, be jokiø poþymiø iðorëje. Tai galima iðtirti græþiant atramà plonu Pressler’io gràþtu. Po tokio bandymo reikia skyles uþkalti impregnuotais mediniais kaiðèiais. Ðalys, kur ir toliau masiðkai naudojamos medinës atramos (Skandinavijos ðalyse, Ðveicarijoje, Prancûzijoje), techninei prieþiûrai naudoja: — ultragarsinius aparatus, randanèius supuvusias atramos dalis ir nustatanèius jos mechaninio atsparumo sumaþëjimà; — aparatus Polux, matuojanèius jëgà, kurios reikia ið prieðingø atramos pusiø iki nustatyto gylio áspausti elektrodus, taip pat medienos drëgnumà tame gylyje ir pagal gautus duomenis nustatanèius tikëtinà tolesnæ atramos eksploatacijos trukmæ. Numatytà pakeisti supuvusià atramà reikia paþymëti: suaugusio þmogaus galvos aukðtyje reikia iðdaþyti áspëjamàjà baltà juostà, kad elektromonteriai á ðià atramà neliptø.

ä 5.8 pav. Medinë atrama su paþymëtomis vietomis, kurios pirmiausia pradeda pûti

263

5.9 pav. Medinës atramos su gelþbetonine pakoja eskizas ä

Medinës atramos eksploatacijos trukmæ riboja greièiausiai pûvanèios paþemio dalies eksploatacijos trukmë. Pastaraisiais visuotinio mediniø atramø naudojimo metais jos statomos su betoninëmis pakojomis (5.9 pav.). Tai leidþia gerokai pailginti linijos eksploatacijos trukmæ ir naudoti trumpesnius medinius ràstus.

5.3.2. Betoninës atramos Cemento, uolienos (þvyro, smëlio) ir vandens miðinys pilamas á formà. Prasideda cemento skiedinio riðimo ir kietëjimo procesas, kurio metu uolienos grûdeliai jungiasi, sudarydami monolitinæ medþiagà — betonà. Jo atsparumà ir vandens nepraleidþiamumà galima padidinti ávairiais bûdais, pagerinanèiais betono miðinio sukibimà su panardinta á já plienine armatûra ir ðalinanèiais oro burbuliukus tarp uolienos grûdeliø. Tada reikia betonà sutirðtinti trambuojant, vibruojant arba sukant. Betoninës atramos gaminamos ið gelþbetonio arba ið átempto betono. Abi konstrukcijos skiriasi ir gamybos technologija, ir átempimø priëmimu darbo metu. Gelþbetoninës atramos gaminamos ið paprasto betono, armuoto plieniniais strypais. Betonas ir plienas vienas su kitu gerai sukimba, turi artimas temperatûrinio plëtimosi koeficiento vertes ir pasiskirsto átempimø priëmimà. Betonas labai atsparus spaudimui, maþiau — tempimui. Jam padeda plieninë armatûra, kuri priima átempimus ir neleidþia betonui trûkti ar lûþti. Nuo miðinio sutirðtinimo metodo gaunamos: 1. Vibracijos bûdu pagamintos atramos (5.10 pav.). Betono miðinys sutirðtinamas aukðto daþnio vibratoriais vibruojant formà arba patá miðiná. 2. Rotacijos bûdu pagamintos atramos, arba tuðèiaviduriai gelþbetoniniai vamzdþiai. Miðinys sutirðtinamas panaudojant iðcentrinæ jëgà, greitai sukant formà aplink atramos aðá. Ðiuo bûdu gaunamas atsparesnis betonas, todël galima gaminti aukðtesnes ir stipresnes atramas. Gaminant atramas ið átempto betono, naudojamos plonos pirmarûðio plieno vielos, vadinamosios stygos; todël jos ir vadinamos styginio betono atramomis. Formoje stygos átempiamos ir uþpilamos betono miðiniu su greitai riðanèiu cementu. Miðinys sutirðtinamas vibruojant arba sukant. Po 264

5.10 pav. Þemosios átampos linijos vibracijos bûdu pagamintos gelþbetoninës atramos

5.11 pav. 15 kV átampos linijos styginio betono tarpinë atðakinë atrama (laidø tvirtinimas: saugus tarpinis su papildomu izoliatoriumi)

1 — stulpinë tarpinë atrama, 2 — stulpinë atrama su paramsèiu kaip atðakinë kampinë atrama, 3 — linijos atðaka

1 — linijos atðaka

to, kai suauðta betonas ir gerai priglunda prie stygø, pastarosios atleidþiamos. Stygos besitraukdamos stipriai átempia (suspaudþia) betonà. Ðitaip jis suspaudþiamas laisvai gulinèioje atramoje, kurios neveikia jokios iðorës jëgos, ir puikiausiai iðlaiko. Lenkiant apkrautà atramà, jos skerspjûvio dalyje atsiranda tempimo jëga. Styginis betonas jà lengvai iðlaiko, nes tempimo jëga pirmiausia turi nugalëti pradiná betono spaudimà ir tiktai paskui pradeda já tempti. Be nuo seno þinomø vibracijos bûdu pagamintø styginio betono BSW tipo stiebø (5.11 pav.), jau galima gauti ir Lenkijoje rotacijos bûdu pagamintø styginio betono stiebø (7.52 pav.), virðûnëje iðlaikanèiø iki 12 kN jëgà. Atramos konstrukcija priklauso nuo jëgø, kurias ji turi atlaikyti, dydþio ir krypties. Jei tos jëgos nëra didelës, tai uþtenka vieno betoninio stiebo stulpinës atramos (5.10 pav., 5.11 pav.), o esant didesniam tarpui 265

tarp laidø, jau reikia portaliniø atramø, sudarytø ið dviejø stiebø ir skersës (5.46 pav.). Tokios paprastos konstrukcijos yra tarpinës atramos, kurios turi iðlaikyti tiktai laidø svorá. Galinëms, inkarinëms ir kampinëms atramoms, kurios turi atlaikyti laidø tempimo jëgà, reikia stipresnës konstrukcijos. Stulpinæ atramà galima sustiprinti atotampa arba paramsèiu (5.10 pav., 5.12 pav.), o portalinæ atramà — dviem atotampomis arba paramsèiais. Didesniu atsparumu pasiþymi porinës, A atramos ir oþinës (A atramos su paramsèiu) atramos (5.13 pav.). Tempimo jëga

Tempimo jëga

Raunamas þemës luitas

5.12 pav. Stulpinës atramos, veikiamos ið vienos pusës didelës horizontalios jëgos, sustiprinimas (galinës atramos, kampinës atramos atveju): a) paramstis; b) atotampa 1 — atotampa ið plieninës vielos arba lyno (s ≥ 16 mm2), 2 — varþtas reguliuoti atotampos átempimui, 3 — apsauginë sija, sauganti atotampà nuo mechaniniø paþeidimø, 4 — atraminë sija (rodyklës rodo jëgø veikimo kryptá)

5.13 pav. Atramø, iðlaikanèiø dideles horizontalias jëgas rodykle nurodyta kryptimi, pavyzdþiai: a) porinë atrama (pvz., kampinë atrama, esant maþam linijos posûkio kampui); b) A atrama (pvz., inkarinë atrama); c) oþinë atrama (pvz., inkarinë kampinë atrama)

266

Veikianèios atramà jëgos perkeliamos á gruntà. Priklausomai nuo veikianèiø jëgø dydþio ir krypties, taip pat nuo grunto atsparumo atramà reikia atitinkamai átvirtinti. Tankiame grunte lengvesnës stulpinës atramos ákasamos gana giliai (1,5—2,5 m). Tada gruntas iðlaiko spaudimà, kurá poþeminë atramos dalis perduoda þemyn ir á ðonus; atrama nenusëda ir nepakrypsta. Ðitaip galëtø atsitikti, jei atramà veiktø didesnës jëgos arba gruntas bûtø maþiau atsparus. Kad taip neávyktø, poþeminë atramos dalis, esant reikalui, sustiprinama atraminëmis plokðtëmis, atraminëmis sijomis (5.12 pav., 5.13 pav.) arba specialiais pamatais. Tada atramà veikianèios jëgos perkeliamos á didesná grunto pavirðiø ir grunto átempimai sumaþëja iki leistino dydþio. Priklausomai nuo betono rûðies ir darbo sàlygø betoniniø atramø eksploatacijos trukmë siekia iki 20—80 metø. Tiesiant ir eksploatuojant linijas, reikia atsiminti, kad: • Betonui kenkia drëgni rûgðtûs dirvoþemiai. Tokiame grunte betono elementus reikia padengti drëgmës nepraleidþianèiu skystu stiklu arba bituminio lako sluoksniu. • Kenkia net smulkûs átrûkimai, nes þiemà juose uþðàlantis vanduo ardo betonà, todël ilgainiui tie átrûkimai didëja. • Per vidutiniosios átampos linijos atramà tekanti á þemæ nors ir nedidelë áþemëjimo srovë, jei jos ilgai neiðjungia nepakankamai jautrios apsaugos, gali pakenkti poþeminei atramos daliai. Nuo to apsisaugoma tobulinant apsaugas ir/arba prijungiant prie atramos armatûros nedidelá áþeminimo árenginá.

5.3.3. Plieninës atramos Jei veikianèios atramà jëgos yra tokios didelës arba jos reikalauja tokios aukðtos atramos, kad nepakanka gaminamø betoniniø stiebø, tai naudojamos plieninës atramos. Daþniausiai jos bûna fermø pavidalo (5.14 pav.) ir pagamintos ið fasoniniø plieniniø elementø, kuriø sieneliø storis ne maþesnis kaip 4 mm. Fasoninës dalys tarpusavyje jungiamos varþtais (ne maþesniais kaip M10) arba suvirinamos. Srieginiai sujungimai turi bûti taip padaryti, kad neatsisuktø, nes atrama tik tariamai nejuda; ið tikrøjø daþniausiai ji virpa, ypaè puèiant stipriam vëjui. Juodiems varþtams, uþsukus verþlæ, verþlës ir varþto susilietimo vietoje daromi 3 taðkiniai ákirtimai arba naudojamos vainikinës verþlës su kaiðèiais. Cinkuoti varþtai uþklijuojami; taðkiniai ákirtimai nedaromi, kad nebûtø paþeistas apsauginis cinko sluoksnis. Sunkioms ir dideliø jëgø veikiamoms atramoms reikia dideliø matmenø pamatø, kad grunto átempimai nevirðytø leistinø dydþiø. Kiekviena atramos koja statoma ant atskiro pamatø elemento, jei to pakanka pagal 267

5.14 pav. 220 kV átampos linijos plieninë tarpinë atrama (31 m aukðèio)

5.15 pav. Surenkamasis gelþbetoninis pamatas (matmenys metrais)

1, 2 — apsauginiai lynai (apsaugai nuo þaibo), 3, 4, 5 — faziniai laidai

1 — plieninë kilpa pritvirtinti atramos kojai

atsparumo reikalavimus. Vidutinë atrama, bûdama keturðonë ferma, remiasi keturiomis kojomis á keturiø daliø pamatà. Jei tik galima, naudojami ið anksto paruoðti surenkamieji pamatai (5.15 pav.), kurie atveþami á tiesiamos linijos trasà. Pamatø gylis paprastai nebûna didesnis kaip 3 m, taèiau atramoms, veikiamoms nepaprastai dideliø jëgø ir pastatytoms maþo atsparumo grunte, reikia gilesniø pagrindø. Linijos, kertanèios Vyslà ir turinèios ilgus tarpatramius, atramø pamatai — tai betoniniai blokai ant stipriø poliø, ákaltø á þemæ iki 10—30 m gylio. Apsaugai nuo korozijos plieninës atramos cinkuojamos ir/arba daþomos; periodiðkai perdaþomos jos gali bûti eksploatuojamos daugiau kaip 100 metø. Cinkuojamos jos karðtai, panardinant á iðlydyto cinko vonià ir ðitaip sudarant tobulà apsauginæ dangà. Seniau to ir pakakdavo, dabar cinkuotos atramos dar papildomai nudaþomos. Atsiþvelgiant á toksiðkumà, vis reèiau naudojami daþai su pigmentais, turinèiais sunkiøjø metalø (ðvino suriko, daþø su chromu) arba chloro (chloro kauèiuko ir poliviniliniø daþø) ir/arba didelá kieká organiniø tirpikliø. Daþant, juo labiau valant pavirðius prieð daþymà, ðios medþiagos terðia pievas ir dirbamus laukus, kuriuose stovi atramos. Pirmenybë teikiama vieno komponento sintetiniams daþams, pvz., modifikuotiems akriliniams daþams su greitai dþiûstanèia alyva. Dviejø komponentø daþai lauko sàlygomis yra nepatogûs: reikia tiksliai nustatytomis proporcijomis komponentus rûpestingai iðmaiðyti, o paruoðtus daþus sunaudoti per kelias valandas. Ateitis tikriausiai priklausys sintetiniams 268

daþams, skiedþiamiems vandeniu. Kad daþai gerai priliptø prie daþomo pavirðiaus, reikia laikytis ðiø taisykliø: — prieð daþymà pavirðiø nuvalyti; — pakartotinai daþyti tik iðdþiûvus pirmesnei daþø dangai; — geriausia daþyti, kai oras sausas, o temperatûra apie 15—20 °C; nepatartina daþyti labai ðaltø (kai temperatûra þemiau 5 °C), labai ákaitusiø (nuo saulës) arba sudrëkusiø (nuo lietaus, rûko, rasos) konstrukcijø. Ið anksto sudaromas svarbiausiø daþymo darbø techninis projektas, atsiþvelgiama á atramø medþiagà (paprastàjá plienà, nerûdijantá plienà, cinkuotà plienà), jø pavirðiaus tikràjà bûklæ (apsauginiø dangø rûðá ir bûklæ, iðryðkëjusià korozijà), atmosferos agresyvumà ir norimà naujø dangø patvarumà. Nepriklausomai nuo eksploatavimo metu pasirinkto apsaugos bûdo reikia kreipti nepaprastà dëmesá á sujungimø vietas ir á tas atramos dalis, kurios yra palei betonà, nes ten korozija bûna intensyviausia.

5.4. Linijiniai izoliatoriai Linijiniai izoliatoriai, arba izoliatoriai oro linijoms, apskritai gaminami ið elektrotechninio porceliano. Nors grynas porcelianas yra higroskopinë medþiaga, taèiau pavirðiø jis padengia kaip emalis. Pavirðius tampa lygus, kliudo kauptis neðvarumams ir padeda apsivalyti veikiant lietui bei vëjui. Paprastai emalis bûna bronzinës arba baltos spalvos; ðviesaus emalio izoliatorius maþiau ákaista nuo saulës. Esama ir stikliniø izoliatoriø, taip pat kompoziciniø 1) — ið dirbtiniø medþiagø. Reikalavimus þemosios átampos linijø izoliatoriø savybëms lengva ávykdyti. Jei laidø tempimo jëga nëra didelë, tai naudojami smaiginiai izoliatoriai (5.16 pav.), uþmauti ant kaiðèiø (smeigiø) arba kabliø, parinktø pagal montavimo sàlygas (5.17 pav.). Apskritai pakanka izoliatoriø su vienu grioveliu, taèiau árengiant atðakas ir ávadus, kai reikia tvirtinti du laidus, naudojami izoliatoriai su dviem grioveliais. Izoliatoriai, pateikti

5.16 pav. Þemosios átampos smaiginiai izoliatoriai: a) porcelianinis su vienu grioveliu; b) porcelianinis su dviem grioveliais; c) stiklinis 1 — laidas 1) Kompozitas — pagerinta medþiaga, gauta sujungus ne maþiau kaip dvi medþiagas su viena kità papildanèiomis savybëmis (pvz., poliesterio stiklo laminatas, volframo sidabro aglomeratas kontaktiniams antdëklams).

269

5.16 pav., gaminami dvejopi (su iðoriniu varpo skersmeniu 80 arba 95 mm). Jie turi skirtingà griovelio kreivumo spindulá ir yra skirti: 80 mm skersmens — iki 50 mm2 skerspjûvio laidams, 95 mm skersmens — 50—120 mm2 skerspjûvio laidams. Kai laidø tempimo jëga didelë, kampiniø ir galiniø atramø kabliai ir kaiðèiai gali iðlinkti. Tada naudojami ritës pavidalo izoliatoriai (Schäkel), átvirtinami á lankines gembes (5.18 pav., 5.19 pav.).

5.17 pav. Kabliai ir kaiðtis þemosios átampos smaiginiams izoliatoriams: a) ásukamas kablys (ásukti á medinæ atramà); b) kablys, tvirtinamas kiaurai sienà; c) kablys, ámûrijamas á sienà; d) kaiðtis (pritvirtinti prie atramos skersës, stogo statvamzdþio, sienos gembës)

5.18 pav. Þemosios átampos ritës pavidalo porcelianiniai izoliatoriai laidams atitolintai tvirtinti: a) su dviem grioveliais; b) su vienu grioveliu

5.19 pav. Lankinës gembës ritës pavidalo izoliatoriams átvirtinti: a) paprastoji; b) ástriþoji

270

1. 2. 3. 4. 5.

Smaiginiai izoliatoriai ant kabliø (5.20 pav.) tvirtinami taip: Kablys átvirtinamas spaustuvuose statmenai, ant kablio paþymima vieta, iki kurios uþeina uþmautas izoliatorius. Ant tos kablio dalies, kuri áeina á izoliatoriø, taip pat ant jo virðûnës eilëmis uþvyniojamas (sutinkamai su sriegiø kryptimi) lygus, tankus ir pakankamai storas pakulø sluoksnis. Pakulos teptuku gausiai sutepamos ðvino suriku, iðtirpintu sëmenø pokoste. Á izoliatoriuje esanèios angos dugnà ádedamas maþas áklotas, pvz., fetro arba storo kartono. Izoliatorius uþsukamas ant kablio, átvirtinto spaustuvuose. Baigiant sukti reikia stebëti, kad nebûtø uþdengtas ant kablio esantis þenklas, nes izoliatorius sutrûks. Uþsukus izoliatoriø, reikia pusæ apsisukimo atsukti.

5.20 pav. Smaiginio izoliatoriaus tvirtinimas ant kablio: a) kablio átvirtinimas spaustuvuose; b) kablio galo apvyniojimas pakulomis; c) izoliatoriaus uþsukimo galutinë fazë

Aukðtosios átampos linijose didelæ reikðmæ turi izoliatoriø elektrinës savybës. Jie turi atlaikyti virðátampius, arba átampas, net kelis kartus virðijanèias vardinës átampos vertæ (9 dalis). Taip pat reikalaujama, kad virðijus izoliatoriaus elektriná atsparumà gali ávykti tiktai pavirðinis iðlydis, bet negali bûti pramuðamas izoliatorius (5.21 pav.). Izoliatoriai turi bûti nepramuðami; ávykus pavirðiniam iðlydþiui, izoliatorius lieka nepaþeistas ir gali toliau dirbti, o já pramuðus — turi bûti pakeistas. Nepramuðamajame izoliatoriuje pramuðimo ilgis sudaro ne maþiau kaip pusæ pavirðinio iðlydþio ilgio. 15—30 kV átampos linijose daugiausia naudojami smaiginiai izoliatoriai, paprastai jau gamykloje uþmauti ant kaiðèiø panaudojant sieros riðamàjà medþiagà (5.25 pav., a). Inkarinëms ir galinëms atramoms, taip pat labai ilgiems ir/arba nuoþulniems tarpatramiams smaiginiai izoliatoriai gali bûti per silpni; tada naudojami kabamieji izoliatoriai (5.22 pav., b). Aukðèiausiosios átampos linijose naudojami tik kabamieji izoliatoriai — gaubtiniai arba ilgakamieniai. 271

Pramuðimas

Pramuðamasis izoliatorius

Pavirðinis iðlydis

Nepramuðamasis izoliatorius

5.21 pav. Izoliatoriaus elektrinio atsparumo virðijimo padariniai: a) pramuðamojo izoliatoriaus atveju; b) nepramuðamojo izoliatoriaus atveju

5.22 pav. Izoliatoriai 15 ir 20 kV átampos linijoms — ZAPEL, Boguchvala: a) smaiginis LWP8-24; b) kabamasis LP60/5U 1 — porcelianinë dalis, 2 — padas, 3 — L = 62, 105 arba 140 mm ilgio kaiðtis, 4 — gaubtas

Gaubtinis izoliatorius (5.23 pav.) — tai porcelianinis gaubtas, ið vieno galo turintis plieniná kaiðtá su galvute, o ið kito — cinkuotà ketaus gaubtà su lizdu kito izoliatoriaus kaiðèio galvutei. Iðkristi galvutei, ávestai á kito izoliatoriaus gaubtà, neleidþia spyruokliuojantis kaiðtis. Taip sudaroma 272

5.23 pav. Gaubtiniai kabamieji izoliatoriai: a) normalios sandaros; b) izoliatorius neðvariai aplinkai 1 — porcelianinë lëkðtë, 2 — ketaus gaubtas, 3 — gaubto lizdas, 4 — plieninis kaiðtis su galvute

izoliatoriø grandinë, turinti 6 arba 7 izoliatorius 110 kV átampos linijose bei 12—14 izoliatoriø 220 kV átampos linijose. Uþtenka paþvelgti á atramà su izoliatoriø grandinëmis (5.24 pav.), kad bûtø galima nustatyti linijos vardinæ átampà. Ilgakamienis izoliatorius yra tarsi lietas porcelianinis kamienas su keliasdeðimt lëkðèiø (5.25 pav.), kurioms ið abiejø pusiø uþdëti gaubtai. Atstoja gaubtiniø izoliatoriø grandinæ. 110 kV átampos linijoje uþtenka vieno ilgakamienio izoliatoriaus, 220 kV átampos linijoje reikalingi du, 400 kV átampos linijoje — trys.

5.24 pav. Gaubtiniø kabamøjø izoliatoriø girliandos

5.25 pav. Ilgakamienis kabamasis izoliatorius LPZ 75/27W1 ZAPEL, Boguchvala (bandomoji kintamoji átampa 230 kV, atsparumas tempimui 160 kN, masë 36,6 kg)

273

Linijiniai izoliatoriai gerai atlaiko oro drëgmæ, lietø ir dulkes. Dël ðiø prieþasèiø sumaþëjæs elektrinis atsparumas nevirðija leistinø ribø. Pagaliau jie turi plaèias gerai parinkto pavidalo lëkðtes, kad pavirðinio iðlydþio kelias bûtø ilgas ir dalis lëkðtës pavirðiaus bûtø uþdengta nuo lietaus. Vis dëlto þiemà jie gali bûti apsnigti ir smarkiai apledëti. Netoli nuo itin dûmijanèiø pramonës ámoniø — neðvarumø sàlygomis — laidþios dulkës ir agresyvios dujos, jungdamosi su vandeniu, ant izoliatoriø pavirðiaus gali sudaryti elektrolito sluoksná. Atsiranda didelë nuotëkio srovë, tekanti izoliatoriø pavirðiumi, kol pagaliau pavirsta pavirðiniu iðlydþiu. Su kenksmingais neðvarumø sukeltais padariniais kovojama: naudojami specialûs izoliatoriai neðvariai aplinkai su pailgintu nuotëkio keliu (5.23 pav., b), pailginamos gaubtiniø izoliatoriø grandinës arba papildomai pridedamas ilgakamienis izoliatorius (ðiuo atveju 110 kV átampos linijoje bus du, 220 kV átampos linijoje — trys ir 400 kV átampos linijoje — keturi izoliatoriai). Taip pat galima padengti izoliatoriø pavirðiø hidrofobine pasta. Tada vanduo nepasklinda izoliatoriaus pavirðiuje, bet nuo jo nulaða. Transportuojant ir montuojant izoliatorius, reikia elgtis atsargiai. Áskilæs arba ámuðtas izoliatorius atmetamas, nes netinka naudoti.

5.5. Neizoliuotø laidø oro linijos 5.5.1. Laidai Oro linijø laidai turi bûti ne tik didelio laidþio, bet ir pasiþymëti dideliu mechaniniu atsparumu, didesniu negu instaliacijos laidø arba kabeliø. Todël naudojamas kietasis aliuminis ir kietasis varis. Metalurgijos gamykloje sukietinti laidai turi didesná mechaniná atsparumà, taèiau ðiek tiek maþesná laidá. Oro linijø laidai ir jø sujungimai turi bûti atsparûs besikeièianèioms klimato sàlygoms ir uþterðtai miesto arba pramonës atmosferai. Ðiuos reikalavimus gerai atitinka varis, taèiau dël kainos variniai laidai naudojami tik ten, kur netinka aliuminis: vietovëse, uþterðtose ðarmø, sieros ir chloro dujomis, t. y. rajonuose prie kai kuriø chemijos pramonës ámoniø. Þemosios átampos linijose naudojami aliumininiai, o aukðtosios átampos linijose — plieniniai-aliumininiai laidai (5.26 pav.). Vietoj aliuminio naudojamas ir aldrëjus (aliuminio, magnio ir silicio lydinys), pasiþymintis gerokai didesniu (70 %) atsparumu tempimui ir ðiek tiek maþesniu (12 %) laidþiu. Aliuminio laidas AL yra susuktas ið aliumininiø vielø atskirais sluoksniais, kuriø kiekvieno sukimo kryptis prieðinga. Jei visos vielos yra to paties skersmens, tai jø skaièius n laide su w sluoksniø bûtø: n = 3w2 + + 3w + 1, pvz., dviejø sluoksniø laidas (5.26 pav., c) turi n = 3 ⋅ 22 + 3 ⋅ 2 + 1 = 12 + 6 + 1 = 19 vielø. 274

5.26 pav. Neizoliuotøjø laidø sandara: a) viela; b) septyniø vielø laidas ið vieno metalo; c) devyniolikos vielø laidas ið vieno metalo; d) 95—300 mm2 skerspjûvio plieninis-aliumininis laidas AFL-6; e) 525 mm2 skerspjûvio segmentinis plieninis-aliumininis laidas AFLs-10 1 — plieninë ðerdis, 2 — apvaliø aliumininiø vielø pynë, 3 — suspausta aliumininë pynë, 4 — segmentiniø aliumininiø vielø pynë (rodyklës rodo atskirø laido sluoksniø susukimo kryptá)

Plieninis-aliumininis laidas AFL pasiþymi aliuminio teigiamomis savybëmis (didelis laidis) ir plieno privalumais (didelis mechaninis atsparumas). Ant cinkuotø plieniniø vielø ðerdies yra uþvyniota vieno arba dviejø sluoksniø aliumininiø vielø pynë (5.26 pav., d). Tokiame laide aiðkiai paskirstomi vaidmenys: beveik visà srovæ praleidþia aliumininë pynë, o beveik visà tempimo jëgà priima plieninë ðerdis. Aliuminio skerspjûvio santykis su plieno skerspjûviu paprastai yra 6 arba 4. Prie laido simbolio paþymimas minëtø skerspjûviø santykis ir aliumininës pynës skerspjûvis. Pavyzdþiui, simbolis AFL-6 70 mm2 reiðkia plieniná-aliumininá laidà, kurio aliumininës pynës vardinis skerspjûvis yra 70 mm2 (tikrasis skerspjûvis 66,1 mm2), o plieninës ðerdies skerspjûvis 6 kartus maþesnis (11,6 mm2). Atskira plieniniø-aliumininiø laidø rûðis yra segmentiniai laidai, kuriems aliumininiø profiliuotø (ne apvaliø) vielø pynë suteikia lygø ritinio pavidalo iðorës pavirðiø ir geriau uþpildo visà jø skerspjûvio kontûrà. Tai susilpnina vainikiná iðlydá1) (nepaisant ðiek tiek maþesnio laido skersmens), Vainikinis iðlydis — tai ne visiðka (nesukelianti trumpojo jungimo) elektros iðkrova ið laido pavirðiaus, ypaè pastebima darganotu metu, girdima kaip savotiðkas ðlamëjimas, o naktá — regima kaip silpnas ðvytëjimas. 1)

275

sumaþina vëjo slëgá á laidà ir puikiai slopina dël energijos iðsklaidymo vëjo sukeltà laidø virpëjimà. 220 kV ir aukðtesnës átampos linijose naudojami iðskaidytieji laidai: faziná laidà sudaro 2—3 (iðdëstyti lygiaðonio trikampio virðûnëse) arba 4 (kvadrato virðûnëse) laidai, pritvirtinti prie to paties izoliatoriaus (5.34 pav.). Susidaro efektas, tartum laidas turëtø didelá skersmená; tai gerokai sumaþina elektros lauko stiprá ir galios nuostolius vainikiniam iðlydþiui. Siekiant apsaugoti fazinius laidus nuo tiesioginiø þaibo smûgiø aukðèiausiosios átampos linijose, virð laidø kabinami apsauginiai lynai (kartais vadinami þaibosaugos trosais arba tiesiog trosais). Jiems (5.14 pav., 5.40 pav.) naudojama plieninë-aliumininë viela AFL, segmentinë AFLs arba speciali plieninë viela O/FL. Nuo seno elektros oro linijos naudojamos ne tik energijai tiekti, bet ir informacijai perduoti: — ant elektros linijos atramø kabinami telefono ir kabelinës televizijos laidai; — þemosios ir vidutiniosios átampos linijos laidais perduodami aliarmo signalai, akustinio daþnio valdymo signalai daugiatarifiniams skaitikliams perjungti, taip pat imtuvams ájungti ir iðjungti; uþtat aukðèiausiosios átampos linijos laidai gali tarnauti mobiliesiems telefonams, t. y. perduoti pokalbiams ir telemetriniams signalams 42—486 kHz daþniu. Pleèiantis ðviesolaidiniams ryðiams, paaiðkëjo, kad juos reikia susieti su elektros arba telekomunikacinëmis linijomis, o ne tiesti atskirus oro ar poþeminius ðviesolaidþius. Tarp oro linijø ir ðviesolaidinio ryðio yra daug kas bendra: — esamose linijose ðviesolaidþiai kabinami ant tø paèiø atramø; — tiesiant aukðèiausiosios átampos linijas, vienas ið áþemintø apsauginiø lynø viduryje turi ðviesolaidþius, apsaugotus sandariu aliumininiu apvalkalu (5.27 pav.); — tiesiant vidutiniosios átampos linijas, kurios neturi apsauginiø lynø, vienas ið faziniø laidø, esant tokiam poreikiui, viduryje turi ðviesolaidþius.

5.27 pav. Plieninis-aliumininis apsauginis lynas su ðviesolaidþiais 1 — ðviesolaidis, 2 — saugantis ðviesolaidþius aliumininis apvalkalas, 3 — plieniniø vielø sluoksnis (plieninë ðerdis), 4 — aliumininiø vielø sluoksnis (aliumininë pynë)

276

Gamintojas pristato neizoliuotus laidus, suvyniotus ant mediniø bûgnø. AFL ir O/FL laidø plieninës vielos apsaugai nuo korozijos yra cinkuotos, o AFL laidø aliumininës vielos — suteptos mineraline alyva, neleidþianèia ásiskverbti á vidø vandeniui ir susidaryti galvaniniams elementams Al-Zn ir Al-Fe.

5.5.2. Laidø jungimas Oro linijø laidams sujungti naudojama ði armatûra: — gnybtai (jungiamieji gnybtai), kurie turi elektriðkai sujungti laidus ir uþtikrinti kuo maþesnæ kontaktø varþà; — varþlankiai (tempiamieji gnybtai), kurie turi mechaniðkai sujungti tempiamus laidus, taigi uþtikrinti atitinkamà mechaniná sujungimo atsparumà; — sàvarþos, kurios turi elektriðkai ir mechaniðkai sujungti laidus, t. y. ávykdyti reikalavimus, keliamus ir gnybtams, ir varþlankiams. Laidø sujungimai gali bûti iðardomi ir neiðardomi. Armatûra gaminama ið tos paèios medþiagos kaip laidas ir pritaikyta prie laido skerspjûvio. Ði informacija paþymima ant armatûros, pvz., 70, 95 ir 120 mm2 skerspjûvio plieniniø-aliumininiø laidø sàvarþos bûna su tokia þyma: AFL 70 – 120 . Sàvarþos su áspaudais naudojamos, kai reikia sujungti tarpatramyje du vienodø laidø galus, padaryti kilpà tvirtinamiems tempimo bûdu laidams arba padaryti atðakas. Sujungiant laidus, reikia laikytis ðiø reikalavimø: 1. Jungiamø laidø galus privalu nuvalyti nuo neðvarumø ir riebalø. Ir aliumininius, ir varinius laidus reikia nutrinti vieliniu ðepeèiu iki blizgesio. Plieniniai laidai ir plieniniø-aliumininiø laidø ðerdys valomos tik skuduru, kad nebûtø paþeistas apsauginis cinko sluoksnis. Reikia nuvalyti ir sàvarþø kontaktinius pavirðius. 2. Laidø galus reikia átraukti á sàvarþà tiek, kad ið jos kyðotø 2—5 cm laidø galai (5.28 pav.). Jungiant plieninius-aliumininius laidus, tarp laidø ádedamas aliumininës skardos tarpiklis. Tarpiklis

5.28 pav. Sàvarþos su áspaudais (skaièiais paþymëta áspaudø darymo eilës tvarka): a) laidams ið vieno metalo (L, AL, O/FL); b) plieniniams-aliumininiams (AFL)

277

3.

Áspaudai daromi specialiomis presavimo replëmis. Ið pradþiø á jas ádedamos tepalu suteptos þiaunos, atitinkanèios sàvarþos medþiagà bei skerspjûvá, ir nustatomas reikalingas áspaudo gylis.

4.

Áspaudus reikia daryti 5.28 pav. nurodyta eilës tvarka. Kraðtinis áspaudas (AFL laidams — du kraðtiniai áspaudai) turi bûti ið to ðono, kur yra iðsikiðæs laido galas. Abu kraðtiniai áspaudai turi bûti vienodai nutolæ nuo sàvarþos galø.

5.

Áspaudo gylis tikrinamas ðablonu; negilûs áspaudai pagilinami.

Plieninius-aliumininius laidus sujungti tarpatramyje geriausia presuojant. Tam naudojamos dviejø ávoriø pavidalo presuojamosios sàvarþos (5.29 pav.). Hidrauliniu presu plieninë ávorë uþpresuojama ant plieninës ðerdies, o paskui aliumininë ávorë — ant aliumininës pynës. Sujungiant laidus ið vieno metalo pakanka tik vienos ávorës.

5.29 pav. Laidø AFL sujungimas uþpresuojant 1 — plieninë ðerdis, 2 — aliumininë pynë, 3 — plieninë ávorë, 4 — aliumininë ávorë

Varþtinë-lankinë sàvarþa susideda ið tarpiklio ir dviejø dantytø þiaunø, suspaustø lanku, kurio galai baigiasi varþtais M8 arba M10 (5.30 pav.). Jø verþlëms atsilaisvinti neleidþia kontrverþlës. Tempimo bûdu tvirtinamiems laidams varþlankius atstoja kilpinës sàvarþos (5.31 pav.), susidedanèios ið suspaustø dviem varþtais dviejø (M6— M12) plokðteliø su profiliuotais grioveliais.

5.30 pav. Varþtinë-lankinë sàvarþa 1 — dantyta þiauna, 2 — tarpiklis, 3 — tvirtinimo lankas

278

5.31 pav. Kilpinës sàvarþos

5.32 pav. Atðakinis gnybtas

Gnybtai naudojami jungti laidams atðakose ir kilpose, kur nëra tempimo jëgos. Jais galima jungti net labai skirtingo skerspjûvio laidus (5.32 pav.). Variniam laidui sujungti su aliumininiu naudojami dviejø metalø gnybtai (Al-Cu gnybtai), turintys kiekvienam laidui atskiras þiaunas ið to paties metalo kaip ir laidas. Dël to patekus vandeniui nesusidaro galvaninë grandinë, ardanti aliumininá laidà.

5.5.3. Laidø tvirtinimas prie izoliatoriø Jei bûtø iðmatuoti laido átempimai iðilgai tarpatramio, pasirodytø, kad didþiausi átempimai atsiranda tvirtinimo vietoje. Juos sudaro tempimo jëga, laido (kartais ir apðalo) svoris bei vëjo slëgis. Be to, tvirtinimo vietoje laidà apkrauna virpesiai ir ðvytavimai. Kaip tik èia laidai daþniausiai nutrûksta, todël turi bûti kruopðèiai tvirtinami. Yra dvi skirtingos tvirtinimo rûðys: — tarpinis tvirtinimas (5.33 pav., 5.34 pav.), kai ið abiejø izoliatoriaus pusiø laido tempimas apytikriai vienodas; — tempiamasis tvirtinimas (5.35 pav., 5.36 pav.), kai ði sàlyga neávykdyta. Tradiciðkai tarpinis tvirtinimas ant smaiginiø izoliatoriø — kai laidas pririðamas prie izoliatoriaus kaklelio riðamàja viela — tiesiogiai arba su apkaba. Laidas riðamas prie izoliatoriaus kaklelio ið stiebo pusës, kad nutrûkus riðamajai vielai arba suduþus izoliatoriui, laidas nenukristø ant þemës, bet pakibtø ant izoliatoriaus apatinës dalies arba ant atramos skersës. Kai laidai iðdëstyti horizontaliai (5.39 pav., d) arba simetriðkai trikampiu (5.39 pav., b, c) gretimose atramose prie vidurinio izoliatoriaus laidas riðamas paeiliui tai ið vienos, tai ið kitos izoliatoriaus pusës. Kampinëse atramose laidà reikia tvirtinti taip, kad jis spaustø izoliatoriø (5.33 pav.), bet ne temptø ir nutrauktø riðamàjà vielà. Tvirtinant laidus prie izoliatoriø, keliami ðie reikalavimai: • Tvirtinant varinius laidus, jie tiesiogiai prispaudþiami prie izoliatoriaus; aliumininiai ir plieniniai-aliumininiai laidai apsaugai nuo mechaniniø paþeidimø apvyniojami aliuminine juosta (10 x 1 mm), paliekant tarp vijø 1 mm tarpus, kad nesirinktø vanduo. 279

• Riðamoji viela turi bûti ið to paties metalo kaip ir laidas (AFL laidams naudojama aliumininë viela). Riðamosios vielos skerspjûvá reikia parinkti pagal laido skerspjûvá; universali yra 6 mm2 riðamoji viela, kuri naudojama pririðti 16—120 mm2 skerspjûvio laidams.

T atrama (tarpinë)

K atrama (kampinë)

T atrama (tarpinë)

5.33 pav. Tarpinis laido tvirtinimas prie smaiginio izoliatoriaus (a) ir kabamojo izoliatoriaus (b)

5.34 pav. Iðskaidytojo laido tarpinis tvirtinimas 400 kV átampos linijoje 1 — stikliniø gaubtiniø izoliatoriø grandinë, 2 — tarpinis varþlankis (tarpas tarp iðskaidytø laidø 400 mm), 3 — þiedas iðlyginti átampos pasiskirstymui iðilgai grandinës

5.35 pav. Atitolintas laido tvirtinimas prie smaiginio izoliatoriaus (a) ir kabamojo izoliatoriaus (b) 1 — varþlankis arba sàvarþa, 2 — gnybtas arba sàvarþa

280

• Tvirtinant nedidelio skerspjûvio (s ≤ 35 mm2) laidus, naudojamas paprasto kryþminio riðimo bûdas, o didesnio skerspjûvio — sustiprinto kryþminio riðimo bûdas (5.37 pav.). Pririðama stipriai, taèiau prie izoliatoriaus kaklelio laidas turi iðlikti tiesus, o ne iðlinkæs nuo per stipraus priverþimo.

Atðakinë linija

P agrindinë

linija

5.36 pav. Atitolintas laido tvirtinimas prie smaiginio izoliatoriaus atramoje: a) galinëje; b) inkarinëje; c) atðakinëje

2,5÷ 4mm skersmens viela 18÷ 20 vijø 12÷ 15 vijø

3÷ 4 vijos 15÷ 20 vijø

~20 vijø

5.37 pav. AL arba AFL laido tvirtinimas paprastojo kryþminio riðimo bûdu (a) ir sustiprintojo riðimo bûdu (b)

281

• Tvirtinant didesnio kaip 120 mm2 skerspjûvio laidus ilguose tarpatramiuose, ant izoliatoriaus kaklelio dedamos prigludusios prie laido apkabos. • Baigus riðti, riðimo vieta iðtepama techniniu vazelinu arba kitais nerûgðtiniais riebalais. Naudojant izoliatorius su grioveliu galvutëje (5.53 pav.), uþtenka paprastesnio riðimo, nes riðamajai vielai nereikia atlaikyti laido svorio. Ðie izoliatoriai, sumanyti izoliuotøjø laidø linijoms, gerai tinka ir neizoliuotø laidø linijoms. Atitolintai laidas tvirtinamas prie smaiginio izoliatoriaus (5.35 pav., 5.36 pav.) padarant laido kilpà, apkabinanèià izoliatoriaus kaklelá. Kilpa uþsibaigia sàvarþa su áspaudais arba dviem varþtinëmis-lankinëmis sàvarþomis. Esant maþai laidø tempimo jëgai, uþtenka vienos varþtinës-lankinës arba kilpinës sàvarþos. Aliumininis ir plieninis-aliumininis laidas, priglundantis prie izoliatoriaus, apvyniojamas 10 x 1 mm aliuminine juosta. Kilpa neturi bûti per daug ankðta, todël sàvarþa arba varþlankis dedami tam tikru atstumu nuo izoliatoriaus.

5.5.4. Laidø iðdëstymas atramose Pasirinkdamas laidø iðdëstymà, projektuotojas atsiþvelgia á daugelá veiksniø. Horizontalusis iðdëstymas (5.38 b; 5.39 d; 5.40 a; 5.46 pav.) leidþia pasirinkti þemesnes atramas. Normø reikalaujamas atstumas nuo laidø iki þemës pavirðiaus ir kertamø objektø taikomas þemiausiai pakabintam laidui (5.39 pav.). Kita vertus, linija, kurios laidai iðdëstyti horizontaliai, uþima platesnæ teritorijos juostà, kas nepageidaujama, o kartais ir neleistina. Kartu reikia iðlaikyti taisykliø nurodytus atstumus tarp laidø ir tarp kitø aktyviøjø daliø, taip pat tarp jø ir atramos bei jos armatûros. Ðie

5.38 pav. Laidø iðdëstymas þemosios átampos linijose: a) ástriþasis; b) horizontalusis (pavyzdiniai matmenys metrais) Medinë arba betoninë atrama

282

Betoninë atrama

PEN — apsauginio nulinio laido vieta, kai tinklo sistema TN

Medinë atrama

Medinë arba betoninë atrama

Medinë arba betoninë atrama

Betoninë atrama

5.39 pav. Laidø iðdëstymas 15 kV átampos linijose: a) nesimetriðkai trikampiu; b) simetriðkai trikampiu; c) lygiaðoniu trikampiu; d) horizontaliai (matmenys metrais)

atstumai mediniø atramø su áþeminimu ir betoniniø bei plieniniø atramø atveju, esant nepalankiausioms sàlygoms, pvz., iðsilenkiant laidui nuo vëjo, turi bûti ne maþesni kaip: 0,05 m — iki 1 kV átampos linijos atramoje, 0,15 m — 15 kV átampos linijoje, 0,79 m — 110 kV átampos linijoje. Atstumai tarp laidø tvirtinimo taðkø atramoje (5.38; 5.39; 5.40 pav.) turi bûti daug didesni, kad bûtø galima iðlaikyti reikalaujamus [14] atstumus tarp laidø tarpatramyje, kai laidai suartëja puèiant vëjui. Energija paprastai perduodama aukðtosios átampos kintamàja trifaze srove naudojant tris fazinius laidus1). Viengrandë linija (sudaranti vienà energijos perdavimo kelià) turi tris fazinius laidus, pritvirtintus prie izoliatoriø; be to, gali turëti áþemintà apsauginá lynà arba apsauginius lynus, kurie naudojami aukðèiausiosios átampos linijose, pakabinant juos virð faziniø laidø. Kai ðalia vienas kito reikia nutiesti du energijos perdavimo kelius, tai padaryti galima nutiesiant dvi viengrandes linijas (brangiau, bet patikimiau) arba vienà dvigrandæ linijà. Dvigrandë linija — tai tartum dvi linijos, Ið transformatoriaus, maitinanèio aukðtosios átampos tinklà, neutralusis laidas neiðvedamas, todël tokiame tinkle galima naudotis tik trimis tarpfazinëmis átampomis. Palyginimui: ið transformatoriaus, maitinanèio þemosios átampos (230/400 V) tinklà, antrinës apvijos neutraliojo taðko iðvedamas neutralusis laidas. Dël to galima naudotis ne tik trimis tarpfazinëmis (400 V), bet ir trimis fazinëmis átampomis (230 V). 1)

283

Betoninë atrama

P l i e n i n ë s

a t r a m o s

5.40 pav. Laidø iðdëstymas 110 kV átampos linijose: a) viengrandëse linijose; b) dvigrandëse linijose (pavyzdiniai matmenys metrais)

bet ant bendrø atramø. Dvigrandë linija turi ðeðis laidus, taip pat gali turëti apsauginius lynus; abiejø grandþiø laidai vienas nuo kito atskirti (5.40 pav.). 230/400 V vardinës átampos linija paprastai bûna keturlaidë, nes, be faziniø laidø, turi áþemintà apsauginá nuliná laidà PEN (TN-C posistemëje) arba áþemintà nuliná laidà N (TT sistemoje). Iðimtiniais atvejais gali bûti ir penkialaidë, nes gali turëti du áþemintus laidus: nuliná N ir apsauginá PE (TT sistemoje arba TN-S posistemëje). Neleistina tokia padëtis, kad, nutrûkus apsauginiam laidui, jis uþkristø ant fazinio laido, todël laidas PEN arba PE turi bûti kabinamas þemiau faziniø laidø (5.38 pav., a). Kaip iðimtis po laidu PEN arba PE leidþiama kabinti tik gatviø apðvietimo laidà (þr. 1.33 pav.), jei ðitaip lengviau prijungti lempas. Laidas PEN (PE) atramoje turi iðsiskirti, pvz., izoliatoriø spalva arba tvirtinimo bûdu: gali bûti pritvirtintas varþlankiu, be izoliatoriaus.

5.5.5. Reikalavimai sankirtose ir priartëjimuose Á oro linijos trasà kartais patenka tokie objektai, kuriems elektros linija gali kelti pavojø: kitos oro linijos (þemesnës átampos), pastatai, tiltai ir viadukai, automobiliø keliai, geleþinkelio linijos, vandens keliai. Pasitaiko objektø, kurie gali grësti tiesiamai oro linijai — tai kitos oro linijos (aukðtesnës átampos) arba medþiai. 284

Á nagrinëjamà linijà reikia paþvelgti ið paukðèio skrydþio, statmenai á þemës pavirðiø. Jei laidas arba kuri nors kita linijos dalis eina virð minëtø objektø, tai kalbama apie sankirtà (5.41 pav.). Jei sankirtos nëra, taèiau horizontalus atstumas tarp linijos ir objekto yra maþesnis negu pusë nagrinëjamos linijos aukðèiausiai esanèio neáþeminto laido pakabinimo aukðèio, tai ðiuo atveju kalbama apie priartëjimà (5.41 pav.).

S a n k i r t o s

Kelias Linija

Linija

Ke lias

s lia Ke

Linija

Kel ias

Linija

P r i a r t ë j i m a i

5.41 pav. Oro linijos ir kelio sankirtos bei priartëjimo sàlygos h — linijos aukðèiausiai esanèio neáþeminto laido pakabinimo aukðtis

Sankirtose reikia iðlaikyti (apie 1—3 m) didesná atstumà tarp laidø ir kertamø objektø negu laidø atstumas nuo þemës pavirðiaus, kai linija nutiesta virð dirbamos þemës arba miðko proskynos. Taisykliø nustatytas atstumas priklauso nuo kertamo objekto ir nuo linijos vardinës átampos. Pavyzdþiui, neáþemintø laidø atstumas nuo automobiliø kelio pavirðiaus (esant didþiausiam normaliam álinkiui) turi bûti ne maþesnis kaip: 6 m — iki 1 kV átampos linijose, 7,1 m — 15 kV átampos linijose, 7,75 m — 110 kV átampos linijose, 8,5 m — 220 kV átampos linijose. Ðá padidintà atstumà tarp laidø ir kertamø objektø galima pasiekti itin nedidinant atramø aukðèio, jei laikomasi dviejø taisykliø: • Viena ið sankirtos atramø turi stovëti kuo arèiau kertamo objekto (5.42 pav.). • Linija turi kirsti kità oro linijà, kelià, geleþinkelá ir panaðius objektus kampu, artimu staèiam kampui, kad kirtimas bûtø kuo trumpiausias (5.43 pav.). Jei nukritæs ant kertamo arba priartëjusio objekto laidas sukeltø didelá pavojø, tai tiesiant linijà laikomasi padidintø reikalavimø, didinanèiø saugumà. Tie reikalavimai taikomi ne visai linijos trasai, bet tiktai sankirtø ir 285

Blogai

Gerai

5.42 pav. Reikalingo atramø aukðèio palyginimas linijos ir automobiliø kelio sankirtos tarpatramyje (kai reikia uþtikrinti reikalaujamà laidø atstumà nuo kelio pavirðiaus hmin): a) abi sankirtos tarpatramio atramos vienodai nutolusios nuo kelio; b) viena ið sankirtos atramø prie pat kelio

Kelias

Kelias Blogai

Gerai

5.43 pav. Oro linijos ir automobiliø kelio sankirta neteisingu (a) kampu ir teisingu (b) kampu1)

priartëjimø ruoþams. Reikalavimai tuo grieþtesni, kuo svarbesni ir jautresni yra kertami bei priartëjami objektai ir kuo aukðtesnë linijos vardinë átampa. 1-ojo laipsnio padidinti reikalavimai (ðvelniausi) taikomi, jei: — þemosios átampos neizoliuotø laidø linija kerta svarbesná automobiliø kelià, geleþinkelio linijà arba vandens kelià; — aukðtosios átampos linija kerta antraeilës reikðmës automobiliø kelià, antraeilës reikðmës geleþinkelá arba kità aukðtosios átampos linijà; — aukðtosios átampos linija priartëja prie automobiliø kelio, pastato arba kitos oro linijos. 2-ojo laipsnio padidinti reikalavimai taikomi tais atvejais, kai aukðtosios átampos linija kerta svarbesná automobilio kelià (III ir IV techninës klasës), svarbesnæ geleþinkelio linijà arba pastatà. 3-iojo laipsnio padidinti reikalavimai taikomi, kai aukðtosios átampos linija kerta svarbiausius geleþinkelius ir automobiliø kelius (I ir II techninës klasës) arba vandens kelius. Padidinti reikalavimai keliami turint tikslà: — sumaþinti laido nutrûkimo rizikà (nerekomenduojama jungti laidø bei daryti atðakø, nes 3-iojo laipsnio padidinti reikalavimai to daryti ið viso neleidþia, — taikomi maþesni leistini laido mechaniniai átempimai); — iðvengti pavojaus, kai nutrûksta laidas arba paþeidþiamas izoliatorius, todël reikia saugiai pritvirtinti laidà (5.1 lent.). 1)

286

Lietuvoje oro linijø ir automobiliø keliø sankirtos kampas nereglamentuojamas. Red.

5. 1 l e n t e l ë

Laidø tvirtinimas tarpatramiuose, kuriems keliami padidinti reikalavimai Izoliatoriø rûðis

Smaiginiai izoliatoriai

Kabamieji izoliatoriai

Atramos rûðis

Laidø tvirtinimas, kai padidintø reikalavimø laipsnis yra pirmasis

tarpinë

saugus tarpinis be papildomo izoliatoriaus

kampinë

saugus tarpinis su papildomu izoliatoriumi

inkarinë, inkarinë kampinë, galinë

kaip tarpatramiuose be padidintø reikalavimø

tarpinë, kampinë inkarinë, inkarinë kampinë, galinë

kaip tarpatramiuose be padidintø reikalavimø

antrasis arba treèiasis

saugus tarpinis su papildomu izoliatoriumi1) saugus tarpinis su papildomu izoliatoriumi saugus tarpinis arba saugus tarpinis atitolintas saugus atitolintas

Þemosios átampos linijoje galimas ir atitolintas laido tvirtinimas ant ritës pavidalo izoliatoriaus 1)

Saugiai laidas tvirtinamas prie smaiginiø izoliatoriø pridedant pagalbiná laidà, tvirtinamà prie to paties izoliatoriaus kaip ir pagrindinis laidas arba prie papildomo izoliatoriaus (5.7; 5.11; 5.44; 5.45 pav.). Kaip þinoma, daþniausiai laidas nutrûksta prie pat izoliatoriaus. Ðioje vietoje nutrûkus pagrindiniam laidui, já pavaduoja pagalbinis laidas. Todël: • pagalbinis laidas turi bûti apie 1,6 m ilgio, kad apsaugotø gana ilgà pagrindinio laido dalá; • pagalbinis laidas turi bûti ið tos paèios medþiagos ir tokio paties skerspjûvio kaip ir pagrindinis laidas; • pagalbinis laidas jungiamas su pagrindiniu laidu sàvarþa (varþtine-lankine arba plokðteline), o kai skerspjûviai didesni — dviem sàvarþomis ið kiekvienos pusës; • pagalbinis laidas turi bûti neátemptas, kad normalaus darbo metu nepriimtø tempimo jëgos; • tarpinëse atramose — prieðingai bendrajai taisyklei — pagrindinis laidas tvirtinamas ið iðorinës izoliatoriaus pusës, o nuo atramos pusës — pagalbinis laidas; dël to, net nutrûkus pagrindiniam laidui, o paskui nutrûkus ir pagalbinio laido tvirtinimui prie izoliatoriaus, laidas nenukris, bet pakibs ant izoliatoriaus kablio arba ant atramos skersës; • pagalbinis laidas tvirtinamas prie izoliatoriaus sustiprintu ryðiu. 287

5.44 pav. Saugus laido tvirtinimas prie smaiginiø izoliatoriø: a) saugus tarpinis; b) saugus tarpinis su papildomu izoliatoriumi (tarpinëje atramoje); c) saugus tarpinis su papildomu izoliatoriumi (kampinëje atramoje); d) saugus atitolintas su papildomu izoliatoriumi 1 — pagrindinis laidas, 2 — pagalbinis laidas

5.45 pav. 15 kV átampos linijos kampinë betoninë A atrama. Laidø tvirtinimas — saugus tarpinis su papildomu izoliatoriumi

288

Saugus laido tvirtinimas prie kabamøjø izoliatoriø skiriasi nuo paprasto tvirtinimo (5.33 pav.) tuo, kad laidas tvirtinamas ne prie vieno, bet prie dviejø arba trijø gaubtiniø izoliatoriø grandiniø, arba prie dviejø ar trijø ilgakamieniø izoliatoriø (5.46 pav., 5.72 pav.). Sankirtos ruoþo galuose, kai keliami padidinti 2-ojo ir 3-iojo laipsnio reikalavimai, statomos padidinto mechaninio atsparumo atramos, vadinamosios perëjimo atramos, kurios gali papildomai atlikti inkariniø arba inkariniø kampiniø atramø vaidmená.

5.46 pav. 110 kV átampos linijos tarpinë betoninë atrama; saugus laidø tvirtinimas 1 — styginis betoninis stiebas, 2 — plieninë skersë, 3 — saugus tarpinis laido tvirtinimas ant dviejø ilgakamieniø izoliatoriø

Susikertant skirtingø vardiniø átampø elektros oro linijoms, aukðtesnës átampos linija turi bûti nutiesta virð þemesnës átampos linijos. Tai visiðkai suprantama, nes aukðtesnës átampos linijos laidai paprastai jau ir taip bûna pakabinti gerokai aukðèiau. Tuo atveju padidintø reikalavimø laipsná nustato normos; pvz., jei virð 230/400 V átampos linijos praeina 15 kV átampos linija, tai jø sankirtà galima ávykdyti trimis bûdais: a) 2-ojo laipsnio padidinti reikalavimai 15 kV átampos linijai; b) 1-ojo laipsnio padidinti reikalavimai 15 kV átampos linijai ir virð 230/400 V átampos linijos laidø nutiestas áþemintas atmuðamasis laidas, saugantis jà nuo susilietimo su nutrûkusiu 15 kV átampos linijos laidu (5.47 pav.); c) sankirtos ruoþe vienà ið linijø pakeisti kabeline linija; þinoma, pigiau pakeisti 230/400 V átampos oro linijà. 289

5.47 pav. 15 kV átampos linijos ir 230/400 V átampos linijos, apsaugotos atmuðamuoju laidu, sankirta 1 — 15 kV átampos linija, 2 — 230/400 V átampos linija, 3 — áþemintas atmuðamasis laidas, 4 — saugus tarpinis laido tvirtinimas

Papildomø reikalavimø, taikomø oro linijoms sankirtø ir priartëjimø ruoþuose, ágyvendinimas kelia daug rûpesèiø ir yra brangus; todël projektuotojas stengiasi taip parinkti linijos trasà, kad ávairiø sankirtø bei priartëjimø bûtø kuo maþiau. Esama ir tokiø objektø, virð kuriø ið viso neleidþiama nieko tiesti: jokios elektros oro linijos virð kranø aptarnaujamos zonos, o 220 kV ir aukðtesnës átampos linijø — virð pastatø, kuriuose nuolat bûna þmonës.

5.6. Izoliuotøjø laidø oro linijos 5.6.1. Bendros þinios Naudojant izoliuotøjø laidø oro linijas, kelis kartus sumaþëja trumpøjø jungimø tarp laidø ir su þeme daþnis, taigi geriau aprûpinami energija vartotojai. Atsparumà audrai — tai svarbiai oro linijø paþeidimø prieþasèiai — gali papildomai pagerinti medinës atramos. Izoliuotøjø laidø linijose trumpieji jungimai neávyksta ðiais atvejais: — nutrûkæs laidas nukrito ant kitø laidø, ant atramos arba ant þemës; — audros metu nulauþta medþio ðaka pakibo ant laidø; — neatsargus autokrano vairuotojas uþkliudo laidus; — nutûpæs ant atramos skersës paukðtis á laidà valosi snapà. Aukðtosios átampos linijø izoliuotieji laidai yra daþniausiai viengysliai, pritvirtinti prie izoliatoriø kaip ir neizoliuotieji laidai, taèiau atstumai tarp jø keturis kartus maþesni. Laidø negalima liesti, nes jie ant izoliacijos sluoksnio neturi áþeminto metalinio ekrano. Þemosios átampos linijø izoliuotieji laidai yra daugiagysliai (4—6 izoliuotieji viengysliai susukti kartu laidai). Jie gali tarpusavyje susiliesti, galima juos be baimës paliesti, tvirtinami be izoliatoriø metaliniais varþlankiais su izoliaciniu polietileniniu áklotu. Dël gerokai maþesniø atstumø tarp atskirø faziø laidø negu neizoliuotøjø laidø linijose sumaþëja linijos induktyvumas bei reaktyvioji varþa (þr. A priedà), o tuo paèiu ir átampos kritimas linijoje (B priedas ir D priedo D4 pvz.). 290

Laido gysla gali bûti aliumininë (þemosios átampos linijose) arba aldrëjinë (aukðtosios átampos linijose) viela, taip pat neðamoji gysla; reèiau — plieninë aliumininë viela arba plieninë aldrëjinë, nes daug rûpesèiø kelia ðiø vielø sujungimai. Vielos paprastai bûna suspaustos (plg. 5.26 pav., e), tai sumaþina laisvà oro erdvæ tarp jø. Paprastai gysla uþpildoma tepalu ir/arba brinkstanèiais milteliais, 30 kartø padidinanèiais savo tûrá atsiradus drëgmei; tai apsaugo nuo drëgmës skverbimosi iðilgai gyslos (5.48 pav.). Izoliacija turi bûti atspari kintamoms atmosferos sàlygoms: lietui, insoliacijai, kaitrai ir ðalèiui. Laidø izoliacijai seniau naudotas neoprenas ir termoplastinis polietilenas, o dabar — tinklinis polietilenas, kuris dël savo darnios vidaus struktûros turi didesná elektriná, ðiluminá ir mechaniná atsparumà. Reikalaujamas laidø atstumas iki þemës pavirðiaus yra nedaug kà maþesnis negu neizoliuotøjø laidø linijoms. Iðimtis — þemosios átampos linija, nutiesta pastatø fasadu; tada uþtenka 3,5 m iki þemës pavirðiaus. Susikertant dviem izoliuotøjø laidø linijoms, aukðtesnës átampos linija tiesiama aukðèiau. Jei kertasi dvi tos paèios átampos linijos, tai neizoliuotøjø laidø linija tiesiama virð izoliuotøjø laidø linijos. Gyslø medþiaga: varis aliuminis aldrëjas plienas

Gyslø sandara: daugiagyslis laidas daugiagyslë plieninë ðerdis neðamasis laidas

Izoliacijos sandara: laidaus polietileno ekranas ant gyslø termoplastinis polietilenas tinklinis polietilenas

Laidas,turintis padidintà atsparumà: liepsnos plitimui iðilginiam drëgmës plëtimuisi

Paaiðkinimai:

– raidinio simbolio sudedamoji dalis

– simbolio nëra; tai irgi informuoja

Simboliø þenklai turi bûti raðomi pateikiamu eiliðkumu

5.48 pav. Raidiniai þymëjimai apibûdina izoliuotøjø laidø sandarà (þemosios átampos laidø þymëjimuose raidë L praleidþiama)

291

5.6.2. Þemosios átampos linijos Kai kuriose ðalyse (Prancûzijoje, Suomijoje) þemosios átampos oro linijos nuo seno tiesiamos tik izoliuotaisiais laidais. Kaskart daþniau jas galima pamatyti ir Lenkijoje. Ateityje neizoliuotøjø laidø linijos tikriausiai pasiliks tik neapþeldintose teritorijose su retai iðsidësèiusiais pastatais. Ávaduose naudojamø laidø skerspjûvis yra 16 ir 25 mm2, atðakinëse linijose 35 ir 50 mm2 ir pagrindinëse linijose — 70 ÷ 120 mm2. Laidas PEN (PE), per visà ilgá atitinkamai paþenklintas, taip pat apðvietimo laidas gali bûti ir maþesnio skerspjûvio. Yra dvi pagrindinës linijø sistemos: • 4-core sistema, arba 4-iø gyslø sistema1), tai neðamøjø laidø linija. Tempimo jëgà priima visos gyslos, tai atsiliepia varþlankiø konstrukcijai. Montaþinës lentelës ir grafikai taikomi visoms izoliuotoms gysloms, susuktoms kartu. Bydgoszczo kabeliø gamykla gamina laidus, paþymëtus AsXS arba AsXSn (5.48 pav.). • AMKA sistema, pakabintø laidø arba vadinamøjø oro kabeliø sistema. Tempimo jëgà priima áþeminta neðamoji laido gysla (pvz., PEN gysla), ir tiktai ji pritvirtinama varþlankiais (5.49 pav.), o kitos gyslos kabo laisvai. Montaþinës lentelës ir grafikai taikomi tiktai neðamajai gyslai. Ji gali bûti ir izoliuota, ir neizoliuota. Betoninëse atramose neizoliuota gysla tvirtinama varþlankiu, laidþiai sujungtu su áþeminimo gnybtu atramos virðûnëje, — tokiu bûdu ji áþeminama kiekvienoje atramoje. Galima nebijoti, kad suklydus bus sukeisti vietomis PEN laidas (neizoliuotas) su faziniu laidu (izoliuotu); tai ne kartà yra buvæ nelaimingø atsitikimø prieþastimi. Neðamosios gyslos skerspjûvis paprastai yra vienu laipsniu maþesnis uþ faziniø gyslø (pvz., 3 x 70 + 50 mm2). Izoliuotøjø laidø linijos sandara panaði á neizoliuotøjø laidø linijos sandarà. Laidams pritvirtinti reikia tempimo ir kampiniø varþlankiø, priimanèiø tempimo jëgà, taip pat tarpiniø varþlankiø, tik prilaikanèiø laidus. Tarpiniai varþlankiai turi saugiklá2), kuris leidþia atsikabinti laidui nuo atramø (gembiø) arti nutrûkimo, medþio uþvirtimo ant linijos arba atramos nulûþimo vietos. Atðakas ir ávadus galima padaryti nenuimant nuo laido izoliacijos. Tam tikslui naudojami pramuðantys izoliacijà gnybtai, uþdengti sandariais gobtuvëliais. Ðie gnybtai turi piramidës virðûnës pavidalo dantis, kuriais galima perduoti didelæ spaudimo jëgà á susilietimo su laido gysla vietà. Þemosios átampos tinkluose linijoms sekcijuoti ir atðakoms ájungti bei iðjungti daþnai naudojami jungikliai su saugikliais (5.50 pav.), tvirtinami prie oro linijos atramø. Elektromonteris, stovëdamas ant þemës ir naudoPavadinimas „4-core“ yra simbolinis, nepriklausantis nuo tikrojo gyslø skaièiaus. Mechaninis saugiklis, panaðiai veikiantis kaip slidþiø pritvirtinimai (atsegantys slides krentant arba darant rizikingà kojos judesá). 1) 2)

292

5.49 pav. Neðamøjø laidø linijos atðaka — ENSTOPOL, Gdanskas 1 — tarpinis pagrindinës linijos laido tvirtinimas, 2 — atðakinës linijos laido atitolintas tvirtinimas, 3 — pramuðantis izoliacijà gnybtas (matmenys milimetrais)

5.50 pav. Atramose naudojamas jungiklis su saugikliais RSA-00 (400 V, 160 A) — APENA, Bielsko-Biala 1 — izoliuojantis gaubtas, dengiantis aktyviàsias dalis (judamàjá kontaktà ir saugiklá), 2 — apsauginio nulinio PEN laido gnybtas, 3 — ájungtos padëties rodyklë, 4 — sraigtinis strypas prie manevrinës svirtelës

293

5.51 pav. Atramose naudojamo jungiklio su saugikliais galimos padëtys — APENA, Bielsko-Biala a) jungiklis ájungtas; b) iðjungimas; c) jungiklis iðjungtas; d) nuimta nuimamoji dalis

5.52 pav. Átampos indikatoriaus naudojimas — ENSTOPOL, Gdanskas 1 — jungiklis su saugikliais, 2 — átampos indikatorius prie manevrinës svirtelës

294

damasis manevrine svirtele, gali ájungti bei iðjungti jungiklá (5.51 pav.). Jis taip pat gali patikrinti, ar yra átampa kiekviename poliuje abiejose jungiklio pusëse, ir nustatyti, kuris tirptukas yra perdegæs (5.52 pav.). Pagaliau jis gali nuimti jungiklio nuimamàjà dalá su tirptukais, juos apþiûrëti ir/arba pakeisti.

5.6.3. Aukðtosios átampos linijos Viengysliai izoliuotieji laidai naudojami vidutiniosios átampos (15 ir 20 kV1)) linijose. Apie 25 % padidëjusi lëðø dalis tokiø linijø tiesimui padengiama sumaþëjusiomis eksploatavimo iðlaidomis; kelis kartus reèiau linija atjungiama dël trumpøjø jungimø. Jei linija kerta miðkà, tai uþtenka kur kas siauresnës proskynos. Linijoms naudojami izoliuotieji 50—240 mm2 skerspjûvio laidai, pritvirtinti pavieniui prie smaiginiø arba kabamøjø izoliatoriø kaip ir neizoliuotieji laidai; þodþiu, — tai linijos, kuriø laidai yra neðamieji. Ilgo pavadinimo AAFLwsXSn (5.48 pav.) laidai yra paprastos sandaros: ant plieninio aldrëjinio laido uþdëta 2,5 mm storio tinklinio polietileno izoliacija, atspari liepsnos plitimui. Izoliuotøjø laidø linijoms gaminami specialûs smaiginiai izoliatoriai tarpiniam tvirtinimui. Jie turi galvutæ su grioveliu laidui (5.53 pav.), dël to pririðimo vieta nepatiria nei laido svorio, nei jëgø, atsirandanèiø virpant laidui nuo vëjo. Pririðimas turi iðlaikyti numatomus laidø álinkius ir neleisti laidui iðkristi ið griovelio, kai jis paðoka, staiga atitrûkus apðalui. Taèiau turi leisti iðslysti nutrûkusiam laidui (5.5 pav.). Uþvirtus medþiui ant linijos, pririðimas turi nutrûkti. Tarpinis pririðimas atliekamas nenuimant izoliacijos nuo laido. Izoliatorius su grioveliu galvutëje puikiai tinka ir neizoliuotøjø laidø linijoms. ä 5.53 pav. LWP8-24-S izoliatorius su grioveliu galvutëje 15 ir 20 kV átampos izoliuotøjø laidø linijoms — ZAPEL, Boguchvala (izoliatoriaus koto ilgis L yra 62, 105 arba 140 mm, sriegis — M20 arba M24) Nuo 1993 m. Helsinkio oro uostas maitinamas eksperimentiniu 110 kV átampos izoliuotøjø laidø linijos ruoþu, nutiestu suomiø firmos NOKIA. Trys aldrëjiniai 355 mm2 skerspjûvio laidai, izoliuoti 5 mm storio tinklinio polietileno sluoksniu, pakabinti vertikalia sistema (virð vienas kito) 1,35 m vienas nuo kito atstumu. Virð jø pakabintas neizoliuotas apsauginis lynas. 1)

295

Atitolintam laido tvirtinimui naudojami kabamieji izoliatoriai. Atitolintas varþlankis tvirtinamas prie laido, prieð tai nuëmus izoliacijà. Vietose, kur nuimama izoliacija, t. y. prie atitolinanèiø varþlankiø ir sàvarþø, reikia jà vëliau atgaminti. Paprastai apvyniojama lipnia izoliacine juosta, kurios bendras sluoksnio storis ne maþesnis kaip 3 mm. Ant virðaus uþvyniojama speciali juosta, atspari atmosferos poveikiui, arba uþmaunamas susitraukiantis vamzdelis. Izoliacijà galima atgaminti susitraukianèiø vamzdeliø sluoksniu, kurio bendras storis ne maþesnis kaip 4 mm. Ðis vamzdelis pakaitinamas lempa, kad susitrauktø, benzinu nuplaunamos anglies apnaðos, maunamas kitas sluoksnis ir t. t. Kiekvienas vamzdelis turi bûti ið abiejø galø bent 4 cm ilgesnis uþ anksèiau uþmautàjá. Jei virðátampis sukelia lankiná trumpàjá jungimà, tai neizoliuotøjø laidø linijoje elektros lankas gali slinkti iðilgai laidø1). Izoliuotaisiais laidais lankas negali slinkti, todël dega ten, kur atsirado, todël ir laidas gali visiðkai nudegti. Kad bûtø to iðvengta, pavojingiausiose vietose prie izoliuotojo laido pritvirtinami gnybtai su apsauginiais rageliais, sujungti neizoliuotojo laido atkarpomis (5.54 pav.). Lankas slenka iki rageliø galø, sudarydamas kaskart vis ilgesnæ kilpà, kol pagaliau uþgæsta.

5.54 pav. 15 kV átampos izoliuotøjø laidø linijos tarpinis tvirtinimas (nuotolis 0,4 m) — ENSTOPOL, Gdanskas 1 — izoliatorius, kurio galvutë su grioveliu ir izoliaciniu áklotu, 2 — gnybtas ir apsauginis ragelis dël virðátampiø Elektros lankà, kaip ir laidininkà, kuriuo teka srovë, veikia elektrodinaminë jëga kryptimi, kurià apibûdina didþiausio srauto principas: elektrodinaminë jëga stengiasi taip perstumti lankà, kad magnetinis srautas, apimantis srovës kilpà, bûtø kuo didþiausias. Lankas dideliu greièiu juda energijos perdavimo kryptimi, t. y. nuo srovës ðaltinio link vartotojø. 1)

296

Naujovë yra vidutiniosios átampos (10, 20 ir 30 kV) linijos su kabamaisiais daugiagysliais laidais, pagamintais ir tvirtinamais kaip ir þemosios átampos AMKA sistemos laidai. Aplink neizoliuotà plieniná neðamàjá lynà apvyniotos trys fazinës gyslos, kuriø sandara panaði á poþeminiø polietileniniø kabeliø sandarà. Ant gyslos yra laidaus polietileno sluoksnis, kad ji ágytø taisyklingà cilindriná pavirðiø. Virð ðio sluoksnio — izoliacinis tinklinis polietilenas, ant jo vël laidaus polietileno ir popieriaus sluoksnis, ekranas ið aliumininës juostelës ir pagaliau ið iðorës polietileno apvalkalas.

5.7. Apsauga nuo elektros oro linijose Pagrindinæ apsaugà, neleidþianèià þmogui prisiliesti prie neizoliuotøjø laidø ir kitø aktyviøjø daliø, sudaro tai, kad jie yra neprieinami (1.36 pav.). Daugiau rûpesèiø kelia papildoma apsauga. Nutrûkus neizoliuoto laido tvirtinimui arba paþeidus izoliatoriø, plieninë atramos skersë ágauna átampà. Jei atrama medinë ir joje prie izoliatoriø yra pritvirtinti laidai (5.7 pav.), padëtis nëra pavojinga, nes skersë ranka nepasiekiama. Jei taip atsitiktø plieninëje arba betoninëje atramoje, átampà ágautø visa atrama. Taèiau atramos poþeminë dalis ir galimas dirbtinis áþeminimas, perduodantis átampà aplinkiniam gruntui, maþina grësmæ. Þmogus prisilieèia prie atramos, turinèios paaukðtintà potencialà, bet pats stovi ant þemës, t. y. vietoje, kuri turi potencialà, priartintà prie atramos potencialo. Atrama, kurioje ávyko áþemëjimas, turi didesnæ áþeminimo árenginio átampà negu tolesnës þemës pavirðiaus vietos, nes tolstant nuo atramos átampa maþëja (5.55 pav.). Þmogus, bûdamas arti atramos, gali nukentëti nuo átampos, atsirandanèios tarp skirtingø taðkø, su kuriais lieèiasi. Ávertinant grësmës dydá, svarbu þinoti, kokias reikðmes siekia: — prisilietimo átampa, arba átampa tarp dviejø taðkø, prie kuriø vienu metu gali prisiliesti þmogaus rankos arba ranka ir pëda; — þingsnio átampa, arba átampa tarp dviejø þemës pavirðiaus taðkø, tarp kuriø yra vieno þingsnio atstumas (1 m). Ðiø átampø leistinosios vertës yra tuo didesnës, kuo trumpiau trunka áþemëjimas, kuo greièiau suveikia apsauga. Pakanka, kad prisilietimo átampa nevirðytø taisyklëmis nustatytø dydþiø, — tada nëra ko nuogàstauti, kad bus virðyta ir leistina þingsnio átampa. Prisilietimo ir þingsnio átampà galima sumaþinti árengiant aplink atramà horizontaløjá áþeminimo árenginá potencialui iðlyginti (5.56 pav.). Ðiuo atveju átampa þemës pavirðiuje maþëja ðvelniau, negu parodyta 5.55 pav. 297

5.55 pav. Átampos pasiskirstymas palei 110 kV átampos linijos atramà, kurioje paþeista izoliacija UT — prisilietimo átampa, US — þingsnio átampa

Þemosios átampos linijose natûralus betoninës atramos áþeminimas yra pakankamai geras, todël þmogui bûti prie atramos nepavojinga. Taigi papildomo dirbtinio áþeminimo árenginio apskritai nereikia. TN sistemos tinkluose turi bûti ánulintos visos betoninës ir plieninës atramos. Tai pagerina saugos sàlygas prie atramos, padidina ánulinimo efektyvumà visame tinkle ir nedaug kainuoja. Trumpa laido atkarpa PEN laidas sujungiamas su atramos metalinëmis konstrukcijomis arba armatûra; taip pat, jei neizoliuotasis PEN laidas yra pritvirtintas ne prie izoliatoriaus, bet prie gembës, laidþiai sujungtos su atrama, tai atrama tuo paèiu yra ánulinta.

5.56 pav. Plieninës atramos su keturiais pamatais horizontalusis áþeminimo árenginys

298

Aukðtosios átampos linijose árengiamas apsauginis áþeminimo árenginys pirmiausia ðiais atvejais: a) esant plieninëms ir betoninëms atramoms tokiose vietose, kur nuolat arba daþnai bûna þmonës: iðtisai uþstatytose teritorijose, parkuose ir soduose, arti pastatø ir keliø; b) kai atramose yra kokie nors aparatai ir atëjæ elektromonteriai turi su jais dirbti. Prie þemëje esanèio atramos áþeminimo árenginio prijungiamos plieninës atramos konstrukcijos arba betoninës atramos armatûra (5.57 pav.). 15 ir 20 kV átampos linijose pakanka: — natûralaus áþeminimo, kuriuo gali bûti poþeminë atramos dalis (jos apsauginis veikimas neapima atotampos, kuriai reikia izoliuojanèio apvalkalo); arba — elektrà izoliuojanèio apvalkalo (abizolo, dacholeumo), padengianèio atramà iki 2,5 m aukðèio. Atskirai verta kalbëti apie prie atramø esanèius áþeminimo árenginius apsaugai nuo atmosferiniø virðátampiø, t. y. aukðèiausiøjø átampø linijø apsauginiø lynø áþeminimo árenginius ir jiems keliamus reikalavimus (9 dalis).

5.57 pav. Tarpinës betoninës atramos áþeminimas 1 — plieninë plokðtelë, sujungta su atramos armatûra, 2 — atramos apsauginis gnybtas, 3 — áþeminimo laidininkas, jungiantis atramà su áþemintuvu

5.8. Oro linijø tiesimas Oro linijos tiesiamos remiantis technine dokumentacija, kurioje tarp kitø dokumentø yra ir nuodugnus linijos trasos planas (þiûrint ið virðaus). Jame nurodyta atramø rûðis, jø statymo vieta, laidø tipas ir jø tvirtinimo bûdas. Esant reikalui, dokumentacijoje gali bûti pateiktas ir iðilginis linijos pjûvis (þiûrint ið ðono), sankirtø tarpatramiø profiliai ir ávairûs brëþiniai, rodantys netipiniø detaliø atlikimo bûdus. Darbai pradedami nuþymint linijos trasà, t. y. projekte nurodytos atskirø atramø pastatymo vietos paþymimos vietovëje. Reikia siekti, kad 299

inkarinës, kampinës ir sankirtø atramos bûtø pastatytos tiksliai numatytose vietose ir kad ten, kur eina tiesi trasa, atramos bûtø vienoje aðyje, t. y. kad viena kità dengtø. Jei tarpatramiai ilgi, aukðtosios átampos linijø trasos nuþymimos naudojant teodolità; jei tarpatramiai neilgi, uþtenka þiûrono. Þymint linijos trasà, atramø statymo vietos paþymimos laikinais stulpeliais. Nuþymëjus linijos trasà, statomos atramos. Duobes atramoms reikia kasti taip, kad kuo maþiau bûtø paþeista grunto struktûra prie poþeminiø atramos daliø. Pamatai ir atraminës plokðtës bei sijos turi remtis, kiek tai ámanoma, á nejudintà gruntà. Reikia vengti iðkasti per gilià duobæ, kurià paskui reikëtø ið dalies uþpilti. Statant pavienes vienstiebes atramas, þemës græþtuvu iðgræþiama þemëje skylë, á kurià atrama turi laisvai áeiti. Uþkasant þemæ aplink atramà, reikia jà sluoksniais stipriai suplûkti; ið karto uþpilamas apie 15 cm storio þemës sluoksnis, stipriai suplûkiamas, vël pilamas kitas sluoksnis, vël plûkiamas ir t. t. Tada gruntas aplink atramà pasidaro atsparus, ir atrama vëliau negali pasvirti. Lengvesnës atramos su smaiginiais izoliatoriais statomos komplektiðkai sumontuotos ir kartu su izoliatoriais. Atramoms pastatyti naudojami autokranai, o jø neturint — statomos rankomis, naudojant suriðtas kartis (5.58 pav.).

5.58 pav. Atramos statymas naudojant kartis (1 — kartys, 2 — slydimo lenta)

Didesnës ir sunkesnës atramos, ypaè aukðèiausiosios átampos linijø plieninës atramos, paprastai montuojamos paguldytos ant þemës ir orientuotos á linijos aðá, paskui statomos sukimo metodu. Dvi atramos kojos pritvirtinamos prie pamato su lankstais (5.59 pav.), tada naudojant pagrindiná lynà 3, permestà per þirkliø 2 virðûnæ ir traukiamà traktoriaus 5, atrama pamaþu sukama, kol pasiekia statmenà padëtá. Paskutinëje judesio fazëje atramà prilaiko uþpakalinë atotampa 7. Ðoninës atotampos 6 prilaiko, kad ji nesvirtø á ðonus. Aukðtas ir sunkias atramas galima montuoti ir statmenas ið montaþiniø daliø, atgabentø á tiesiamos linijos trasà. Sunkioms dalims pakelti sumontuojamos pagalbinës keliamosios konstrukcijos panaudojant gerves. Sudëtingoje (kalnuotoje, uþliejamoje) vietovëje sunkiø atramø montavimà palengvina sraigtasparnis, kuris gali perkelti kelias tonas sverianèias dalis, o pakibæs ore — padëti jas sujungti. 300

5.59 pav. Atramos statymas sukimo metodu 1 — atrama, 2 — þirklës, 3 — pagrindinis lynas, 4 — skrysèiai, 5 — traktorius, 6 — ðoninë atotampa, 7 — uþpakalinë atotampa, 8 — uþpakalinës atotampos gervë

Galinës ir kampinës atramos statomos truputá pasvirusios nuo statmens á prieðingà pusæ nuo laidø tempimo jëgos krypties. Átempus ir pritvirtinus laidus, atrama atsitiesia. Pastaèius atramas, linijos tempimo sekcijose pradedami uþdëti ir átempti laidai. Sekcijos pradþioje ant gembiø uþdedamas bûgnas su laidu; laidà reikia vynioti nuo virðaus, o bûgnas turi laisvai suktis. Iðvyniojant laido negalima vilkti þeme. Todël já reikia stipriai átempti, o bûgnà su laidu stabdyti papildomu stabdymo bûgnu (5.60 pav.). Kad bûtø galima iðlaikyti tempiamo laido galà, naudojama montaþinë kojinë, t. y. apie 1 m ilgio ið vieno galo atviras plieniniø vielø tinklelis (5.61 pav.), kuris tempimo metu ið visø pusiø stipriai suspaudþia laidà. Vyniojamas laidas dedamas ant montaþiniø skriemuliø, pakabintø ðalia izoliatoriø (5.62 pav.). Skriemulio skersmuo turi bûti bent 20 kartø didesnis uþ laido skersmená, kad laidas nebûtø per daug lankstomas. Grioveliai skriemuliuose turi bûti gana platûs, kad per juos galëtø laisvai praeiti ir sàvarþos. Izoliuotiesiems laidams naudojami platûs skriemuliai, apvilkti plastiku (5.63 pav.). Kai kuriø izoliatoriø, skirtø vidutiniosios átampos izoliuotøjø laidø linijoms, galvutë turi platø griovelá su izoliaciniu áklotu (5.54 pav.). Iðvyniojamas laidas ið karto dedamas á ðá griovelá nenaudojant jokiø montaþiniø skriemuliø. Lengvesnius laidus elektromonteris uþkelia á atramà ir uþdeda ant montaþinio skriemulio. Jei laidai sunkesni, o tarpatramis ilgesnis, tai jie pakeliami á virðø (su skriemuliu, kad laidas nebûtø per daug sulenkiamas) naudojant pritvirtintus prie atramos skridinius arba skrysèius. 301

Tempimo sekcija

5.60 pav. Laidø montavimas: a) laidai iðvyniojami ir uþdedami ant montaþiniø skriemuliø; b) laidas pritvirtinamas prie pirmos tempimo sekcijos atramos; c) reguliuojami laido álinkiai 1 — bûgnas su laidu, 2 — stabdymo bûgnas, 3 — montaþinis skriemulys, 4 — elektromonteris, keliantis laidà á atramà, 5 — montaþinis varþlankis, 6 — skrysèiai, 7 — laidas tvirtinamas prie izoliatoriaus, kad bûtø galima já tempti

5.61 pav. Montaþinë kojinë tempiamo laido galui laikyti

5.62 pav. Montaþinis skriemulys laidui pakabinti

302

5.63 pav. Daugiagyslis izoliuotas laidas ant montaþinio skriemulio iki tarpinio pritvirtinimo

Vyniojant laidà ilgame tarpatramyje viduryje padedami neaukðti mediniai oþiai arba varteliai laidui prilaikyti, kad nenukristø ant þemës. Varteliai arba specialûs pastoliai statomi ir virð keliø, geleþinkelio linijø bei kitø linijos kertamø objektø. Iðvyniojant lengvesnius laidus trumpose tempimo sekcijose, pvz., tiesiant þemosios átampos linijas, laidus gali tempti ir þmonës. Kitais atvejais naudojamas traktorius. Visas problemas iðsprendþia sraigtasparnis, ypaè pravartus sudëtingoje vietovëje: iðvynioja laidà, neleidþia jam vilktis þeme ir uþkelia já ant montaþinio skriemulio (5.64 pav.).

5.64 pav. Laido iðvyniojimas naudojant sraigtasparná

Prieð átempiant laidus, inkarines atramas reikia sustiprinti atotampomis, kad nesusisuktø atramos konstrukcija. Pirmiausia laidas pritvirtinamas prie pirmosios atramos, paskui stebint dinamometro parodymus, paskutinëje tempimo sekcijos atramoje laidas tempiamas skrysèiais, reguliuojami álinkiai. Naudojantis montaþine lentele arba montaþiniu grafiku (5.4 pav.), parenkamas toks laido átempimas, kad bûtø pasiektas álinkis, atitinkantis laido (ne oro!) temperatûrà montavimo metu. Laidas vis dar tebelaikomas ant montaþiniø skriemuliø (arba izoliatoriø grioveliuose, taèiau nepritvirtintas) ir gali laisvai persislinkti, kad reguliuojant átempimà bûtø galima lengviau nustatyti, — stebint linijà ið tolo, — ar álinkiai iðlyginti visame tempimo sekcijos ilgyje. Skubotai sureguliavus álinkius ir galutinai pritvirtinus laidà, gali atsitikti, kad jau po keliø ar keliolikos valandø álinkiai padidëja. Dël suprantamø prieþasèiø to negalima leisti. Álinkiø padidëjimo prieþastis — neþymiai pailgëjæs laidas dël susuktø vieleliø iðsitiesinimo, medþiagos takumo (ypaè aliuminio) ir kitø reiðkiniø. Panaðiø staigmenø galima iðvengti dviem bûdais: — arba ið pradþiø, prieð reguliuojant álinkius, apie 12 val. átempti laidai paliekami ant montaþiniø skriemuliø; — arba reguliuojant álinkius, laidas átempiamas labiau, taip sumaþinant álinkius, tarsi laido temperatûra bûtø apie 10—15 °C þemesnë uþ faktinæ. Baigus álinkiø reguliavimà, laidas pritvirtinamas paskutinëje tempimo sekcijos atramoje. Tada kitose atramose laidai iðimami ið skriemuliø ir pritvirtinami prie izoliatoriø. Elektromonteris paskutiná kartà rûpestingai nuvalo izoliatorius. 303

Uþbaigus pagrindinius montavimo darbus, pakartotinai daþomos plieninës atramos ir plieninës atramø skersës, pritvirtinamos prie atramø áspëjamosios lentelës ir lentelës su atramos numeriu bei linijos simboliu. Tik visapusiðkai patikrinus atliktus darbus, paðalinus pastebëtus trûkumus ir atlikus kontrolinius matavimus, linijà galima prijungti prie átampos ir pripaþinti tinkama naudoti.

5.9. Oro linijø eksploatavimas 5.9.1. Techninës prieþiûros ir remonto darbø apimtis Akcinë bendrovë „Lenkijos elektros tinklai“ eksploatuoja 220—750 kV átampos oro linijas ir aukðèiausiosios átampos pastotes, sudaranèias elektros energetikos sistemos branduolá; kitoms 33 energetikos ámonëms priklauso dauguma likusiø linijø. Eksploatuojant siekiama: a) uþtikrinti nenutrûkstamà atitinkamos átampos elektros energijos tiekimà, esant maþiausiems galios ir energijos nuostoliams (B priedas); b) neleisti prieð laikà nusidëvëti árenginiams; c) uþtikrinti tinklo plëtimà, statant naujas pastotes ir linijas, atsiþvelgiant á apkrovos didëjimà ir senø árenginiø nusidëvëjimà; d) garantuoti eksploatacinio personalo, taip pat asmenø ir objektø, esanèiø arba galinèiø bûti arti linijø, saugumà. Pirmiausia reikia uþkirsti kelià gedimams. Nors ir nebûtø jokiø nerimà kelianèiø reiðkiniø, vis tiek periodiðkai apeinamos ir apþiûrimos linijos. Linijos apeinamos neiðjungiant átampos. Darbuotojai, einantys iðilgai linijos trasos, patikrina: 1) atramø bûklæ (mediniø atramø ápuvimà, betoniniø atramø átrûkimus, plieniniø atramø korozijà, atramø pasvirimà, grunto nusëdimà); 2) izoliatoriø bûklæ (sudauþymà, áskilimà), laidø sujungimø bûklæ ir jø tvirtinimà prie izoliatoriø (su þiûronais); 3) virðátampiø ribotuvø ir áþeminimo laidininkø bûklæ; 4) linijø þenklø ir áspëjamøjø lenteliø bûklæ; 5) atstumà nuo laidø iki þemës bei ávairiø objektø, pvz., iki medþiø ðakø, kurios uþaugo po paskutinës kontrolës. Ðitaip apeinama ne reèiau kaip kartà per metus aukðèiausiosios átampos linijose ir kartà per 5 metus — kitose linijose. Suprantama, kad linijos apeinamos tokiomis dienomis, kai geras matomumas. Seniau ir naktimis reikëdavo apeiti linijas norint rasti kibirkðèiuojanèius arba smarkiai ákaitusius laidø sujungimus. Dabar tai galima 304

padaryti naudojant nekontaktinius termometrus, veikianèius infraraudonojo spinduliavimo diapazone. Visi trûkumai, nustatyti apeinant, stropiai registruojami ir nedelsiant ðalinami, kol dël jø neávyko stambesni gedimai ir avariniai linijø atjungimai. Linijos apþiûrimos kur kas reèiau, kas 5—10 metø. Apþiûros apima aukðèiau minëtà, bet smulkmeniðkai atliekamà veiklà, taip pat ávairius matavimus ir techninës prieþiûros priemones (pvz., atramø daþymà) bei paþeistø elementø pakeitimà ir remontà. Ðie darbai, nepriklausomai nuo linijos vardinës átampos, vis daþniau atliekami neiðjungiant átampos, kad nebûtø nutrauktas vartotojø aptarnavimas. Pavyzdingos ir planingos prevencinës techninës prieþiûros priemonës ir remontas itin sumaþina netikëtø gedimø daþná, taèiau visiðkai jø iðvengti nepavyksta. Jø prieþastys labai ávairios, — pradedant trûkumais, slypinèiais paèioje medþiagoje, bei neatskleistomis montavimo klaidomis ir baigiant nesubrendëliø siautëjimu dauþant izoliatorius. Oro linijas veikia kintanèios oro sàlygos. Pasitaiko atmosferiniø reiðkiniø ir gaivaliðkø nelaimiø, dël kuriø sugenda arba net sunaikinami iðtisi linijø ruoþai. Taip atsitinka: — siauèiant vëtrai, sukelianèiai dideles laidø ir atramø mechanines apkrovas (dël vëjo slëgio) ir lauþanèias medþius bei jø ðakas arti linijø; — audros metu, trenkus þaibui á linijà; — dël potvynio, paplovus atramø pamatus; — dël gausaus apðalo, kai laidai smarkiai pasunkëja. Rûpesèiø kelia ir tirðtas rûkas, — ant izoliatoriø pavirðiaus, taip pat ir ant daliø, apsaugotø nuo lietaus, ima kondensuotis uþterðtas vanduo. Rûkas savo padariniais gali bûti blogesnis uþ lietø, kuris suðlapina tik dalá izoliatoriaus pavirðiaus ir nuplauna neðvarumus. Rytais, kylant rûkui, ant izoliatoriø pasirodo pavirðiniai iðlydþiai. Tai daugiausia praeinantys trumpieji jungimai, negráþtamai dingstantys po trumpalaikio (trunkanèio dalá sekundës) linijos iðsijungimo. Pavirðinio iðlydþio metu elektros lankas áðildo ir iðdþiovina izoliatoriaus pavirðiø. Rytø Vokietijos dalyje linijø rytiniø iðjungimø prieþastimi ilgà laikà buvo laikomas rûkas. Pasirodë, kad kaltos suopiø iðmatos; paukðèiai grobio tykojimo punktais pasirinko atramø skerses. Prieð pradedant ðalinti linijos gedimà, reikia nustatyti jo vietà, taèiau ne visada tai lengva padaryti. Yra matavimo metodø, kuriais ið linijos galo galima nustatyti gedimo, laido nutrûkimo arba trumpojo jungimo vietà. Jei ðie metodai apgauna, nebelieka nieko kito, kaip tik atlikti avarinæ linijos apþiûrà. Automaðinomis iðveþiojami darbuotojai, kiekvienam priskiriant apþiûrëti apie 2—5 km ilgio linijos ruoþà. Jei ámanoma, pvz., jei ilgesnis linijos ruoþas tæsiasi iðilgai kelio, tai apþiûrëti galima tiesiog ið lëtai 305

vaþiuojanèio automobilio. Ilgos ir svarbios aukðèiausiosios átampos linijos apþiûrimos ið lëktuvo arba sraigtasparnio, skrendanèio nedideliu greièiu (100 km/h) 100—300 m aukðtyje. Prityræ transporto tarnybos darbuotojai, gerai paþástantys vietovæ ir tuos árenginius, kuriuos priþiûri, daþnai neapsirikdami ir neatlikdami visos trasos apþiûros atspëja gedimo vietà.

5.9.2. Saugaus darbo oro linijose pagrindai Saugos taisyklës pirmiausia neleidþia dirbti nelaimingo atsitikimo padidintos rizikos sàlygomis. Tokiu bûdu: • neleidþiama dirbti jokiø darbø perkûnijos metu; • tiktai skubius avarinius darbus leidþiama dirbti esant blogam matomumui, stipriam vëjui, rûkui, lyjant, sningant ir esant temperatûrai, þemesnei kaip –10 °C. Dirbant po vienà leidþiama dienos metu atlikti tik paprastus veiksmus, nereikalaujanèius lipti á atramà, artintis prie aktyviøjø daliø ir jungti aparatø. Dirbant kitus darbus, reikalaujama, kad juos dirbtø maþiausiai du asmenys. Antrasis asmuo gali priþiûrëti, kad tiesioginis darbø atlikëjas nepadarytø klaidos, o ávykus nelaimingam atsitikimui, suteikti jam pagalbà. Darbai, susijæ su nelaimingo atsitikimo rizika, atliekami gavus nurodymà raðtu. Jame tiksliai apibûdinama darbø atlikimo vieta, apimtis, sàlygos ir pobûdis. Tai iðmintinga taisyklë, nes paliepimà þodþiu galima duoti paskubomis, be to, jo ir pëdsakø nelieka. Tuo tarpu nurodymà raðtu reikia gerai apgalvoti, nes nelaimingo atsitikimo atveju jis taps daiktiniu árodymu. Nurodymas raðtu neleidþia darbø vykdytojams pakeisti ar uþmirðti svarbiø smulkmenø. Darbai oro linijose kaip ir su kitais elektros árenginiais atliekami: — arba atjungtoje nuo átampos linijoje; — arba linijoje su átampa. Jei darbus reikia atlikti atjungtame nuo átampos árenginyje, tai atjungtà linijà nuo atsitiktinio ájungimo saugo iðjungtas jungtuvas. Paskui reikia konstatuoti, ar darbo vietoje tikrai nëra átampos, vëliau uþtrumpinti linijà ir ið abiejø darbo vietos pusiø áþeminti. Neleidþiama pasikliauti pastotës budinèiojo tvirtinimu, kad sutartà valandà linija bus iðjungta ir galima ramiai pradëti darbà. Toks perdëtas pasitikëjimas þmoniø solidarumu ir neklystamumu ne kartà baigdavosi tragiðkai. Pasirodydavo, kad budintysis uþmirðdavo susitarimà arba iðjungdavo ne tà linijà; kita vertus, ir brigada vietovëje per klaidà gali pasirinkti ne tà linijà. Atsargûs elektrikai, kurie neskuba palikti ðá pasaulá, laikosi tokios taisyklës: árenginá galima laikyti neturinèiu átampos ir saugiai prie jo 306

prisiliesti tik tuo atveju, kai jis buvo iðjungtas ir, konstatavus átampos nebuvimà, uþtrumpintas ir áþemintas. Átampos nebuvimas darbo vietoje konstatuojamas kilnojamuoju átampos indikatoriumi. Labiausiai paplitæs optinis átampos indikatorius turi rusenanèià lemputæ (neoninæ), kuri uþsidegdama rodo átampos buvimà. Jos ðvytëjimas aiðkiai matomas pastatø viduje, uþdarosiose pastotëse, taèiau jis nematomas giedrià dienà atvirame ore. Norint ásitikinti, ar nëra átampos oro linijoje, reikia akustinio átampos indikatoriaus (5.65 pav.), signalizuojanèio apie átampos buvimà akustiniu signalu, arba optinio-akustinio átampos indikatoriaus. Jei átampos indikatorius signalizuoja apie átampos buvimà, tai árenginys turi átampà. O jei nesignalizuoja apie átampos buvimà, tai galimi du atvejai: — árenginys yra be átampos, — átampos indikatorius sugedæs. Todël ir prieð, ir po átampos nebuvimo konstatavimo reikia patikrinti patá indikatoriø, palieèiant juo esantá netoliese árenginá su átampa arba paduodant átampà ið indikatoriuje ámontuoto baterinio arba ið visai atskiro srovës ðaltinio (5.65 pav.).

5.65 pav. Akustinis átampos indikatorius 100—1000 V átampos árenginiams — CATU, Prancûzija: a) naudojimo bûdas, b) indikatorius ir jo rankena su maitinimo ðaltiniu ir zumeriu

307

Ásitikinti, kad nëra átampos, galima ir kitaip. Gavus þinià apie linijos atjungimà ir áþeminimà pastotëje (pastotëse), reikia atlikti uþmetimà. Ilgo lankstaus varinio laido vienas galas áþeminamas, o kitas beveik su kilograminiu svarsèiu metamas taip, kad laidas apvyniotø visus linijos laidus. Norint tiksliai tai padaryti, reikia ir jëgos, ir águdimo. Taèiau galima apsieiti ir be jø, naudojantis spyruokline svaidykle (5.66 pav.).

Iððovus

5.66 pav. Uþmetimas naudojantis spyruokline svaidykle — CATU, Prancûzija: a) uþtaisyta mëtyklë, b) iððovimas

Prieð iððovimà

Po átampos nebuvimo konstatavimo abiejose darbo vietos pusëse reikia uþdëti kilnojamuosius áþemiklius (5.67 pav.). Pirmiausia bendrasis áþemiklio laidas prijungiamas prie atramos áþeminimo árenginio arba prie pat darbo vietos laikinai árengto áþeminimo árenginio. Paskui áþemiklio gnybtai (5.68 pav.) uþdedami paeiliui ant laidø, pradedant nuo þemiausiai esanèio laido. Bent vienas áþemiklis turi bûti matomas ið darbo vietos. Darbo vieta

5.67 pav. Kilnojamieji áþemikliai abiejose darbo vietos pusëse

308

5.68 pav. Kilnojamasis áþemiklis vidutiniosios átampos oro linijoms — AKTYWIZACJA, Krokuva 1 — gnybtas prijungti prie fazinio laido, 2 — gnybtas prijungti prie áþeminimo árenginio, 3 — izoliacinë lazda, 4 — lazdos rankena, 5 — rankenos galas

Jei darbai vykdomi su átampà turinèiomis aktyviosiomis dalimis neiðjungus linijos, tai darbø technologija priklauso nuo vardinës linijos átampos: • Þemosios átampos linijoje elektromonteris dirba, tiesiogiai liesdamas aktyviàsias dalis ir áþemintas dalis („kontaktinis“ darbas), taèiau yra izoliuotas ir nuo vienø, ir nuo kitø. Elektromonteris vilki kombinezonà, dengiantá visà kûnà, bei ðalmà, uþdengiantá sprandà, uþsimovæs izoliacines pirðtines ir naudoja specialius izoliuotus árankius. Aktyviosios dalys greta darbo baro uþdengiamos izoliuojanèiais skydais, izoliuojanèiomis ðirmomis arba izoliuojanèiais profiliniais gaubtais (5.69 pav.).

5.69 pav. Izoliaciniai gaubtai ant þemosios átampos linijos izoliatoriø ir laidø — CATU, Prancûzija: a) vieno gaubto vaizdas; b) bendras þemosios átampos linijos su uþdëtais gaubtais vaizdas

309

• Vidutiniosios átampos linijoje elektromonteris paprastai dirba atokiau nuo átampà turinèiø aktyviøjø daliø (darbas „per atstumà“). Turëdamas þemës potencialà, naudojasi izoliacinëmis lazdomis su darbo rankenomis (5.70 pav.). • Aukðèiausiosios átampos linijoje elektromonteris dirba, turëdamas laido potencialà ir naudodamasis paprastais árankiais (darbas „turint potencialà“), bet yra izoliuotas nuo þemës, pvz., stovi ant izoliaciniø kopëèiø, uþkabintø ant atramos skersës (5.71 pav.). Jis vilki laidþiais ekranuojanèiais drabuþiais, dengianèiais visà kûnà, sujungtais su laidu, prie kurio dirbama. Darbus linijoje, kai joje yra átampa, leidþiama dirbti gerai teoriðkai ir praktiðkai apmokytiems elektromonteriams ir tik esant palankiam orui. Turi bûti dirbama tiksliai pagal technologines instrukcijas. Palyginti su darbais

5.70 pav. Kabamojo izoliatoriaus keitimas vidutiniosios átampos linijoje, kai joje yra átampa (darbas „per atstumà“) — Dédãsz AG, Vengrija

310

5.71 pav. Izoliatoriø grandinës keitimas 400 kV átampos linijoje, kai joje yra átampa (darbas „turint potencialà“)

iðjungus átampà, nereikia atjungti vartotojø, sutrumpëja darbo laikas, sumaþëja jo kaðtai ir ádomiausia, — sumaþëja nelaimingø atsitikimø, nes dirbant su átampa, negalima dirbti bet kaip. Dirbti atramose leidþiama asmenims po sveikatos patikrinimo ir praktinio apmokymo. Á medines atramas paprastai lipama naudojantis monterinëmis nagëmis. Á betonines atramas lipama specialiais liptuvais, pasinaudojant angomis atramoje. Dirbdamas aukðtai elektromonteris apsijuosia saugos dirþu (5.72 pav.). Dirþo stropu prisitvirtina prie atramos stiebo arba prie kitos atsparios konstrukcijos. Dirbant oro linijose naudojamos ir automaðinos su þmoniø këlimo mechanizmu, kurá sudaro lauþyta hidraulinë strëlë ir prie jos pritvirtintas krepðys. Ðiame krepðyje elektromonteris gali dirbti keliolikos metrø aukðtyje ne tik prie atramos, bet ir bet kurioje tarpatramio vietoje. 311

5.72 pav. Darbas 25 m aukðtyje tvirtinant laidus 400 kV átampos linijoje (a, b) 1 — iðskaidytieji fazës laidai, 2 — montaþiniai lynai, 3 — montaþinës kopëèios, 4 — saugos dirþas, 5 — veþimëlis, kuriuo elektromonteris gali laidais persikelti á kità vietà

312

Kontroliniai klausimai 1. Kuo skiriasi þemosios, vidutiniosios ir aukðèiausiosios átampos oro linijos? 2. Nubraiþyk laido padëtá linijos tarpatramyje esant didþiausiam jo álinkiui ir iðaiðkink, kada jis atsiranda. Kokios jëgos tada veikia laidà? 3. Nuo ko priklauso reikalaujamas laido atstumas nuo þemës pavirðiaus? *4. Kokiomis sàlygomis atsiranda didþiausias laido átempimas: a) labai trumpuose tarpatramiuose; b) ilguose tarpatramiuose? kurioje tarpatramio vietoje jis atsiranda? 5. Nubraiþyk ir paaiðkink pavyzdiná montaþiná grafikà. Uþraðyk visus tarpatramio, kuriam jis taikomas, duomenis. *6. Koká vaidmená vaidina atramos: tarpinës, galinës, inkarinës, inkarinës-kampinës, atðakinës, perëjimo? Kokias jëgas jos turi atlaikyti? 7. Nutrûko laidas. Kuriuose tarpatramiuose pasikeis álinkiai, o kuriuose — ne? *8. Linijos trasa turi atsilenkti 15° kampu. Iðdëstyk atramas, nenaudodamas kampiniø atramø. 9. Kuriose srityse puikiai pritaikomos medinës atramos? 10. Kaip nuo puvimo apsaugoma medinë atrama: a) nauja; b) seniai stovinti? 11. Kam reikalingos betoninës pakojos? 12. Kuo gelþbetonis skiriasi nuo styginio betono? 13. Kokià átakà atramos atsparumui turi betono miðinio sutirðtinimo bûdas? *14. Nubraiþyk mediniø arba betoniniø atramø siluetus: a) su paramsèiu; b) su atotampa. Paþymëk jëgø kryptis, kad galëtum pagrásti ðiø elementø reikalingumà. 15. Nubraiþyk ávairius atramos ágilinimo á gruntà bûdus. 16. Palygink ávairius plieninës atramos apsaugos nuo korozijos bûdus. 17. Ið kokiø medþiagø gaminami linijiniai izoliatoriai? 18. Kaip pritvirtinami prie kaiðèiø (smeigiø) smaiginiai izoliatoriai? 19. Kodël izoliatoriai turi bûti nepramuðami? Kaip tai pasiekiama? 20. Kokia kabamøjø izoliatoriø pritaikymo sritis? 21. Kaip uþterðtose vietovëse uþtikrinamas elektrinis oro linijø izoliatoriø atsparumas? 22. Kuriems laidams naudojamas minkðtas aliuminis ir minkðtas varis, o kuriems — kietas? Kodël? 23. Kiek vielø turi 2-jø ir 3-jø sluoksniø laidai? 24. Kokia plieno ir aliuminio paskirtis plieniniuose-aliumininiuose laiduose? 25. Kokiais pranaðumais pasiþymi segmentiniai laidai? 26. Iðvardyk ávairius informacijos siuntimo þemosios ir aukðtosios átampos oro linijø laidais bûdus. Kuriuos ið jø galima pritaikyti esamoje linijoje be jos modernizavimo ir kuriems reikia dideliø investicijø á paèià linijà? *27. Kuo skiriasi gnybtai, varþlankiai ir sàvarþos? Ar kiekvienas varþlankis gali bûti ir sàvarþa? Ar kiekviena sàvarþa gali bûti ir gnybtu? Ar kiekvienas gnybtas gali bûti ir sàvarþa? 28. Paaiðkink iðardomø ir neiðardomø sàvarþø padarymo bûdus. *29. Kuo skiriasi tarpinis laido tvirtinimas nuo tempiamojo? Kuris ið jø naudojamas atramoje: a) galinëje; b) inkarinëje; c) tarpinëje; d) kampinëje; e) atðakinëje; f) perëjimo? 30. Nubraiþyk tarpinio ir tempiamojo laido tvirtinimo prie smaiginio izoliatoriaus bûdus. *31. Kokie veiksniai turi átakos laidø iðdëstymo bûdui atramoje? 32. Kaip reikia iðdëstyti þemosios átampos linijoje laidà PEN (PE) kitø laidø atþvilgiu? 33. Kada ir kokiu tikslu oro linijoms keliami padidinti reikalavimai? *34. Nubraiþyk 220 kV átampos linijos sankirtos su laivybai tinkama upe profilá ir nurodyk ðiuo atveju keliamus reikalavimus.

313

35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. *43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. *50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58.

Nubraiþyk, kaip saugiai tvirtinamas laidas prie smaiginio ir kabamojo izoliatoriaus. Kodël vis plaèiau oro linijose naudojami izoliuotieji laidai? Paaiðkink ávairiø þemosios átampos izoliuotøjø laidø sandarà. Kuo skiriasi tarpinis ir tempiamasis neðamøjø laidø tvirtinimas nuo kabamøjø laidø tvirtinimo? Kam laido varþlankyje reikia saugiklio? Kokiame varþlankyje? Ar galima ir kaip galima sujungti izoliuotuosius laidus nenuimant izoliacijos? Kokia nauda? Paaiðkink atramose montuojamø jungikliø su saugikliais sandarà. Kaip patikrinama saugikliø tirptukø bûklë nelipant á atramà? Kurie izoliuotieji laidai naudojami aukðtosios átampos linijose ir kaip jie tvirtinami? Kokiø atramø nereikia papildomai áþeminti? Kaip atrodo átampos iðsidëstymas arti atramos, kai ja teka srovë á þemæ? Kokia situacija pavojinga ir kaip jos iðvengti? Kaip pastatoma 15 kV átampos linijos betoninë atrama ir kaip 400 kV átampos linijos plieninë atrama? Kaip tiesiant linijas uþkeliami ant atramø ir átempiami laidai? Kaip reguliuojami álinkiai? Kokius darbus apima ir kaip daþnai atliekami: a) linijø apëjimai ir b) linijø apþiûros? Kokie atmosferiniai reiðkiniai ir kokios gaivalinës nelaimës ypaè kenkia oro linijoms? Kokius darbus galima dirbti oro linijose: a) audros metu; b) esant temperatûrai –5 °C; c) esant temperatûrai –25 °C; d) lietui lyjant? Kuriais atvejais turi bûti raðomas „Nurodymas darbui elektros árenginiuose“? Kaip paruoðiama darbo vieta linijos trasoje, kai dirbama atjungus átampà? Iðsamiai paaiðkink, kaip prieð pradedant atskiros linijos trasoje darbus patikrinama, ar linijoje nëra átampos? Kam reikia saugos dirþo ir svaidyklës? Kaip paruoðiama darbo vieta linijos trasoje, kai dirbama ant átampà turinèiø daliø? Kuo skiriasi trys pagrindiniai darbø bûdai linijoje, kai dirbama ant átampà turinèiø daliø? Kaip elektromonteris pasiruoðia darbui „turint potencialà“? Kam elektrikai naudoja sraigtasparná?

* Þvaigþdute paþymëti sunkesni klausimai.

314

KABELINËS LINIJOS

6

6.1. Bendros þinios Kabeliai — tai izoliuoti viengysliai arba daugiagysliai laidai su hermetiðku apvalkalu, pritaikyti kloti þemëje ir po vandeniu; gali bûti tiesiami ir ore, taip pat pastatuose. Jø asortimentas platus — nuo maþo skerspjûvio þemosios átampos kabeliø, nedaug besiskirianèiø nuo kai kuriø instaliaciniø laidø, iki didelio skerspjûvio aukðèiausiø átampø kabeliø, tinkanèiø perduoti ðimtø ir tûkstanèiø MVA eilës galioms. Kabelinës linijos vietoj oro linijø naudojamos tik tada, kai jø bûtinai reikia. Prieþastis paprasta: kabelinës linijos kainuoja nuo 1,5 (400 V) iki 15 (400 kV) kartø brangiau negu oro linijos. Yra ir techniniø prieþasèiø: daugelio rûðiø aukðèiausiosios átampos kabeliø leistinas ilgis nedidelis. Dideliø miestø ir ámoniø teritorijose yra platus þemosios ir vidutiniosios (6—30 kV) átampos kabeliø tinklas. 110 kV átampos kabelinës linijos Lenkijoje dar retenybë (Varðuvoje, Katovicø metalurgijos gamykloje ir kitose stambiose ámonëse). 220 kV átampos kabelio ruoþas eksploatuojamas Porombka Þaro hidroelektrinëje. Didþiosios metropolijos ið seno turi tokios ir aukðtesnës átampos kabeliø tinklus; pasaulyje pirmà 225 kV átampos kabelinæ linijà Paryþius jau turëjo 1936 m. Svarstomas Lenkijos sujungimas su Ðvedija viengysliu nuolatinës srovës ±450 kV átampos 260 km ilgio kabeliu; poliariðkumas keistøsi keièiantis energijos perdavimo krypèiai; elektros srovë tekëtø kabeliu, paklotu ant Baltijos jûros dugno.

6.2. Elektros kabeliø sandara Þemosios ir vidutiniosios átampos kabeliai Kaip ir laidai, taip ir kabeliai þymimi raidiniais simboliais, apibûdinanèiais jø sandarà. Þymima raidë K (kabelis) ir kiti simboliai, suraðyti tokia eile, kuri nurodyta 6.1 pav. Gali atskirø simboliø ir trûkti numatytose vietose. Tokiu bûdu kabelis, paprasèiausiai paþymëtas raide K, yra tokios sandaros, kuri 6.1 pav. paþymëta tuðèiaviduriais apskritimais; tai kabelis, turintis varines gyslas, ðerdinæ ámirkyto alyvoje popieriaus izoliacijà, ðvininá apvalkalà. 315

316

– raidinio simbolio sudedamoji dalis

– simbolio nëra; tai irgi informuoja

Kabelis

varis aliuminis

Gyslø medþiaga:

ðerdinë izoliacija spindulinis laukas bendras apvalkalas spindulinis laukas kabelis su 3 apvalkalais

Izoliacijos sistema:

Sandarinimas: skersinis iðilginis

Gyslø izoliacija:

kabeliai su popierine izoliacija kabeliai su izoliacija ið termoplastiniø medþiagø

polivinitinis apvalkalas

ðarvas ið plieniniø juostø apvalkalas ið ámirkytos pluoðtinës medþiagos

Ðarvas, apvalkalas:

popierius su paprasta alyva popierius su nenutekanèia alyva polivinitas termoplastinis polietilenas tinklinis polietilenas

6.1 pav. Raidiniai þymëjimai, apibûdinantys elektros kabeliø sandarà (simboliø þenklai turi bûti raðomi pateikiamu eiliðkumu)

Paaiðkinimai:

Apvalkalo medþiaga:

ðvinas aliuminis nepalaikantis degimo polivinitas termoplastinis polietilenas nepalaikantis degimo tinklinis polietilenas

Panaðià sandarà seniau turëjo dauguma kabeliø, todël senesniuose kabeliø tinkluose vis dar vyrauja kabeliai su popierine alyvine izoliacija ir ðvininiu apvalkalu. Aliumininës arba varinës gyslos daug kartø apvyniotos kabelinio popieriaus juosta, ásodrinta sutirðtinta mineraline kabeline alyva (6.2 pav., 6.3 pav.). Izoliuotos kabelio gyslos visos kartu dar papildomai apvyniotos popierine juosta, o paskui apdengtos hermetiðku ðvininiu apvalkalu. Priklausomai nuo paklojimo sàlygø tokie kabeliai turi ðarvà ið plieniniø juostø arba vielø, o ant jo — antikoroziná apvalkalà ið asfaltinio dþiuto. Þemosios átampos kabeliams su aliumininiu apvalkalu AlAKA ir AlAKy ðis apvalkalas papildomai atlikdavo ðarvo (apsaugos nuo mechaniniø paþeidimø) vaidmená ir apsauginës neutraliosios PEN gyslos vaidmená (todël kabeliai bûdavo tik trijø gyslø). Paprastai kabelinë alyva yra maþai klampi, todël nuteka ið aukðèiau paklotø ruoþø, pablogindama izoliacijos kokybæ. Bûdavo naudojami kabeliai su nenutekanèia alyva, jei lygiø skirtumas tarp dviejø kaimyniniø movø didesnis kaip 10 m, pvz., kabeliø ruoþo atkarpoms, ávedamoms á pastatà arba atramà. Dabar þemosios ir vidutiniosios átampos kabeliai gaminami su izoliacija ir apvalkalu ið plastikø (6.2 pav., 6.3 pav.). Kai kabelio vardinë átampa U0/U ≤ 3,5/6 kV (U0 — átampa gysla—þemë, U — átampa gysla—gysla), lengva uþtikrinti reikalaujamà izoliacijos patvarumà. Kabeliai gali bûti daugiagysliai su polivinitu izoliuotomis gyslomis. Tai kabeliai su ðerdine izoliacija, kuriuose neámanoma pataisyti labai nereguliaraus elektrinio lauko pasiskirstymo izoliacijoje (6.4 pav., a). Didesnio skerspjûvio daugiagysliai kabeliai gali turëti sektorines gyslas, kitaip sakant, gyslas, kuriø skerspjûvis panaðus á skritulio iðpjovà (6.2 pav.). Tai leidþia sumaþinti kabelio skerspjûvá ir panaudoti maþiau medþiagø apsauginiams apvalkalams.

YAKY AlAKA AKFtA 6.2 pav. Kabeliø, kuriø vardinë átampa 0,6/1 kV, sandara: a) AKFtA; b) AlAKA; c) YAKY 1 — aliumininë gysla, 2 — popierinë alyvinë gyslos izoliacija, 3 — polivinitinë gyslos izoliacija, 4 — uþpildas, 5 — ðerdinë izoliacija, 6 — ðvininis apvalkalas, 7 — aliumininis apvalkalas, 8 — polivinitinis apvalkalas, 9 — vidinis pluoðtinis apvalkalas, 10 — polivinitiniø juostø apvalkalas, 11 — plieniniø juostø ðarvas, 12 — iðorinis pluoðtinis apvalkalas (asfaltinis dþiutas)

317

HAKFtA

3HAKFtA

6.3 pav. Kabeliø, kuriø vardinë átampa 8,7/15 kV, sandara: a) HAKFtA; b) 3HAKFtA; c) XnHAKXS 1 — aliumininë gysla, 2 — popierinë alyvinë izoliacija, 3 — laidaus popieriaus ekranas, 4 — uþpildas, 5 — medvilninë juosta su vielelëmis, 6 — ðvininis apvalkalas, 7 — vidinis pluoðtinis apvalkalas, 8 — plieniniø juostø ðarvas, 9 — iðorinis pluoðtinis apvalkalas (asfaltinis dþiutas), 10 — asfaltinis popierius, 11 — laidaus polietileno ekranas, 12 — tinklinio polietileno izoliacija, 13 — gráþtamoji variniø vielø gysla, 14 — varinë juosta, 15 — tinklinio polietileno apvalkalas

Tuo tarpu aukðtesnës átampos (U0/U ≥ 6/10 kV) kabeliai daþniausiai bûna viengysliai su tinkliniu polietilenu arba etilenine propilenine guma izoliuotomis gyslomis. Tai kabeliai su spinduliniu lauku, t. y. su taisyklingu, spinduliniu elektrinio lauko pasiskirstymu izoliacijoje (6.4 pav., b). Gyslos apvalios; jei daugiavielës, tai suspaustos prieð uþdedant izoliacijà — jø skerspjûvis artimas apskritimui. Prie iðduobto ritinio pavidalo izoliacijos sluoksnio ið abiejø pusiø prigludæ taisyklingo ritinio pavidalo laidûs sluoksniai (elektrodai). Tai reikia þinoti montuojant kabelio movas ir galûnes, kai suardoma áprastinë kabelio sandara. Dabar ðalyje gaminamuose HKXS ðeimos polietileniniuose kabeliuose ant apvalios daugiavielës darbinës gyslos (50 ÷ 1000 mm2) ið minkðto aliuminio arba minkðto vario yra paeiliui uþdëta (6.3 pav.): 318

1) ekranas ið laidaus tinklinio polietileno; svarbu, kad gyslos pavirðius bûtø lygus, ritinio pavidalo, nes tai padeda spinduliðkai pasiskirstyti elektriniam laukui; 2) izoliacija (8,7/15 kV átampos kabeliuose izoliacijos storis 4,5 mm) ið polietileno, kuriame tinklas sudaromas chemiðkai, kai ðaldoma sausu azotu (o ne vandeniu) ir dël to nepasilieka mikroskopiniø vandens intarpø, kurie ilgainiui pablogintø izoliacijos bûklæ; 3) ekranas ið laidaus tinklinio polietileno; abu ekranai ir izoliacija uþspaudþiami ant gyslø triðakëje formoje per vienà technologinæ operacijà; 4) laidþios juostos vienasluoksnë apvija; 5) gráþtamoji gysla (16 ÷ 50 mm2 standartinio skersmens) ið minkðtø variniø vielø, uþdëtø spiraliðkai kartu su jas prilaikanèia varine juosta, apvyniota prieðinga kryptimi; gráþtamoji gysla reikalinga praleisti áþemëjimo srovei; 6) poliestero juostos vienasluoksnë apvija; 7) nepalaikantis degimo raudonas apvalkalas ið polivinito ar ið tinklinio polietileno arba juodas apvalkalas ið degaus termoplastinio polietileno. Polivinitinis apvalkalas yra minkðtas ir lengvai paþeidþiamas; geresni kabeliai su polietileniniu apvalkalu. Termoplastinio polietileninio apvalkalo pakanka, jei kabelis uþkasamas. Pastatuose, tuneliuose, kanaluose, blokuose, estakadose kabeliai turi turëti apvalkalà ið tinklinio polietileno. Prireikus kabelis gali bûti hermetizuotas nuo drëgmës prasiskverbimo iðilgai ir spinduliðkai nuo apvalkalo iki izoliacijos. Tai svarbu klojant kabelá pakilimuose, uþliejamose teritorijose arba vandenyje. Iðilginá hermetizavimà (U) suteikia patalpinta tarp ant izoliacijos esanèio ekrano ir apvalkalo apvija ið juostø, iðbrinkstanèiø nuo drëgmës. Be to, laisvà erdvæ gysloje galima uþpildyti iðbrinkstanèiais milteliais. Spinduliná hermetizavimà (R) uþtikrina sujungta su vidiniu apvalkalo pavirðiumi plona, suklijuota klostëmis aliumininë juosta.

Ðerdinë izoliacija 6.4 pav. Elektrinio lauko pasiskirstymas kabelio izoliacijoje: a) kabelyje su ðerdine izoliacija; b) kabelyje su spinduliniu lauku 1 — gysla, 2 — gyslos izoliacija, 3 — áþemintas apvalkalas, 4 — áþeminta gráþtamoji gysla

319

Lenkijoje iki 1986 m. kabeliai buvo gaminami hermetizuoti, izoliuoti ið termoplastinio polietileno, ðaldomo vandeniu po uþspaudimo. Smulkûs vandens laðeliai, veikiami elektrinio lauko, pradeda sklisti izoliacijos nevienalytiðkumo vietose. Atsiranda nevisiðkø elektros iðlydþiø rûðis, dël kuriø ilgainiui gali bûti pramuðta izoliacija. Vanduo gali patekti á kabelio vidø per kabelio galus, ilgai laikomus atvirus montavimo metu arba per apvalkalo mikroátrûkimus, atsiradusius nemokðiðkai klojant kabelá ir pan. Ten, kur turëtø pakakti 8,7/15 kV átampos kabeliø, daugelis energetikos ámoniø, remdamosi seniau pagamintø kabeliø eksploatavimo 15 kV átampos tinkluose patirtimi, kloja ðiek tiek brangesnius 12/20 kV átampos kabelius. Be pagrindiniø gyslø, kabeliai gali turëti papildomas maþo skerspjûvio gyslas, pvz., gatviø apðvietimo laidus (nn kabeliai), valdymo gyslas ir pan. Gali turëti ámontuotus ðviesolaidþius perduoti informacijai, taip pat ir kontroliuoti paties kabelio bûklæ (NN kabeliai). Aukðèiausiøjø átampø kabeliai Aukðèiausiøjø átampø kabeliai daugiausia yra viengysliai. Nuo seno gaminami kabeliai su popierine alyvine izoliacija, kuriuose alyva prisotina popieriø ir laisvai teka iðskobta gysla esant 0,1—1,5 MPa slëgiui. Leistinà apkrovos srovæ galima padidinti kabelá priverstinai auðinant: vamzdþiai su auðinamuoju vandeniu árengiami iðilgai kabelio didelio ðiluminio laidþio grindyse arba kabelis dedamas á vamzdá su auðinamuoju vandeniu, arba — tai sunkiausia, bet ir efektyviausia — vamzdis su auðinamuoju vandeniu árengiamas kabelio gyslos vidury. 110 ir 220 kV átampos kabeliai su polietilenine izoliacija gaminami jau seniai. Europoje jau yra keli veikiantys 400 kV átampos kabeliai su polietilenine izoliacija, galintys perduoti apie 500 MVA galià. Savo sandara jie panaðûs á vidutiniosios átampos polietileninius kabelius, skiriasi tik didesniu izoliacijos storiu (pvz., 25 mm 220 kV átampos kabelyje) ir ámantresne movø bei galûniø konstrukcija. Labai aukðtoms perdavimo átampoms (220, 400, 750, 1200 kV) naudojami kabeliai su sieros heksafluorido izoliacija SF61). Jie panaðûs á du koaksialinius aliumininius vamzdþius (vamzdis vamzdyje). Iðorinis vamzdis — tai áþemintas kabelio apvalkalas, o vidinis vamzdis, kurio skersmuo 2,5— 3 kartus maþesnis, — tai darbinë gysla, prilaikoma izoliacinëmis atramëlëmis. Tarpas tarp vamzdþiø uþpildytas suslëgtu sieros heksafluoridu. Perdavimo geba siekia keletà tûkstanèiø MVA. 1) Sieros heksafluoridas SF6 — tai dideliø, sunkiø daleliø (1 sieros atomas + 6 fluoro atomai) dujos, elektriðkai neigiamos, nes jø dalelës lengvai sugauna ir prisijungia judrius laisvus elektronus ir tampa sunkiais, lëtai judanèiais neigiamais jonais. Abi ðios savybës padeda dujoms ágyti didelá elektriná atsparumà, jose sunku pradëti elektros iðlydá. Jos tinka gesinti lankui jungtuvuose ir kituose elektros aparatuose.

320

6.3. Kabeliø sujungimas 6.3.1. Sujungimø rûðys Kabelinës linijos galuose (6.5 pav.) kabelio gyslos jungiamos su kitais laidais arba árenginiais. Kabelá reikia uþbaigti ir iðvesti gyslas iðlaikant kabelio hermetiðkumà ir nepriekaiðtingà galinio ruoþo izoliacijos bûklæ. Tai leidþia padaryti kabelio galûnës. Kabelinës linijos trasoje kabeliø galams sujungti (6.5 pav.) reikia jungiamøjø movø. Jø reikia jau klojant ilgesnes kabelines linijas, kuriø negalima nutiesti panaudojant vienà fabrikinæ kabelio atkarpà (vienà statybinio ilgio kabelá), telpanèià ant vieno kabeliø bûgno. Eksploatavimo metu movø skaièius didëja kartais nerimà kelianèiais tempais. Kiekvieno paþeidimo vietoje daroma mova, o 6.5 pav. Kabelinës linijos sujungimai kartais ir dvi, — jei reikia ádëti naujà ka- 1 — kabelio galûnë, 2 — tarpinë kabelio mova, 3 — atðakinë kabelio mova belio gabalà (6.33 pav.). Þemosios átampos linijose naudojamos ir atðakinës kabeliø movos (6.5 pav.), kurios leidþia linijoms atsiðakoti. Jos naudojamos retai, nes dël jø daug sunkiau rasti kabelio gedimo vietà. Kabelinë linija turi du galus, todël galûniø negalima iðvengti. Taèiau jà reikia taip nutiesti ir taip eksploatuoti, kad galûniø bûtø kuo maþiausiai. Kiekviena mova ir galûnë — tai silpnoji kabelinës linijos vieta; gedimai atsiranda daþniausiai jose arba arti jø. Þemosios ir vidutiniosios átampos kabeliø movø ir galûniø esama daug konstrukciniø atmainø. Kabeliams su popierine alyvine izoliacija galima ir toliau taikyti tradiciná, daug rûpesèiø keliantá paruoðimà — ketaus movas ir galûnes su alyvos arba bitumo uþpildu, gyslas izoliuojant popierine juosta. Lygiagreèiai taikomi ir kiti, ne tokie imlûs darbui bûdai, naudojant þemiau iðvardytas technologijas arba jø kombinacijas. Kabeliams su polivinitine arba polietilenine izoliacija naudojamos: • Chemiðkai kietëjanèios mastikos 1—10 kV átampos kabeliams. Mastika susideda ið dviejø daliø, kurios sumaiðomos prieð pat naudojimà. Ji pilama á sandarià formà, uþdëtà ant sujungimo vietos (mova) arba kabelio galo (galûnë). Priklausomai nuo mastikos rûðies ir aplinkos temperatûros kietëjimo procesas trunka nuo pusës valandos iki keliø valandø. • Juostos 1—30 kV átampos kabeliams. Juostinë mova ir galûnë padaromos vyniojant paeiliui ant gyslø atitinkamas lipnias juostas. Izoliaciniø lipniø juostø reikia atgaminti gyslø izoliacijai, kitø juostø — gauti tinkamà 321

elektrinio lauko pasiskirstymà, panaðiai kaip laidþiosios juostos, kuriomis padengiami nelygaus pavirðiaus metaliniai elementai. • Silikoninë guma 1—30 kV átampos kabeliams. Su ja susijusi maþiausiai darbo reikalaujanti movø ir galûniø gaminimo technologija. Ant paruoðto kabelio galo uþmaunamas ankðtas guminis apvalkalas, ið vidaus pateptas silikoniniu tepalu. • Karðtai susitraukiantys vamzdþiai ir jø fasoninës dalys 1—30 kV átampos kabeliams. Tai vamzdþiai ir jø fasoninës dalys ið tinklinio polietileno ir kitø medþiagø, smarkiai susitraukianèiø paðildþius (formos atmintis) technologinio proceso metu. Gamykloje karðtai suspaustos, montuojant vël pakaitintos degikliu jos susitraukia net iki 1/3 pirminio skersmens. • Ðaltai susitraukiantys vamzdþiai ir jø fasoninës dalys 1—20 kV átampos kabeliams. Vamzdþiai ir jø fasoninës dalys iðpleèiamos ádedant á jø vidø plastikines spirales. Iðtraukus spiralæ, vamzdis standþiai aptempia kabelio gyslà arba apvalkalà. Problemas kelia perëjimo movos, kuriomis galima sujungti senà popierine alyvine izoliacija izoliuotà kabelá su nauju kabeliu, turinèiu plastikinæ izoliacijà. Taèiau tokiø sujungimø paprastai vengiama. Galûnës arba movos montavimas (ypaè aukðtosios átampos kabelio) — tai sunkiausias ir atsakingiausias kabeliø tinklo elektromonterio darbas. Èia reikia didelio águdimo, kruopðtumo ir beveik vaistinës ðvaros; lauke mova montuojama pasidarius palapinæ. Ðio darbo negalima atlikti dalimis, kad nesudrëktø izoliacija. Net ir daug valandø trunkantá pradëtà montavimà reikia uþbaigti nedarant ilgesniø pertraukø. Prie galûnës arba movos pritvirtinama lentelë, kurioje nurodyta montavimo data ir jà montavusio elektromonterio pavardë.

6.3.2. Kabelio gyslø sujungimas Aliuminines gyslas vienà su kita (jungiamosiose movose) arba su kabelio antgaliais (kabelio galûnëse) galima sujungti suvirinant arba presuojant. Þemøjø ir vidutiniøjø átampø kabeliø gysloms sujungti naudojami ir srieginiai gnybtai. Siûloma nepamirðti ir to, kad aliuminis greitai oksiduojasi ir linksta „tekëti“. Dujinis suvirinimas — tai seniausias aliumininiø gyslø sujungimo metodas. Parenkamas degiklis pagal dydá ir priklausomai nuo jungiamø gyslø skerspjûvio. Norint iðvengti gyslø oksidavimosi, á suvirinimo liepsnà reikia paduoti daugiau degiøjø dujø ir sumaþinti deguonies, o suvirinimo vietà padengti fliusu. Geresni rezultatai gaunami naudojant elektriná suvirinimà apsaugant argonu. Prieð suvirinant kabelio gyslas su popierine alyvine izoliacija, reikia nuvalyti nuo jø alyvà teptuku, sudrëkintu benzine. Daugiavielis gyslos galas valomas iðpintas. Saugant izoliacijà nuo perkaitimo, ant gyslø uþmauna322

6.6 pav. Aliumininiø gyslø suvirinimas formoje: a) vielø suvirinimas; b) gyslø ir formos paðildymas; c) gyslø suvirinimas; d) gyslø auðinimas 1 — aliumininë viela, 2 — dujinis degiklis, 3 — apsauginis skydelis, 4 — plieninë forma, 5 — formos sandarinimas, 6 — gyslos izoliacija, 7 — auðinimo þiauna, 8 — uþbaigtas suvirinimas

mi skardiniai skrituliai, susidedantys ið dviejø daliø. Tai apsauginiai skydeliai (6.6 pav.). Jungiant daugiavieles gyslas, pirmiausia reikia suvirinti vienà su kita vielas prie gyslos galo. Po to jungiamas gyslas galima ádëti á formà, kuri neleidþia iðtekëti skystam aliuminiui, suteikia jungèiai reikiamà pavidalà ir trukdo staigiai atauðti. Paðildþius gyslø galus ir formà, vienas su kitu gyslø galai suvirinami pridedant aliuminio ið suvirinimo elektrodo. Suvirinus gyslas, uþdedamos gyslø auðinimo þiaunos ir svarbiausia — izoliacija. Gyslø jungimas suvirinant kelia rûpesèiø, nes reikia degiklio ir dujiniø balionø. Kyla pavojus perkaitinti ir uþterðti kabelá, tai ypaè kenkia polietileninei izoliacijai, be to, jau suvirinimo metu gysla auðinama vandeniu arba apvyniojama ðlapia virve. Po suvirinimo daugiavielës gyslos pasidaro nepralaidþios, todël iðilgai kabelio nebegalima praleisti polietileninæ izoliacijà regeneruojanèiø medþiagø. Tad ðis gyslø jungimo bûdas naudojamas vis reèiau, o kai kurie gamintojai tiesiog draudþia suvirinti aukðtosios átampos polietileniniø kabeliø gyslas. Presavimas atliekamas taip: apvali aliumininë gysla pirmiausia ádedama á antgalá arba á ávorës pavidalo gnybtà (6.7 pav., 6.8 pav.), paskui á presavimo repliø þiaunas ir stipriai suspaudþiama. Apvali ávorë ágauna ðeðiakampæ formà su giliai áspausta medþiaga po kaiðèiu 3 (6.7 pav.). Toje vietoje ir sujungiamos elementø medþiagos (þr. 1.3 sk.). Jungiant 323

6.7 pav. Daugiavielio laido presavimo pradinë ir galutinë fazë

6.8 pav. Presavimo darbø eiliðkumas — Elektros aparatûros gamykla ERGOM, Lodzë:

1 ir 2 — þiaunos, 3 — kaiðtis padaryti áspaudimui, 4 — griovelis iðspaustos medþiagos pertekliui sutalpinti

a) ávorinio gnybto; b) kabelio antgalio

6.9 pav. Presavimo replës, sverianèios tik 2,9 kg ir naudojamos kabeliø antgaliams bei gnybtams ant variniø 6—300 mm2 skerspjûvio gyslø uþpresuoti — Kliaukë, Vokietija: a) bendras vaizdas; b) antgalio presavimas; c) þiaunos

324

aliuminines gyslas reikia maþiausiai dviejø áspaudimø ið prieðingø pusiø. Prieð jungiant privalu nuo kabelio gyslø paðalinti riebalus ir plieniniu ðepeèiu nuvalyti oksidø sluoksná, o sektorines gyslas — performuoti á apvalias presavimo replëmis, turinèiomis atitinkamas þiaunas. Kabelio antgalio arba gnybto vidinis pavirðius turi bûti pateptas kontaktiniu tepalu. Presuojama spaudþiant presavimo replëmis su rankine (6.9 pav.) arba hidrauline pavara. Þiaunos, kiekvienà kartà veikiamos didelës jëgos, turi bûti pagamintos ið labai atsparios medþiagos ir uþgrûdintos. Srieginiai gnybtai naudojami þemøjø ir vidutiniøjø átampø kabeliø gysloms sujungti (6.10 pav.). Kiekviena gysla suspaudþiama vienu (dviejø varþtø gnybtas) arba dviem varþtais (keturiø sraigtø gnybtas). Tinkamà momentà juos prisukti iki galo galima nustatyti ir be dinamometrinio rakto, — baigiant prisukti nukerpama ðeðiakampio sraigto galvutë prie pat gnybto pavirðiaus. Vis dëlto atsukti varþtà ámanoma ádedant vidiná ðeðiakampá raktà á likusá varþte lizdà. Varþtai yra alavuoti, variniai; gnybto korpusas — ið mechaniðkai atsparaus aliumininio lydinio; gali bûti ir alavuotas. Varines gyslas sujungti paprasèiau negu aliuminines. Netrukdo nei greitas pavirðiaus oksidavimasis, nei medþiagos „tekëjimas“. Presuojamieji sujungimai daromi vienu áspaudu, nesuteikiant antgaliui arba gnybtui ðeðiakampio pavidalo.

Nukirpimo vieta

6.10 pav. Verþiamasis gnybtas 1—10 kV átampos kabelio gysloms sujungti: a) gnybtas su pertvara; b) varþtas iki ásukimo; c) varþtas já ásukus (po galvutës nukirpimo)

325

6.3.3. Kabelio movø montavimas Daugiausia darbo reikalauja kabelio su popierine alyvine izoliacija ketaus movos montavimas. Geriausias ðitokio darbo pavyzdys — tai 0,6/1 kV átampos AKFtA kabelio sujungimas. Kabelio galus reikia lygiai nukirpti kabelinëmis þirklëmis (6.11 pav.), paðalinant kuo trumpiausius galus, taèiau pakankamai ilgus, kad liekanti fabrikinë gyslø izoliacija nebûtø sudrëkusi. Tai patikrinama atvyniojus izoliaciná popieriø ir panardinus á iki 130—150 °C temperatûros ákaitintà parafinà arba alyvà. Pasirodþiusios ant popieriaus putos — tai jo sudrëkimo þenklas.

6.11 pav. Þirklës su elektrine hidrauline pavara kabeliui nukirpti — Kliaukë, Vokietija: a) su kerpamàja rotacine galvute; b) su kerpamàja giljotinine galvute (ámontuotas 12 V átampos akumuliatorius, kurá reikia pakrauti atlikus 50 kirpimø)

Gyslas reikia sujungti presuojant arba suvirinant, paskui izoliuoti tas gyslø vietas, kur buvo nuimta fabrikinë izoliacija. Izoliuojama ðvaria, sausa kabelinio popieriaus juosta, paðildyta alyvoje iki 70 °C temperatûros. Pradedant nuo fabrikinës izoliacijos kraðto karðta juosta vyniojama per visà izoliuojamo ruoþo ilgá, 50 % juostos ploèio uþleidþiant ant pirmesnës vijos (6.12 pav.). Vyniojant juosta tempiama, kad gerai priglustø, o kas antras treèias sluoksnis palaistomas karðta alyva. Baigtos izoliuoti gyslos atskiriamos izoliaciniu skëtikliu (6.12 pav., b) ir apvyniojamos vytinio ðilko virvute, kad negalëtø persistumti ar kitaip pakeisti savo vietos, pvz., tekant trumpojo jungimo srovei, kai tarp gyslø atsiranda didelës jëgos. Movoje turi bûti elektriðkai sujungtos ne tik darbinës gyslos, bet ir ið alavuotø variniø vielø suvyta virvele sujungti metaliniai kabelio apvalkalai bei 326

6.12 pav. Þemosios átampos kabeliø su popierine alyvine izoliacija jungimas ketaus movoje su bituminiu uþpilu: a) AKFtA kabelio gyslø, ðvininio apvalkalo ir ðarvo sujungimo bûdas; b) sumontuota mova; c) AlAKA kabelio aliumininio apvalkalo pjovimo bûdas, nepaþeidþiant jo nenutrûkstamumo 1 — suvirinta vieta, 2 — gysla su paðalinta izoliacija, 3 — fabrikinë izoliacija, 4 — ðvininis apvalkalas, 5 — ðarvas, 6 — asfaltinio dþiuto apvalkalas, 7 — apvyniojimas vytinio ðilko virvele, 8 — plieninës juostos bandaþas, 9 — izoliacinës juostos bandaþas ir apriðimas viela, 10 — varinë 16 mm2 skerspjûvio virvelë abiejø kabeliø apvalkalams ir ðarvams sujungti, 11 — varinë virvelë prijungti prie apsauginio movos gnybto, 12 — sulitavimas, 13 — apsauginis gnybtas, 14 — naujai apvyniota gyslos izoliacija, 15 — movos galo uþsandarinimas DENSO juosta, 16 — kabelio uþpilas, 17 — gyslø skëtiklis

ðarvai. Perpjaunant kabelá su aliumininiu apvalkalu, reikia já ápjauti 45° kampu (6.12 pav., c), kad gyslas bûtø galima atidengti nenutraukiant apvalkalo vientisumo. Sujungus gyslas, apvalkalus ir ðarvus, uþmaunama ketaus mova, susidedanti ið dviejø daliø. Kabelio ávedimo á movà vieta uþsandarinama apvyniojant jà pakaitinta impregnavimo juosta. Apsauginis movos gnybtas ið abiejø pusiø variniø vielø virvele prijungiamas prie kabelio apvalkalo ir ðarvo. Taip paruoðta ir uþsandarinta mova per ápylimo angà uþpildoma bituminiu uþpilu, paðildytu iki 160 °C temperatûros. Uþpilui atauðus, dar kartà uþpilama iki angos virðaus. Tada mova uþdaroma, o jos srieginiai sujungimai apipilami antikoroziniu uþpilu. 327

Bituminis uþpilas naudojamas ir dabartinëse, visiems þemosios átampos kabeliams tinkanèiose movose poliuretaniniais korpusais. Jungiant gyslas srieginiais gnybtais, ámontuotais á gyslø skëtiklius, neuþimant daug vietos galima sujungti tris arba net keturis kabelius; tokios movos gali bûti ne tik tarpinës, bet ir atðakinës. Daug paprastesnis movos su chemiðkai kietëjanèia mastika montavimas. Sujungus kabelio gyslas (apvalkalus, ðarvus), jas nuvalius ir paðalinus riebalus, uþdedama plastikinë forma (6.13 pav.). Mastika tiekiama krepðeliuose, kurie plëvele padalyti á du skyrius. Paspaudus krepðelá, plëvelë plyðta ir ðie du komponentai, esantys atskiruose skyriuose, susimaiðo negaudami oro. Ðitaip nesusidaro oro burbuliukø. Iðmaiðyta mastika iðspaudþiama á formà (6.13 pav., b).

6.13 pav. Movos ir galûnës ið chemiðkai kietëjanèios mastikos — CELPACK, Ðveicarija: a) ávairios rûðys; b) atðakinës movos montavimas 1 — forma, 2 — piltuvëlis, ástatytas á formos ápylimo angà, 3 — uþsandarinimas lipnia juosta

6.14 paveiksle parodyta Lenkijos gamybos mova ið karðtai susitraukianèiø vamzdþiø viengysliams 0,6/1 kV átampos YKY (YAKY) kabeliams. Paruoðus kabelio galus, ant vieno ið kabeliø uþmaunami du (vidinis ir iðorinis) karðtai susitraukiantys vamzdþiai, paskui sujungiamos gyslos. Polivinitiniai pavirðiai, ant kuriø turës bûti uþspausti ðie vamzdþiai, ðiurkðtinami ðvitriniu popieriumi arba dilde, valomi benzinu ir ðildomi degikliu. Uþmovus vidiná karðtai susitraukiantá vamzdá, jis tolygiai ðildomas degikliu, pradedant nuo vidurio, kad ið apspaudþiamo vamzdþio vidaus iðeitø oras. Atauðus vidiniam susitraukianèiam vamzdþiui, uþmaunamas iðorinis vamzdis ir taip pat paðildomas. Abu vamzdþiai ið vidaus padengti tirpstanèiais nuo ðilumos klijais, kurie susitraukus vamzdþiui suklijuoja prigludusius pavirðius. Naudojamas dujinis propano butano degiklis, pastatytas ant nedidelio 328

6.14 pav. Mova ið karðtai susitraukianèiø vamzdþiø viengysliams 0,6/1 kV átampos su polivinitine izoliacija kabeliams 1 — gysla, 2 — kabelio izoliacija ir apvalkalas, 3 — suvirinimo arba gnybto uþpresavimo vieta, 4 — vidinis karðtai susitraukiantis vamzdis, 5 — iðorinis karðtai susitraukiantis vamzdis, 6 — klijai (matmenys milimetrais)

dujinio stovo. Apie 20 cm ilgio liepsna turi bûti gelsvos spalvos; tik tuo geltonu ugnies lieþuviu ir reikia ðildyti vamzdá. Sujungiant tokia mova daugiagyslius kabelius, ant atskirø gyslø galø uþmaunami vidiniai vamzdþiai, o ant kabelio apvalkalo — vienas iðorinis karðtai susitraukiantis vamzdis. Taikant ðià technikà 15 kV átampos kabeliams su polietilenine izoliacija (6.15 pav.), reikalingi papildomi movos elementai: atgaminanèios izoliacijà juostos, valdanèios elektrinio lauko pasiskirstymà, laidþiosios juostos ir gráþtamøjø gyslø sujungimas.

6.15 pav. Mova ið karðtai susitraukianèiø vamzdþiø viengysliams 8,7/15 kV átampos su polietilenine izoliacija kabeliams 1 — darbiniø gyslø sujungimas presavimu, 2 — gráþtamøjø gyslø sujungimas presavimu, 3 — polietileninë izoliacija, 4 — lipnios izoliacinës juostos sluoksniai, 5 — valdymo juosta, 6 — izoliacinë karðtai susitraukianti juosta, 7 — ekranuota izoliacinë karðtai susitraukianti juosta, 8 — pintas varinis apvalkalas, 9 — iðorinis karðtai susitraukiantis vamzdis

Neatsargiai kasinëjant þemæ arti kabelio, galima kastuvu paþeisti jo iðorinius sluoksnius. Dar greièiau ðitaip gali atsitikti, jei draudþiamoje zonoje naudojamas kaplys arba ekskavatorius. Reikia nuspræsti, ar paþeidimo vietoje montuoti movà. Jei polietileninio HKXS tipo kabelio apvalkalas yra tiek áplëðtas, kad paþeistas ant izoliacijos esantis ekranas, tai mova bûtinai reikalinga. Tuo tarpu smulkûs, tuoj pat aptikti apvalkalo paþeidimai gali bûti uþlopyti karðtai susitraukianèiu vamzdþiu, kurio vidinis pavirðius padengtas tirpstanèiais nuo ðilumos klijais (6.16 pav.). Susitraukæs vamzdis sandariai priglunda prie kabelio apvalkalo. Palyginus minëtas movø rûðis, nebelieka noro montuoti pirmàjà ið jø — pilti karðtà uþpilà ir vynioti karðtà popierinæ juostà. Todël vengiama ðiø procedûrø ir atsisakoma senøjø kabeliø su popierine alyvine izoliacija, vis 329

6.16 pav. Karðtai susitraukiantis vamzdis viengysliø kabeliø su polietilenine izoliacija smulkiems paþeidimams uþtaisyti

plaèiau taikomos naujesnës technologijos. Jungiant aukðtosios átampos kabelius, izoliacija ir ekranas atgaminami plastikinëmis juostomis (6.15 pav.), uþdedama lengva plastikinë forma ir uþpildoma chemiðkai kietëjanèia mastika. Þemosios átampos kabeliø movose izoliacijos atgaminti nereikia, uþtenka uþlieti mastika.

6.3.4. Kabelio galûniø montavimas Kabelio galûnë turi uþtikrinti: 1) reikiamà gyslø izoliacijos bûklæ prie kabelio galo, kur paprastai daþniau paþeidþiama jo áprastinë struktûra; tai padaryti yra juo sunkiau, juo aukðtesnë kabelio vardinë átampa; 2) sandarø kabelio galo uþdarymà, kad negalëtø prasiskverbti drëgmë ir/ arba iðtekëti uþpilas; 3) kabelio prisotinimà, t. y. galiniame kabelio su popierine alyvine izoliacija ruoþe papildyti uþpilo nuostolius; 4) prasiskeèianèiø kabelio gyslø kietà átvirtinimà, kad jos galëtø atsispirti trumpøjø jungimø metu atsirandanèioms jëgoms. Kabeliø su popierine alyvine izoliacija, kuriø vardinë átampa ne didesnë kaip 6/10 kV, galai seniau bûdavo uþtaisomi ketaus galinëmis movomis, uþpildomomis bituminiu kabeliniu uþpilu. Dabar naudojamos galûnës su chemiðkai kietëjanèia mastika (6.17 pav.). Paruoðus kabelio galà, uþdedama forma ir uþpildoma mastika. Ðiai sukietëjus, tokia galûnë gerai uþsandarina kabelio galà ir kartu pagerina jo gyslø izoliacijà. Bet neprisotina kabelio kaip ir galûnë su bituminiu uþpilu. 6.18 pav. pavaizduota 3GOw tipo galûnë — tai vidinë (pritaikyta montuoti patalpose) alyvinë galûnë, uþtikrinanti kabelio su popierine

ä 6.17pav. Kabelio galûnë su chemiðkai kietëjanèia mastika

1 — uþbaigtas mastikos liejinys, 2 — izoliuota gysla, 3 — kabelio antgalis, 4 — gyslos galas, paruoðtas uþdëti antgaliui

330

alyvine izoliacija prisotinimà. Kabelio galas paruoðiamas taip, kaip parodyta 6.19 pav. Baigiant paruoðti kabelio izoliacijos, ðarvo ir pluoðtinio apvalkalo atskirus sluoksnius, pirmiausia jie apvyniojami izoliacine juosta, viela arba siûlais, kad neatbrigztø, ir tik paskui paðalinama nereikalinga ðiø sluoksniø dalis. Nuo iðorinio ðvininio apvalkalo pavirðiaus tirpikliu nuvalomi riebalai, vëliau prie jo prilituojama varinë virvelë, kurios kitas galas prijungiamas prie galûnës apsauginio gnybto 6 (6.18 pav.). Per ávorinæ angà 1 galûnë uþmaunama ant kabelio, po to presavimo bûdu kabelio gyslos sujungiamos su strypais 5, kuriø apatiniai galai yra ávorës pavidalo, o ávorës vidinis skersmuo atitinka gyslø skerspjûvá. Izoliuotos gyslos áeina á izoliatoriø 4 vidø per ðvininius kûgius, uþspaustus ant gyslø izoliacijos ir jungianèius gyslø ekranus su galûnës korpusu. Sumontuota ir uþsandarinta galûnë per angas, esanèias izoliatoriø virðutinëje dalyje, uþpildoma karðtu alyviniu uþpilu. Uþpilo lygá permatomuose izoliatoriuose eksploatavimo metu galima kontroliuoti ir laiku papildyti uþpilo nuostolius, kurie susidaro dël uþpilo ásiurbimo per kabelio galinio ruoþo izoliacijà. ä 6.18 pav. Vidinë (pritaikyta montuoti patalpose) alyvinë 3GOw tipo galûnë trigysliams 15 kV átampos kabeliams su popierine alyvine izoliacija ir ðvininiu apvalkalu 1 — þalvarinë áëjimo ávorë, 2 — korpusas su aliuminio lydinio danga, 3 — izoliatoriaus ávorë ið aliuminio lydinio, 4 — izoliatorius ið permatomo plastiko, 5 — strypas (ið tos paèios medþiagos kaip ir kabelio gyslos), 6 — galûnës apsauginis gnybtas

6.19 pav. HAKFtA 15 kV átampos kabelio galas, paruoðtas uþdëti 3GOw galûnei 1 — asfaltinio dþiuto apvalkalas, 2 — izoliacinës juostos bandaþas ir apriðimas viela, 3 — ðvininis apvalkalas, 4 — medvilninë juosta, 5 — laidusis ekranas, 6 — gyslos izoliacija, 7 — apriðimas siûlu, 8 — gysla

331

6.20 pav. 3,5/6 kV átampos kabelio su polivinitine izoliacija begalûninis uþbaigimas 1 — kabelio antgalis, 2 — karðtai susitraukiantis vamzdis, 3 — fabrikinë gyslos izoliacija, 4 — karðtai susitraukianti tripirðtë pirðtinë, 5 — kabelio apvalkalas

6.21 pav. Vidinë (pritaikyta montuoti patalpose) juostinë galûnë 8,7/15 kV átampos HKXS tipo kabeliams su polietilenine izoliacija: a) 1 — darbinë gysla, 2 — neekranuotos gyslos izoliacija, 3 — apriðimas siûlu, 4 — ekranuotos gyslos izoliacija, 5 — gráþtamoji gysla, 6 — izoliacinë juosta Scotch nr. 23, 7 — áþeminimo laidas, 8 — kabelio apvalkalas, 9 — kabelio antgalis, 10 — apvyniota izoliacinë juosta Scotch nr. 23, 11 — iðorinë izoliacija juosta Scotch nr. 33, 12 — fabrikinë gyslos izoliacija, 13 — valdymo juosta Scotch nr. 2220, 14 — ekranas ant izoliacijos, 15 — apvyniojimas varine viela, 16 — varinis apipynimas

332

Apvalkalà nuvalyti ir suðiurkðtinti pavirðiø

Kabeliams su polivinitine izoliacija (3,5/6 kV átampos) pakanka begalûninio kabelio uþbaigimo, uþtikrinanèio, kad drëgmë nepraeis á vidø. Ne patalpoje esanèio þemosios átampos kabelio galas uþlenkiamas þemyn. Drëgnoje vietoje esanèio 6 kV átampos kabelio galas uþsandarinamas (6.20 pav.) karðtai susitraukianèiu vamzdþiu 2 ir karðtai susitraukianèia tripirðte pirðtine 4. 8,7/15 kV átampos su polietilenine izoliacija kabeliams net ir sausose patalpose reikia kruopðèiai sumontuoti galûnes, pvz., juostines galûnes (6.21 pav.). Paruoðus kabelio galà, iðvedamas áþeminimo laidas ir varinë pynutë, apgaubianti atidengtà gráþtamosios gyslos dalá, ir visa tai stipriai prispaudþiama apvyniojant varine viela. Kiekvienas juostos sluoksnis vyniojamas tolygiai, glaudþiai ir be raukðliø, 50 % juostos ploèio uþleidþiant ant pirmesnës vijos, nes pasilikæ tarp juostos sluoksniø oro burbuliukai pablogina galûnës izoliacijos bûklæ. Vyniojant lipnià izoliacinæ juostà reikia taip stipriai tempti, kad uþvyniotos juostos plotis taptø beveik perpus maþesnis negu pirminis jos plotis, buvæs ritinëlyje. Maþiausiai darbo reikalauja galûnës ið silikoninës gumos montavimas (6.22; 6.23 pav., taip pat 7.72; 7.73 pav.). Nuo gyslos galo reikia paðalinti izoliacijà, kad bûtø galima uþdëti antgalá, o tam tikroje vietoje, kur jau nëra izoliacijos, — specialiu sukamuoju prietaisu paðalinti ekranà. Gráþtamosios gyslos vielos susukamos ir ant jø uþpresuojamas áþeminimo antgalis. Ant kabelio galo, padengto silikoniniu tepalu, glaudþiai uþmaunamas elastinës galûnës korpusas, paskui ant darbinës gyslos uþpresuojamas antgalis ir aptempiamas apsauginis gobtuvëlis (6.22 pav., 6.23 pav.).

ä 6.22 pav. Vidinë (pritaikyta montuoti patalpose) galûnë ið silikoninës gumos kabeliams, kuriø vardinë átampa ne didesnë kaip 36 kV — FELTEN & GUILLEAUME ENERGIETECHNIK, Vokietija 1 — kabelio antgalis, 2 — galûnës ið silikoninës gumos korpusas, 3 — karkasas, 4 — gyslos izoliacija, 5 — laidus galûnës elementas elektrinio lauko pasiskirstymui valdyti, 6 — laidus ekranas ant gyslos, 7 — gráþtamosios gyslos vielos, 8 — kabelio apvalkalas, 9 — áþeminimo antgalis, 10 — apsauginis gobtuvëlis

333

6.23 pav. Galûnë ið silikoninës gumos, pritaikyta montuoti ore — FELTEN & GUILLEAUME ENERGIETECHNIK, Vokietija

6.4. Kabeliø klojimas 6.4.1. Bendros taisyklës Atrodo, kad kabelis turi tokià masyvià ir monolitinæ konstrukcijà, jog klojant nëra reikalo su juo atsargiai elgtis. Tai netiesa; dël per dideliø átempimø kabelyje, atsirandanèiø nerûpestingai já lenkiant arba tempiant, gali susilpnëti ir net nepastebimai átrûkti jo apvalkalai, gali bûti paþeista izoliacijos struktûra. Dël ðitokiø paþeidimø greitai genda kabelis. Tiesiant ir eksploatuojant kabelines linijas, reikia laikytis ðiø taisykliø: • Klojamas kabelis neturi bûti per ðaltas, kad medþiagos, ið kuriø jis pagamintas, nebûtø per trapios. Kabelio su popierine alyvine izoliacija temperatûra turi bûti ne maþesnë kaip +4 °C, kabelio su polivinitine izoliacija ir apvalkalu — ne maþesnë kaip 0 °C (oro temperatûra gali bûti þemesnë, taèiau ne þemesnë kaip –10 °C), kabelio su polietilenine izoliacija ir apvalkalu — ne þemesnë kaip –20 °C. • Klojamà kabelá galima lenkti tik bûtinais atvejais, o lenkimo spindulys turi bûti pakankamai didelis (6.24 pav.). • Kabelio movas ir galûnes reikia montuoti tokioje padëtyje, kokioje vëliau jos veiks, kad nebereikëtø kabelá nei lenkti, nei perkelti. • Iðvyniojant kabelá (6.25 pav.) bûgnà reikia pastatyti ant stovø, kuriø aukðtis reguliuojamas taip, kad kabelis bûtø vyniojamas nuo virðaus ir kiek galima statmena bûgno aðiai kryptimi. 334

6.24 pav. Maþiausias leistinas kabelio lenkimo spindulys r — kabelio lenkimo spindulys, d — iðorinis kabelio skersmuo

Kabelio rûðis

viengyslis

daugiagyslis

25 d

15 d

30 d

25 d

Þemosios átampos kabelis su polivinitine izoliacija (YKY)

15 d

12 d

Aukðtosios átampos kabelis su polietilenine izoliacija, be spindulinio uþsandarinimo (YHKXS, XHKXS, XUHKXS)

15 d

—

Aukðtosios átampos kabelis su polietilenine izoliacija, su spinduliniu ir iðilginiu uþsandarinimu (HRUHKXS)

25 d

—

Kabelis su popierine alyvine izoliacija ir ðvininiu (KFtA, HKFtA, 3 HKFtA) arba gofruotu aliumininiu apvalkalu Kabelis su popierine alyvine izoliacija ir plokðèiu aliumininiu apvalkalu (AlAKA, AlAKy)

6.25 pav. Kabelio nuvyniojimas nuo bûgno 1 — stovas, kurio aukðtis reguliuojamas, 2 — kieta aðis, 3 — kabelio bûgnas, 4 — ritinëlis

335

• Klojamo kabelio negalima vilkti þeme. Já turi neðti elektromonteriai arba padëti ant lengvai besisukiojanèiø ritinëliø, iðdëstytø kas 2—3 m (6.26 pav.). • Klojamà kabelá galima traukti specialia kabeliø tempimo maðina (6.27 pav.) su kûginiu griebtuvu, sugriebianèiu visas gyslas, arba naudojant kabelines pirðtines, pagaliau griebtuvà, apspaudþiantá kabelá. Tai leidþia kloti frontalinio tempimo metodu ir 5—10 m/min. greièiu net ir didelio skerspjûvio kabelius. Tempimo maðina turi turëti apsaugà, neleidþianèià virðyti leistinos tempimo jëgos. Kabeliams labai kenkia drëgmë. Sudrëkimas gadina bet kurià izoliacijà ir tuo labiau, kuo aukðtesnë vardinë átampa. Be to, ilgiau besilaikanti drëgmë skatina elektrocheminæ reakcijà, kurios metu kabelio gysla ið metalinio aliuminio Al, besioksiduojanèio pavirðiuje ir tampanèio aliuminio oksidu Al2O3, pamaþu virsta baltais milteliais — aliuminio hidroksidu Al(OH)3. Todël nuolat reikia saugoti kabelio vidø nuo drëgmës. Turi bûti

6.26 pav. Ritinëliai kabeliui padëti — Jakob Thaler KG, Vokietija (matmenys milimetrais): a, b) paprastieji ritinëliai; c) kampiniai ritinëliai, áleidþiantys kabelá á tranðëjà ar tunelá arba padedantys aplenkti kliûtá; d) kampiniai ritinëliai, statomi trasos posûkyje

336

apsaugoti ir kabelio galai ant bûgno, ir tiesiamos kabelinës linijos ruoþø galai, kurie turës áeiti á movas ir galûnes. Jei kabelis turi metaliná apvalkalà, tai já privalu kabelio gale sandariai uþlituoti. Kabelio galà, keletà kartø já apvyniojus izoliacine juosta ir uþliejus suðildytu bituminiu uþpilu, galima palikti ne ilgiau kaip 48 valandoms. Jei kabelis turi izoliacijà ir apvalkalà ið plastikiniø medþiagø, tai ant jo galo aptempiamas karðtai susitraukiantis gobtuvëlis, ið vidaus padengtas nuo ðilumos tirpstanèiais klijais ir paðildomas degikliu (6.28 pav.).

6.27 pav. Kabeliø tempimo maðina su vidaus degimo varikliu — Jakob Thaler KG, Vokietija: a) kabeliø tempimo maðina, kurios tempimo jëga 5 kN, greitis 20 m/min., variklis 3 kW; b) hidraulinë kabeliø tempimo maðina, kurios tempimo jëga 20 kN, greitis 70 m/ min., variklis 11,8 kW, elektroninis tempimo valdymas (taikomas kabeliams, turintiems ðviesolaidþius)

6.28 pav. Karðtai susitraukianèio gobtuvëlio, sauganèio kabelio galà nuo sudrëkimo, paðildymas degikliu — CELLPACK, Ðveicarija

337

Montuojant aukðtosios átampos kabelio su popierine alyvine izoliacija movas arba galûnes, patariama dël visa ko apie 0,5 m ilgio kabelio galà nupjauti. Jei galas nebuvo gerai apsaugotas, tai izoliacijos sudrëkimo bandymas gali parodyti, kad reikia nupjauti ir numesti ilgesná galà. Jei kabelis polietileninis HKXS, tai verta nupjauti apie 0,1 m ilgio galà. Trumpasis jungimas kabelyje gali perplëðti apvalkalà, o lankas prasiverþti á iðoræ. Jau vien dël to kabeliai bendroje trasoje turi bûti klojami tam tikru atstumu vienas nuo kito. Tada bûna geresnës ir jø auðinimo sàlygos. Lauke kabelius galima kloti ávairiai (6.29 pav.). Pigiausia kloti tiesiog á þemæ. Ðiuo atveju sunkiau kontroliuoti kabeliø bûklæ ir nustatyti gedimo vietà, o paklojus didesná kabeliø skaièiø, jie uþima platø þemës ruoþà. Tada kabelis þemëje turi geras auðinimo sàlygas, todël já galima apkrauti didesne srove negu paklotà kitokiu bûdu. Kabeliai su labai degiu apvalkalu, pvz., ið termoplastinio polietileno (XHAKXS), tik taip ir gali bûti klojami. Po þeme

Virð þemës pavirðiaus

6.29 pav. Svarbiausi kabeliø klojimo bûdai uþ pastato ribø (matmenys metrais): a) þemëje; b) blokuose; c) kanale; d) tunelyje; e) ant kopëtëliø arba loviuose; f) estakadoje

Kabelius kloti betoniniuose blokuose arba vamzdþiuose kainuoja brangiau, taèiau ið dalies galima sumaþinti klojimo þemëje trûkumus. Ðiuo atveju kabeliai geriau apsaugoti nuo mechaniniø paþeidimø, juos lengva pakeisti arba papildomai pakloti naujà bendroje trasoje (su rezervinëmis angomis blokuose). Dar lengviau galima prieiti prie kabeliø, kai jie pakloti kabeliø kanale, o jei jø daugiau — kabeliø tunelyje. Skirtumas tik tas, kad tunelis yra erdvesnis ir po já gali vaikðèioti þmonës, o kanale tai neámanoma. Ávykus trumpajam jungimui, ið vieno kabelio prasiverþusi liepsna arba lankas gali pakenkti gretimiems kabeliams, o kilæs gaisras gali plisti iðilgai kanalo arba tunelio. Jau nekalbant, kad ðis kabeliø klojimo bûdas brangiai kainuoja, 338

antrasis jo trûkumas — gaisro pavojus; þinomi atvejai, kai dël gaisro kabeliø kanale keletà savaièiø neveikë pramonës ámonës. Kabelius galima kloti ir atvirame ore, ant kopëtëliø, loviuose arba estakadose1). Panaudojus gerokai maþesnes kapitalo investicijas, uþtikrinamas laisvas, geresnis negu kanaluose ir tuneliuose priëjimas prie kabeliø. Deja, kabeliai neapsaugoti nuo saulës spinduliø poveikio (padidëjusio ðildymo, ultravioletiniø spinduliø poveikio) ir besikeièianèiø atmosferos sàlygø. Kabeliai tiesiami ir pastatuose, ant laikikliø, ant kopëtëliø, loviuose arba po grindimis kanaluose ir blokuose. Kanaluose ir tuneliuose, taip pat pastatuose tiesiami kabeliai savo pavirðiuje neturi turëti degios medþiagos sluoksnio, pvz., asfaltinio dþiuto apvalkalo arba juodo apvalkalo ið termoplastinio polietileno. Apvalkalà ið dþiuto, esant reikalui, lengva paðalinti, taèiau polietileninio apvalkalo paþeisti negalima. Kabeliø kaip ir laidø negalima tiesiog uþmûryti perëjimuose per sienas ir perdangas. Tokiose vietose kabeliai turi bûti apsaugoti vamzdþiais arba pereiti specialiais kanalais ar per specialias pertvaras. Kanaluose ir tuneliuose, ant kopëtëliø ir estakados kabeliai palaikomi tik tam tikrais tarpais. Vengiant per dideliø kabelio álinkiø, atstumai tarp atramos taðkø horizontaliose trasose neturi virðyti: 0,4 m — neðarvuotiems kabeliams ðvininiu apvalkalu; 1,5 m — kabeliams, ðarvuotiems vielomis; 0,8 m — kitiems kabeliams. Vertikaliose trasose kabeliai turi bûti pritvirtinti — priklausomai nuo jø lankstumo — ne reèiau kaip kas 0,8—1,5 m, kad bûtø iðvengta per dideliø átempimø dël kabelio svorio.

6.4.2. Kabeliø klojimas þemëje Kabeliø klojimo þemëje gylis bûti ne maþesnis kaip: 0,7 m — kabeliams, kuriø 0,8 m — kabeliams, kuriø kaip 15 kV3), 1,0 m — kabeliams, kuriø

priklauso nuo vardinës átampos; ðis gylis turi átampa ne didesnë kaip 1 kV2) 3), átampa didesnë kaip 1 kV, bet ne didesnë átampa didesnë kaip 15 kV.

Pramonës ámonëje estakada — tai keliø arba keliolikos metrø aukðèio plieninis arba betoninis tiltelis. Estakadoje gali bûti technologiniai árenginiai ir/arba árengti keliamøjø kranø bëgiai. 2) Iðimties bûdu kabeliai, maitinantys apðvietimo árenginius, po ðaligatviais gali bûti klojami ne maþesniame kaip 0,5 m gylyje. 3) Ðis gylis gali bûti padidintas iki 0,9 m, jei kabelis tiesiamas per dirbamà þemæ arba pievà. 1)

339

Aukðtesnës vardinës átampos kabeliai klojami giliau, dël to jie geriau apsaugoti nuo mechaniniø paþeidimø ir kelia maþesná pavojø atliekant þemës darbus jø trasoje. Jei kabelio trasa eina neuþstatyta teritorija arba ne maþesniu kaip 1 m atstumu nuo poþeminiø árenginiø, tai kabeliui kloti tranðëjà galima kasti ekskavatoriumi. Populiarûs vienkauðiai ekskavatoriai maþai naðûs, uþtat geriau pasitelkti daugiakauðius grandininius ekskavatorius, kurie reikiamo ploèio tranðëjà iðkasa 500 m/h greièiu (6.30 pav.). Kietame grunte vienam kabeliui iðkasama siaurutë tranðëja, — tai naudinga dël ávairiø prieþasèiø.

6.30 pav. Daugiakauðis (grandininis) ekskavatorius ETC-161, kurio grandinës plotis 0,2 arba 0,4 m, o naðumas 10—400 m/h

Uþstatytoje teritorijoje tranðëjas reikia kasti rankomis, o pasiekus 0,4 m gylá, nebeleidþiama naudoti kapliø ir lauþtuvø, kad nebûtø paþeistos poþeminës komunikacijos. Nuvyniotas nuo bûgno kabelis ávedamas á tranðëjà (6.25 pav., 6.31 pav.) ir traukiamas kabeliø klojimo maðina arba rankomis. Kabelis tranðëjoje klojamas ant ne plonesnio kaip 10 cm storio smëlio sluoksnio ir padengiamas tokio pat storio smëlio sluoksniu (6.32 pav.), o paskui vietiniu gruntu. Ðitaip uþtikrinamas kabelio auðinimas ir garantuojama, kad kabelio nespaus aðtriabriauniai akmenys. Nebûtina atveþti smëlio ið kitur, jei vietinis gruntas smëlingas ir be akmenø. Virð kabelio arba lygiagreèiai su paklotais kabeliais iðilgai visos trasos seniau dëdavo (6.32 pav.) plytas, betonines arba keramines plokðtes, kurioms bûdavo skiriami du uþdaviniai: apsaugoti kabelius nuo atsitiktiniø mechaniniø paþeidimø ir nurodyti jø trasà netoli dirbantiems þemës darbus. Dabar ðiam tikslui naudojama plastikinë folija (ne plonesnë kaip 0,5 mm) ir plastikiniai tinkleliai1). Folija ir tinklelis tiekiami rulonais, kuriø plotis pritaikytas uþdengti vienam arba keletui lygiagreèiai paklotø ka1) Tinklelis geriau negu folija, nes laisvai praleidþia vandená, o drëgnas gruntas geriau sugeria ið kabelio sklindanèià ðilumà.

340

6.31 pav. Kabelio klojimas tranðëjoje — Jakob Thaler KG, Vokietija 1 — kabeliø tempimo maðina, 2 — pagalbinis lynas kabeliui traukti, 3 — átaisas kabelio susisukimui atpalaiduoti, 4 — kabelio kojinë, 5 — paklotas kabelis, 6 — kabelio bûgnas, 7 — atrama kabeliui, 8 — tarpinis ritinëlis, 9 — vedantysis ritinëlis, 10 — kampinis ritinëlis, 11 — aplenkimo ritinëlis (padedantis aplenkti anksèiau paklotà kabelá arba vamzdynà)

6.32 pav. Þemëje pakloti kabeliai: a) apdengti plytomis; b) apdengti plokðtëmis; c) apdengti plastikiniu tinkleliu 1 — smëlis, 2 — vietinis gruntas, t — reikalaujamas kabelio klojimo gylis, s — reikalaujamas atstumas tarp lygiagreèiai paklotø kabeliø (matmenys milimetrais)

beliø. Þemosios átampos kabeliai uþdengiami þydros spalvos, o aukðtosios átampos — raudonos spalvos folija. Ilgose trasose naudojami vikðriniai kabeliø klojimo kombainai. Kombainas su dideliu kabeliø bûgnu ir pagalbiniais bûgnais su apsauginiais tinkleliais juda keliø ðimtø metrø per valandà greièiu. Kasa reikiamo gylio 341

siaurà tranðëjà, kloja kabelá, apdengia já juosta ir uþkasa tranðëjà, sutrambuodamas þemæ. Kompensuojant galimà grunto sëdimà, kabelis tranðëjoje klojamas vingiuota linija su 1—3 % ilgio atsarga. Todël 200 m ilgio tranðëjoje klojamas 202—206 m kabelis. Ið abiejø movos pusiø — prie galûnës ir prie kabelio ávedimo á kanalà arba tunelá — paliekama 1—5 m ilgio kabelio atsarga (6.33 pav.). Jei bûtø paþeista mova arba galûnë, tai paþeistà kabelio vietà bûtø galima iðpjauti ir vël sumontuoti movà arba galûnæ, atkasus ir patraukus paliktà atsargà. Jei jos nebûtø, tai paþeistà ir iðpjautà kabelio gabalà reikëtø pakeisti naujo kabelio intarpu ir sumontuoti papildomà movà, o tai, kaip þinoma, labai nepageidautina.

6.33 pav. Paþeistos movos pakeitimas: a) su kabelio atsarga; b) be kabelio atsargos 1 — papildomai ádedama kabelio atkarpa, 2 — papildoma mova, r — kabelio iðlenkimo spindulys

Ten, kur kabeliai priartëja ar susikerta su kitais kabeliais, vamzdynais bei kitais poþeminiais árenginiais, su automobiliø keliais ir geleþinkeliais, ápareigojama laikytis norminiø atstumø [15]. Ðiuos atstumus leidþiama sumaþinti, jei tuose ruoþuose kabelis apsaugotas vamzdþiu arba dengianèia uþtvara. Kabelio trasos turi kirsti kelius, geleþinkelius ir kitus objektus kampu, artimu 90°. Paèiame sankirtos ruoþe ir po 0,5 m abipus jo kabelis klojamas vamzdyje arba blokuose (6.34 pav.). Á blokø angas ádedami piltuvëliai, kad aðtrûs angos kraðtai sëdant gruntui nepaþeistø kabelio.

6.34 pav. Kabelio sankirta su automobiliø keliu 1 — pavirðinis kelio sluoksnis, 2 — neðantysis kelio sluoksnis, 3 — vamzdis kabeliui (matmenys milimetrais)

342

Iki 15 m ilgio plieniniam vamzdþiui nutiesti nereikia perkasti vaþiuojamosios kelio dalies arba geleþinkelio. Pakanka þemës gràþto (6.35 pav.) arba hidraulinio árenginio, prastumianèio vamzdá, pagaliau „kurmio“ — pneumatinio árenginio angoms grunte prakalti. 75—125 mm skersmens vamzdá vidutiniame grunte hidraulinis árenginys stumia apie 0,5 m/min. greièiu. Pirmiausia per vamzdá prakiðama kieta juosta su prie jos pritvirtintu troseliu ir kojine kabeliui tempti. Jei juostos prakiðti nepavyksta, tai suspaustu oru stumiamas specialus kamðtis, be proðvaisos telpantis á vamzdá.

6.35 pav. Angos po vaþiuojamàja kelio dalimi græþimas þemës gràþtu

6.4.3. Kabeliø klojimas blokuose ir vamzdþiuose Kabeliø blokai — tai betoninës staèiakampës prizmës su angomis (6.36 pav.). Blokai dedami ant betoninio pagrindo, o paskui á juos átraukiami kabeliai. Pirmiausia per angà bloke prakiðama kieta juosta su apvalia galvute arba troselis, kad bûtø galima pratempti kojinës sugriebtà kabelá (6.37 pav.).

6.36 pav. Betoninis kabeliø blokas keturiems kabeliams 1 — anga kabeliui

Kiekvienas kabelis átraukiamas á atskirà angà1); angos skersmuo turi bûti ne maþiau kaip 50 % didesnis uþ kabelio skersmená. Á tipinius blokus su 100 mm skersmens angomis telpa iki 240 mm2 gyslø skersmens 0,6/1 kV átampos keturgysliai arba 3,5/6 kV átampos trigysliai kabeliai. Iðimties tvarka vienoje angoje leidþiama nutiesti keletà signalizaciniø kabeliø; taip pat leidþiama nutiesti tris viengyslius kabelius, sudaranèius trifazæ linijà. 1)

343

6.37 pav. Kabelio átraukimas á blokø angas 1 — kabeliø ðulinys, 2 — kabeliø blokai, 3 — kabelio bûgnas ant stovo, 4 — ritinëlis kabeliui, 5 — piltuvëlis angos gale, 6 — kojinë, 7 — trosas

Nepriklausomai nuo vardinës kabelio átampos blokai þemëje uþkasami ne maþesniame gylyje kaip: 0,5 m — po ðaligatviais, 0,7 m — vietose, kur nëra kelio dangos, 1,0 m — po automobiliø keliais. Nutiesti blokuose kabeliai sujungiami kabeliø ðuliniuose (6.37 pav.), nes tik ten gali tilpti movos. Numatytos kabeliø sujungimo ir atsiðakojimo vietos nustato ðuliniø iðdëstymà. Be to, norint palengvinti kabeliø pratempimà, ðuliniai iðdëstomi tiesiuose trasos ruoþuose ne reèiau kaip 60 m, taip pat ir trasos posûkiuose. Pakloti þemëje blokai sujungiami cemento skiediniu, kad nepatektø á vidø neðvarus vanduo ir neuþneðtø dumblu angø. Kad galëtø nutekëti prasisunkæs vanduo, blokai klojami su ne maþesniu kaip 0,1 % (3 cm 30 m ruoþe) nuolydþiu kabeliø ðuliniø kryptimi. Jei kabelis ávedamas á blokà ne ðulinyje, bet þemëje, tai ávedimo angà reikia uþsandarinti. Taip pat uþsandarinamos ir nepanaudotos, rezervinës blokø angos. Sandarinimui nepatartina naudoti kalkiø arba cemento skiedinio, kenksmingai veikianèio kabeliø apvalkalus. Panaðûs reikalavimai taikomi ir klojant kabelius betoniniuose arba keraminiuose vamzdþiuose.

6.4.4. Kabeliø klojimas kanaluose ir tuneliuose Kabeliai klojami ant laikikliø, átvirtintø kanalo arba tunelio sienose, ne per arti vienas prie kito (6.38 pav., 6.39 pav.), kad bûtø geresnës auðinimo sàlygos ir apribota trumpojo jungimo suplëðyto kabelio átaka kitiems kabeliams. Kabeliai taip pat klojami ir ant kanalo arba tunelio dugno. Bet taip daryti nepatariama, jei gali prasiskverbti vanduo. Þinoma, kabeliai neklojami tunelio prieþiûros koridoriuose. 344

Nuolydis 1%

6.38 pav. Kabeliø klojimas kabeliø kanaluose d — iðorinis kabelio skersmuo

6.39 pav. Kabeliø klojimas kabeliø tunelyje

Aukðtosios ir þemosios átampos kabeliai kartu klojami prieðingose kanalo arba tunelio pusëse. Jei tai neámanoma, reikia padidinti atstumus (6.38 pav.). Kanaluose ir tuneliuose reikia vengti sujungti kabelius, nes trumpasis jungimas movoje gali jà suplëðyti, paþeisti gretimus kabelius arba net sukelti gaisrà. Pagaliau ankðtame kanale sunku átalpinti movà. Gaisras kabeliø kanale arba tunelyje galëtø sunaikinti kabelius visoje trasoje arba dideliame jos ruoþe. Norint apriboti gaisro kabeliø tunelyje pasekmes, ne ilgesniais kaip 100 m tarpais statomos prieðgaisrinës sienos su atspariomis ugniai kabeliø trasos uþtvaromis (10.2 pav.) ir sandariomis prieðgaisrinëmis durimis kabeliø prieþiûrai. Ðitaip gaisras apribojamas vienu atskiru ruoþu, esanèiu tarp dviejø gretimø atspariø ugniai uþtvarø. Panaðias uþtvaras galima árengti ir kabeliø kanaluose, jei jie neuþpilami smëliu. Tuneliuose su svarbiais stambios chemijos gamyklos arba elektrinës darbui kabeliais gali bûti árengti automatiniai gaisro gesinimo árenginiai, purðkiantys anglies dvideginá á trasos ruoþà, kuriame davikliai aptiko gaisrà. Á kanalus galima patekti nuëmus nukeliamus dangèius, kuriais kanalai uþdengti. Abiejuose tunelio galuose ir ne ilgesniais kaip 100 m tarpais árengiami atidaromi liukai.

6.4.5. Kabeliø klojimas pastatuose Á pastato vidø kabelis ið þemës paprastai ávedamas á paklotà ne maþesniame kaip 0,4 m gylyje abiejuose galuose guminiais þiedais uþsandarintà ir pasvirusá pastato iðorën vamzdá, kurio vidaus skersmuo apie 50 % didesnis uþ kabelio skersmená (6.40 pav.). Kabeliui per mûro sienà prakiðti 345

6.40 pav. Kabelio, pakloto þemëje, ávedimas á pastato vidø 1 — apsauginis vamzdis, 2 — guminis sandarinimo þiedas, 3 — apsauginis tinklelis arba juosta

6.41 pav. Karðtai susitraukianti ávorë ið tinklinio polietileno kabeliui per mûro sienà pravesti (su plienine spirale, sustiprinanèia vidurinæ, nesusitraukianèià ávorës dalá) — Technologiniø árenginiø gamykla, Èluchovas 1 — prieð kabelio ávedimà, 2 — ávorei susitraukus ant kabelio

naudojama ir karðtai susitraukianti ávorë, nepraleidþianti nei vandens, nei dujø (6.41 pav.). Jos skersmuo parenkamas pagal kabelio skerspjûvá. Iðorinës sienos angoje ávorë uþsandarinama iðpurðkiamomis kietëjanèiomis putomis. Átraukus kabelá, abu ávorës galai susitraukdami (6.28 pav.) glaudþiai apspaudþia kabelá. Pastatø viduje kabelius galima tiesti po grindimis vamzdþiuose, blokuose arba kanaluose, taèiau daþniausiai kabeliai tiesiami lubø ir sienø pavirðiumi. Pavieniai kabeliai prie sienø ir perdangø tvirtinami atitolusiais varþlankiais kaip ir kabeliniai laidai. Jei bendra trasa tiesiami keli kabeliai, jie dedami ant kopëtëliø arba á atvirus lovius (6.42 pav., 6.43 pav.). Ðiuo atveju kelia rûpesèiø kabeliø jungimas. Nedidelë chemiðkai kietëjanèios mastikos, karðtai susitraukianèiø vamzdþiø arba juostø mova telpa ant kopëtëliø arba lovyje; didesnei reikia specialiø atraminiø konstrukcijø. Dauguma elektros energetiniø ir pagalbiniø (signalizacijos, valdymo) kabeliø klojama elektriniø, pastoèiø, skirstyklø bei kai kuriø pramonës objektø pastatuose. Ten yra specialios patalpos kabeliams iðvedþioti. Jose kabeliai klojami tiesiog ant grindø, ant kopëtëliø, ant lentynø ir loviuose. 346

6.42 pav. Kabeliø tiesimas pastate — TOLARTOIS, Prancûzija: a) kabeliø loviuose; b) ant kabeliø kopëtëliø

6.43 pav. Kabeliø trasos ant kopëtëliø elementai — OBO BETTERMANN POLSKA, Varðuva: a) paprastosios daugelio lygiø kopëtëlës (vertikalus atstumas, pvz., 300 mm); b) atðakinës kopëtëlës „ketvertukas“; c) 45° lankinës kopëtëlës

347

6.5. Kabeliniø linijø eksploatavimas 6.5.1. Eksploatacinës veiklos apimtis Prieð pripaþástant naujà arba pertvarkytà kabelinæ linijà tinkama naudoti, tikrinama jos bûklë. Tikrinamas kabeliø paklojimo bûdas ir jø sujungimai visoje trasoje; kabeliø, paklotø þemëje, — prieð juos uþkasant. Visoje trasoje kas 10 m þemëje ir kas 20 m kanaluose bei tuneliuose kabeliai turi turëti þymenis, t. y. lenteles su duomenimis, pagal kuriuos kabelá bûtø galima identifikuoti (vartotojo þenklas, linijos numeris, kabelio tipas, paklojimo metai). Þymenys taip pat reikalingi trasos posûkiuose, prie movø ir galûniø bei sankirtose. Kabeliø, paklotø tiesiog þemëje, trasa turi bûti paþymëta þemës pavirðiuje: ákasami betoniniai stulpeliai arba pritvirtinamos prie pastatø lentelës, þyminèios trasà (K — kabelis) ir movø iðdëstymà (M — mova). Vëliau tai itin palengvina techninës prieþiûros ir remonto darbus. Þemosios ir vidutiniosios átampos kabelinës linijos apeinamos ne reèiau kaip kas 5 metai. Patikrinama galûniø, þymenø, áëjimø á tunelius ir ðulinius, apsaugos nuo elektros ir prieðgaisrinës saugos elementø bûklë. Prieð pripaþástant naujà arba po remonto linijà tinkama naudoti, atliekama kabelinës linijos apþiûra. Jos metu patikrinama linijos bûklë, pirmiausia iðmatuojama izoliacijos varþa ir iðbandomas izoliacijos elektrinis atsparumas. Izoliacijos varþa matuojama megommetru, kurio matavimo átampa ne maþesnë kaip 2,5 kV. Pvz., 1 km kabelis su popierine alyvine izoliacija turi turëti izoliacijos varþà, ne maþesnæ kaip: 20 MΩ — jei kabelio vardinë átampa ne didesnë kaip 1 kV; 50 MΩ — jei kabelio vardinë átampa didesnë kaip 1 kV, bet ne didesnë kaip 30 kV. Ilgesnë linija gali turëti izoliacijos varþà maþesnæ proporcingai ilgiui, o trumpesnë linija — atitinkamai didesnæ. Jei linijos izoliacijos varþa per maþa, tai neaiðku, ar yra susilpnëjusi visos linijos izoliacija (sudrëkusi, perkaitusi), ar — esant geriausiai beveik visos linijos izoliacijos bûklei — vienoje vietoje paþeista izoliacija. Ilgesnës kabelinës linijos izoliacijos varþos vertë nesuteikia tokios patikimos informacijos, kaip pavienio imtuvo arba transformatoriaus izoliacijos varþos dydis. Tikslø izoliacijos bûklës vaizdà suteikia izoliacijos elektrinio atsparumo bandymas. Ðis bandymas yra sudëtingas ir daþniausiai atliekamas su aukðtosios átampos kabeliais. 10 minuèiø duodama paaukðtinta átampa tikrinant, ar izoliacija jà iðlaiko, ir matuojama nuotëkio per izoliacijà srovë. Pavyzdþiui, 8,7/15 kV átampos kabelio gysla—þemë izoliacija bandoma paduodant nuolatinæ 47 kV arba kintamàjà 18,75 kV átampà. 348

Periodiðkai (kas 2—3 metai linijoms, kuriø átampa þemesnë kaip 60 kV) atliekamos matomø kabelinës linijos daliø apþiûros, vadinamos linijø apëjimais. Patikrinama þymenø, tuneliø, kanalø ir ðuliniø, kabeliø galûniø, apsauginiø sujungimø bei apvalkalø bûklë. Taip pat reikia atkreipti dëmesá á vykdomus arti linijos trasos darbus, kurie galëtø jai kelti pavojø. Tam tikrais laikotarpiais priklausomai nuo vietos sàlygø valomi kabeliø kanalai, tuneliai ir ðuliniai. Ðarvuoti kabeliai, nutiesti sienø ir perdangø pavirðiumi ir esantys atmosferoje, spartinanèioje korozijà, periodiðkai daþomi antikoroziniais daþais. Reikia daþnai patikrinti skysto uþpilo lygá alyvinëse galûnëse ir, esant reikalui, trûkstamà kieká papildyti. Paèiø kabeliø, jø movø ir galûniø paþeidimus reikia skubiai ðalinti. Pirmiausia nustatyti gedimo vietà. Tai nëra lengva, ypaè jei kabelis yra þemëje. Gedimo vieta pradedama ieðkoti nustaèius gedimo rûðá (nutrauktas kabelis, kuriose gyslose trumpasis jungimas), nes nuo to priklauso tolesni veiksmai. Jei ávyksta ne visiðkas trumpasis jungimas, tai jo vietai nustatyti pirmiausia „pradeginama“ susilpnëjusi izoliacija, prijungiant prie kabelio maitinimo ðaltiná, teikiantá didelæ átampà, kad ávyktø pramuðimas, o paskui — stiprià srovæ, kad toje vietoje bûtø visiðkai sunaikinta izoliacija. Gedimo vietai nustatyti naudojami ávairûs tilteliø metodai. Pvz., nuolatinës srovës Wheatstone’o tiltelio principà galima panaudoti trumpojo jungimo su þeme vietai surasti, jei bent viena ið kabelio gyslø nëra paþeista. Sujungus dvi gyslas kabelio gale, susidaro matavimo grandinë (6.44 pav., a)

6.44 pav. Kabelio gedimo vietos nustatymas Wheatstone’o tilteliu: a) jungimo bûdas; b) matavimo sistemos atstojamoji schema R0 — bandomojo kabelio ruoþo, kurio ilgis l0, nepaþeistos gyslos varþa, RX — paþeistos gyslos iki gedimo vietos (lx ruoþo) varþa

349

arba tiltelis, kurio dvi deðiniosios ðakos yra bandomojo kabelio gyslø varþos. Paþeistos gyslos varþa nuo matavimo vietos iki gedimo vietos paþymëta RX (6.44 pav., b). Keièiant varþos RN dydá, pasiekiama tiltelio pusiausvyra, kai ásigalioja ði priklausomybë: R2 R0 + R1 R0 + ( R0 − Rx ) 2 R0 − Rx . = = = RN Rx Rx Rx

Kabelyje su tokiomis pat gyslomis kiekvienos ið jø varþa yra proporcinga ilgiui l; taigi galioja lygybë:

R2 2 l0 − lx = , RN lx ið kurios galima surasti ieðkomàjá lx atstumà nuo matavimo vietos iki gedimo vietos:

lx = 2 l0

RN . R2 + RN

Daugelio metodø esmæ sudaro elektromagnetinës bangos pasiuntimas á linijà, kuri tarsi aidas atsimuða á gedimo vietà ir gráþta á matavimo vietà. Þinant bangos sklidimo á abu galus trukmæ ir greitá, galima nustatyti lx atstumà iki gedimo vietos. Visi ðie metodai nustato atstumà iki gedimo vietos matuojant iðilgai kabelio. Nustatant gedimo vietà paèioje vietovëje, reikia atsiþvelgti á paliktà trasoje kabelio atsargà (6.33 pav.). Gedimo vietai rasti naudojami ir specialûs ieðkikliai, kuriø veikimo principas toks pat kaip ir prietaiso, parodyto 1.74 pav. Prie kabelio prijungiamas didelio daþnio átampos generatorius arba átampos impulsø generatorius ir ieðkiklio antena vedþiojama palei þemës pavirðiø. Ðitaip galima labai tiksliai nustatyti kabelio trasà, net movø vietas, nes jose atstumai tarp gyslø didesni negu paèiame kabelyje. Taip pat galima nurodyti gedimo vietà, nes prie jos pasikeièia priimamo signalo pobûdis. Sunkveþimis su ávairiais átaisais kabeliø bandymui ir gedimo vietai nustatyti gali pasiekti reikiamà vietà ir bet kuriuo atveju parinkti tinkamiausià kabelio gedimo vietos radimo metodà. Kartais kabelio paþeidimo vietos radimas nesukelia jokiø sunkumø. Taip bûna, kai nutiesto pastate arba tunelyje kabelio paþeidimas yra aiðkiai matomas arba kai kabelis paþeidþiamas neatsargiai atliekant þemës darbus. Apie darbus kabeliø trasoje turi bûti ið anksto praneðta kabeliø eksploatuotojui, kuris turi atsiøsti darbuotojà darbams priþiûrëti. Jeigu trasoje kasama gili duobë, tai atkastus kabelius reikia pakabinti po vamzdþiais arba kartimis taip, kad nebûtø pakeista jø padëtis ir kad jie neiðlinktø. 350

6.5.2. Saugaus darbo kabelinëse linijose pagrindai Pradedant þemës darbus, ypaè uþstatytoje teritorijoje, reikia laikytis duobiø kasimo taisykliø ir imtis saugos priemoniø, kad þemë neuþgriûtø duobës. Taip pat reikia susipaþinti su saugaus eismo arti iðkasø taisyklëmis ir jø laikytis (6.45 pav.). Atkasto kabelio su átampa negalima perneðti arba patraukti á kità vietà, nes: — lenkimo vietoje gali ávykti trumpasis jungimas ir plyðti kabelis; — ðarvas ir/arba metalinis apvalkalas gali bûti paþeisti kitoje kabelinës linijos vietoje arba maitinimo pastotëje ir todël gali bûti su átampa. Kabelis turi didelæ talpà ir atjungus tebeturi átampà. Prisiliesti prie atjungto aukðtosios átampos kabelio arba su juo sujungto aparato poliaus pavojinga! Kaip ir kondensatoriø baterijà atjungtà kabelá irgi reikia iðkrauti. Tik po to, kai kabelinë linija bus atjungta, iðkrauta, patikrinta, ar joje nëra átampos, ir áþeminta, galima pradëti dirbti linijoje. Jei þemëje pakloti keli kabeliai ir vienà ið jø reikia nupjauti, tai negalima bûti tikram, kad atkastas ir paruoðtas nupjauti kabelis yra kaip tik tas, kurio reikia ir kuris skirstykloje atjungtas bei áþemintas. Norint iðvengti apsirikimo ir jo liûdnø pasekmiø, bûtinai reikia laikytis specialios kabelio pjovimo procedûros. Kol bus ásitikinta, kad yra kitaip, reikia ásivaizduoti, jog ir kabelio gyslos, ir ðarvas, ir metalinis apvalkalas bei gráþtamoji gysla yra su átampa. Paskui elektromonteris pradeda darbà taip, tarsi dirbtø su átampà turinèiomis srovinëmis dalimis, t. y. visiðko izoliavimosi nuo þemës sàlygomis. Stovëdamas ant izoliacinio tiltelio, uþsimovæs dielektrines pirðtines, elektromonteris atidengia metaliná apvalkalà arba gráþtamàjà gyslà, uþdeda ant jos áþeminimo þiedà ir áþemina. Tolesnius darbus atlieka jau áþeminimo sàlygomis. Prieð pjaunant patariama kabelá pradurti specialiu átaisu arba pistoletu, kad ávyktø trumpasis jungimas, jei kartais kabelis bûtø su átampa. Tada elektromonteris, uþsidëjæs apsauginius akinius, perkerpa kabelá kabelinëmis þirklëmis (6.11 pav.), o jei jø neturi, — perpjauna áþemintu pjûkleliu, pritvirtintu prie izoliacinës lazdos. Medþiagos, naudojamos gaminant kabelius ir dirbant su jais, gali bûti kenksmingos darbuotojø sveikatai. Ðvinas, ið kurio gaminami kabeliø su popierine alyvine izoliacija apvalkalai, ilgà laikà neatsargiai dirbant sukelia chroniðkà apsinuodijimà. Chemiðkai kietëjanèios mastikos, naudojamos kabeliø movoms ir galûnëms, kai kuriems asmenims kelia alergines reakcijas, todël jiems draudþiama dirbti tokius darbus. Darbo vietas reikia gerai 351

Praëjimas ribotas þemës darbai

Ðaligatvis

Ið duobës iðmestos þemës

Vaþiuojamoji gatvës dalis

Ðaligatvis

6.45 pav. Skersinë uþtvara ties iðkasos galu gatvëje

vëdinti, kad bûtø iðvengta apsinuodijimo; neðvariomis rankomis negalima nei valgyti, nei liesti veido. Reikia atsargiai elgtis su ákaitintais kabeliniais uþpilais. Dirbti su jais (ðildyti, perneðti, pilti) reikia uþsimovus pirðtines ir uþsidëjus akinius. Kontroliniai klausimai 1. 2. *3. *4. 5. *6.

7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

352

Kabelis ir kabelinis laidas — kuo jie panaðûs ir kuo skiriasi? Koks santykis tarp kabelinës linijos kainos ir tos paèios átampos oro linijos kainos? Paaiðkink ir palygink ðiø þemosios átampos kabeliø sandarà: KFt, YKYFty, Akn, YKY. Paaiðkink ir palygink ðiø vidutiniosios átampos kabeliø sandarà: HK, 3HAK, YHAKxs, XRUHKXS, XnHAKXS. Kurie kabeliai ir kodël turi spinduliná elektros lauko pasiskirstymà izoliacijoje? Vidutiniosios átampos polietileniniai kabeliai gaminami ðiø átampø: Uo /U: 6/10, 8,7/15, 12/20 ir 18/30 kV. Paaiðkink, ar jie tinka ir kurie ið jø tinka: a) 6 kV átampos varikliui maitinti; b) pramoniniam 10 kV átampos tinklui; c) miesto 15 ir 20 kV átampos tinklams; d) transformatoriui prie 60 kV átampos skirstyklos prijungti? Palygink ekrano ir gráþtamosios kabelio gyslos sandarà bei paskirtá. Kokie uþsandarinimai naudojami polietileniniuose kabeliuose ir kokiu tikslu? Koks kabeliø su izoliacija, kurios sudëtyje yra sieros heksafluorido, naudojimo diapazonas? Kaip suvirinamos kabelio gyslos? Kas sudaro kabelio gyslø sujungimo presuojant ir naudojant suverþiamus gnybtus esmæ? Palygink dviejø movø su bituminiu uþpilu montavimo bûdus: a) movos ið ketaus; b) poliuretaninës movos. Palygink movø su bituminiu uþpilu ir movø su chemiðkai kietëjanèia mastika montavimà. Palygink karðtai susitraukianèiø ir ðaltai susitraukianèiø movø montavimo bûdus. Koká vaidmená atlieka kabelio galûnë? Kurie kabeliai reikalauja prisotinti, t. y. papildyti uþpilo nuostolius, ir kaip tai galima uþtikrinti? Paaiðkink kurios nors ðiuolaikinës galûnës, kuri tau atrodo ádomiausia, montavimà. Kurios kabeliø klojimo taisyklës draudþia kabelá pernelyg lenkti? Kurios kabeliø klojimo taisyklës turi uþkirsti kelià atsirasti apvalkalo mikroátrûkimams?

20. 21. 22. 23. *24. *25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.

Kurios kabeliø klojimo taisyklës turi uþkirsti kelià kabeliams sudrëkti? Kuo pavojingas kabelio sudrëkimas? Ið kur kabelyje gali atsirasti drëgmë? Kokiø mechanizmø reikia mechaniðkai tempti klojamam kabeliui? Kokiame gylyje þemëje klojami kabeliai? Kodël didëjant vardinei átampai oro linijos laidai kabinami aukðèiau, o kabeliai — uþkasami giliau? Kabelá þemëje patariama ið visø pusiø apipilti smëliu, o plokðèià áþemintuvà — jokiu bûdu ne. Kuo paaiðkinti toká skirtumà? Nubraiþyk paklotø þemëje 4 þemosios átampos kabeliø ir 2 vidutiniosios átampos kabeliø trasos profilá, tiksliai nurodydamas atskirø kabeliø ir apsauginio tinklelio arba plokðèiø padëtá. Kaip atliekama kabelio ir automobiliø kelio sankirta? Iðvardyk svarbiausias kabeliø klojimo blokuose taisykles. Kaip ir kur klojami kabeliai kanaluose? Kokià naudà duoda kabeliø klojimas tuneliuose? Kodël retai ðitaip daroma? Kaip ávedamas á pastato vidø ávado kabelis? Kuriø kabeliø neleidþiama tiesti pastatuose? Kaip turi bûti paþymëta kabeliø trasa arba kabeliai? Kaip matuojama kabelio izoliacijos varþa? Ið kokiø bandymø galima susidaryti bendrà kabelio izoliacijos bûklës vaizdà? Paaiðkink, kaip naudojamas Wheatstone’o tiltelis kabelio gedimo vietai nustatyti. Kokius veiksmus reikia atlikti atjungus kabelá, kad bûtø galima saugiai prie jo dirbti? Kaip pjaunamas ar kerpamas atjungtas nuo átampos kabelis? Kà reiðkia: a) apsinuodijimas ðvinu; b) alergija sintetinëms mastikoms?

* Þvaigþdute paþymëti sunkesni klausimai.

353

ELEKTROS PASTOTËS

7

7.1. Bendros þinios Aukðtosios átampos tinkluose energijà paskirsto skirstomosios pastotës (7.1 pav., a), kuriø pagrindinë dalis — skirstomieji árenginiai. Juos sudaro jungiamieji aparatai, apsaugos ir matavimo prietaisai. Transformatoriø pastotës (7.1 pav., b) transformuoja energijà, t. y. vienos átampos kintamosios srovës energijà keièia á kitos átampos energijà. Daugelis pastoèiø atlieka abu ðiuos uþdavinius: transformuoja ir paskirsto energijà. Tai transformatoriø skirstomosios pastotës, kuriose yra transformatorius arba transformatoriai ir ávairiø átampø skirstomieji árenginiai (7.1 pav., c). Be transformatoriø ir skirstomøjø árenginiø, didesnëse pastotëse yra: a) dispeèerinë, arba patalpos su elektros spintomis, skydais, valdymo pultu, kuriame ámontuoti matavimo, valdymo, apsaugos ir signalizacijos prietaisai; dispeèerinës budintysis personalas priþiûri ir valdo árenginius; b) ávairûs pagalbiniai árenginiai, pvz., suspausto oro árenginiai, akumuliatoriø baterija, sandëlis, buitinës patalpos ir t. t.

Grafinis simbolis:

7.1 pav. Trys elektros pastoèiø rûðys: a) skirstomosios; b) transformatoriø; c) transformatoriø skirstomosios 1 — renkamosios ðynos

354

Maþos galios pastotës, maitinamos vidutiniosios átampos oro linijomis, árengiamos stulpuose. Transformatorius ir kiti aparatai árengiami atramoje. Didesnës pastotës, maitinamos ið vidutiniosios átampos tinklo ir áeinanèios á miestø bei pramoniniø tinklø sudëtá, paprastai bûna uþdarosios. Tokios pastotës pastate árengiami vidutiniosios átampos skirstomieji árenginiai, transformatoriai ir þemosios átampos skirstomieji árenginiai. Didþiausiose pastotëse, sujungtose aukðèiausiosios átampos linijomis, aukðèiausiosios átampos skirstyklos árengiamos apskritai kaip atvirosios, o transformatoriai árengiami atvirame ore. Pastatai bûtø per brangûs dël dideliø aparatø matmenø ir bûtinø dideliø izoliuojanèiø atstumø. Tokios pastotës uþima pastatus, kuriuose yra dispeèerinë, pagalbiniai árenginiai ir vidutiniosios átampos skirstomieji árenginiai. Jau atsirado ir ateityje bus vartojamos dvi panaðios sàvokos, kurias reikëtø skirti: skirstomieji árenginiai ir skirstykla. Skirstomieji árenginiai — tai elektros árenginiai, skirti energijai paskirstyti, tai aparatai ir ðynos kartu su atraminëmis konstrukcijomis. Skirstykla — platesnë sàvoka, reiðkianti skirstomuosius árenginius su papildomu aprûpinimu ir su patalpomis (jei skirstykla uþdaroji) arba su tam tikro dydþio teritorija (jei skirstykla atviroji).

7.2. Aukðtosios átampos skirstomøjø árenginiø elementai 7.2.1. Skirstyklø ðynos Uþdarøjø skirstyklø ðynos Uþdarosiose skirstyklose naudojamos standþiosios ðynos (7.2 pav.) — renkamosios ir jungianèios aparatus. Jos gali bûti ávairaus pavidalo: a) plokðèios, vienos juostos, o esant didesnëms darbo ir/arba trumpojo jungimo srovëms, — dviejø arba trijø juostø; b) lovinës, dvitëjinës arba panaðaus sudëtingo profilio, esant didþiausioms darbo ir/arba trumpojo jungimo srovëms; c) apvalios — tik iðimtiniais atvejais, nes sudëtinga jas sujungti; tam reikia kûgiðkø gnybtø; d) vamzdinës, naudojamos tik aukðtosios átampos árenginiuose, norint iðvengti vainikinio iðlydþio.

7.2 pav. Standþiøjø ðynø rûðys: a) plokðèia, vienos juostos; b) lovinë; c) apvali; d) vamzdinë

355

Daþniausiai naudojamos aliumininës arba aldrëjinës ðynos, nes esant didesniems skerspjûviams iðryðkëja þinomas aliuminio pranaðumas, — aliuminio kilogramas atstoja du kilogramus vario (þr. 1.2 sk.). Montuojant ilgesnes ðynas ir jø atðakas, ðynas reikia sujungti. Kaip tai daroma, lengviausia pasekti pasinaudojant visuotinai paplitusiø plokðèiø ðynø pavyzdþiu. Jei pakanka neiðardomø sujungimø, tai ðynos suvirinamos. Jei reikia iðardomø sujungimø varþtais, tai privalu laikytis ðiø nurodymø: • Sujungti reikia vienà ðynà uþleidþiant ant kitos, kad srovës tekëjimo kelyje bûtø kuo maþiau kontaktiniø pavirðiø ir kad maþiau reikëtø varþtø, negu naudojant sandûrinius antdëklus (7.3 pav.). • Varþtø skaièius, matmenys ir iðdëstymas parenkami pagal skersinius ðynø matmenis. Ðynos, platesnës kaip 60 mm, sujungimo vietoje iðilgai ápjaunamos (7.4 pav.), kad geriau susispaustø kontaktiniai pavirðiai.

Gerai

Blogai

7.3 pav. 50 mm ploèio vienos juostos ir dviejø juostø plokðèiø ðynø paruoðimas sujungimui varþtais (M12 varþtais): a) vienà ðynà uþleidþiant ant kitos; b) naudojant sandûrinius antdëklus

7.4 pav. 80 arba 100 mm ploèio plokðèiø ðynø paruoðimas sujungimui varþtais (M16 varþtais)

356

• Iðgræþiamos skylës varþtams, paðalinamos ðerpetos, paskui kontaktiniai pavirðiai nuvalomi nuo neðvarumø ir oksidaciniø apnaðø. • Apsaugai nuo oksidavimosi kontaktiniai pavirðiai padengiami nerûgðtingu vazelinu (tepama vazelinu ir iðtrinama skudurëliu). Geresni rezultatai gaunami tepant kontaktiniu tepalu, maþinanèiu pavirðiaus varþà. • Ðynø sujungti neleidþiama juodais varþtais — naudotini tiktai cinkuoti arba padengti kadmiu. • Kad sujungimas neatsilaisvintø, naudotinos spyruokliuojanèios poverþlës (7.5 pav.). Jos neturi tiesiogiai prisiglausti prie aliumininës ðynos, nes ásirëþtø á minkðtà medþiagà. Geresnës yra atitinkamos lëkðtinës poverþlës, kompensuojanèios aliumininës ðynos ir plieninio varþto ðiluminio plëtimosi skirtumà.

7.5 pav. Aliumininiø ðynø sujungimas varþtais: a) ðynø, kuriø storis nevirðija 5 mm; b) ðynø, kuriø storis didesnis kaip 5 mm 1 — plokðèia poverþlë, 2 — spyruokliuojanti poverþlë (jungiant varines ðynas, plokðèiø poverþliø, paþymëtø þvaigþdute *, nereikia)

Aliuminines ðynas sujungti lengviau, jei jos galvaniniu bûdu padengtos alavu, variu arba sidabru. Lenkijoje kietosios neizoliuotosios ðynos montuojamos ant izoliatoriø. Jos daþomos per visà ilgá, iðskyrus sujungimø vietas. Tai pagerina auðinimo sàlygas (ðynø ðiluminio spinduliavimo bûdu) ir apsaugo jas nuo korozijos. Nudaþius lengviau atskirti fazes arba polius, jeigu jie paþymëti skirtingomis spalvomis. Trifazës kintamosios srovës árenginiuose nuo seno naudojamos ðios spalvos: L1 fazë — geltona, L2 fazë — þalia, L3 fazë — violetinë, N neutralioji ðyna — ðviesiai mëlyna. Naujosios tarptautinës IEC ir europinës EN taisyklës nebereikalauja faziniø ðynø iðskirti spalvomis. Kiekviena ið jø daþoma laisvai pasirinkta spalva, tik ne ðviesiai mëlyna, jei sistema turi neutraliàjà ðynà; juoda spalva draudþiama. Kartais jau esama skirstomøjø árenginiø, kuriø visos fazinës ðynos nudaþytos juodai. Tai ðiek tiek pagerina ðilumos atidavimà spinduliavimo bûdu. 357

Montuojant ilgesnes tiesias ðynø atkarpas, reikia kompensuoti ðiluminá ðynø pailgëjimà 1). Kas 15 m ðynos sujungiamos ne varþtais arba suvirinamos, bet áterpiama atitinkama elastinga jungtis, pvz., folijø paketas. Folijos turi bûti tos paèios medþiagos kaip ir ðynos (7.6 pav.)

7.6 pav. Standþiøjø ðynø montavimas 1 — atraminis izoliatorius, 2 — pervadinis izoliatorius, 3 — ðynø elastinga jungtis

Atvirøjø skirstyklø ðynos Aukðèiausios átampos skirstyklose ðynos yra ið oro linijose naudojamø laidø. Tai vadinamosios lanksèiosios ðynos. Jos kabinamos kaip ir oro linijø laidai, o renkamøjø ðynø atðakoms ir ðynø sujungimams su aparatais naudojami presuojamieji ir kûgiðki gnybtai. Kuo aukðtesnë árenginiø vardinë átampa, tuo labiau reikia stengtis, kad ðynos bûtø montuojamos su atitinkamo kreivumo spindulio iðlenkimais. Arti smailumø ir aðtriø briaunø sutankëja elektrinio lauko linijos, padidëja ðio lauko stipris, padedantis atsirasti vainikiniam iðlydþiui (þr. 5.5.1 poskyrá). Dël to aukðèiausiosios átampos skirstyklose naudojami daugiagysliai laidai ir vamzdinës ðynos.

7.2.2. Pastoèiø izoliatoriai Uþdarøjø skirstyklø izoliatoriai Patalpø izoliatoriai montuojami pastatuose, neveikiami atmosferos sàlygø ir ne taip uþterðiami kaip lauko izoliatoriai. Jie gali bûti paprastesnës sandaros — be ryðkiø briaunø, sumontuoti bet kokioje padëtyje. Gali bûti pagaminti (ypaè þemesnës vardinës átampos izoliatoriai) ið plastiko (epoksidinës mastikos), bet ne ið porceliano. 15 m ilgio aliumininiø ðynø ruoþas, jei jø linijinio temperatûrinio plëtimosi koeficientas λ = 24 ⋅ 10-6 K-1, dël trumpojo jungimo ákaisdamas ∆υ = 150 K (nuo temperatûros prieð trumpàjá jungimà 50 °C iki leistinos temperatûros esant trumpajam jungimui 200 °C), pailgëja ∆l = l ⋅ λ ⋅ ∆υ = 15 ⋅ 24 ⋅ 10-6 ⋅ 150 = 54 mm. Jei ðynos bûtø pritvirtintos kietai, atsirastø dideli átempimai ir izoliatorius imtø veikti didþiulës jëgos. 1)

358

Ðynas laiko atraminiai izoliatoriai (7.6 pav.), kuriø padas prisukamas prie atraminiø konstrukcijø, o prie izoliatoriaus virðaus pritvirtinama ðyna. Naujausi izoliatoriai yra pilnakamieniai (7.7 pav.), jie neturi tuðèiø ertmiø, o vidinë porcelianinë pertvara yra pakankamai stora, todël jie nedûþta (þr. 5.4 sk.). Ðyna tvirtinama prie izoliatoriaus apkaustø specialiomis apkabomis (7.8 pav.), parenkamomis pagal ðynos pavidalà ir skerspjûvá.

7.7 pav. Patalpose naudojamas atraminis pilnakamienis izoliatorius

7.8 pav. Apkabos apvalioms ir plokðèioms ðynoms

1 — porcelianinis korpusas, 2 — virðutiniai apkaustai, 3 — apatiniai apkaustai, 4 — sieros glaistas

Skirtingai negu linijiniai izoliatoriai, kuriuos nuolat veikia didelës jëgos, pastoèiø izoliatoriai normaliomis darbo sàlygomis mechaniðkai yra maþai apkrauti. Tuo tarpu trumpojo jungimo srovë, esant nedideliam atstumui tarp ðynø, sukelia didþiules elektrodinamines jëgas, proporcingas trumpojo jungimo srovës kvadratui (þr. C priedà), kurios perduodamos izoliatoriams. Priklausomai nuo ðiø jëgø dydþio projektuotojas parenka atitinkamo mechaninio atsparumo izoliatorius. Kai tenka pervesti ðynà per sienà, plokðtæ arba korpuso sienelæ, reikalingi pervadiniai izoliatoriai (7.9 pav.). Per ðio izoliatoriaus vidø eina ðyna srovei praleisti, o ties jo viduriu yra antbriaunis, kad bûtø galima izoliatoriø pritvirtinti prie pertvaros, per kurià pervedama ðyna.

7.9 pav. 10 kV átampos pervadinis izoliatorius pervesti ðynai ið lauko á patalpà

359

Atvirøjø skirstyklø izoliatoriai Kai reikia aukðtai pakabinti lanksèiàsias ðynas, naudojami kabamieji izoliatoriai (þr. 5.4 sk.). Lanksèiosioms ðynoms ir vamzdinëms ðynoms þemesniame aukðtyje laikyti pakanka lauko atraminiø izoliatoriø. Jø plaèios lëkðtës uþtikrina reikalaujamà elektriná atsparumà net ir lietaus metu; jie turi bûti tvirtinami vertikaliai, padu þemyn. Priklausomai nuo vardinës átampos atraminiai izoliatoriai yra panaðûs á porcelianiná stovà su apkaustais (7.10 pav.) arba á maþesniø izoliatoriø, sujungtø varþtais, stulpà (7.19; 7.31; 7.33 pav.). Pervesti ðynai ið lauko á uþdarosios skirstyklos patalpà naudojami specialûs lauko-patalpø pervadiniai izoliatoriai (7.9 pav.). Tvirtinimo antbriaunis dalija ðá izoliatoriø á dvi dalis: orinæ (su atitinkamomis lëkðtëmis) ir patalpos (su ðvelnesniu briaunotumu).

ä 7.10 pav. Lauko atraminis izoliatorius

7.2.3. Saugikliai Aukðtosios átampos saugikliai skirti apsaugoti árenginiams nuo trumpojo jungimo pasekmiø. Apskritai tai nevisaverèiai árenginiai — negali iðjungti perkrovos sroviø; ðá uþdaviná atlieka kartu su jais veikiantis galios skyriklis. Gaminami ne didesnës kaip 30 kV vardinës átampos ir iki 250 A vardinës srovës saugikliai. Seniau jie laikyti prastu jungtuvo pakaitalu, ðiandien saugikliai su galios skyrikliais atstoja jungtuvus atsakingiausiuose árenginiuose, pvz., prancûzø atominiø elektriniø 6 kV átampos savøjø reikmiø árenginiuose. Saugikliuose su kvarco uþpildu (7.11 pav.) yra tirptukas, sudarytas ið vieno ar daugelio lygiagreèiai sujungtø vielø arba juostø ir ámontuotas á izoliaciná korpusà, pripildytà kvarcinio smëlio, kuris palengvina gesinti elektros lankà. Kuo aukðtesnë vardinë átampa, tuo ilgesnis tirptukas. Tirptukas daug ilgesnis uþ saugiklio korpusà, nes yra iðlankstytas arba spiraliðkai apvyniotas aplink korpuso viduje esantá keraminá laikiklá. Saugiklio suveikties rodiklis yra prie spyruoklës pritvirtinta signalinë ðerdelë, kuri iððokdama priverèia iðsijungti galios skyriklá. Saugikliø su kvarco uþpildu atjun360

7.11 pav. 6 kV vardinis átampos saugiklis varikliø apsaugai (veikiantis kartu su vakuuminiu kontaktorium 7.24 pav., b) — Elektrotechnikos institutas, Gdanskas: a) saugiklio sandara; b) tirptukas iki iðlankstymo 1 — porcelianinis korpusas, 2 — vario danga, 3 — tirptukas (zigzagiðkai iðlankstytas), 4 — kvarcinis smëlis, 5 — keraminis tirptuko laikiklis, 6 — saugiklio kontaktas, 7 — signalinë ðerdelë, 8 — tirptuko susiaurëjimas (43 susiaurëjimai per visà tirptuko ilgá)

gimo geba gana didelë, pvz., 50 kA 6 kV átampos tinkle. Tai saugikliai, ribojantys trumpojo jungimo srovës dydá, nes esant didesnei trumpojo jungimo srovei suveikia taip greitai, kad neleidþia jai pasiekti maksimalios vertës (C priedo C 1 ir C 3 pav.). Saugikliø ádëklai ástatomi á saugikliø korpuso gnybtus ir esant átampai pakeièiami tik naudojant izoliuojanèias reples (7.12 pav.). Keisti aukðtosios átampos saugiklius esant átampai neleidþiama. Keièiant ilgà saugiklá, suimtà replëmis, lengva sukelti trumpàjá jungimà tarp gretimø faziø. 15 ÷ 30 kV átampos lauko árenginiuose naudojami tirpieji dujø pûtimo saugikliai (7.13 pav.), kuriø vardinë srovë 4 ÷ 63 A. Jie gali iðjungti ne didesnæ kaip 6,3 kA trumpojo jungimo srovæ. Tai nëra saugikliai, ribojantys trumpojo jungimo srovës dydá; kaip dauguma jungtuvø, taip ir jie iðjungia trumpojo jungimo srovæ jai pereinant per nulá. Tirptukas yra vamzdyje ið dujas iðskirianèios medþiagos. Sudegus tirptukui, uþsidega elektros lankas, kuris ákaitina vamzdþio sieneles ir skaido dujas iðskirianèià medþiagà. Ankðtame kanale staigiai kyla spaudimas ir daugëja iðsiskirianèiø ðaltø dujø; jos padeda gesinti lankà. Dujø pûtimo tirpiøjø saugikliø nereikia restauruoti dirbtuvëse. Saugikliui suveikus, pakeièiamas tirptukas, o po keliø suveikimø — ir dujas iðskiriantis vamzdis. Ðie saugikliai montuojami linijos atðakos atramose ir stulpinëse transformatoriø skirstomosiose pastotëse. 361

iki iki

7.12 pav. Izoliuojanèios replës KI-30 (30 kV átampai) saugikliams iðimti ir ádëti, taip pat izoliuojantiems skydams arba ðirmoms uþdëti — AKTYWIZACJA, Krokuva

7.13 pav. Dujø pûtimo tirpusis saugiklis BGO-38 38 kV átampai — ZWAR, Lemborkas 1 — saugiklis, 2 — izoliuojanèios lazdos kablys, 3 — saugikliø stovas

Saugikliui suveikiant, iðpuèiamas þemyn ugnies kûgis (iki 2 m ilgio ir prasiskeèiantis 40 °C kampu) ir net metalo purslai. Dujø iðpûtimo juosta turi bûti taip nukreipta, kad nebûtø pavojinga þmonëms, árenginiams ir aplinkai.

7.2.4. Skyrikliai Prie aukðtosios átampos komutavimo aparatø priskiriami skyrikliai, galios skyrikliai ir jungtuvai (þr. 3.15 pav.). Skyriklis nenaudojamas ájungti arba iðjungti srovei, — já iðjungus, grandinëje turi atsirasti saugus izoliuojantis tarpas. Jis turi bûti tiek elektriðkai atsparus arba iðlaikyti tokià didelæ átampà, kad jo nebûtø galima pramuðti. Jei grandinëje atsirastø virðátampis, skyriklio atraminio izoliatoriaus pavirðiumi (iki trumpojo jungimo su þeme) gali praðokti elektros iðlydis, bet negali bûti pramuðtas tarpas tarp iðjungto skyriklio kontaktø (7.14 pav.). Skyriklio konstrukcija paprasta: prie rëmo pritvirtinti atraminiai izoliatoriai, laikantys aparato srovines dalis. Kontaktiniams peiliams judesá perduoda specialûs pavaros izoliatoriai arba — jei uþtenka apsisukimo aplink savo aðá — beveik visi atraminiai izoliatoriai. Aukðèiausiosios átampos skyrikliø konstrukcijø pavyzdþiai pateikti 7.15 ir 7.16 pav., o vidutiniosios átampos skyriklio veikimo principas — 7.64 pav. 362

7.14 pav. Skyriklio sudaromas izoliuojantis tarpas: a) tarpas aiðkiai regimas, bet nesaugus; b) tarpas saugus

Virðátampis

Virðátampis

7.15 pav. Pantografiniai aukðèiausiosios átampos skyrikliai — SCHNEIDER ELECTRIC, Lenkija, Varðuva: a) bendras atvirosios skirstyklos vaizdas; b) griebtuviniai kontaktai 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — pantografinis judamojo kontakto petys, 4 — þiedai, valdantys potencialo pasiskirstymà (vainikiná iðlydá ribojantys nuo atsikiðusiø daliø, kurias ekranuoja)

363

7.16 pav. Aukðèiausiosios átampos lauko skyrikliø konstrukcijos schemos [5]: a) su vienu tarpu, abu kontaktiniai peèiai pasisuka horizontaliai; b) su dviem tarpais, judamasis kontaktas pasisuka horizontaliai; c) su vienu tarpu pantografiniai

Lauko skyrikliø izoliatoriai turi ryðkias briaunas, skyrikliø kontaktø konstrukcija apsaugo juos nuo apledëjimo arba palengvina trupinti ðerkðnà ir ledà ájungiant bei iðjungiant. Skyriklius reikia ájungti ir iðjungti tik tada, kai grandinëje nëra srovës. Du tokio skyrikliø naudojimo pavyzdþiai pateikti 7.17 pav.: 1. Sistemoje, kuri parodyta 7.17 pav., a, skyriklá galima ájungti arba iðjungti, kai jungtuvas iðjungtas. Jungtuvo kontaktai nematomi, todël jo iðjungimas neparodo grandinëje regimo saugaus izoliuojanèio tarpo. Tiktai iðjungus jungtuvà, uþtrumpinus ir áþeminus uþ jo grandinæ, galima pradëti kokius nors darbus prie transformatoriaus arba prie jungtuvo. 2. Sistemoje, kuri parodyta 7.17 pav., b, linija maitinama ið vienos ar kitos renkamøjø ðynø sistemos priklausomai nuo to, kuris ið skyrikliø ájungtas. Bet kurá skyriklá galima junginëti, kai jungtuvas iðjungtas. Abiejø skyrikliø iðjungimas (prieð tai iðjungus jungtuvà!) sudaro grandinëje matomà saugø tarpà, tai ir yra jø pagrindinis uþdavinys. Be to, skyrikliais èia galima pakeisti maitinimo sistemà, pvz., pereiti nuo maitinimo ið 1 ðynø sistemos á maitinimà ið 2 ðynø sistemos (7.18 pav.). Skyrikliai gali iðjungti nedidelæ srovæ. Tripoliu skyrikliu galima atjungti trumpà neapkrautos linijos ruoþà arba transformatoriø tuðèios eigos metu, t. y. ið anksto komutaciniu aparatu atjungus apkrovà antrinës átampos pusëje (7.17 pav., d); taip pat galima iðjungti labai maþos vardinës galios transformatoriaus apkrovos srovæ (7.17 pav., c). Paveikslëlyje pateiktos didþiausios leistinosios 15 kV átampos transformatoriø galios, kurias leidþiama atjungti skyrikliu, kai transformatorius apkrautas (7.17 pav., c) arba tuðèios eigos metu (7.17 pav., d). Abiem atvejais skyriklis taip pat turi 364

Perjungimai, kai nëra srovës

Nedideliø sroviø iðjungimas

7.17 pav. Svarbiausi skyrikliø naudojimo atvejai (a, b, c, d) Q1 — ðynø skyriklis, Q2 — jungtuvas, Q3 — linijinis skyriklis, F — saugiklis

Linija maitinama ið 1-jø ðynø

Linija maitinama ið 2-jø ðynø

7.18 pav. Perjungimø eiliðkumas keièiant linijos, prijungtos prie skirstomøjø árenginiø su dvigubàja ðynø sistema, maitinimo pobûdá (pereinant nuo maitinio ið 1 ðynø sistemos á maitinimà ið 2 ðynø sistemos; abi renkamøjø ðynø sistemos neturi bûti sujungtos viena su kita)

ájungti transformatoriaus ájungimo srovæ, kuri bent keliolika kartø didesnë uþ vardinæ srovæ, taèiau trunkanti vos sekundës dalá. Bandymai skyrikliu iðjungti didelæ srovæ baigiasi nesëkmingai. Tarp beiðsiskirianèiø kontaktø uþsidega didelës srovës elektros lankas, kurio skyriklis nepajëgia uþgesinti. Kontaktø galai iðsilydo, tarp gretimø poliø elektros lankai susijungia, ir ávyksta trumpasis jungimas tarp faziø. Nuo ðio momento ima tekëti didelë trumpojo jungimo srovë, ir kol ji nebus jungtuvo arba saugiklio iðjungta, lankas slenka iðilgai ðynø viskà naikindamas. Per sekundæ gali bûti nusiaubta visa skirstykla. Apskritai naudojama tokiø 365

jungimo klaidø blokuotë (þr. 7.4.4 poskyrá); skyriklio pavaros sistema neveikia, jei grandinëje ájungtas juntuvas. Tokios pat paprastos sandaros yra ir áþeminimo skyrikliai. Saugos sumetimais jie naudojami áþeminti atjungtai nuo átampos grandinei. Uþuot uþdëjus kilnojamuosius áþemiklius, kas ilgokai uþtrunka ir susijæ su didesne nelaimingo atsitikimo rizika. Be to, ne visada galima uþdëti áþemiklius — daug lengviau distancinio valdymo bûdu ájungti áþeminimo skyriklá. 7.19

7.19 pav. Vienpoliai áþeminimo skyrikliai OZP 400 kV átampos skirstykloje — ZWAR, Lemborkas 1 — judamasis kontaktas, kai aparatas iðjungtas, 2 — pavaros dëþë

pav. parodyto áþeminimo skyriklio judamieji kontaktai ið horizontalios padëties, kai jie iðjungti, pasisuka á vertikalià padëtá ir sujungia su pastotës áþeminimo árenginiu matomus virðuje fazinius laidus. Áþeminimo skyriklius turi aukðèiausiosios átampos skirstomieji árenginiai, taip pat kompaktiðkos struktûros vidutiniosios átampos skirstomieji árenginiai. Esama ir tokiø komutaciniø aparatø, kurie vienu metu gali bûti naudojami kaip paprastasis skyriklis ir kaip áþeminimo skyriklis. Jie turi arba atskirus áþeminimo peilius, arba jø judamieji peiliai, iðsijungæ ið nuolatiniø faziniø gnybtø, ásijungia á nuolatinius áþeminimo gnybtus. Skyrikliai, galios skyrikliai ir áþeminimo skyrikliai, sumontuoti atramose arba nedidelëse pastotëse be prieþiûros, gali bûti iðjungiami ir ájungiami ið tolo radijo bangomis. Skyrikliø, sumontuotø atramose, variklinë pavara NS2 366

7.20 pav. Skyriklis, sumontuotas atramoje, su radijo bangomis valdoma pavara — ZWAR, Lemborkas 1 — pavaros dëþë, 2 — pavaros trauklë, 3 — siunèiamoji-priimamoji dipolinë antena, 4 — átampos keitiklis (maþos galios transformatorius), 5 — virðátampiø ribotuvas keitiklio apsaugai, 6 — blokuotë, iðjungianti distanciná valdymà, pvz., dirbant prie árenginio

(7.20 pav.) maitinama ið nepriþiûrimo 12 V átampos akumuliatoriaus, papildomai ákraunamo ið maþos galios transformatoriaus (átampos keitiklio) per lygintuvà. Pavaros traukos jëga siekia net 1000 daN. Antena priima valdymo signalus iki 50 km atstumu. Per tà paèià antenà mikroprocesorinë valdymo sistema perduoda dispeèeriui informacijà apie komutacinio aparato kontaktø padëtá (patvirtina komandos ávykdymà) ir þodinius aliarmo signalus apie dingusià átampà, iðsikrovusá akumuliatoriø arba ásilauþimà prie pavaros.

7.2.5. Galios skyrikliai ir kontaktoriai Galios skyrikliai ir kontaktoriai naudojami darbo srovëms ájungti ir iðjungti; dauguma jø gali iðjungti ir perkrovos sroves. Grandinëje su skyrikliu bûtina apsauga nuo trumpøjø jungimø, ir tai paprastai atlieka saugikliai. Kadangi saugikliai gaminami ne didesnei kaip 30 kV átampai, tai tokia pati yra ir galios skyrikliø pritaikymo sritis. Daugeliu atvejø junginëjama nedaþnai, todël uþtenka skirstomøjø galios skyrikliø. Jø kontaktø sistema paprastai taip sukonstruota, kad kartu jie atlieka ir paprastøjø skyrikliø vaidmená, nes kai jie iðjungti, susidaro regimas saugos tarpas. Tai vadinamieji izoliuojantieji galios skyrikliai. Prieð juos grandinëje jau nebereikia paprastojo skyriklio. 367

Labiausiai þinomi pneumatiniai savislëgiai galios skyrikliai. Jiems iðsijungiant (7.21 pav.) judamasis kontaktas 3, atitoldamas nuo nejudamojo kontakto 2, iðtempia elektros lankà 6. Taèiau elektros lankui uþgesinti to nepakanka. Judamasis kontaktas stumia su juo sujungtà stûmoklá 4, kuris suslegia orà cilindro 5 kameroje. Per kanalà judamajame kontakte 3 suslëgtas oras iðpuèiamas á elektros lanko stulpo galà.

Galios skyriklis ájungtas

Srovës iðjungimas

Galios skyriklis iðjungtas

7.21 pav. Pneumatinio savislëgio galios skyriklio veikimo principas 1 — prijungimo gnybtas, 2 — nejudamasis kontaktas, 3 — judamasis kontaktas su oro kanalu viduryje, 4 — stûmoklis, 5 — cilindras, 6 — elektros lankas, 7 — izoliuojantis saugos tarpas, 8 — atraminis skyriklio izoliatorius

Naujesnis galios skyriklis OR (7.22 pav.) ðá veikimo principà realizuoja toliau. Ðis aparatas turi kontaktø komplektà: pagrindinius kontaktus — praleidþianèius srovæ, kai aparatas ájungtas, ir degimo kontaktus, iðsijungianèius vëliau uþ pagrindinius. Iðjungiant galios skyriklá, lankas uþsidega tik ant degimo kontaktø. Kai galios skyriklis ájungtas, degimo kontakto antgalis yra izoliaciniame gesinimo purkðtuke. Aparatà iðjungiant, suslëgtas oras patenka á purkðtukà ðalia slëgio kameros, kuri yra virðutinio atraminio izoliatoriaus viduje. Skirstomuosius galios skyriklius ájungtus iðlaiko speciali spyna. Atsilaisvinus spynos lieþuvëliui, gràþinimo spyruoklë (átempta ájungiant aparatà) iðjungia galios skyriklá. Á jo pavarà galima ámontuoti ir atkabiklá, kuris atsiradus perkrovai arba kitokiam sutrikimui atlaisvintø lieþuvëlá ir tuo paèiu iðjungtø galios skyriklá. Galimybë automatiðkai iðjungti galios skyriklá iðnaudojama, kai jis veikia kartu su saugikliais. Galios skyriklis su saugikliais taip sukonstruotas (7.23 pav.), kad iðsijungia suveikus bent vienam saugikliui. Saugiklio signalinë ðerdelë tartum suveikties rodiklis su stipria spyruokle atlaisvina spynos lieþuvëlá. Trifazës grandinës, kurioje nutrûksta 368

7.22 pav. Pneumatinis galios skyriklis OR — ZWAR, Lemborkas 1 — pagrindinis judamasis kontaktas, 2 — judamasis lanko degimo kontaktas, 3 — gesinimo purkðtukas, 4 — slëgio kamera (atraminiame izoliatoriuje), 5 — áþeminimo peiliai, 6 — izoliuojanti pertvara tarp poliø (punktyrine linija pavaizduoti judamieji kontaktai, kai galios skyriklis iðjungtas)

7.23 pav. Pneumatinis galios skyriklis su saugikliais OR — ZWAR, Lemborkas 1 — saugiklis, 2 — saugiklio blenkerio suþadinama atkabiklio plokðtelë

viena arba dvi fazës, maitinimas atjungiamas. Tai leidþia iðvengti elektros varikliø veikimo su viena arba dviem fazëmis pavojingø pasekmiø. Kompaktiðkos struktûros skirstomuosiuose árenginiuose (7.58 pav.) naudojami galios skyrikliai su sieros heksafluoridu SF 6. Juose lanko gesinimas beveik tobulas, o jø konstrukcija labai paprasta; atrodo kaip paprastas galios skyriklis, ádëtas á pripildytà dujø stikliná korpusà. Varikliø ir kitø aukðtosios átampos (1, 2, 6 ir 10 kV) imtuvø grandinëse reikalingi manevriniai galios skyrikliai, kuriuos bûtø galima daug kartø junginëti. Ðiam tikslui naudojami aukðtosios átampos jungtuvai su vakuuminëmis arba su sieros heksafluorido gesinimo kameromis. 369

Vakuuminiai kontaktoriai (7.24 pav., 7.25 pav.) turi gesinimo kamerà (7.26 pav.), kurioje iðsilaiko aukðtas vakuumas (nuo 10-6 Pa naujoje iki 10-2 Pa prie patvarumo ribos). Elektros lankas, kuriam degant jonizuojasi atomai ir dalelës, gali degti tik materialioje aplinkoje, bet ne vakuume. Iðjungiant srovæ, kai kontaktai atsiskiria, paskutiniuose kontaktavimo taðkuose atsiranda didelis srovës tankis ir jie ákaista iki kontaktø medþiagos garavimo temperatûros. Tada gali uþsidegti ir elektros lankas. Ilgëjantá lanko stulpà apsupa jo paties magnetinis laukas kaip ir kiekvienà laidininkà, kuriuo teka srovë, todël jo viduje esanèiø metalo garø slëgis já iðpleèia. Kintamajai srovei pereinant per nulá, srovë jau nebeteka ir slëgio jëga dingsta. Dël to dalelës, sudaranèios lanko kamienà, iðsisklaido á visas puses, o tarp kontaktø atsiranda vakuumas. Srovë galutinai nutraukiama. Kontaktus supa cilindrinis ekranas, ant kurio nusëda kontaktø metalo dalelës; dël to jos nenusëda ant kameros izoliaciniø sieneliø.

7.24 pav. Vakuuminiai kontaktoriai — ORAM, Lodzë: a) kontaktorius SV630, 1500 V, 630 A (1200 V, 600 kW varikliui); b) kontaktorius HSV250, 7,2 kV, 250 A (6kV, 2000 kW varikliui) (abu kontaktoriai yra 275 mm aukðèio) 1 — vakuuminë gesinimo kamera

370

7.25 pav. Kontaktoriaus SV630 pjûvis — ORAM, Lodzë 1 — vakuuminë kamera, 2 — gofruota rankovë, 3 — ekranas, 4 — judamasis kontaktas, 5 — gnybtas, 6 — gràþinimo spyruoklë, 7 — pavaros elektromagneto ritë

7.26 pav. Vakuuminës gesinimo kameros pjûvis 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — ekranas, 4 — gofruota rankovë

Vakuuminëje kameroje lankas gæsta pirmà kartà srovei natûraliai pereinant per nulá. Ðitaip atsitinka ir kitose kamerose, taèiau visiðkai tuo pasikliauti negalima. Priklausomai nuo lanko uþsidegimo fazës kampo lanko degimo trukmë siekia 0 ÷ 10 ms, vidutiniðkai 5 ms, — tai riboja kontaktø medþiagos garavimà. Nepaisant to, esama iðradingø konstrukciniø bûdø, kaip dar labiau sumaþinti kontaktø nusidëvëjimà, nes prie ðiø kontaktø negalima nei prieiti, nei juos apþiûrëti, nei nuvalyti ar pakeisti. Vakuuminë kamera gali nutraukti srovæ dar prieð jai natûraliai pereinant per nulá. Toks staigus srovës nutraukimas sukelia didelæ saviindukcijos elektrovarà, pasireiðkianèià kaip virðátampis. Tai kelia pavojø árenginiø izoliacijai, be abejo, ir ypaè jautriai virðátampiams transformatoriø ir sukamøjø maðinø izoliacijai. Naudojant kontaktoriø arba vakuuminá jungtuvà, transformatoriaus arba variklio grandinëje paprastai reikia apsaugos nuo virðátampiø sistemos (þr. 9 dalá). Rimta problema — perduoti pavarà judamajam kontaktui sandarioje vakuuminëje kameroje. Nepadëtø joks pavaros svirties pervadinëje ávorëje uþsandarinimas. Iðeitis yra gofruota rankovë ið plonos plieno lydinio skardos, privirintos arba prilituotos ir prie pavaros svirties, ir prie kameros 371

7.27 pav. SF6 kontaktoriaus su besisukanèiu elektros lanku (Rollarc) gesinimo kameros veikimo principas — SCHNEIDER ELECTRIC Lenkija, Varðuva I — iðjungiama srovë, B — magnetinë indukcija, kurià sukuria iðpuèiamasis elektromagnetas, F — elektromagnetinë jëga, sklaidanti lankà (F ~ B ⋅ I) ä

sienelës. Laimë, svirties darbo þingsnis yra nedidelis, kadangi kontaktø prasiskëtimas (atstumas tarp iðjungto aparato kontaktø) vakuuminëje kameroje gerokai maþesnis negu kitose kamerose (pvz., 6 mm 7,2 kV átampos kontaktoriuje). Kontaktorius su sieros heksafluoridu SF 6 gali turëti kamerà su besisukanèiu lanku (7.27 pav.). Lanko srovë grandinëje automatiðkai ájungia iðpûtimo elektromagnetus, sukurianèius stiprø magnetiná laukà. Kai ðis laukas veikia srovæ, lanko kamiene atsiranda elektromagnetinë jëga, ásukanti lankà kontaktø grandinëje tuo didesniu greièiu, kuo didesnë iðjungiamoji srovë. Besisukantis lanko kamienas, einant srovei per nulá, sieros heksafluorido auðinamas taip intensyviai, kaip ir esant priverstinei konvekcijai. Tos dujos sëkmingai sugeria ðilumà ir dejonizuoja lanko kamienà, atkurdamos elektriná atsparumà. Kontaktorius — tai ne izoliuojantysis galios skyriklis, jis nesudaro grandinëje matomo saugaus izoliuojanèio tarpo, nes jo kontaktai paslëpti gesinimo kamerø viduje; todël grandinës pradþioje reikia skyriklio. Kontaktorius negali iðjungti trumpojo jungimo sroviø, — tam reikalingi saugikliai (7.11 pav.).

7.2.6. Jungtuvai Jungtuvu galima ájungti ir iðjungti darbo srovæ, taèiau pagrindinis jo uþdavinys — automatiðkai iðjungti trumpojo jungimo srovæ. Taip pat jis turi iðlaikyti klaidingà ájungimà á trumpàjá jungimà, kai prieð visiðkai ásijungiant kontaktams per já gali pratekëti smûginë trumpojo jungimo srovë (þr. C priedo C 2 sk.). Apsaugø sistemos suþadintas jungtuvas apsaugo grandinæ nuo trumpøjø jungimø. Jis gali automatiðkai iðsijungti ir kitø sutrikimø — perkrovos, pernelyg sumaþëjusios arba padidëjusios átampos, jos dingimo arba energijos tekëjimo krypties pasikeitimo — atvejais. 372

Vidutiniosios átampos jungtuvai Vidutiniosios átampos jungtuvø rinkoje nyksta maþatûriai alyviniai ir magnetinio pûtimo jungtuvai, o ima vyrauti naujesnës konstrukcijos: SF6 ir vakuuminiai jungtuvai. Maþatûriø alyviniø jungtuvø kiekvieno poliaus kontaktai yra nedidelëje gesinimo kameroje, pripildytoje mineralinës jungtuvø alyvos. Alyva tiktai gesina lankà, o þemæ ir polius vienà nuo kito izoliuoja izoliatoriai. Tuo maþatûris alyvinis jungtuvas skiriasi nuo savo pirmtako — didelio alyvos tûrio jungtuvo, kuriame alyva atlikdavo abi minëtas funkcijas. Gesinimo kameros konstrukcinio sprendimo pavyzdys pateiktas 7.28 pav. Judamàjá kontaktà sudaro ávorë, turinti izoliaciná antgalá, kad lanko padas bûtø ne ties kontakto virðûne, bet þemiau. Èia pat arti lanko pado ávorëje yra angos, per kurias, ávorei greitai judant, gali tekëti alyva. Iðjungiant maþà (darbo) srovæ, uþgesinti lankui uþtenka, kad já slenkantis judamasis kontaktas iðtæstø þemyn ir iðilgai apiplautø ðalta alyva, tekanti per minëtas angas. Iðjungiant didesnæ (trumpojo jungimo) srovæ, ið lanko

7.28 pav. Maþatûrio alyvinio jungtuvo gesinimo kamera su skersiniais srautais — Siemens, Vokietija: a) pjûvis; b) kameros veikimas iðjungiant maþà srovæ; c) kameros veikimas iðjungiant didelæ srovæ 1 — nejudamasis kontaktas, 2 — judamasis kontaktas, 3 — judamojo kontakto izoliacinë ávorë, 4 — kameros izoliacinës dalys, 5 — prijungimo gnybtas, 6 — alyvos rodyklës plûdë, 7 — alyvos lygio rodyklë, 8 — èiaupas alyvai ápilti, 9 — jungtuvo poliaus atraminis izoliatorius, A — lanko gesinimo kameros vidus

373

iðsiskiria didelë ðiluminë galia, alyva skaidosi, iðskirdama dujas (vandenilá, acetilenà), staigiai padidëja slëgis A kameros dalyje. Ið ten atitinkamais kanalais stiprûs alyvos srautai nukreipiami staèiai á lanko kamienà (7.28 pav., c). Tai leidþia uþgesinti lankà ir nutraukti elektros srovæ, kai ji eiliná kartà pereina per nulá. Apskritai vidutiniosios átampos SF6 jungtuvø gesinimo kameros yra savislëgës, tik jø konstrukcija paprastesnë. Veikimo principas panaðus á toliau apraðomø aukðèiausiosios átampos jungtuvø veikimo principà. Magnetinio pûtimo jungtuvai lankà gesina kameroje, taip árengtoje, kad bûtø galima iðtempti kuo ilgesná lankà. Aparato iðjungimo metu uþsidegæs tarp atsidaranèiø kontaktø lankas, veikiamas elektromagnetiniø jëgø, ápuèiamas á gesinimo kamerà. Vakuuminiø jungtuvø gesinimo kameros panaðios á vakuuminiø kontaktoriø, bet pritaikytos iðjungti didesnëms srovëms. Kontaktai gali bûti ápjauti (7.29 pav.), jog galëtø taip iðlenkti srovës tekëjimo kelià, kad elektrodinaminë jëga lanko kamienui suteiktø sukamàjá judesá prasiskirianèiø kontaktø srityje. Tai galima padaryti su maþo skersmens suspaustu (koncentruotu) lanku, kas bûdinga didesnës kaip 10 A srovës lankui. Greitai besisukantis lanko padas maþiau ákaitina kontaktø pavirðiø, todël jis maþiau nusidëvi. Vakuuminius jungtuvus ájungtus iðlaiko spyna su specialiu lieþuvëliu (spragtuku), o ne pavaros elektromagnetas. Iðryðkëja panaðios kaip ir vakuuminiø kontaktoriø ypatybës: didelis patvarumas, iðjungimas, srovei pirmà kartà natûraliai pereinant per nulá, maþos srovës staigus nutraukimas. Maþatûris alyvinis jungtuvas geba keletà kartø iðjungti vardinæ iðjungimo srovæ, paskui já reikia apþiûrëti; vakuuminis jungtuvas gali jà iðjungti 100—400 kartø. Gamintojai já giria taip: „Sumontuosi ir gali já pamirðti“. Tai pusiau tiesa, — pamirðti galima kontaktus, bet ne pavaros mechanizmà, kurá reikia periodiðkai priþiûrëti.

ä 7.29 pav. Vakuuminio jungtuvo kontaktø konstrukcija, suteikianti elektros lanko stulpui sukamàjá judesá

1 — srovës tekëjimo kryptis, 2 — elektrodinaminës jëgos kryptis

374

Aukðèiausiosios átampos jungtuvai Dar naudojama daug maþatûriø alyviniø jungtuvø, taip pat vis naujai árengiami pneumatiniai jungtuvai, taèiau ateitis priklauso jungtuvams su sieros heksafluoridu SF6 . Pneumatiniuose jungtuvuose lankui gesinti naudojamas virðgarsiniu greièiu iðpuèiamo per kontakto purkðtukà suslëgto (apie 3 MPa) oro srautas. Jungtuvas turi suslëgto oro atsargà savo rezervuare, ið kurio atidarius elektrinius voþtuvus atraminiuose izoliatoriuose esanèiais kanalais oras patenka á gesinimo kameras. Reikalinga kompresorinë, árenginiai orui dþiovinti, pagrindiniai ir iðlyginamieji rezervuarai bei vamzdynø tinklas. Ekonomiðkai tai nepateisinama pastotëje, kurioje yra nedaug jungtuvø. Jungtuvø su sieros heksafluoridu (7.30 pav., 7.31 pav.) gesinimo kamera pripildyta 0,4 ÷ 0,8 MPa slëgio dujø SF6, kuriø savybës jau þinomos (þr. 6.2 sk.). Iðjungimo procese reikia didesnio slëgio dujø srauto. Anks-

7.30 pav. Jungtuvas su sieros heksafluoridu ELF SP 6-2, kurio vardinë átampa 420 kV, ilgalaikë vardinë srovë 4000 A, vardinë iðjungimo srovë 63 kA ir aukðtis 6,5 m — ABB Calor Emag Schaltanlagen, Vokietija 1 — atraminis izoliatorius, 2 — gesinimo kamera, 3 — kondensatorius, 4 — hidraulinë spyruoklinë pavara, 5 — srovës transformatorius

375

7.31 pav. Jungtuvo su sieros heksafluoridu ELF SP 7-2 pjûvis. Jungtuvo vardinë átampa 550 kV, ilgalaikë vardinë srovë 4000 A, vardinë iðjungimo srovë 63 kA ir aukðtis 7,1 m — ABB Calor Emag Schaltanlagen, Vokietija 1 — gesinimo kamera, 2 — atraminis izoliatorius (izoliacija þemës atþvilgiu), 3 — pavaros svirtis, 4 — dujø SF6 slëgio rodyklë, 5 — jungtuvo hidraulinë spyruoklinë pavara, 6 — kondensatorius (turintis tolygiai paskirstyti átampà nuosekliai sujungtoms iðjungto jungtuvo kameroms)

èiau dujos bûdavo imamos ið esanèio uþdaroje cirkuliacijoje ir maþo kompresoriaus periodiðkai papildomo aukðto slëgio rezervuaro. Naujesnëse savislëgëse kamerose suspausti dujoms SF6 tam tikroje ertmëje ir iðpûsti joms á lanko kamienà iðnaudojama elektros lanko ðiluminë galia. Kitas bûdas (7.32 pav.) pagrástas dujø suslëgimu ertmëje 6. Tai atlieka cilindras, judantis kartu su judamuoju kontaktu.

7.32 pav. Jungiklio SF6 gesinimo kamera: a) jungtuvas ájungtas; b) pagrindiniø kontaktø atsijungimas; c) degimo kontaktø atsijungimas ir lanko uþsidegimas; d) jungtuvas iðjungtas 1 — pagrindinis nejudamasis kontaktas, 2 — nejudamasis degimo kontaktas, 3 — judamasis degimo kontaktas, 4 — pagrindinis judamasis kontaktas, 5 — izoliacinis purkðtukas, 6 — dujø SF6 suslëgimo ertmë

376

Aukðèiausiosios átampos jungtuvai (maþatûriai alyviniai, pneumatiniai ir SF6) yra modulinës struktûros, t. y. ávairiø parametrø jungtuvai susideda ið tø paèiø elementø (7.33 pav.). Kuo aukðtesnë vardinë átampa, tuo aukðtesnis izoliatoriø stulpas, sudarantis izoliacijà þemës atþvilgiu. Nuosekliai sujungtø gesinimo kamerø skaièius ir jø papildomas techninis aprûpinimas priklauso nuo jungtuvo vardinës átampos ir nuo jo vardinës srovës. Visose nuosekliai sujungtose kamerose kontaktai turi atsidaryti vienu metu. Ðitaip galima ávertinti lanko gesinimo sieros heksafluoride efektyvumà: — SF6 jungtuvas 420 kV, 63 kA (7.30 pav.) turi tik dvi gesinimo kameras1); panaðus pneumatinis jungtuvas jø turi keturias, o maþatûris alyvinis — deðimt; — 63 kA vardinæ iðjungimo srovæ tas pats SF6 jungtuvas, nereikalaudamas vidaus apþiûros, gali iðjungti 30 kartø, pneumatinis jungtuvas — 10 kartø, o maþatûris alyvinis — ne daugiau kaip 6 kartus.

7.33 pav. Aukðtosios átampos jungtuvø modulinës struktûros principas i — atraminis izoliatorius, sudarantis izoliacijà þemës atþvilgiu, k — gesinimo kamera

7.2.7. Komutaciniø aparatø pavaros Apskritai patalpø skirstomuosiuose árenginiuose skyrikliai turi rankines pavaras su svertø sistema kaip ir þemosios átampos jungikliai. Tik toks skirtumas, kad aukðtosios átampos komutaciniø aparatø pavaros svirtis saugos sumetimais yra toliau nuo kontaktø sistemos. Aukðèiausiosios átampos lauko skirstomuosiuose árenginiuose skyrikliai, aprûpinti suslëgto oro árenginiais, turi pneumatines pavaras. Atidarius distanciniu bûdu valdomà voþtuvà, suslëgtas oras patenka á pneumatiná cilindrà ir iðjudina stûmoklá, sujungtà su judamuoju skyriklio kontaktu. 1)

1989 m. pasirodë vienos kameros 420 kV, 50 kA SF6 jungtuvas.

377

Galios skyrikliai ir jungtuvai, skirtingai negu skyrikliai, yra skirti srovei ájungti ir iðjungti, todël jø pavarø veikimui keliami du pagrindiniai reikalavimai: • kontaktai turi ásijungti ir iðsijungti dideliu greièiu, nepriklausomai nuo to, kokiu bûdu paveikiama pavara; • ájungus á trumpàjá jungimà, po pirmo kontaktø susilietimo jungtuvas turi automatiðkai tuoj pat iðsijungti nepriklausomai nuo to, kaip ir kokie veiksmai atliekami su pavara; tai galima pasiekti, pvz., prie jungtuvo spynos pridëjus laisvàjà movà (þr. 3.49 pav., 3.52 pav.). Pageidaujamà pavaros veikimà galima gauti, pvz., ámontuojant dvi stiprias spyruokles — ájungimo ir iðjungimo. Jungtuvà ájungiant, átempiama ájungimo spyruoklë, o kai joje sukaupta potencinë energija pasidaro pakankamai didelë, tada spyruoklë atlaisvinama, jungtuvas ásijungia ir tuo paèiu metu átempia iðjungimo spyruoklæ. Nuo ðio laiko átempta iðjungimo spyruoklë yra pasiruoðusi bet kuriuo momentu iðjungti jungtuvà, jei tik spynos strektæ atlaisvintø atkabiklis arba priþiûrintis árenginius þmogus. Ájungimo spyruoklë átempiama laipsniðkai, ið lëto, kad reikalinga jëga nebûtø didelë. Ðiam tikslui naudojama: — rankinë pavara — spyruoklæ átempia þmogus, pvz., pavaros alkûniniu mechanizmu; — variklinë pavara — spyruoklæ átempia variklis (nuolatinës srovës nuosekliojo þadinimo variklis) su sliekine pavara; — pneumatinë pavara — spyruoklæ átempia pneumatinis mechanizmas, turinti cilindrà su stûmokliu; — hidraulinë pavara (7.31 pav.) — spyruoklæ átempia hidraulinis mechanizmas, turinti cilindrà su stûmokliu. Kontaktoriai paprastai turi elektromagnetinæ pavarà — aparatas ásijungia suþadinus pavaros elektromagnetà ir iðsijungia suþadinimà nutraukus. Strektinius kontaktorius ájungtus iðlaiko strektë, o iðjungiami jie suþadinus atkabiklá. Pneumatiniai jungtuvai turi pneumatinæ pavarà. Iðjungiant jungtuvà, suslëgtas oras, atvestas ið rezervuaro á gesinimo kameras ir á esanèius prie jø pneumatinius mechanizmus, atlieka dvi funkcijas: atitraukia judamàjá kontaktà nuo nejudamojo ir gesina atsirandantá elektros lankà.

7.2.8. Indukciniai srovës transformatoriai Srovës transformatoriai gaminami vienfaziai ir maþos galios (2,5 ÷ 90 VA). Jø antrinë srovë Is yra proporcinga pirminei srovei Ip (7.34 pav.). Matuojant nedidelæ antrinæ srovæ, galima nustatyti pirminës srovës vertæ Ip = KnIs. 378

7.34 pav. Srovës transformatoriaus jungimo schema 1 — pirminë apvija, 2 — antrinë apvija, 3 — ðerdis, Ip — pirminë srovë, Np — pirminës apvijos vijø skaièius, Ns — antrinës apvijos vijø skaièius, P1, P2 — pirminës apvijos gnybtai, S1, S2 — antrinës apvijos gnybtai

Ðiam tikslui reikia þinoti srovës transformatoriaus vardiná transformacijos koeficientà Kn, t. y. pirminës srovës santyká su antrine, apytikriai lygø antrinës apvijos vijø skaièiaus Ns santykiui su pirminës apvijos vijø skaièiumi Np, taigi Ipn Ns . ≈ Kn = Isn Np Kiekvienà kartà skaièiuoti srovæ Ip bûtø sunku. Yra paprastesnë iðeitis — antrinëje grandinëje ájungto ampermetro skalëje suþymëti sroviø vertes, jau padaugintas ið vardinio transformacijos koeficiento Kn. Toks ampermetras tiks prie srovës transformatoriaus tik su tam tikru transformacijos koeficientu Kn, kurá reikia paþymëti ant ampermetro. Darbui su srovës transformatoriais, kuriø pirminë srovë skirtinga, bet vardinë antrinë srovë ta pati, gali bûti naudojami tie patys matavimo prietaisai ir relës, besiskirianèios tik matavimo skalëmis. Vardinë pirminë srovë 1) parenkama pagal grandinës maksimalià apkrovos srovæ IB. Vardinë antrinë srovë Isn paprastai lygi 5 A2). Antrinëje grandinëje teka srovë Isn = 5 A, jei pirminëje grandinëje teka vardinë pirminë srovë Ip = Ipn. Matavimo srovës transformatoriai (M) turi patikimai transformuoti darbo srovës kitimo (0,2 ÷ 1,2) Ipn, (tiksliausiai (1,0 ÷ 1,2) Ipn) ribose, o trumpojo jungimo sroves — smarkiai riboti, kad jos nepakenktø matavimo sistemoms. Taigi ðie srovës transformatoriai turi bûti greitai prisisotinantieji (þr. 3.37 pav.). Relinës apsaugos srovës transformatoriai (P) turi patikimai transformuoti ir trumpojo jungimo sroves (10 ÷ 40 ÷ 100)Ipn, kad apsaugos gautø tikslø sutrikimo eigos ir momentiniø srovës verèiø kitimo vaizdà. Norminës vertës yra 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 A ir jø deðimtainiai kartotinumai. 2) Norminës vertës yra 1 — 2 — 5 A. Smarkiai plinta vardinës antrinës srovës Isn = 1 A pritaikymas. 1)

379

Ant vienos pirminës apvijos su maþu vijø skaièiumi (pvz. Np = 1) galima uþmauti keletà ðerdþiø su antrinëmis apvijomis, matavimo ðerdá ir apsaugos ðerdá. Ðios antrinës apvijos maitina atskiras antrines grandines, nepriklausomas viena nuo kitos. Relinës apsaugos ðerdis pasiþymi daug didesniu skerspjûviu. Srovës transformatoriai aukðèiausiosioms átampoms (7.30, 7.37 ir 7.38 pav.) paprastai bûna daugiaðerdþiai. Taigi srovës transformatoriai ágalina: a) lengvai iðmatuoti pakankamai dideles sroves; b) saugiai prieiti prie matavimo prietaisø ir reliø, kurios atskirtos nuo pagrindiniø grandiniø; c) distanciniu bûdu matuoti ir kontroliuoti srovæ, be to, matavimo prietaisus ir reles sumontuoti patalpoje, esanèioje toli nuo pagrindiniø grandiniø. Vidutiniøjø átampø patalpø srovës transformatoriai turi patvarià izoliacijà ið epoksidinës dervos (7.35 pav.). Viena ið konstrukciniø atmainø — pervadiniai srovës transformatoriai (7.36 pav.), primenantys pervadinius

7.35 pav. Srovës transformatoriaus su epoksidinës dervos izoliacija sandara — Siemens, Vokietija 1 — pirminës apvijos gnybtai, 2 — pirminë apvija, 3 — antrinës apvijos gnybtai, 4 — antrinë apvija, 5 — ðerdis, 6 — epoksidinë derva, 7 — vardiniø parametrø lentelë

7.36 pav. Patalpø pervadinis srovës transformatorius IPZ 20 (20 kV) — ZWAR, Pðasniðas 1 — pirminës apvijos gnybtai (P1, P2), 2 — antrinës apvijos gnybtai (S1, S2)

380

izoliatorius; ant izoliuotosios srovës ðynos uþmauta ðerdis su antrine apvija. Pirminë apvija turi tik vienà vijà. Vietoj pervadinio izoliatoriaus galima ámontuoti pervadiná srovës transformatoriø. Jis atlieka dvi funkcijas: pervadinio izoliatoriaus ir pervadinio srovës transformatoriaus. Lauko srovës transformatoriai turi kitokià konstrukcijà. Ðerdis arba ðerdys su izoliuotomis apvijomis ámontuotos á porcelianiná korpusà, kuris yra uþpiltas alyva (7.37 pav., 7.38 pav.) arba pripildytas sieros heksafluorido SF6 (7.30 pav.). Alyviniai srovës transformatoriai gali dirbti tik vertikalioje padëtyje.

7.37 pav. Alyvinis srovës transformatorius 220 kV átampai

7.38 pav. Matavimo transformatoriai 220 kV átampos atvirojoje skirstykloje

1 — gnybtai P1-P2, 2 — aliumininis gaubtas su alyvos lygio rodikliu, 3 — porcelianinis izoliatorius, 4 — aukðtosios átampos apvijos izoliacija, 5 — pirminë apvija, 6 — trys ðerdys su trimis antrinëmis apvijomis, 7 — dëþutë su gnybtais S1—S2

1 — srovës transformatorius, 2 — P1-P2 gnybtai, 3 — talpinis átampos daliklis, 4 — indukcinis átampos transformatorius (3 + 4 = talpinis átampos transformatorius)

381

Normaliomis darbo sàlygomis magnetinis srautas srovës transformatoriaus ðerdyje yra maþas. Pirminës srovës Ip sukurtà magnetiná srautà kompensuoja prieðinga kryptimi nukreiptas srautas, kurá sukuria antrinës apvijos srovë Is. Jei bûtø nutraukta antrinë grandinë (Is = 0), magnetinis srautas ðerdyje padidëtø daugeriopai ir pasekmës bûtø rimtos: 1. Padidëtø aktyviosios galios nuostoliai ðerdyje, ji smarkiai ákaistø, sudegtø izoliacija. 2. Antrinës apvijos gnybtuose atsirastø komutaciniai kilovoltais matuojami virðátampiai. Tai gresia izoliacijos pramuðimu ir elektros trauma. Vardinëmis sàlygomis srovës transformatoriaus gnybtuose bûna labai maþa átampa; pvz., transformatoriaus, kurio vardinë galia 60 VA ir vardinë antrinë srovë 5 A, ði átampa bûtø 60 VA : 5 A = 12 V. Srovës transformatoriaus antrinë grandinë turi bûti taip sudaryta, kad nebûtø galima jos nutraukti. Joje negali bûti saugikliø nei jungikliø, o visi sujungimai turi bûti kuo rûpestingiausiai atlikti ne maþesnio kaip 2,5 mm2 skerspjûvio variniais laidais. Antrinæ grandinæ galima sujungti trumpai (7.39 pav.), taèiau veikianèiame árenginyje negalima jos në akimirkai nutraukti.

Gerai

Blogai

7.39 pav. Taisyklingos (a) ir neleistinos (b) operacijos atliekant perjungimus srovës transformatoriaus antrinëje grandinëje

Srovës transformatorius yra ypatingas transformatorius, galintis pakankamai ilgai dirbti su uþdarais antrinës grandinës gnybtais. Dar daugiau — visà laikà jis dirba artimomis trumpojo jungimo reþimui sàlygomis, nes ampermetrai, ritës ir kitø prietaisø srovës grandinës sudaro labai maþà varþà.

7.2.9. Indukciniai ir talpiniai átampos transformatoriai Átampos transformatoriai naudojami dël panaðiø prieþasèiø kaip ir srovës transformatoriai. Nei voltmetro, nei átampos relës negalima prijungti tiesiogiai prie aukðtosios átampos grandinës, — jie prijungiami per átampos transformatoriø. 382

Indukcinis átampos transformatorius — tai vienfazis maþos galios transformatorius, kurios antrinë átampa Us yra tiesiai proporcinga pirminei átampai Up. Þinant iðmatuotà maþà antrinæ átampà, galima nustatyti pirminës átampos dydá Up = kn ⋅ Us. Vardinës pirminës átampos santykis su vardine antrine átampa vadinamas átampos transformatoriaus transformacijos koeficientu kn; jis apytikriai lygus abiejø apvijø vijø santykiui (7.40 pav.).

7.40 pav. Indukcinio átampos transformatoriaus veikimo principas Up — pirminë átampa, Upn — vardinë pirminë átampa, Us — antrinë átampa, Usn — vardinë antrinë átampa, Np — pirminës apvijos vijø skaièius, Ns — antrinës apvijos vijø skaièius, A, B — pirminës apvijos gnybtai, a, b — antrinës apvijos gnybtai

Matavimo átampos transformatoriai (M) turi patikimai transformuoti darbo átampà jos kitimo (0,8 ÷ 1,2) Upn ribose. Relinës apsaugos átampos transformatoriai (P) turi patikimai transformuoti átampà ir sutrikimø metu 0,05 ÷ (1,2 ÷ 1,9) Upn ribose. Átampos transformatoriø ir srovës transformatoriø veikimo principas panaðus, taèiau esama ir esminiø skirtumø: • átampos transformatorius prijungiamas prie skirtingø sistemos poliø (prie tarpfazinës átampos) arba tarp vieno poliaus ir þemës (prie fazinës átampos), o srovës transformatorius — nuosekliai viename sistemos poliuje; • átampos transformatoriai patikimai transformuoja pirminæ átampà á antrinæ pusæ, o srovës transformatorius — pirminæ srovæ; • matavimo prietaisø ir reliø grandinës antrinëje átampos transformatoriaus grandinëje jis turi labai maþà varþà ir dirba reþimu, artimu tuðèios eigos reþimui, tuo tarpu srovës transformatorius dirba artimu trumpajam jungimui reþimu; • átampos transformatoriaus antrinæ grandinæ galima nutraukti niekam nepakenkiant, tuo tarpu trumpasis jungimas ðioje grandinëje gali sugadinti transformatoriø; srovës transformatoriaus atveju — viskas atvirkðèiai. 383

Átampos transformatoriaus ir antrinës grandinës apsaugai nuo trumpøjø jungimø ðios grandinës pradþioje, laiduose, tiesiogiai nesujungtuose su áþeminimo árenginiais, montuojami þemos átampos saugikliai (7.41 pav.) arba jungiklis su maksimalios srovës apsauga. Iki 30 kV átampos pirminëje grandinëje, be to, dar árengiami transformatoriaus saugikliai, kurie turi suveikti ávykus trumpajam jungimui paèiame transformatoriuje. Atsiskaitant uþ sistemose sunaudotà energijà tiekëjas gali reikalauti saugikliø tik vienoje transformatoriaus pusëje, kad bûtø apribota klaidingø matavimø rizika saugikliams suveikus.

7.41 pav. Apsauga nuo trumpøjø jungimø átampos transformatoriaus grandinëje F2 — saugiklis (transformatoriaus) pirminëje grandinëje, F3 — þemos átampos saugiklis antrinëje grandinëje

Kaip ir srovës transformatoriai, taip ir vidutiniosios átampos patalpø átampos transformatoriai turi patvarià epoksidinio komponento izoliacijà (7.42 pav.), o aukðèiausiosios átampos lauko transformatoriø korpusai pripildyti alyvos arba sieros heksafluorido.

7.42 pav. Indukcinis átampos transformatorius VSK II 20, kurio transformacijos koeficientas 15000/100 V — ZWAR, Pðasniðas 1 — A-B gnybtai, 2 — dëþutë su a-b gnybtais

Trifaziuose árenginiuose retai kada pakanka vienos tarpfazinës arba fazinës átampos matavimo. Paprastai naudojami du arba trys atitinkamai sujungti átampos transformatoriai (7.43 pav.). V pavidalo (nevisiðkos þvaigþdës) sistema reikalauja tik dviejø átampos transformatoriø, taèiau ágalina matuoti tris tarpfazines átampas. Ði sistema 384

7.43 pav. Átampos transformatoriø jungimo schemos: a) V sistema; b) þvaigþdës sistema

plaèiai taikoma vidutiniosios átampos árenginiuose. Reikalingi ir átampos transformatoriai, kuriø abu poliai yra izoliuoti nuo þemës (7.42 pav.); jø vardinë pirminë átampa lygi vardinei skirstomøjø árenginiø átampai (pvz., 6 arba 15 kV), o antrinë átampa Usn = 100 V. Þvaigþdës sistema reikalauja trijø átampos transformatoriø ir ágalina matuoti visas tarpfazines átampas bei faziniø laidø átampas þemës atþvilgiu. Sistema taikoma aukðèiausiosios átampos árenginiuose su tiesiogiai áþeminta neutrale. Pakanka átampos transformatoriø, kurie turi tik vienà poliø (A) izoliuotà; kitas polius (N) yra áþemintas. Átampos transformatoriø vardinë pirminë átampa 3 karto maþesnë uþ vardinæ skirstomøjø árengimø átampà ir siekia pvz., Upn = 400 : 3 kV. Vardinë antrinë átampa siekia Usn = 100 : 3 V. Nepriklausomai nuo jungimo schemos ir nuo vardinës árenginiø átampos vardinëmis sàlygomis átampa tarp bet kuriø antrinës grandinës laidø poros siekia 100 V. Dël to dirbant kartu su ávairiais átampos transformatoriais gali bûti naudojamos vienodos relës arba matavimo prietaisai, besiskiriantys tik skale. Pradedant 110 kV, juo aukðtesnë vardinë pirminë átampa, juo pigiau kainuoja vietoj indukciniø átampos transformatoriø árengti talpinius átampos transformatorius (7.38 pav.). Nuo talpinio átampos daliklio nuimama apie 20 kV átampa, kurià paskui indukcinis átampos transformatorius paþemina iki 100 : 3 V (7.44 pav.). Talpiniai átampos transformatoriai ne tokie patikimi trumpøjø jungimø ir staigiø átampos pokyèiø atvejais. 385

7.44 pav. Talpinis átampos transformatorius 1 — talpinis átampos daliklis, 2 — droselis paklaidoms kompensuoti, 3 — indukcinis átampos transformatorius

Naudojami maitinti matavimo prietaisams, taèiau nelabai tinka ðiø laikø relinës apsaugos sistemoms. Transformatoriaus átampos daliklis papildomai atlieka ryðio kondensatoriaus vaidmená, naudojant ryðiui aukðèiausiosios átampos linijø laidus.

7.2.10. Matavimo prietaisø prijungimas Pirminë srovë, arba átampa, antrinëje matavimo transformatoriaus grandinëje transformuojama su paklaida, kuri paprastomis darbo sàlygomis iðsitenka ±0,2 ÷ ±3 % ribose ir priklauso nuo transformatoriaus tikslumo klasës bei antrinës átampos apkrovos. Galima teigti, kad tikslumo klasë rodo iðreikðtà procentais ir konstatuotà vardinëmis sàlygomis skirtumà tarp realiosios bei numanomosios srovës, arba átampos, vertës. Pavyzdþiui, jei I klasës srovës transformatoriaus, kurio transformacijos koeficientas 500/5 A, antrinëje grandinëje teka 5 A srovë, tai þinoma, kad pirminëje grandinëje teka srovë 500 A ± 1 %, t. y. srovë, kurios vertë gali bûti 495 ÷ 505 A ribose. Ið tikrøjø matavimo paklaida yra didesnë, atsiþvelgiant á ampermetro arba kito aparato paklaidà, priklausanèià nuo jo tikslumo klasës. Matavimo transformatoriaus tikslumo klasë pasirenkama pagal tø prietaisø, kuriuos transformatorius turi maitinti, tikslumo klasæ ir kitas savybes: — 0,2 klasës matavimo transformatoriai tinka maitinti elektriniø ir pagrindiniø pastoèiø 0,2 klasës energijos skaitikliams ir kitiems matavimo prietaisams; — 0,5 klasës matavimo transformatoriai — 0,5 klasës prietaisams, áskaitant ir skaitiklius atsiskaityti uþ vartotojø sunaudotà energijà; — 1 klasës matavimo transformatoriai — labiausiai paplitusiems 1 ir 1,5 klasës matavimo prietaisams; — 3 klasës matavimo transformatoriai — kontrolës matavimo prietaisams ir perkrovos relëms. 386

Nuo sujungimø antrinëse matavimo transformatoriø grandinëse bûdo priklauso, ar skaitikliai ir kiti matavimo prietaisai bei relës veiks tiksliai ir ar prieiti prie jø bus saugu. Vienas srovës transformatoriaus ir átampos transformatoriaus gnybtø turi bûti áþemintas. Tai neleidþia pavojingai pramuðti izoliacijos tarp transformatoriaus pirminës bei antrinës apvijos ir apsaugo nuo rimtø pasekmiø. Srovës transformatoriaus antrinëje grandinëje visi prietaisai jungiami nuosekliai (7.34 pav.), kad per juos tekëtø ta pati srovë. Átampos transformatoriaus antrinëje grandinëje visi prietaisai jungiami lygiagreèiai (7.41 pav.) á tà paèià átampà. Srovës tekëjimo kryptis, átampos poliðkumas neturi reikðmës, — nesvarbu, kaip abu antrinës grandinës laidai prijungiami prie pavienio srovës transformatoriaus S1-S2 gnybtø arba pavienio átampos transformatoriaus a-b gnybtø. Kitaip yra, jei antrinæ grandinæ maitina bent du matavimo transformatoriai. Faziø tarp sroviø ir/arba átampø persistûmimas yra labai reikðmingas, todël atliekant sujungimus reikia vadovautis transformatoriø, matavimo prietaisø (skaitikliø, vatmetrø, fazometrø ir kt.) ir reliø gnybtø þymenimis. Prieðingu atveju jø parodymai ir suveiktys bus klaidingos. Matavimo transformatoriø gnybtø þymëjimo taisyklës yra paprastos. Jei pirminiai gnybtai paþymëti atitinkamomis raidëmis (nesvarbu, kokia tvarka), tai antrinius gnybtus reikia suþymëti ðitaip: a) jei srovë áteka á pirminæ srovës transformatoriaus apvijà ið P11) gnybto pusës, tai turi iðtekëti ið antrinës apvijos S1 gnybto (7.34 pav.); b) jei pirminë átampos transformatoriaus átampa yra nukreipta nuo B(N) gnybto á A1) gnybtà, tai antrinë átampa turi bûti nukreipta taip pat nuo b(n) gnybto á a gnybtà (7.40 pav.). Jei paveikslëlyje bûtø paðalinti transformatoriai ir suglausti laidai prie vienvardþiø gnybtø (P1-S1 ir P2-S2 arba A-a ir B-b), tai sroviø ir átampø kryptys antrinëje grandinëje nepasikeistø ir kiekvienu momentu turëtø tà patá poliðkumà. Tai naudingas pastebëjimas. Turëdamas já galvoje, kiekvienas, gebantis þemosios átampos grandinëje be transformatoriø taisyklingai prijungti vatmetrà, fazometrà, skaitiklá ir kitus prietaisus, gebës taisyklingai juos prijungti ir aukðtosios átampos grandinëje, pasinaudodamas matavimo transformatoriais. Paprasèiausi tokiø sujungimø pavyzdþiai pateikti 7.45 ir 7.46 pav. 7.45 pav., a pateikta srovës matavimo trifazës linijos trijuose laiduose schema yra universali; kiekvienas ampermetras prijungtas prie atskiro srovës transformatoriaus ir rodo vertæ toje fazëje. Uþuot kiekvienà Nuo elektros energetikos atsiradimo iki 1995 m. srovës transformatoriø gnybtai bûdavo þymimi K-L (pirminiai), k-l (antriniai) raidëmis, o átampos transformatoriø — MN (pirminiai), m-n (antriniai) raidëmis. 1)

387

7.45 pav. Srovës matavimo schemos trifazës linijos trijuose laiduose: a) su trimis srovës transformatoriais; b) su dviem srovës transformatoriais (tiktai linijoje be neutraliojo laido) PW — bendras gráþtamasis laidas

ampermetrà jungus su transformatoriumi dviem laidais, galima panaudoti vienà bendrà gráþtamàjá PW laidà. Jeigu linija neturi neutraliojo laido, tai PW laidu srovë neteka, nes geometrinë sroviø, tekanèiø trijose fazëse, suma, net ir esant nesimetrinei apkrovai, lygi nuliui. Keturlaidëje linijoje ampermetras, ájungtas á gráþtamàjá PW laidà, rodytø srovës vertæ neutraliajame laide. Turëdami galvoje, kad aukðtosios átampos árenginiuose nëra neutraliojo laido, sistemà galime suprastinti taip, kaip pateikia 7.4 pav., b. Kadangi trijose fazëse (L1, L2, L3) geometrinë sroviø suma lygi nuliui Ipl + Ip2 + Ip3 = 0, tai dviejose fazëse (L1, L3) geometrinë sroviø suma lygi srovei treèioje fazëje (L2) su prieðingu þenklu Ip1 + Ip3 = – Ip2. Taigi ampermetras, ájungus á PW laidà, leidþia matuoti srovës L2 fazëje vertæ, nors toje fazëje nëra srovës transformatoriaus. Jautriausiai á nerûpestingai atliktus jungimus reaguoja galios ir energijos matavimø schemos (7.46 pav.). Todël reikia laikytis ðiø taisykliø: • priklausomai nuo energijos tekëjimo krypties (maitinimas—vartojimas) pagrindinëje grandinëje srovës transformatoriai turi bûti taip ájungti, kad energija tekëtø nuo P1 gnybtø á P2 gnybtus; 388

Maitinimas

7.46 pav. Aktyviosios elektros energijos skaitiklio prijungimas trifazëje trijø laidø linijoje per srovës ir átampos transformatorius

Vartojimas

1 — skaitiklio átampos ritë, 2 — skaitiklio srovës ritë

• skaitikliø ir kitø matavimo aparatø srovës rièiø áëjimo gnybtai turi bûti prijungti prie srovës transformatoriø S1 gnybtø; • skaitikliø ir kitø matavimo aparatø átampos ritës turi bûti maitinamos átampa su atitinkamai pastumta faze matavimo sistemos srovës rite tekanèios srovës atþvilgiu; be to, turi bûti maitinamos ið atitinkamø faziø ir atitinkama tvarka prijungtos prie átampos transformatoriø a-b (arba a-n) gnybtø. Ádomø matavimo grandiniø patobulinimà sudaro elektroniniai matavimo keitikliai. Á analoginio keitiklio áëjimà paduodamos srovës ir/arba átampos ið transformatoriø (7.47 pav.). Iðëjime gaunamas 0 ÷ 5 mA arba –5 ÷ 0 ÷ +5 mA nuolatinës srovës signalas, kurio vertë proporcinga matuojaΩ ). Yra mojo dydþio vertei, nepriklausomai nuo apkrovos varþos (iki 1,5 kΩ srovës, átampos, aktyviosios galios, reaktyviosios galios, galios koeficiento, daþnio ir pan. keitikliai. Á kiekvienà ið jø reikia paduoti tokias sroves ir/ arba átampas, kaip ir á paprastà analoginá matavimo prietaisà. Nuo keitiklio iki matavimo prietaiso, pvz., skydinëje, yra nuvesti tik du maþo skerspjûvio laidai. Visi matavimo prietaisai (srovës, átampos, aktyviosios galios, reaktyviosios galios, galios koeficiento, daþnio ir pan.) yra tapatûs miliampermetrams, besiskiriantiems tiktai skalëmis. Keitikliai montuojami èia pat prie transformatoriø, todël nekyla joks pavojus, jei nutrûks srovës transformatoriaus antrinë grandinë arba ávyks trumpasis jungimas átampos transformatoriaus antrinëje grandinëje. Paþeidimai keitiklio iðëjimo grandinëje gali tik daugiø daugiausia sutrikdyti matavimà. 389

Maitinimas Vartojimas

7.47 pav. Distancinis aktyviosios galios matavimas naudojant matavimo keitiklá U3

7.2.11. Neáprasti srovës ir átampos transformatoriai Transformatorius yra visø aukðèiau minëtø keitikliø komponentas. Nuo seno ieðkoma kitokiø konstrukcijø, nes áprastiniai transformatoriai turi daug trûkumø: — su neleistina paklaida (dël feromagnetinës ðerdies prisotinimo) transformuoja dideles trumpojo jungimo sroves, ypaè sistemose su didele laiko konstanta T, su lëtu neperiodinës trumpojo jungimo srovës dedamosios silpimu (þr. C priedà); — yra dideliø matmenø ir pasiþymi pakankamai didele galia, tuo tarpu skaitmeniniams matavimo prietaisams ir relëms uþtektø maþesnës kaip 1 VA galios transformatoriaus su 1 mA eilës srovës ir milivoltø eilës átampos signalu; — jautrûs elektromagnetiniams sutrikimams, sukeltiems netoli esanèiuose laiduose tekanèios trumpojo jungimo arba atmosferinio iðlydþio srovës, arba staigiø átampos pokyèiø; — lengvai paþeidþiami ir ávykus trumpajam jungimui antrinëje grandinëje, ir jai nutrûkus. Serijiniu bûdu gaminamos ávairios neáprastiniø keitikliø rûðys, kiti nauji sumanymai dar tik tiriami. Dvi konstrukcijos pateiktos 7.48 pav. 390

Optoelektroninis srovës keitiklis (7.48 pav., a) susidaro, kai ant ðynos, kuria tekanti srovë turi bûti matuojama, uþvyniojamas ðviesolaidis ir per já praleidþiama linijiðkai poliarizuota ðviesa. Poliarizacijos plokðtuma pasukama kampu, proporcingu vijø skaièiui ir magnetinio lauko stipriui (Faraday’aus reiðkinys), tuo paèiu ir ðyna tekanèios srovës vertei, kuri tà laukà sukuria. Valdymo ir signalo apdorojimo sistema taip sudaryta, kad matavimo rezultatui neturëtø átakos nei ðviesos ðaltinio ðviesos srauto (lazerinio diodo), nei temperatûros pokyèiai, nei ðviesolaidþio slopinimas.

Ðviesa

Ðviesa

Maitinimas

Valdymo ir signalo apdorojimo sistema

Matavimo rezultatas

7.48 pav. Neáprastiniai keitikliai: a) optoelektroninis srovës keitiklis; b) kompleksinis srovës átampos keitiklis S — srovës ðyna, SW — ðviesolaidis, P — poliarizatorius, DL — lazerinis diodas, FD — fotodiodas, AW — Wollastono analizatorius, CR — Rogovskio ritë, R — rezistorius, ES — elektrodai, valdantys potencialo pasiskirstymà rezistoriuje

Kompleksinis srovës átampos keitiklis (7.48 pav., b) yra labai maþos galios ir izoliatoriuje turi du vidutiniosios átampos keitiklius: — srovës, Rogovskio CR ritës pavidalo. Ritë uþmauta ant srovës S ðynos ir iðëjime duoda átampos signalà, proporcingà matuojamai srovei; — átampos, labai didelës varþos R rezistoriaus, ájungto tarp fazës ir þemës, pavidalo. Per ðá rezistoriø teka á þemæ srovë. Tai srovës signalas (pvz., 1 mA, esant U = Un), proporcingas matuojamai átampai. Saugos sumetimais ryðys su antrinëmis pastotës grandinëmis palaikomas per miniatiûriná pagalbiná srovës transformatoriø (jo transformacijos koeficientas 1:1) ir apsaugos nuo virðátampiø sistemà. 391

7.2.12. Trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriai Jei kurioje nors tinklo vietoje laukiama trumpojo jungimo, srovës vertë pasirodo ypaè didelë, tada galima pasielgti dvejopai: — árengti jungtuvus, srovës transformatorius, ðynas ir kitus árenginius, labai atsparius trumpiesiems jungimams (þr. C priedà), taigi ir brangesnius; — apriboti trumpojo jungimo srovës vertæ. Ájungus á grandinæ papildomà pilnutinæ varþà, trumpojo jungimo srovës vertæ galima sumaþinti. Vidutiniosios átampos árenginiuose kartais ájungiamas trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktorius (þr. A priedà). Jis apriboja trumpojo jungimo srovës vertæ, jei trumpasis jungimas ávyksta uþ reaktoriaus. Du reaktoriø pritaikymo pavyzdþiai pateikiami 7.49 pav. Reaktorius ateinanèioje maitinimo linijoje riboja trumpojo jungimo srovæ, ávykus trumpajam jungimui renkamosiose ðynose arba iðeinanèiose linijose; todël visoje skirstykloje galima árengti maþiau atsparius trumpiesiems jungimams aparatus ir ðynas. Reaktorius, árengtas iðeinanèioje linijoje, ðvelnina trumpojo jungimo aplinkybes tik toje linijoje, kurioje jis sumontuotas.

7.49 pav. Trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriaus naudojimo pavyzdþiai: a) skirstomuosius árenginius maitinanèioje linijoje; b) iðeinanèiose linijose

7.50 pav. Trifazis trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktorius (3 m aukðèio) 1 — izoliuojantis laikiklis, 2 — ritë

Trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktorius — tai ritë ið varinës arba aliumininës ðynos, uþvyniotos ant izoliuojanèio laikiklio. Ið vidaus ritæ prilaiko atraminiai izoliatoriai. Trifaziame árenginyje reikia trijø reaktoriø. Daþniausiai jie statomi bendroje aðyje, vienas ant kito (7.50 pav.). Tekant trumpojo jungimo srovei, reaktoriuose atsiranda didelës elektrodinaminës jëgos, todël mechaniðkai reaktoriai turi bûti tvirtai sujungti su pamatu ir tarpusavyje. Izoliatoriai geriau iðlaiko slëgá negu tempimà. Statant tris reaktorius vertikaliai (7.50 pav.), viduryje reikia patalpinti tà, 392

kuris suvyniotas prieðinga kryptimi negu kiti. Tada tarp viduriniojo ir kraðtiniø reaktoriø veikia pritraukianèios jëgos. Trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriai yra oriniai, be plieninës ðerdies. Jei reaktorius turëtø ðerdá, tai tekant per já trumpojo jungimo srovei, ðerdis magnetiðkai prisisotintø ir varþa sumaþëtø kaip tik tada, kai reikia, kad ji bûtø kuo didþiausia. Per iðtisus metus reaktorius sukelia átampos kritimà ir galios nuostolius (þr. B priedà), o jo naudingas veikimas trunka tik kada ne kada — trumpojo jungimo, trunkanèio vos sekundës dalis, momentu. Todël vis reèiau trumpojo jungimo srovës ribojamos árengiant reaktorius. Vis daþniau tai daroma kitaip, pvz., iðjungiant trumpojo jungimo srovæ labai greitai, per keletà milisekundþiø, kol trumpojo jungimo srovë nespëja pasiekti savo maksimalios vertës (þr. C priedà).

7.3. Elektros energetikos pastoèiø konstrukciniai sprendimai 7.3.1. Stulpinës pastotës Transformatorius kartu su minimalia aparatûra ir skirstomaisiais árenginiais pritvirtinamas prie vidutiniosios átampos oro linijos atramos. Ðitaip árengiama tuo atveju, kai reikalinga vidutiniosios átampos pastotë tik su vienu nedidelës galios (iki 250 kVA) transformatoriumi, t. y. kai maitinami nedidelës galios vartotojai, esantys uþ pramoniniø rajonø ir uþstatytø teritorijø ribø: periferijos gyvenvietës su vieno arba dviejø aukðtø namais, kaimai, didesni ûkiai, maþos ámonëlës, statybos aikðtelës, poilsiavietës. JAV susuktuose filmuose tenka daþnai matyti galios transformatoriø, pakabintà ant pavienës atramos, maitinantá porà gyvenamøjø namø arba pavienæ fermà; tai paprasèiausia stulpinë pastotë. Lenkijoje stulpines pastotes seniau statydavo ant mediniø atramø, vëliau ant skylëtø betoniniø arba styginio betono atramø. Pastotës atramos paprastai yra galinës vidutiniosios ir/arba þemosios átampos linijø atramos ir turi atlaikyti didelæ laidø tempimo jëgà. Atramos bûdavo silpnos, nors pastotës vartø statybai naudodavo dvi praþergtas atramas (7.51 pav.). Ðios nuoþulnios skylëtos atramos pasirodë esanèios patogios kopëèios, kuriomis daugybë vaikø uþlipdavo ir toliau tebelipa á þemai árengtà aikðtelæ susiluoðindami arba þûdami! Dabar ðios pastotës árengiamos ant lygiø vertikaliø pavieniø arba dvigubø atramø, pvz., ant rotacijos bûdu pagamintø styginio betono atramø (7.52 pav.). Aukðtosios átampos pusëje aparatø nedaug. Atramos virðûnëje yra virðátampiø ribotuvai (þr. 9 dalá), saugantys transformatoriø nuo atmosferiniø virðátampiø. Þemiau primontuoti saugikliai, saugantys nuo 393

7.51 pav. Transformatoriø skirstomoji stulpinë pastotë STSa ant nuoþulniø skylëtø atramø 1 — maitinimo linija, 2 — styginio betono A atrama, 3 — þemosios átampos virðátampiø ribotuvai, 4 — transformatorius

7.52 pav. Transformatoriø skirstomoji stulpinë pastotë STSpbo ant centrifûgavimo bûdu pagamintø styginio betono atramø — ZAER, Kaliðas 1 — vidutiniosios átampos dujø pûtimo virðátampiø ribotuvas, 2 — saugikliai, 3 — transformatorius, 4 — prieþiûros aikðtelë, 5 — þemosios átampos skirstomieji árenginiai

7.53 pav. Þemosios átampos skirstomieji árenginiai stulpinei pastotei — ELESTER, Lodzë 1 — jungiklis su saugikliais SLBM 4000, 2 — perkrovos automatinis jungiklis, 3 — kiðtukinis lizdas, 4 — elektros lemputë

394

trumpøjø jungimø transformatoriø ir áëjimà á þemosios átampos skirstomuosius árenginius. Skyriklis árengiamas prieðpaskutinëje maitinimo linijos atramoje. Dël to pastotëje galima dirbti visokius darbus, net su autokranu keisti transformatoriø, atjungus nuo átampos tiktai pastotæ, bet ne visà vidutiniosios átampos linijà. Þemosios átampos skirstomieji árenginiai montuojami spintoje, pagamintoje ið skardos arba ið stiklo-poliesterio laminato, 1 m aukðtyje nuo þemës, kad bûtø patogu priþiûrëti. Joje yra pagrindinis ávado jungiklis ir iðeinanèiø linijø apsaugos, daugiausia jungikliai su saugikliais (7.53 pav.). Jei pastotë maitina gatviø apðvietimà, spintoje árengiamas tam tikslui naudojamos energijos skaitiklis. Stulpinë pastotë maitinama oro linija, taèiau þemosios átampos iðeinanèios linijos gali bûti ir oro, ir kabelinës. Eksploatavimo metu reikia kreipti dëmesá ne tik á elektros keliamà pavojø, bet ir á gaisro pavojø. Mineralinë alyva, kurios pripildytas transformatorius, yra degi; pasitaiko trumpøjø jungimø, kurie paþeidþia korpusà ir uþdega iðtekanèià alyvà. Turint galvoje ðiuos pavojus, priimtos taisyklës [28], kurios reikalauja, kad: a) atstumas nuo þemës pavirðiaus iki þemiausios neapdengtos elektros grandinës dalies turi bûti ne maþesnis kaip 4 m, o iki prieþiûros aikðtelës — ne maþesnis kaip 3,5 m; b) pastotë turi bûti pastatyta ne maþesniu atstumu kaip 5 m nuo pastatø ið degiøjø medþiagø ir ne maþesniu atstumu kaip 3 m nuo pastatø ið nedegiøjø medþiagø.

7.3.2. Komplektinës pastotës Pastotë su vienu ne didesnës kaip 630 kVA galios transformatoriumi, paþeminanèiu átampà ið vidutiniosios á þemàjà, gali turëti stovinèiø ant þemës arba iki pusës á jà ágilinto kiosko pavidalà. Pastotës montuojamos elektros montavimo dirbtuvëse ir uþbaigtos pristatomos á bûsimojo darbo vietà. Èia reikia tik iðlieti pamatus ir ant jø pastatyti pastotæ (7.54 pav.), paskui prijungti kabelius ir árengti áþeminimus. Pastotë perveþama be transformatoriaus; taigi dar reikia pastatyti ir prijungti transformatoriø. Darbo sànaudos didesnës, jei pastotë ágilinama, tada reikia gilios iðkasos (7.55 pav., 7.56 pav.). Komplektiniø konstrukcijø gamybos prasmë ta, kad kuo daugiau darbo bûtø perkelta ið montavimo aikðtelës á surinkimo dirbtuves, kur gamyba vykdoma serijiniu bûdu, dirba specializuotas personalas, todël ir sumontuojama greièiau, geriau ir pigiau. Kioskinës pastotës techniðkai aprûpinamos kur kas geriau negu stulpinës. Atsiþvelgiant á didesnæ transformatoriaus galià, prieð já montuojamas vidutiniosios átampos galios skyriklis su saugikliais, ágalinantis atlikti jungi395

7.54 pav. Komplektinë pastotë (a, b) — ELEKTROMONTAÞ, Gdanskas 1 — maitinimo linijos galios skyriklis, 2 — transformatoriaus galios skyriklis su saugikliais, 3 — transformatoriaus kamera, 4 — pagrindinis þemosios átampos jungiklis, 5 — þemosios átampos skirstomieji árenginiai

7.55 pav. Ágilinta transformatoriø skirstomoji pastotë: a) bendras vaizdas; b) atidarymo bûdas (pavyzdiniai matmenys metrais)

mus esant átampai, o þemosios átampos skirstomieji árenginiai turi daugiau iðeinanèiø linijø su jungikliais, su saugikliais arba automatiniais jungikliais. Transformatorinëje pastotëje (7.54 pav., 7.57 pav.), ájungtoje á vidutiniosios átampos tinklo þiedinæ sistemà (3.89 pav., 3.90 pav.), abi vidutiniosios átampos linijos prijungiamos prie pastotës ðynø per skyriklius arba per galios skyriklius. Esant reikalui, jie leidþia atjungti tolesná paþeistà tinklo ruoþà; taip pat leidþia pakeisti pastotës maitinimo schemà þiede, kai paþeista viena ið vidutiniosios átampos linijø. Galinë pastotë sujungiama su vidutiniosios átampos maitinimo tinklu tik viena linija, prijungta prie galios skyriklio gnybtø. Panaðios komplektinës pastotës árengiamos ir gamyklø cechuose. Tik jose negali bûti transformatoriaus, pripildyto degios mineralinës alyvos; 396

7.56 pav. Ágilintos transformatoriø skirstomosios pastotës pjûvis 1— vidutiniosios átampos kabeliai, 2 — vidutiniosios átampos SF6 galios skyrikliai (ne daugiau kaip trys, o transformatoriaus prijunginyje galios skyriklis su saugikliais), 3 — vidutiniosios átampos izoliuotieji laidai, 4 — transformatorius, 5 — þemosios átampos izoliuotosios lanksèios ðynos, 6 — þemosios átampos jungiklis su saugikliais transformatoriaus prijunginyje, 7 — iðeinanèiøjø linijø jungikliai su saugikliais

Vidutiniosios átampos kompaktiðkos sandaros SF6 skirstomieji árenginiai

Vidutiniosios átampos kabeliai

Þemosios átampos skirstomieji árenginiai Þemosios átampos kabeliai

7.57 pav. Pastotës, pavaizduotos 7.56 pav., sujungimø schema 1 — vidutiniosios átampos galios skyriklis, 2 — vidutiniosios átampos galios skyriklis su saugikliais, 3 — vidutiniosios átampos áþeminimo skyriklis, 4 — talpinis átampos indikatorius, 5 — kabelio ávadas, 6 — þemosios átampos jungiklis su saugikliais, 7 — transformatorius

397

reikalingas sausasis transformatorius su izoliacija ið epoksidinës dervos (7.77 pav.). Priþiûrintis personalas negali áeiti á komplektinës pastotës vidø, kurioje telpa tik transformatorius ir skirstomieji árenginiai. Aptarnavimo operacijos atliekamos stovint iðorëje prie pastotës (7.54 pav., 7.58 pav.). Tuo komplektinës pastotës skiriasi nuo pastoèiø, á kurias galima áeiti.

7.58 pav. Maþø komplektiniø pastoèiø prieþiûra — SIEMENS, Vokietija: a) saugiklio pakeitimas; b) vieno ið SF6 galios skyrikliø ájungimas

398

7.3.3. Uþdarosios pastotës Uþdaroji pastotë — tai vieno ar keliø aukðtø pastatas, kuriame yra ávairiø átampø skirstomieji árenginiai, vienas arba daugiau transformatoriø, kondensatoriø baterija ir kiti árenginiai. Taip atrodo miesto ir pramonës ámoniø pastotës, paþeminanèios vidutiniàjà átampà á þemàjà. Maþiausias ið jø galite pamatyti gyvenvietëse. Pastotës sujungimø sistema Pagal maksimalià pastotës apkrovà ir vartotojø reikalavimus maitinimo patikimumo atþvilgiu pasirenkama pastotës sujungimø sistema; visø pirma pasirenkamas: a) pastotæ maitinanèiø linijø skaièius, t. y. ryðiø su iðorës tinklu skaièius; b) transformatoriø skaièius, arba ryðiø tarp skirstomøjø árenginiø skaièius; c) atskirø skirstomøjø árenginiø renkamøjø ðynø sistema. Skirstomøjø árenginiø prijunginys — tai jø dalis, apimanti pagrindinës grandinës ir pagalbiniø grandiniø (matavimø, relinës apsaugos) elementus, skirta vykdyti tik vienai funkcijai, pvz., aptarnauti transformatoriø (transformatoriaus prijunginys), linijas (linijø prijunginys), variklá (variklio prijunginys), renkamøjø ðynø jungimà (ðynø jungtuvo prijunginys). Skirstomieji árenginiai susideda ið tam tikro skaièiaus prijunginiø. Vienguboji renkamøjø ðynø sistema pasiþymi tuo, kad visi skirstomøjø árenginiø prijunginiai prijungti prie vienos ðynø eilës. Jei skirstomieji árenginiai turi tik vienà maitinimo ðaltiná (linijà, transformatoriø), tai pasirenkama nesekcinë ðynø sistema (7.57 pav., 7.59 pav., a), jei daugiau — sekcinë ðynø sistema (7.59 pav., b), nes ji lankstesnë eksploatavimo metu. Ðiuo atveju skirstomieji árenginiai gali veikti su iðjungtu arba su ájungtu iðilginiu (sekciniu) ðynø jungtuvu; maitinimo linijos arba transformatoriai gali veikti nepriklausomai — á atskiras ðynø sekcijas arba lygiagreèiai1). Ðynø suskirstymas á sekcijas teikia dar ir toká privalumà: paþeidus renkamàsias ðynas, atsijungia tik paþeistoji sekcija, o kita veikia toliau. Nutraukiamas maitinimas tik daliai imtuvø. Þemosios átampos skirstomuosiuose árenginiuose naudojama tik vienguboji renkamøjø ðynø sistema; vidutiniosios átampos skirstomuosiuose árenginiuose ji taip pat labai paplitusi, o atitinkamai patobulinta naudojama ir aukðèiausiosios átampos skirstomuosiuose árenginiuose. Ið atskiro skirstomøjø árenginiø prijunginio átampà reikia iðjungti techninës prieþiûros ar remonto metu, keièiant jungtuvà arba saugiklius. Paprastai skirstomuosiuose árenginiuose nuo renkamøjø ðynø pusës bûtinas 1) Lygiagreti veikla teikia tokius privalumus: sudaro maþesnius energijos nuostolius ir geresnes átampos sàlygas, taèiau atsiranda ir trûkumø: pablogëja trumpøjø jungimø sàlygos. Ávykus trumpajam jungimui, trumpojo jungimo srovës teka ið dviejø arba net keliø maitinimo ðaltiniø ir sumuojasi.

399

ðyninis skyriklis; gali tikti ir izoliuojantysis skyriklis. Linijinis skyriklis yra bûtinai reikalingas, jei ið iðeinanèiø linijø pusës gali atsirasti átampa, taigi ið dviejø pusiø maitinamos linijos prijunginyje, taip pat ir oro linijos prijunginyje (atsiþvelgiant á atmosferinius virðátampius, á laido nutrûkimà sankirtoje su aukðtesnës átampos linija). Pastotëse sumontuojami ir áþeminimo skyrikliai (7.57 pav., 7.63 pav.), kad nereikëtø uþdëti kilnojamøjø áþemikliø prieð Maitinimas

Maitinimas

I sekcija

II sekcija

Iðeinanèiosios linijos

Iðeinanèiosios linijos

7.59 pav. Aukðtosios átampos skirstomieji árenginiai su viengubàja renkamøjø ðynø sistema: a) sekcine; b) nesekcine 1 — linijinis skyriklis, 2 — ðyninis skyriklis, 3 — jungtuvas, 4 — iðilginis ðynø jungtuvas (sekcinis jungtuvas) Maitinimas

1 sistema 2 sistema

Iðeinanèiosios linijos

7.60 pav. Aukðtosios átampos skirstomieji árenginiai su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema 1 — linijinis skyriklis, 2 — ðyninis skyriklis, 3 — jungtuvas, 4 — skersinis ðynø jungtuvas

400

pradedant darbà prijunginyje. Skirstomøjø árenginiø su iðtraukiamaisiais narveliais tokiame narvelyje paprastai bûna jungtuvas arba galios skyriklis su saugikliais. Iðtraukus iðtraukiamàjá narvelá (7.62 pav.), grandinëje atsiranda matomas saugus tarpas, todël nebereikia skyriklio. Skirstomuosiuose árenginiuose su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema yra dvi nepriklausomos renkamøjø ðynø eilës; visi prijunginiai prijungti prie vienos ir prie kitos ðynø sistemos (7.18 pav., 7.60 pav.). Skirstomieji árenginiai gali veikti taip, kad viena ðynø sistema yra apkrauta, o kita tiktai turi átampà ir sudaro rezervà. Paþeidus veikianèià ðynø sistemà, po atitinkamø perjungimø apkrovà priima rezervinë. Abi sistemos turi bûti nepriklausomos — kai viena yra apkrauta, prie kitos galima saugiai vykdyti techninës prieþiûros darbus. Dviguboji ðynø sistema naudojama svarbiuose vidutiniosios ir aukðèiausiosios átampos skirstomuosiuose árenginiuose. Vidutiniosios átampos skirstomøjø árenginiø konstrukcija Vidutiniosios átampos skirstomieji árenginiai susideda ið narveliø. Kiekvienas narvelis talpina vieno prijunginio aparatus, pvz., 7.59 pav., a pateikti skirstomieji árenginiai turi ðeðis prijunginius ir ðeðis narvelius (2 maitinimo linijø prijunginius + 4 iðeinanèiø linijø prijunginius). Laikantis taisyklës — „kiekvienas prijunginys atskirame narvelyje“, sprogus jungtuvui arba ávykus trumpajam jungimui tarp ðynø, suardomas tik vienas narvelis. Neávyksta antriniai paþeidimai gretimuose narveliuose. Prie sienos statomi skirstomieji árenginiai prieinami tik ið vienos pusës ir uþima maþiau vietos (7.61 pav., a). Skirstomieji árenginiai, statomi atokiai nuo sienø, yra prieinami ið dviejø pusiø (7.61 pav., b). Ið priekio, ið prieþiûros koridoriaus pusës, matomos jungtuvø pavarø svirtys arba mygtukai, matavimo prietaisai ir relës. Ið prieðingos pusës apþiûros koridorius palengvina priëjimà prie kai kuriø aparatø ir ðynø. Ðie skirstomieji árenginiai uþima daugiau vietos, taèiau yra „patogesni priþiûrëti“. Skirstomieji árenginiai su dvigubàja ðynø sistema paprastai statomi atokiai nuo sienø.

Prieþiûros koridorius

7.61 pav. Reikalingas skirstyklos plotas tø paèiø matmenø skirstomiesiems árenginiams: a) árenginiams, statomiems prie sienos; b) árenginiams, statomiems atokiai nuo sienø

Apþiûros koridorius

Prieþiûros koridorius

401

Ðiandien jau niekas nemontuoja skirstomøjø árenginiø bûsimojoje darbo vietoje kaip seniau. Jie montuojami elektros montavimo dirbtuvëse ir uþbaigti pristatomi kaip komplektiniai skirstomieji árenginiai (7.62 pav.). Narveliø korpusams naudojami profiliuoti skardos lakðtai, kuriuos galima jungti specialiais elementais, nesusilpninant visos konstrukcijos skylëmis. Tokiu bûdu skirstomieji árenginiai ið visø pusiø apsaugomi skardiniu gaubtu. Narveliai padalyti á skyrius arba nedideles ertmes, atskirtas sienelëmis su angomis srovinëms dalims ir ventiliacijai.

7.62 pav. Vidutiniosios átampos skirstomieji árenginiai su viengubàja renkamøjø ðynø sistema — ELEKTROBUDOWA, Katovicai 1 — iðtraukiamasis narvelis (su vakuuminiu jungtuvu) padëtyje „iðjungta“

Prieþiûros sauga reikalauja, kad uþdarosios skirstyklos koridoriai bûtø pakankamai platûs (priklausomai nuo sàlygø ne maþesnio kaip 0,8—1,5 m ploèio) ir kad iðëjimo ið bet kurios skirstyklos vietos kelias iki durø bûtø priklausomai nuo sàlygø ne ilgesnis kaip 10 arba 20 m. Durys turi bûti tokios, kad ið skirstyklos vidaus jas bûtø galima atidaryti paspaudus rankenà ir pastûmus á iðoræ. Kam teko bûti skirstykloje ávykstant joje trumpajam jungimui arba apþiûrëti jà po trumpojo jungimo, tas supranta kaip greitai ið jos reikia sprukti. Skirstomøjø árenginiø narvelyje montuojami ir jungiami prie ðynø aparatai sudaro prijunginá. Jie iðdëstomi tokia eile, — þiûrint ið renkamøjø ðynø pusës, — kad bûtø galima kuo trumpiausiai sudaryti jungimø sistemà pagal pateiktà elektrinæ schemà (7.63; 7.64; 7.65 pav.). Atkreiptinas dëmesys á skirstomuosius 7.65 pav. pavaizduotus árenginius, kurie neturi skyrikliø. Maitinimas perjungiamas ið vienos ðynø sistemos á kità nenutrûkstamai ástumiant ir ájungiant rezerviná jungtuvà ið kitos prijungimo pusës, o paskui iðjungiant jungtuvà, kuris iki tol buvo ájungtas. 402

7.63 pav. Pavyzdinis skirstomøjø árenginiø ið 7.62 pav. prijunginys: a) vaizdas ið prieþiûros koridoriaus pusës; b) narvelio pjûvis; c) sujungimø sistemos schema (matmenys metrais) 1 — jungtuvo skyrius, 2 — renkamøjø ðynø skyrius, 3 — prijungimø skyrius, 4 — pagalbiniø grandiniø (matavimo prietaisø, reliø) skyrius, Q2 — jungtuvas, T1 — srovës transformatorius, Q4 — áþeminimo skyriklis, G — kabelio galûnë, K — apsauginiai voþtuvai

7.64 pav. Komplektiniø skirstomøjø árenginiø su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema prijunginys: a) prijunginio pjûvis; b) sujungimø schema 1 — renkamøjø ðynø skyrius, 2 — ðyninio skyriklio skyrius, 3 — jungtuvo skyrius, 4 — pagalbiniø grandiniø skyrius, 5 — pertvaros, sauganèios nuo galimo elektros lanko Q1 — ðyninis skyriklis, Q2 — jungtuvas, T1 — srovës transformatorius, T2 — átampos transformatorius, Q4 — áþeminimo skyriklis, G — kabelio ávadas

403

7.65 pav. Komplektiniø skirstomøjø árenginiø su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema ir su iðtraukiamaisiais narveliais prijunginys: a) prijunginio árenginiai; b) sujungimø sistemos schema 1 — renkamøjø ðynø skyrius, 2 — jungtuvo skyrius, 3 — pagalbiniø grandiniø skyrius, Q2 — vakuuminis jungtuvas, T1 — srovës transformatorius, T2 — átampos transformatorius, Q4 — áþeminimo skyriklis, G — kabelio ávadas

Aparatus ir neizoliuotàsias ðynas reikia iðdëstyti taip, kad bûtø iðlaikyti norminiai izoliuojantys atstumai [28]. Pavyzdþiui, 15 kV átampos skirstomuosiuose árenginiuose maþiausi leistini izoliuojantys atstumai ore yra ðie: 16 cm — tarp elektros grandinës daliø, priklausanèiø skirtingoms fazëms, taip pat tarp tø daliø ir áþemintos konstrukcijos arba sienos; 19 cm — tarp elektros grandinës daliø ir atitvarø arba durø ið skardos; 26 cm — tarp elektros grandinës daliø ir atitvarø arba durø ið metalinio tinklo. Apsauga nuo elektros lanko poveikio Didelá pavojø skirstykloje sudaro trumpasis jungimas, kurá paprastai lydi elektros lankas. Á tai turi atkreipti dëmesá ir projektuotojas, ir pastotës naudotojas. Elektros lankas gali kilti iðjungiant skyriklá su apkrova, ájungiant áþeminimo skyriklá esant átampai, pramuðus izoliacijà, dël virðátampio, ávykus elektros iðlydþiui ant izoliatoriaus arba aparato viduje atsiradus gedimui ir dël to jam plyðus. Elektros lankas — tai jonizuotas, laidus srovei dujø tiltas, kurio temperatûra nuo keliø iki keliolikos tûkstanèiø laipsniø Celsijaus. Dël staigaus oro ákaitimo lanko kanale ir arti jo susidaro smûginë slëgio banga, kuri gali ið keliø metrø atstumo suardyti gaubtà arba suþaloti þmogø. Ðiluminis ðynø ir 404

aparatø paþeidimas ávyksta ne tik prisilietus lanko kamienui, bet ir dël didþiulës jo ðiluminio spinduliavimo galios. Dar blogiau — lankà, kaip laidininkà su srove, veikia elektrodinaminë jëga, stumianti já tolyn nuo ðaltinio taip, kad didëtø srovës kilpos matmenys (7.66 pav.). Dideliu greièiu slenkantis lankas yra ypaè pavojingas. Maitinimas

7.66 pav. Lanko slinkimas iðilgai skirstomøjø árenginiø neizoliuotøjø ðynø: a) be lankà stabdanèios kliûties; b) su lankà stabdanèia kliûtimi

Maitinimas

1 — lanko uþsidegimo vieta, 2 — lankà stabdanti kliûtis su pervadiniais izoliatoriais

„Apsaugoti nuo elektros lanko“ skirstomieji árenginiai sukonstruoti taip, kad bûtø labiausiai apribota lanko uþsidegimo rizika ir — jei vis dëlto jis uþsidegtø — kad lanko iðlydþio pasekmës nebûtø tokios didelës, o apsiribotø tik vienu skirstomøjø árenginiø skyriumi. Ðiam tikslui naudojamos tokios priemonës: • Operatyvinës blokuotës, neleidþianèios atsirasti klaidingiems jungimams, pvz., skyriklio su apkrova ájungimui arba áþeminimo skyriklio ájungimui á átampà, taip pat skirstomuosiuose árenginiuose su iðtraukiamaisiais narveliais (7.62 pav., 7.65 pav.) iðstumiamojo narvelio iðtraukimui arba ástûmimui, kai jungtuvas ájungtas. • Durø blokuotës, neleidþianèios atidaryti pagrindiniø grandiniø su átampa dureliø. • Skirstomøjø árenginiø gaubtai ir atitvaros, neleidþianèios patekti á vidø katëms, grauþikams, þalèiams ir paukðèiams. • Izoliuotosios ðynos, neleidþianèios slinkti lankui. • Lankà stabdanèios pertvaros su pervadiniais izoliatoriais (7.64 pav., 7.66 pav.), sulaikanèios slenkantá lankà ir apribojanèios jo veiklà vieno narvelio nusiaubimu.Ypaè svarbu ðynø skyriø atskirti nuo kitø, kad lankinis trumpasis jungimas nepersimestø á renkamàsias ðynas. • Davikliai, susekantys lankiná trumpàjá jungimà ir greitai já atjungiantys arba ájungiantys skyriklá, kuris savo ruoþtu sukelia metaliná trumpàjá jungimà, ir lankas tuoj gæsta, nes tuo pat metu suveikia trumpojo jungimo apsauga. • Atitinkamai iðdëstytos tarpinës angos ir apsauginiai voþtuvai (7.63 pav.), kad galëtø iðsikrauti viduje atsirandantis slëgis ir nebûtø suardytas gaubtas. 405

7.3.4 Atvirosios skirstyklos Aukðèiausiosios átampos árenginiai yra tokie dideli ir reikalauja tokiø dideliø izoliuojanèiø atstumø ore tarp skirtingø poliø, kad uþdarajai skirstyklai prireiktø labai didelio ir brangaus pastato. Todël jie montuojami atvirame ore. Dar neseniai tik taip ir daryta, t. y. statytos aukðèiausiosios átampos atvirosios skirstyklos. Pastotëje, maitinamoje aukðèiausiàja átampa, yra tos átampos atviroji skirstykla, transformatoriai, sumontuoti atvirame ore, ir pastatas, kuriame telpa vidutiniosios átampos skirstomieji árenginiai bei pagalbiniai árenginiai. Paprasèiausia atviroji 110 kV átampos skirstykla pavaizduota 7.67 pav. Tai blokinës sistemos skirstykla, á kurià áeina tik viena linija, maitinanti vienà 110/16,5 kV átampos transformatoriø. Matyti árenginiø iðdëstymas, o po þeme — reikalingø pamatø kontûrai. 15 kV átampos skirstomieji árenginiai yra pastate. Dviejø transformatoriø pastotës, á kurià ateina dvi aukðèiausiosios átampos linijos, sujungimø schema pateikta 7.68 pav. Tokios pastotës, vadinamieji pagrindiniai maitinimo punktai (PMP), maitina dideles pramonës gamyklas ir miestus. Uþdaroji vidutiniosios átampos skirstykla su

7.67 pav. Atviroji 110 kV átampos blokinës sistemos skirstykla: a) bendras prijunginio vaizdas; b) sujungimø schema 1 — vartø pavidalo atrama, 2 — átampos transformatorius, 3 — jungtuvas, 4 — atraminis izoliatorius, 5 — SF6 jungtuvas, 6 — srovës transformatorius, 7 — virðátampiø ribotuvas, 8 — galios transformatorius, 9 — transformatoriaus pamatas, 10 — vidutiniosios átampos pervadinis srovës transformatorius, 11 — vidutiniosios átampos kabelio ávadas

406

Aukðèiausiosios átampos (110 arba 220 kV) lauko skirstomieji árenginiai. H sistema

Vidutiniosios átampos(6÷30 kV) patalpø skirstomieji árenginiai. Dviguboji ðynø sistema

Pastatas

7.68 pav. Tipinio maitinimo punkto (PMP) su dviem transformatoriais sujungimø schema

7.69 pav. Galimi tiltelio H schemos skirstomøjø árenginiø ið 7.68 pav. sujungimø variantai

407

dvigubàja renkamøjø ðynø sistema maitina keliolika arba keliasdeðimt iðeinanèiøjø linijø. Aukðèiausios átampos lauko skirstomieji árenginiai ðiuo atveju neturi renkamøjø ðynø, — tai beðyninë sistema. Du linijø prijunginiai, du transformatoriø prijunginiai ir skersinio jungtuvo prijunginys sudaro tiltinæ H sistemà. Ði sistema uþtikrina lankstø pastotës darbà. Schemoje lengva pasekti, kad iðjungiant arba ájungiant atitinkamus jungtuvus, galima gauti net 10 ávairiø maitinimo sistemø (7.69 pav.). H sistema gali turëti 5 jungtuvus visuose 5 prijunginiuose (H5), bet tai brangiai kainuoja. Daþniau bûna maþesnis jungtuvø skaièius, pvz., 3 jungtuvai (H3): abiejuose linijø prijunginiuose ir „skersëje“. Saugos sumetimais árenginiø su átampa dalys turi bûti þmonëms nepasiekiamos. Tai galima padaryti dvejopai: • Aparatai ne atitveriami, bet sumontuojami taip aukðtai, kad elektros grandinës neizoliuotos dalys ir net virðutiniai izoliatoriø pavirðiai bûtø nepasiekiami ranka (7.19; 7.30; 7.38; 7.70 pav., a). • Aparatai atitveriami barjerais, sauganèiais nuo atsitiktinio prisilietimo, o elektros grandinës daliø turi nepasiekti stovintis uþ atitvaros þmogus (7.70 pav., b). Visa pastotës teritorija aptveriama aukðta tvora, kad á jà negalëtø patekti paðaliniai asmenys.

Erdvë, kurioje neturi bûti neizoliuotø elektros grandinës daliø Erdvë, kurioje neturi bûti izoliatoriø porcelianiniø daliø

7.70 pav. Maþiausi leistini 110 kV átampos árenginiø atstumai (metrais) nuo þemës pavirðiaus ir nuo atitvarø: a) aparatas neatitvertas; b) aparatas atitvertas apsauginiu barjeru

408

7.3.5. Skirstomieji árenginiai su sieros heksafluorido izoliacija Didþiausios miestø ir pramonës aglomeracijos sudaro tokià didelæ elektros apkrovà, kad á miesto centrà reikia atvesti aukðèiausios átampos kabelines linijas ir ten statyti transformatoriø skirstomàsias pastotes, paþeminanèias átampà iki vidutiniosios átampos. Tradicinë atviroji skirstykla netinka, nes uþimtø didelæ brangios teritorijos dalá ir gadintø aplinkos vaizdà savo iðvaizda. Be to, uþterðtas oras, kuriuo ten turi kvëpuoti þmonës, gali pakenkti elektros árenginiø izoliacijai. XX a. septintajame deðimtmetyje pasirodë tiesiog tobuli tokiam pritaikymui, bet brangûs aukðèiausiosios átampos SF6 skirstomieji árenginiai. Ðynos, skyrikliai, jungtuvai, áþeminimo skyrikliai, matavimo transformatoriai ir kiti aparatai sumontuoti á metalinius cilindrus ir kitokius gaubtus. Sumontavus skirstomuosius árenginius, jø vidus pripildomas nedidelio slëgio sieros heksafluorido. Jø tûris keliolika kartø maþesnis negu lygiaverèiø lauko skirstomøjø árenginiø. SF6 skirstomieji árenginiai gali bûti sumontuoti atvirame ore, pastate (7.71 pav.) arba poþeminëje patalpoje. Varðuvos centre veikia 110 kV átampos SF6 skirstykla, kurios sistema tiltinë H5 (5-iø jungtuvø).

7.71 pav. Aukðèiausiosios átampos SF6 skirstomieji árenginiai su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema — SIEMENS, Vokietija 1 — renkamøjø ðynø sistema, 2 — skyriklis ir áþeminimo skyriklis, 3 — jungtuvas

409

7.72 pav. Komplektiniai 3-jø prijunginiø su atvirais prijungimo skyriais SF6 skirstomieji árenginiai — FELTEN & GUILLEAUME ENERGIETECHNIK, Vokietija 1 — ákiðamoji kabelio ávadas, 2 — saugiklis, 3 — saugiklio ádëklo suveikties rodiklis, 4 — SF6 slëgio rodiklis

7.73 pav. Kabelio ávado pjûvis — FELTEN & GUILLEAUME ENERGIETECHNIK, Vokietija 1 — SF6 skirstomøjø árenginiø prijungimo lizdas, 2 — prijungimo varþtas, 3 — kabelio antgalis, uþpresuotas ant gyslos, 4 — plokðèia poverþlë, spyruokliuojanti poverþlë ir verþlë, 5 — izoliuojantis dangtis, 6 — ávorë kabelio ávadui, 7 — áþeminimo laidai

410

Nuo XX a. devintojo deðimtmeèio paplito vidutiniosios átampos SF 6 skirstomieji árenginiai, kuriø vardinë átampa iki 24 kV, o prijunginio vardinë srovë iki 630 A. Tai komplektiniai árenginiai, galima sakyti, miniatiûriniai: jø aukðtis apie 1,5 m, gylis apie 0,63 m, prijunginio plotis apie 0,35 m (7.56; 7.57; 7.58; 7.72 pav.). Renkamøjø ðynø, galios skyrikliø ir áþeminimo skyrikliø skyriuose laikosi nedidelis SF6 dujø virðslëgis (300 kPa). Kabeliai prijungiami prie skirstomøjø árenginiø, ant kabelio galo uþdedant nedidelæ silikoninës gumos ávoræ (7.73 pav.), kuri ákiðama á skirstomøjø árenginiø prijungimo lizdà.

7.3.6. Transformatoriø montavimas Alyviniai transformatoriai, paþeminantys átampà ið vidutiniosios á þemàjà, uþdarosiose pastotëse statomi atskirose patalpose, vadinamosiose transformatoriø kamerose (7.74 pav., 7.75 pav.). Iðtekëjusi mineralinë transformatorinë alyva uþterðia dirvoþemá ir gruntinius vandenis, be to, yra degi ir kelia gaisro pavojø. Atsiþvelgiant á tai: 1) kiekvienas transformatorius statomas atskiroje kameroje; 2) kamera gaminama ið nedegiø medþiagø, be langø ir plieninës skardos durimis, atsidaranèiomis á iðoræ; 3) árengiama nutekëjimo duobë, á kurià galëtø subëgti ið paþeisto transformatoriaus korpuso iðtekëjusi alyva; 4) transformatoriø kameros grindys turi turëti 2—5 % nuolydá alyvos nutekëjimo kryptimi; 5) kameroje leidþiama árengti aparatus ir laidus, priklausanèius tik ðioje kameroje esanèio transformatoriaus prijunginiams.

7.74 pav. Transformatoriaus kamera 1 — ventiliacijos anga orui áeiti, 2 — ventiliacijos anga orui iðeiti, 3 — grindys, 4 — plieninës lovinio profilio sijos transformatoriui pastatyti, 5 — transformatorius, 6 — konservatorius, 7 — skalda iðtekëjusi alyvai sugerti, 8 — vamzdis iðtekëjusiai alyvai iðsiurbti

411

7.75 pav. Transformatoriø pastatymo pavyzdþiai — Trafo-Union, Vokietija: a) 800 kVA transformatorius kameroje; b) 25 MVA transformatorius atvirojoje pastotëje 1 — transformatoriaus korpusas su auðinimo radiatoriais, 2 — konservatorius, 3 — dujinë relë, 4 — oro drëkintuvas, 5 — ventiliacijos anga, 6 — atitvara, 7 — virðátampiø ribotuvas

Transformatoriø naudingumo koeficientas didelis, bet vis dëlto juose gana dideli aktyviosios galios ir energijos nuostoliai (þr. B priedà). Pavyzdþiui, apkrautame vardine apkrova 630 kVA galios transformatoriuje galios nuostoliai siekia 7—11 kW, tartum toje kameroje bûtø pastatytas tokios galios ðildytuvas. Kameros ventiliacija turi bûti tokia, kad tekantis per kamerà oras áðiltø ne daugiau kaip iki 15 °C. Kuo didesni galios nuostoliai, tuo intensyvesnis turi bûti oro srautas. Apskritai uþtenka natûralios ventiliacijos, t. y. reikalingos bent dvi atitinkamo skerspjûvio angos: áëjimo anga apaèioje ir iðëjimo virðuje. Jos turi bûti taip iðdëstytos (7.74 pav.), kad ðalto oro srautas apiplautø transformatoriø ið visø pusiø. Tam labai padeda anga pakeltose grindyse po transformatoriumi. Kameros iðdëstomos ðiaurinëje pastato pusëje, kad nekaitintø saulë. 10 MVA ir didesnës galios alyviniai transformatoriai, kuriø virðutinë átampa 110 kV bei didesnë, statomi atvirame ore (7.75 pav., b). Transformatoriaus pastatymo vietoje iðbetonuojamas sandarus gelþbetoninis pamatas su duobe, á kurià trûkus korpusui tilptø visas iðtekanèios alyvos tûris. Netoli vienas kito pastatyti transformatoriai atitveriami atsparia ugniai siena. Jei neuþtenka natûralaus auðinimo, tai árengiami ventiliatoriai arba auðinama vandeniu. Auðinimas automatiðkai ásijungia, kai apkrova virðija nustatytà vertæ. 412

Kartais pastotëse (7.68 pav.) árengiami du 10—40 MVA galios transformatoriai. 40 MVA transformatoriaus galios nuostoliai, esant vardinei apkrovai, siekia 150 kW, o esant apkrovai, lygiai 50 % vardinës, — 50 kW. Èia kalbama apie galià ir energijà, kurià verta paimti specialiai árengtame alyvos—vandens arba alyvos—oro ðilumokaityje. Alyvos temperatûra retai virðija 60 °C, o karðto vandens ið ðilumokaièio — 55 °C. Antriniai energetiniai iðtekliai — ðiuo atveju þemos temperatûros ðiluma — gali bûti sunaudoti tik pastotëje ir ðildyti netolimoms patalpoms, sanitariniam vandeniui arba vandeniui baseine. Alyviniam transformatoriui áðylant ir auðtant, 7 % keièiasi ir jame esanèios alyvos tûris, jei tarp didþiausios ir maþiausios alyvos temperatûros susidaro 100 °C skirtumas. Hermetizuotàjá transformatoriø su sandariu korpusu galima pagaminti, jei alyvos tûris nedidelis. Ðiluminá alyvos iðsiplëtimà tada kompensuoja elastingos korpuso sienelës (naujausiuose ne didesnës kaip 630 kVA galios transformatoriuose) arba dujinë (azoto) pagalvë virð alyvos lygio. Didesnio alyvos tûrio transformatoriai (ir beveik visi senesnieji) turi konservatoriø, t. y. virð transformatoriaus korpuso esantá ir su juo sujungtà alyvos rezervuarà (7.75 pav., 7.76 pav.). Jo tûris turi bûti didesnis negu 7 % esanèios korpuse alyvos tûrio. Alyva, kuri uþpildo visà korpusà ir dalá konservatoriaus, gali laisvai keisti tûrá, nedideliu pavirðiumi susiliesdama su oru tik konservatoriuje. Kad bûtø apribotas nepaprastai kenksmingas procesas — alyvos atidrëkimas, konservatoriaus oro pagalvæ galima sujungti su iðorës atmosfera ne tiesiogiai (7.76 pav., a), bet per filtrà, sugeriantá ið oro drëgmæ (7.75 pav., a, 7.76 pav., b). Toks oro sausintuvas — tai turintis skaidraus stiklo sienelæ

7.76 pav. Montavimo ypatybës, susijusios su konservatoriaus veikimu: a) nuoþulnus transformatoriaus pastatymas; b) oro sausinimas 1 — transformatoriaus korpusas, 2 — konservatorius, 3 — anga orui iðeiti, 4 — dujinë relë, 5 — oro sausintuvas

413

nedidelis bakas, kuriame yra daþyto silikagelio. Silikagelis — medþiaga, kurios vienas gramas turi tiek porø, kad jø sieneliø jungiamasis pavirðius sudaro kelis ðimtus kvadratiniø metrø. Tos poros ásiurbia vandens garø daleles. Vis labiau prisisotindamas silikagelis keièia spalvà ið þydros á roþinæ. Tai signalas, kad laikas já pakeisti. Naudotas silikagelis regeneruojamas dþiovinant 110—140 °C temperatûroje. Konservatorius atlieka dar vienà funkcijà, — palengvina susekti ir atpaþinti transformatoriaus gedimus. Daugelá vidiniø gedimø lydi stiprus vietinis ákaitimas, verèiantis iðsiskaidyti alyvà ir kitas izoliacines medþiagas. Atsirandanèios dujos, lengvesnës uþ alyvà, kyla á virðutinæ korpuso dalá, o ið ten patenka á konservatoriø ir uþpildo ertmæ virð alyvos pavirðiaus. Ði aplinkybë iðnaudojama dvejopai: 1) vamzdyje, jungianèiame transformatoriaus korpusà su konservatoriumi, átaisoma dujinë relë (7.85 pav.), kuri — tekant per jà dujiniams iðsiskaidymo produktams — ájungia signalizacijà arba duoda transformatoriaus atjungimo komandà; 2) suveikus dujinei relei, paimamas dujø mëginys ir tikrinama, ar jos degios, arba atliekama cheminë analizë ir nustatoma transformatoriaus gedimo rûðis. Kad konservatorius tiksliai atliktø ðià funkcijà, transformatorius turi bûti pastatytas taip, kad dujos ið virðutiniø alyvos sluoksniø galëtø laisvai tekëti toliau ir nesirinktø po transformatoriaus dangèiu. Todël transformatorius statomas su nedideliu apie 3o (5 %) nuolydþiu, kad dangèio dalis, sujungta su konservatoriumi bûtø aukðèiau (7.76 pav., a) ir kad taip pat bûtø palenktas vamzdis, jungiantis transformatoriaus korpusà su konservatoriumi. Mastikiniai transformatoriai, kuriø vijos uþlietos nedegia epoksidine derva (su hidratuoto molþemio priedu), leidþia iðvengti ávairiø rûpesèiø, susijusiø su alyva. Nebereikia transformatoriaus kameros; tokio pavidalo transformatoriai, kaip pavaizduotasis 7.77 pav., gali bûti árengiami kioskinës pastotës skyriuje arba, apdengus juos paprastu gaubtu, — gamyklø cechuose. Jie nepakeièiami aukðtuose gyä 7.77 pav. 400 kVA galios 20/0,42 kV átampos su sausa izoliacija transformatorius — Trafo-Union, Vokietija

414

venamuosiuose ir administraciniuose pastatuose, ligoninëse, prekybos centruose ir poþeminiuose metro — visur, kur reikia uþtikrinti, kad elektros árenginiai nesukels gaisro. Tokie transformatoriai gaminami 100— 10 000 kVA galios, o jø vardinë átampa nevirðija 36 kV.

7.3.7. Valdymo pultai Aukðèiausiosios átampos pastotëse, sudaranèiose pagrindinius tinklo mazgus arba maitinanèiose stambias pramonës ámones, nuolat budima. Budintysis personalas priþiûri árenginiø darbà, vykdo perjungimus ir kità numatytà iðsamioje eksploatavimo instrukcijoje arba skubiai reikalaujamà veiklà. Laikas slenka ramiai, kol priþiûrimame tinkle kas nors sutrinka. Bûdamas vietoje, budëtojas neatidëliodamas gali atlikti reikiamus perjungimus ir kità veiklà, ribojanèià avarijos trukmæ bei apimtá. Kadangi budëtojas turi guviai atlikti savo uþduotis, jis negali bëgioti po pastotës teritorijà rinkdamas informacijà. Todël matavimo prietaisai, teikiantys informacijà apie situacijà, ir tolimojo jungimø vykdymo manipuliatoriai turi bûti sumontuoti vienoje vietoje — valdymo pulte. Tradiciniame valdymo pulte ant vertikalios valdymo-matavimø lentos arba specialaus pastovo sinoptinëje schemoje, primenanèioje vienalinijinæ schemà, atsispindi visa pastotës sujungimø visuma. Vietoj skyriklio èia yra tik jo padëties rodyklë, o vietoj jungtuvo — valdymo raktas (þr. 7.4.5 poskyrá). Skirstyklos prijunginiuose yra srovës ir/arba galios, o prie renkamøjø ðynø — átampos ir daþnio matavimo prietaisai. Yra ir sutrikimø registratoriai bei apsaugø suveikimo rodikliai. Budëtojas veda darbo þurnalà; uþraðinëja atliktà darbà, nustatytus nenormalius árenginiø veiklos reiðkinius ir svarbiausiø matavimo prietaisø parodymus. Su kitomis pastotëmis kalbasi, pasinaudodamas dispeèeriniu ryðiu. Patikëtame tinkle distanciniu bûdu atlieka perjungimus, naudodamasis telemechanikos árenginiais. Kompiuterizuotame valdymo pulte monitoriø ekranuose budëtojas mato aktualià sujungimø sistemà su paaiðkinimais, aktualius matavimø rezultatus, apsaugø signalus ir kità informacijà. Darbo þurnalas automatiðkai raðomas á diskà ir visada prieinamas, o esant reikalui, ir iðspausdinamas. Budëtojas gali bet kuriuo metu iðsikviesti á ekranà bet kurá tinklo fragmentà, o paskui — áeiti á já vis giliau, padidindamas ir gaudamas ekrane vis maþesná skirstyklos fragmentà, net atskirà prijunginá. Operuodamas klaviðais, pele ir valdymo rankenële, iðkvietæs vaizdo fragmentà, atitinkantá pavaros manipuliatoriø, gali ájungti arba iðjungti jungtuvà ir tuoj pat gauti ekrane patvirtinimà, kad liepimas ávykdytas. Þavëjimasis kompiuteriais padarë taip, kad kai kurie naujesni valdymo pultai apskritai neturi sinoptinës lentelës, vaizduojanèios visà tinklà, nors ir duodanèios ribotà informacijos kieká. Tai didelis nepatogumas sutrikimø metu, kai metus aká negalima ið karto aprëpti visos situacijos. Geras sprendimas — sinoptinë lentelë, 415

pateikianti tik svarbiausià informacijà, ir monitoriai, leidþiantys tà informacijà laisvai iðplësti. Valdymo pultas reikalauja didelës apðvietos, taèiau èia ðviesos iðsklaidytos, o ðviestuvai taip iðdëstyti, kad neatsirastø atspindþiø ant matavimo prietaisø stiklø, monitoriø ekranø ir kitø lygiø pavirðiø. Prieðingu atveju budëtojà gali apakinti atspindþiai, sutrikdyti jo regëjimà, iðsklaidyti dëmesá. Dabartiniuose valdymo pultuose daug dëmesio skiriama vidaus sienø reljefiðkumui. Darbas prie valdymo pulto reikalauja aukðtos kvalifikacijos ir specialaus psichinio nusiteikimo. Budëtojo darbas ilgà laikà bûna monotoniðkas, todël ne kartà tenka nuobodþiauti, taèiau kiekvienu momentu jis turi bûti pasirengæs — avarijos atveju — greitai bei apgalvotai veikti.

7.4. Operatyvinës grandinës 7.4.1. Operatyviniø grandiniø klasifikavimas Áëjus á pastotës teritorijà, nedaug kà galima pamatyti, iðskyrus aukðtosios átampos aparatûrà ir pagrindiniø grandiniø ðynas. Taèiau ten yra ir operatyvinës grandinës, tuo tobulesnës ir sudëtingesnës, kuo didesnë pastotë ir kuo svarbesnæ reikðmæ ji turi. Palyginti su pagrindinëmis grandinëmis, jos turi daug daugiau aparatø ir laidø; pvz., prie aukðtosios átampos jungtuvo prieina ðeði pagrindinës grandinës laidai (ðynos) ir keliasdeðimt pagalbiniø grandiniø laidø (7.78 pav.). Á operatyviniø grandiniø sudëtá áeina: 1) matavimo sistemos su matavimo prietaisais, registratoriais ir skaitikliais; 2) elektroenergetikos apsaugos automatikos (EAA) sistemos, aptinkanèios gedimus ir sutrikimus (trumpàjá jungimà, perkrovà, átampos dingimà, galios tekëjimo krypties pasikeitimà, daþnio sumaþëjimà) bei duodanèios atjungimo komandà arba ájungianèios signalizacijà; 3) elektroenergetikos restitucinës automatikos (EAR) sistemos, automatiðkai atstatanèios maitinimà po sutrikimo (automatinis rezervinio maitinimo ðaltinio ájungimas ARÁ, automatinis kartotinis ájungimas AKÁ); 4) sutrikimø registratoriai, automatiðkai uþraðantys srovës ir átampos kitimo procesà pasirinktose pagrindiniø grandiniø vietose sutrikimo metu, kas palengvina ávertinti jo prieþastis ir pasekmes; 5) valdymo sistemos, pvz., valdanèios jungtuvø distanciná ájungimà ir iðjungimà; 6) signalizacijos sistemos, pvz., jungtuvø padëties ir sutrikimø atsiradimø signalizacijos sistemos; 7) operatyvinës blokuotës, arba apsaugos nuo klaidingø jungimø; 8) reguliavimo sistemos, pvz., átampos. 416

7.78 pav. Vietinio jungtuvø valdymo spintos atvirojoje skirstykloje — SIEMENS, Vokietija

Elektroenergetikos apsaugos automatikos (EAA) sistemos — prie jø prisitaiko ir kitos pagalbinës grandinës — per pastaruosius keliasdeðimt metø tobulëjo greièiau negu kiti elektroenergetikos árenginiø komponentai. Galima iðskirti tris konstrukcinius principus: • Elektromagnetinë technika egzistuoja jau ðimtà metø. Naudojamos apsaugos elektromagnetinës relës su judamu inkarëliu arba su besisukanèiu disku ir panaðiai veikiantys signalizatoriai bei jungikliai. Srovës ir átampos signalai ið reliø ateina tiesiog á komparatorius, ávertinanèius, ar nevirðyta nustatyta vertë. Paprasèiausias komparatorius — tai srovës arba átampos elektromagnetas su gràþinamàja spyruokle, lyginantis elektromagneto pritraukimo jëgà su spyruoklës gràþinimo jëga. Reliø konstrukcija bûdavo iðradinga, jø gamyba preciziðka, taèiau loginiø operacijø atlikimo geba labai ribota. • Elektroninë analoginë technika pradëta naudoti XX a. septintajame deðimtmetyje. Signalai ið srovës ir átampos transformatoriø áëjimuose á reles yra perdirbami á panaðius analoginius signalus (pvz., sinusiniai procesai), taèiau jau tiktai keliasdeðimt miliamperø ir keleto voltø lygio, paskui 417

perduodami loginëms operacijoms operaciniuose stiprintuvuose ir panaðiose sistemose. Komparatoriai lygina maksimaliàsias vertes arba iðmatuotø dydþiø (srovës, átampos, galios, varþos) efektyviàsias vertes su nustatytomis vertëmis. Papildomos sistemos RC, esant reikalui, áveda laiko uþdelsimà. Iðëjimo signalà reikia sustiprinti. Sistemos turi 19 coliø skydo pavidalà ir yra sumontuotos ant spausdintiniø grandiniø plokðèiø. Palyginti su elektromagnetine technika, analoginës sistemos teikia daug daugiau loginiø operacijø (sudëties, daugybos, integravimo, palyginimo) galimybiø. Atsiþvelgiant á maþà signalø galià, yra jautrios elektromagnetiniams trikdþiams ir netinka signalui perduoti didesniais atstumais. • Skaitmeninë elektroninë technika naudojama pastotëse tik nuo XX a. devintojo deðimtmeèio pabaigos. Srovës átampos signalai transformatoriø áëjimuose paverèiami þemo lygio analoginiais signalais, paskui kiekvienas procesas (pvz., sinusinis) pakeièiamas trumpalaikiø impulsø seka arba skaitmeniniais signalais. Skaitmeniniai signalai loginëms operacijoms mikroprocesoriuje perduodami tuo paèiu principu kaip ir kompiuteryje. Visi ávykiai priþiûrimoje sistemoje gali bûti uþfiksuoti tuo paèiu momentu, kai jie ávyksta, — laiko intervalu 1 ms, t. y. laikotarpiais kas 0,001 sekundës. Galios ið transformatoriø reikalaujama nedaug, pvz., 0,5 Va/fazei. Skaitmeninës sistemos atsparios trikdþiams ir teikia beveik neribotas programavimo galimybes, bûtent: — programavimas gali sujungti á vienà visumà visas anksèiau minëtas pagalbiniø grandiniø funkcijas, sudarydamas kompleksinæ pastotës valdymo sistemà; — galima ávesti pakankamai komplikuotas apsaugø suveikimo sàlygas, atsiþvelgiant á daugelá vietiniø ir svarbiausiø (ið centrinës dispeèerinës, ið kitø pastoèiø) kriterijø (duotoje pastotëje) bei nustatyti pakankamai sudëtingas apsaugas nuo klaidingø jungimø; — programavimas gali turëti daug variantø ávairioms situacijoms, o nuo vieno prie kito pereinama ásikiðant personalui arba automatiðkai; nieko nereikia perstatyti árenginiuose; — skaitmeniniø sistemø programavimas turi átaisytas „autotesto“ sistemas, automatiðkai nepaliaujamai tikrinanèias sistemø bûklæ ir signalizuojanèias apie trûkumus; — daugelio pastoèiø valdymo sistemas galima ájungti á pagrindiná ðviesolaidiná informatikos tinklà; — esant reikalui, ágalioti asmenys — þinantys áslaptintà áëjimo kodà (angl. password) — gali distanciniu bûdu ávesti programavimo pakeitimus ið pagrindinio kompiuterio centrinëje dispeèerinëje arba vietoje — ið kilnojamojo programatoriaus. Kompiuterinës pastotës valdymo sistemos principas pateiktas 7.79 pav. Atskiri skirstomøjø árenginiø prijungimai turi skaitmenines apsaugø 418

sistemas ir operatyvines blokuotes. Valdyti jas galima ið lokalinio valdymo pulto, taip pat jos sujungtos su centrine dispeèerine, á kurià siunèiami praneðimai ir ið kurios gaunami paliepimai. Lenkø pastotëse vyrauja elektromagnetinë technika, ir neatrodo, kad artimoje ateityje ji bûtø visiðkai iðstumta. Ji ir naudojama naujose, maþiau svarbiose pastotëse. Analoginë technika pasirodo esanti tik praeinantis, maþareikðmis epizodas. Pirmiausia aukðèiausios átampos stambios pastotës, svarbûs tinklo mazgai, o vëliau ir visi kiti daþniau naudos skaitmeninæ technikà. Pastotës budëtojo postas

Valdymo skydas

7.79 pav. Kompiuterinë pastotës valdymo sistema 1 — linijinis prijunginys, 2 — ðyninio jungtuvo prijungiklio, 3 — prijungimo apsaugos, 4 — operatyvinës prijungimo blokuotës, 5 — pastotës serveris (centrinis kompiuteris), 6 — monitorius, 7 — ávykiø sàraðo (darbo þurnalo) spausdintuvas, 8 — ploteris kaip perturbografas, braiþantis sroviø ir átampø kreives avarijø metu

419

7.4.2. Elektros energetikos apsaugos automatika Apsaugos relë yra ájungta á antrinæ matavimo transformatoriø grandinæ ir iðjungia jungtuvà (7.80 pav.), paduodama impulsà á jo iðjungimo ritæ. Ji gali turëti laiko grandá, paveikianèià taip, kad suþadintos relës iðëjimo grandinës kontaktai suveiktø su tam tikru uþdelsimu. Srovës transformatoriai

Relës

Átampos transformatoriai Telemechanikos sistemos

(elektromagnetinës, analoginës arba skaitmeninës)

Jungtuvo iðjungimo ritë

Jungtuvo mechanizmas

Maitinimas nuolatine srove

7.80 pav. Relinës apsaugos sistemos struktûra

Srovës apsauga turi iðjungti jungtuvà ávykus trumpajam jungimui arba atsiradus perkrovai. Ði apsauga kontroliuoja srovës dydá grandinëje ir, jeigu ji virðija nustatytà lygá, suveikia nedelsdama arba po uþdelsimo. Elektromagnetinës srovës relës veikimas paaiðkintas 7.81 pav. O 7.82 pav. pateikta linijos uþdelsto suveikimo srovës apsaugos sistema. Trys greitaveikës K32 srovës relës kontroliuoja srovës dydá apsaugotos li-

7.81 pav. Srovës relës veikimas Q2 — jungtuvas, Z — spynos strektë, S1 — iðjungimo spyruoklë, L7 — iðjungimo ritë, K32 — srovës relë, S2 — gràþinimo spyruoklë, T1 — srovës transformatorius

420

7.82 pav. Uþdelsto suveikimo srovës apsaugos sistema Q2 — jungtuvas, Z — jungtuvo spyna, L7 — iðjungimo ritë, K6 — laiko relë, K32-L1, K32-L2, K32-L3 — greitaveikës srovës relës atskirose fazëse

nijos laiduose. Jei kuriame nors viename ið jø (L1, L2, L3) srovë virðytø nustatytà vertæ, tai bent viena ið reliø suveiktø ir uþdarytø savo kontaktus. Tuo paèiu paduotø átampà á K6 laiko relës ritæ. Po nustatyto uþdelsimo K6 relë uþdarytø savo kontaktus, paduodama átampà á Q2 jungtuvo L7 iðjungimo ritæ. Jungtuvas iðsijungtø: tuo paèiu metu atsidarytø pagalbiniai Q2 kontaktai, nutraukdami L7 ritës maitinimà. Skaitmeninë srovës relë pateikta 7.83 pav. Signalai ið srovës transformatoriø (1 arba 5A) áëjime pakeièiami á þemesnio lygio signalus (miliamperø eilës); kartu galvaniðkai atskiriamos vidinës grandinës nuo iðoriniø. Toliau vyksta signalo pritaikymas (kondicionavimas) prieð paduodant já á analoginá-skaitmeniná keitiklá, kuris pakeièia analoginius signalus á skaitmeninius. Ðiuo pavidalu jie paduodami á mikroprocesoriø, kuris juos nuolatos keièia ir tikrina, ar ávykdytas kuris nors ið kriterijø, pateisinanèiø apsaugos intervencijà. Jeigu taip, tai iðëjimo grandinës po sustiprinimo siunèia valdymo (jungtuvo iðjungimo) ir signalinius (á dispeèerinæ) impulsus. Pagrindinëje plokðtëje daugiausia vietos uþima keitiklio nustatymo programatorius, virð jo yra alfanumerinis indikatorius ir ðvytintys diodai — signalizuojantys apie darbo bûklæ, sutrikimo atsiradimà ir suveikimà. Átampos apsauga suveikia iðnykus arba pernelyg sumaþëjus átampai. Maitinama per átampos transformatoriø T2, elektromagnetinë átampos relë 421

422 Maitinimas

Skaitmeniniai áëjimai

Analoginiai áëjimai Operatyviniø blokuoèiø sistemos

Á valdymo grandines

7.83 pav. Skaitmeninë srovës relë — SIEMENS, Vokietija: a) bendras vaizdas; b) blokinë schema 1 — áëjimo grandinës (signalo lygio paþeminimas ir atskyrimas), 2 — A/C (analoginis-skaitmeninis) keitiklis, 3 — mikroprocesorius, 4 — iðëjimo skaitmeninis buferis (sustiprinimas), 5 — skystøjø kristalø indikatorius, 6 — programatorius

b)

Á signalizacijos grandines Pastotës serveris

suþadinta prilaiko sankabà ir atidaro savo iðjungiamuosius (normaliai uþdarus) kontaktus; visi elementai uþima 7.84 pav. parodytà padëtá. Átampai sumaþëjus þemiau nustatytos vertës (S2 spyruoklës átempimu), relë nebesuþadinama, uþsidaro jos kontaktai, ájungiantys signalà arba duodantys Q2 jungtuvo iðjungimo komandà.

7.84 pav. Átampos greitaveikës apsaugos sistema Q2 — jungtuvas, Z — spynos strektë, S1 — iðjungimo spyruoklë, L7 — iðjungimo ritë, K37 — átampos relë, S2 — gràþinimo spyruoklë, T2 — átampos transformatorius

Alyviniai transformatoriai su konservatoriumi gaminami su dujine apsauga. Transformatoriaus korpuso sujungimo su konservatoriumi vietoje (7.75 pav., 7.76 pav.) árengta dujinë relë (Buchholz’o relë). Joje yra dvi plûdës su plûdiniais (pvz., gyvsidabriniais) jungikliais. Transformatoriui normaliai veikiant, relës vidus yra pilnas alyvos, plûdës iðkilusios (7.85 pav.), abiejø jungikliø kontaktai atviri. Kurioje nors transformatoriaus vietoje perkaitus izoliacijai, iðsiskiria ðiek tiek dujø, kurios iðkilusios uþpildo relës virðutinæ dalá. Virðutinë plûdë nusileidþia, o jos jungiklis ásijungia. Pirmasis dujinës apsaugos laipsnis suveikia ir ájungia signalizacijà. Ávykus transformatoriuje trumpajam jungimui, ima intensyviai skaidytis alyva ir staigiai iðsiskirti dujos. Stiprus alyvos ir dujø srautas, besiverþiantis á konservatoriø, pakelia apatinæ relës plûdæ, ir jos jungiklis ásijungia. Antrasis dujinës apsaugos laipsnis suveikia ir duoda transformatoriaus atjungimo komandà. Dujinë relë suveikia ir tada, kai ið transformatoriaus iðteka alyva ir jos lygis sumaþëja tiek, kad nukrenta virðutinë ar net abidvi plûdës. Ájungiama áspëjamoji signalizacija (I laipsnis), o jei alyvos ir toliau maþëja — duodama transformatoriaus atjungimo komanda (suveikia II apsaugos laipsnis). I apsaugos laipsnio suþadintas signalas gali pasigirsti ir pajudinus neseniai pripiltà alyvos transformatoriø, kai ið jo vidaus iðsilaisvina oro burbuliukai. 423

Signalas

Iðjungimas

7.85 pav. Dujinë relë: a) prieð suveikimà; b) po suveikimo 1 — virðutinë plûdë (I apsaugos laipsnis), 2 — apatinë plûdë (II apsaugos laipsnis), 3 — plûdës sukimosi aðis

Uþdelsto suveikimo srovës apsauga (7.82 pav.) gali bûti pritaikyta transformatoriui. Antrojo laipsnio dujinës relës kontaktus reikëtø sujungti lygiagreèiai su K6 laiko relës kontaktais. Tada transformatorius bûtø atjungtas: a) uþdelstai, suveikus srovës apsaugai; b) nedelsiant, suveikus II laipsnio dujinei relei.

7.4.3. Atstatomoji elektros energetikos automatika Apsaugø iðjungti elektros árenginiai sudaro nepageidaujamà pertraukà maitinant vartotojus. Tai galima apriboti ávedant automatines ájungimo operacijas, sugràþinanèias maitinimà pasirinktiems, svarbiausiems, jautriausiems vartotojams. Ðiems tikslams naudojamas automatinis kartotinis ájungimas (AKÁ) ir automatinis rezervo ájungimas (ARÁ). Dauguma trumpøjø jungimø oro linijose — tai iðlydþiai izoliatoriø pavirðiuje, sukelti virðátampiø ir/arba suðlapusio pavirðiaus. Apsauga nuo trumpøjø jungimø atjungia linijà (7.86 pav.), jungtuvas nutraukia trumpojo jungimo srovæ, tuo paèiø baigiasi lankinis iðlydis trumpojo jungimo vietoje. Tai gali greitai „pagydyti“ izoliacijà, t. y. gràþinti jai izoliacines savybes. Jei po 0,4—0,8 s besrovës pertraukos ásijungtø jungtuvas, gali taip atsitikti, kad buvæs sutrikimas negràþinamai dingsta, — tai buvo praeinantysis trumpasis jungimas. Jei trumpasis jungimas nepraeina, tai apsauga nuo trumpøjø jungimø antrà kartà atjungia linijà. Priklausomai nuo valdymo sistemos pasirinkimo dabar galimos dvi padëtys: 424

7.86 pav. Sëkmingo vienkartinio AKÁ ciklo eiga oro linijoje: a) normalus darbas; b) trumpasis jungimas su þeme; c) trumpojo jungimo atjungimas; d) pertrauka be átampos; e) automatinis kartotinis linijos ájungimas

— arba jungtuvas lieka iðjungtas iki personalo veiksmø (vienkartinis AKÁ); — arba po ilgesnës pertraukos (10—15 s) jungiklis dar kartà ásijungia (dukartinis AKÁ); jei ir tas antrasis bandymas gràþinti maitinimà nepasiseka dël pastoviojo trumpojo jungimo (pvz., AKÁ nutrûkus laidams), jungtuvas iðsijungia ir laukia personalo veiksmø. Automatinis kartotinis ájungimas (AKÁ) padidina vartotojø maitinimo patikimumà, apribodamas iki sekundës dalies arba keliolikos sekundþiø iðjungimus, sukeltus praeinanèiøjø trumpøjø jungimø. Jis naudojamas oro linijose, nes kabelinëse linijose trumpieji jungimai yra nuolatinio pobûdþio, pasiþymi negráþtamais kabelio gyslø izoliacijos paþeidimais. Pasirinktø vartotojø arba tik imtuvø maitinimo patikimumà padidina automatinis rezervinio maitinimo ájungimas ARÁ. Ði sistema kontroliuoja átampos lygá skirstomøjø árenginiø ðynose, ið kuriø maitinami vartotojai, reikalaujantys patikimo maitinimo (7.87 pav.). Dingus arba pernelyg sumaþëjus átampai, ARÁ sistema iðjungia pagrindinio maitinimo linijos jungtuvà ir ájungia rezervinio maitinimo linijos jungtuvà. Abi operacijos atliekamos po nustatyto laiko uþdelsimo (nuo sekundës dalies iki poros sekundþiø). Pagrindinis maitinimas

Rezervinis maitinimas Gedimas

ARÁ

ARÁ

Imtuvai, nesantys Imtuvai, esantys rezervinio rezervinio maitinimo sferoje maitinimo sferoje

7.87 pav. Automatinio rezervo ájungimo pavyzdys: a) normalaus darbo reþimas; b) avarinis reþimas, paþeidus pagrindiná maitinimo ðaltiná

425

Rezerviniu maitinimo ðaltiniu gali bûti linija, iðeinanti ið kitos pastotës ar ið kitos ðynø sistemos, ar dar kitaip susijusi su elektros energetikos sistema. Jei avariniais atvejais imama galia nëra didelë, tai rezerviniu ðaltiniu gali bûti pagalbinis generatorius su vidaus degimo varikliu arba akumuliatoriø baterija; tai patys patikimiausi rezervinio maitinimo ðaltiniai, nes yra arèiausiai imtuvø.

7.4.4. Operatyvinës blokuotës Operatyvinës blokuotës, arba apsaugos nuo klaidingø jungimø, uþkerta kelià netaisyklingiems, nesaugiems jungimo veiksmams: skyriklio su apkrova iðjungimui, áþeminimo skyriklio ájungimui á átampà, vienu metu dviejø arba daugiau linijø ar transformatoriø, kuriø lygiagretus darbas neleistinas, ájungimui. Skirstomøjø árenginiø su viengubàja renkamøjø ðynø sistema prijunginyje (7.88 pav.) junginëti ðyniná Q1 skyriklá arba linijiná Q3 skyriklá leidþiama tik esant iðjungtam Q2 jungtuvui. Elektromagnetinë blokuotë stabdo skyriklio pavarà, jei jos elektromagnetinis sklàstis nesuþadintas. Kol jungtuvas ájungtas, tol jo pagalbiniai iðjungiamieji Q2 kontaktai yra atviri, elektromagnetø grandinë nutraukta ir abiejø skyrikliø pavarø mechanizmai uþblokuoti. Skirstomuosiuose árenginiuose su sudëtinga jungimø sistema, su distanciniu bûdu valdomomis jungtuvø pavaromis galima ávesti gana komplikuotas blokuotes naudojant skaitmeninæ technikà. 7.89 pav. pateiktas skaitmeninës blokuotës árenginys skirstomøjø árenginiø su trigubàja renkamøjø ðynø sistema prijunginiui. Èia turima reikalo su jungimo operacijø, atliekamø su 1 jungtuvu, 5 skyrikliais ir 3 áþeminimo skyrikliais, tarpusavio priklausomybe.

7.88 pav. Jungtuvø elektromagnetinë blokuotë: a) pagrindinë grandinë, b) veikimo principas; c) blokuotës grandinë Q1 — ðyninis jungtuvas, Q2 — jungtuvas (ir pagalbiniai iðjungiamieji jungtuvo kontaktai), Q3 — linijinis jungtuvas, CB — skyriklio pavaros sklàstá valdanèio elektromagneto ritë

426

7.89 pav. Skaitmeninë operatyvinë blokuotë — SIEMENS, Vokietija

7.4.5. Valdymas ir signalizacija Valdymo grandinës daþniausiai naudojamos jungtuvams ájungti ir iðjungti. Esant vietiniam valdymui, naudojamasi manipuliatoriais, árengtais toje paèioje skirstykloje, jungtuvo prijunginyje (7.62 pav., 7.78 pav.); distancinis valdymas vykdomas ið toli esanèios dispeèerinës. 7.90 pav. pateikta suprastinto valdymo sistemos su St valdymo raktu, rodanèiu aparato padëtá, schema (7.91 pav.). Valdymo raktas turi dvi padëtis, rodanèias nuolatiná aparato ájungimà (stabilià padëtá): „ájungta“, kai nuolatos uþsidaræ St3 ir St4 kontaktai, „iðjungta“, kai nuolatos uþsidaræ St5 kontaktai, — ir dvi padëtis, rodanèias trumpalaiká aparato ájungimà su automatiniu sugráþimu (nestabilià padëtá): „ájungti“, kai uþsidaræ St1 ir St4 kontaktai, „iðjungti“, kai uþsidaræ St2 ir St5 kontaktai. Kad bûtø ájungtas jungtuvas, reikia pasukti valdymo raktà ið padëties „iðjungta“ á padëtá „ájungti“. Tada uþsidaro St1 kontaktai ir suþadinama ájungimo L6 ritë, pvz., variklio pavaros kontaktoriaus ritë. Esant reikalui, padëtis palaikoma paveikslëlyje neparodytais kontaktais, ðuntuojanèiais St1 kontaktus. Ásijungiant jungtuvui, atsidaro jo pagalbiniai Q21 kontaktai, nutraukiantys L6 ritës grandinæ. Atleidus valdymo raktà, jis uþima stabilià padëtá „ájungta“. Norint jungtuvà iðjungti, reikia pasukti valdymo raktà (7.91 pav.) ið padëties „ájungta“ á padëtá „iðjungti“. Uþsidarius St2 kontaktams, suþadinta iðjungimo L7 ritë iðjungia jungtuvà. Atleidus valdymo raktà, jis uþima stabilià padëtá „iðjungta“. Jei jungtuvas iðsijungia automatiðkai, pvz., paveikus srovës apsaugai, priþiûrintis personalas turi bûti informuotas. Tai atlieka gedimø signalizacijos grandinë (7.90 pav.). Jeigu jungtuvas turi bûti ájungtas, tai valdymo raktas yra padëtyje „ájungta“, o St3 kontaktai uþdari. Kol jungtuvas buvo ájungtas, jo pagalbiniai Q23 kontaktai buvo atviri. Jie uþsidaro iðsijungiant jungtuvui ir per uþdarus St3 kontaktus sujungia + (plius) ðynà su aliarmine AÐ ðyna. Akustinës signalizacijos sistema tarp aliarminës AÐ ðynos 427

Valdymas Padëties signalizacija

MÐ

Avarinio atsijungimo signalizacija

AÐ

7.90 pav. Suprastinta jungtuvo valdymo ir signalizacijos grandinës schema L6 — ájungimo ritë, L7 — iðjungimo ritë, Q2 ÷ Q27 — pagalbiniai jungtuvo kontaktai, St1—St2 — valdymo rakto kontaktai, H4 — valdymo rakto signalinë lemputë, H7 — skambutis, K7 — pagalbinë relë, KS — mygtukas, nutildantis garsiná signalà, AÐ — aliarminio signalo ðyna, MÐ — mirksinèios ðviesos ðyna

Iðjungti

Iðjungta

Ájungta

Ájungti

7.91 pav. Keturios valdymo St rakto ið 7.90 pav. padëtys

ir — (minus) ðynos tarnauja ir kitoms pagalbinëms grandinëms ir suþadinama, kiek kartø atitinkami kontaktai sujungia + (plius) ðynà su aliarmine AÐ ðyna. Pasigirsta garsinis H7 signalas, informuodamas personalà apie gedimà. Personalà nervina ilgalaikis garsinis signalas, todël já galima nutildyti nuspaudþiant K mygtukà. Tada dar lieka suþadinta pagalbinë K7 relë, kuri savo kontaktais pati save palaiko ir nutraukia skambuèio grandinæ. Valdymo raktu galima ne tik valdyti, — jis taip pat parodo ir jungtuvo padëtá. Gali atrodyti, kad pakankamai informacijos geba suteikti dvi valdymo rakto padëtys: „ájungta“ arba „iðjungta“. Taèiau taip nëra, nes: a) kai jungtuvas ájungtas, tai valdymo raktà galima pasukti ið padëties „ájungta“ á padëtá „iðjungta“ neiðjungiant jungtuvo, nes ðioje operacijoje neuþsidaro St2 kontaktai; 428

b) kai jungtuvas iðsijungia automatiðkai, tai valdymo raktas nepakeièia padëties, nepereina ið padëties „ájungta“ á padëtá „iðjungta“. Abiem atvejais valdymo rakto padëtis neatitinka jungtuvo padëties, ir tai gali dezinformuoti personalà. Kad to nebûtø, valdymo raktas turi signalinæ H4 lemputæ taip prijungtà, kad ðvieèia pastovia ðviesa, jei valdymo rakto padëtis atitinka jungtuvo padëtá, ir mirkèioja — jei neatitinka. Jei valdymo raktas yra padëtyje „ájungta“, tai St4 kontaktas yra uþsidaræs ir atsiranda dvi galimybës: 1. Jungtuvas yra ájungtas. Jo pagalbiniai Q25 kontaktai, paduodantys á signalinæ H4 lemputæ nuolatinæ átampà, yra uþsidaræ. Lemputë ðvieèia pastovia ðviesa. 2. Jungtuvas yra iðjungtas. Uþsidaræ jo pagalbiniai Q24 kontaktai, ájungiantys H4 lemputæ tarp — (minus) ðynos ir MÐ ðynos, kurioje nedideliu daþniu pulsuoja átampa. H4 lemputë ðvieèia mirksinèia ðviesa. Paaiðkëja jungtuvo padëties signalizacijos ir gedimø signalizacijos grandiniø sàveikavimas. Jei pastotëje, kurioje yra daug jungtuvø, vienas ið jø automatiðkai iðsijungia, tai garsinis signalas informuoja, kad iðsijungë kaþkuris jungtuvas, o mirksinti valdymo rakto lemputë nurodo tà jungtuvà. Jungtuvai, kurie neturi per atstumà valdomos pavaros ir tokio valdymo rakto, sinoptinëje schemoje gali bûti paþymëti aparato padëties rodykle. Visø pirma tai svarbu jungtuvø atþvilgiu. Elektromagnetinë jungiklio padëties rodyklë turi inkarëlá, kurio padëtis valdoma dviem elektromagnetais. Jie maitinami (7.92 pav.) per jungtuvo, kurio padëtá rodyklë turi rodyti, pagalbinius kontaktus. Priklausomai nuo jungtuvo padëties (ájungtas, iðjungtas) vienas ið elektromagnetø yra ájungtas ir prilaiko nustatytoje padëtyje inkarëlá ir prie jo pritvirtintà

Jungtuvas ájungtas

Jungtuvas iðjungtas

Signalizacija neveikia

7.92 pav. Jungtuvo padëties rodyklë: a) trys signalinio disko padëtys; b) sujungimø sistema Q — jungtuvo pagalbiniai kontaktai, LI ir LO — rodyklës elektromagnetø ritës, atitinkanèios jungtuvo ájungtà (I) ir iðjungtà (O) padëtá

429

signaliná diskà; þyma ant disko gali uþimti horizontalià arba vertikalià padëtá. Jei në vienas elektromagnetas nëra maitinamas (iðjungus signalizacijos grandines), tai þenklas ant disko atsiduria ástriþoje padëtyje.

7.4.6. Operatyviniø grandiniø maitinimas

Nuolatinës srovës savøjø reikmiø skirstykla

Akumuliatorinë

Pastotëse, paþeminanèiose átampà ið vidutiniosios á þemàjà, pagalbinës grandinës yra paprastos, jos maitinamos tiesiog ið pagrindiniø þemosios átampos skirstomøjø árenginiø. Aukðèiausiosios átampos pastotëse svarbiausios operatyvinës grandinës maitinamos ið akumuliatoriø baterijos, kurios átampa 110 arba 220 V. Baterija turi lygiagreèiai prijungtà lygintuvà, kuris jà nuolat papildomai ákrauna (7.93 pav.). Relinë apsauga, valdymas, ryðiai ir saugos apðvietimas veikia net ir tuo atveju, jei pastotë bûna atskirta nuo iðoriniø maitinimo ðaltiniø. Patikimumui padidinti atsakingiausioms apsaugø sistemoms galima pridëti kondensatoriná energijos akumuliatoriø. Tai visà laikà nuolatine srove papildomai ákraunamas kondensatorius, prijungtas prie pat árenginio, kurá turi maitinti. Iðnykus átampai, kondensatorius iðsikraudamas atlieka trumpalaikio maitinimo ðaltinio vaidmená.

7.93 pav. Nuolatinës srovës pagalbiniø grandiniø maitinimas ið lygiagreèiai prijungtos akumuliatoriø baterijos ir nuolatinës srovës lygintuvo Nuolatinës srovës pagalbinës grandinës

1 — akumuliatoriø baterija, 2 — nuolatinës srovës maitinimo ðaltinis

Didelëje pastotëje yra daug árenginiø, kurie maitinami kintamàja srove. Dalis jø nereikalauja nenutrûkstamo maitinimo ir prijungti prie kintamosios srovës, kurià tiekia savøjø reikmiø skirstomieji árenginiai, maitinami ið savøjø reikmiø transformatoriaus. Tai ðildytuvai, pagrindinio apðvietimo lempos, kompresoriai, ventiliatoriai. Árenginiai, reikalaujantys nenutrûkstamo maitinimo, pvz., kompiuteriai ir kompiuterinës valdymo sistemos, maitinami ið statinio UPS maitinimo ðaltinio. „UPS on line“1) sistemoje jautrûs 1)

430

Skaityk „on lain“.

kintamosios srovës imtuvai nuolat maitinami ið 1 tinklo per lygintuvà ir invertoriø (7.94 pav.). Dingus tinklo átampai maitinimà nenutrûkstamai perima akumuliatoriø baterija, kuri normalaus darbo metu papildomai ákraunama per lygintuvà. Paþeidus patá maitinimo ðaltiná, puslaidininkinis perjungiklis per keletà milisekundþiø perjungia imtuvus á rezerviná 2 tinklà. Lygintuvas 1 tinklas

7.94 pav. Statinis nenutrûkstamo maitinimo ðaltinis „UPS on line“

Akumuliatoriø baterija

Inventorius

Puslaidininkinis Jautrûs perjungiklis imtuvai

2 tinklas

7.4.7. Operatyviniø grandiniø montavimas Pagalbiniø grandiniø laidai jungia árenginius, sumontuotus nutolusiose vietose: — aukðtosios átampos skirstykloje (matavimo transformatorius, jungtuvø pavaras, pagalbinius kontaktus, blokuotes, keitiklius); — dispeèerinëje (matavimo prietaisus, reles, valdymo árenginius, indikatorius, gedimø registratorius, skaitiklius, nenutrûkstamo maitinimo UPS ðaltinius); — savøjø reikmiø skirstomuosiuose árenginiuose (maitinimo ðaltinius, savøjø reikmiø automatinio rezervinio maitinimo ávedimo sistemas). Antriniø grandiniø laidus reikia nutiesti taip, kad bûtø apribota pagrindiniø grandiniø ir þaibolaidþiø áþeminimo laidø trikdanèioji átaka. Ypaè tuo rûpintis privalu atvirøjø skirstyklø teritorijoje (þr. 7.5 sk.). Operatyviniø grandiniø árenginiai yra sumontuoti skyduose, pultuose, ant kitø atraminiø konstrukcijø ir uþima visà (7.63 pav.) atitinkamø skirstomøjø árenginiø skyriø (pvz., dispeèerinëse) arba tik jo dalá (kartu su pagrindiniø grandiniø elementais). Kiekviena valdymo spinta arba skydas sudaro nepriklausomà konstrukcinæ visumà. Juose yra tarpusavyje sujungti aparatai ir gnybtynai, prie kuriø prijungiami daugiagysliai valdymo kabeliai, jungiantys juos su kitais árenginiais. Operatyvinëms grandinëms sumontuoti reikia: — atskirø skydø, spintø ir pultø vidiniø sujungimø schemø, ágalinanèiø jas montuoti surinkimo dirbtuvëse; — iðoriniø sujungimø schemos, kurioje bûtø paþymëtos valdymo kabeliø klojimo vietos pastotës teritorijoje ir jø prijungimas prie atskirø skydø, spintø ir pultø gnybtynø. Atskirø skydø ir pultø vidiniø sujungimø schemoje parodomas matomø ið skydo priekio aparatø ir gnybtynø iðdëstymas. Vaizduojami tik aparatø kontûrai su gnybtais, iðdëstytais ir paþymëtais taip, kaip yra tikrovëje. 431

Gnybtynas

Reliø skydas

Relës

Jungiantieji laidai abiejuose galuose turi uþraðytà gnybto „adresà“, pagal kurá reikia prijungti prieðingà laido galà. Schemos naudojimo bûdà galima pasekti 7.95 pav. Pavyzdþiui: 1. K32 relës 1 gnybtà reikia sujungti su (X56) gnybtyno 16. Vëliau jis bus sujungtas viena ið valdymo YKSY 10 x 2,5 kabelio gyslø su T13 srovës transformatoriaus S1 gnybtu C skirstomøjø árenginiø 3L prijunginyje. 2. K34 relës 5 gnybtà reikia sujungti tiesiogiai su gretimos K6 relës 1 gnybtu.

C3L prijunginys

7.95 pav. Reliø skydo vidiniø sujungimø schemos fragmentas

Prieð pradedant jungimus, aparatai ir gnybtynai pritvirtinami prie atraminës konstrukcijos. Jø iðdëstymo bûdà rodo valdymo skydø, spintø ir pultø fasado brëþiniai, nubraiþyti iðlaikant atitinkamà mastelá. Laidai gali bûti vedami uþpakaline montaþinës plokðtës puse, trumpiausiu keliu nuo gnybto iki gnybto. Laidø perëjimai per montaþinæ plokðtæ turi bûti apsaugoti izoliacine pervadine ávore. Laidø sànaudos tada yra maþiausios, jie neuþima vietos priekinëje montaþinës plokðtës pusëje. Jei nenumatomas priëjimas prie uþpakalinës montaþinës plokðtës pusës, tai sujungimus reikia daryti priekinëje pusëje. Laidai tiesiami izoliaciniuose loveliuose su dangèiais. Ðitaip uþtikrinamas geras estetinis vaizdas 432

ir neiðsikiða palaidai nutiesti laidai. Laidai ávedami á lovelius per ðonines sieneles su paruoðtomis skylëmis arba iðlauþiamaisiais lieþuvëliais. Kad bûtø galima lengviau surasti ir ðalinti gedimus eksploatavimo metu: • Sujungimus reikia atlikti tiksliai pagal schemà be savivaliðkø pataisymø. Kiekvienas pagrástas pakeitimas, kuriam pritaria montavimo vadovas, turi bûti paþymëtas visose schemose, perduodamose vartotojui. Galioja taisyklë: schemos brëþiniuose turi atitikti faktinæ sujungimø schemà. • Ant aparatø ir gnybtynuose turi bûti tos paèios sutartinës þymos kaip ir schemose. • Laidø antgalius reikia patvariai paþymëti taip, kaip jie paþymëti schemoje (7.95 pav.). Tam naudojami ávairûs þymekliai, ávorës, uþmaunamos ant laidø galø, arba uþsegami raiðteliai. • Laidai, priklausantys skirtingoms operatyvinëms grandinëms, turi skirtis izoliacijos spalva. Reikia naudoti maþiausiai tris spalvinius þymëjimus: srovës transformatoriø antrinëms grandinëms, átampos transformatoriø antrinëms grandinëms ir kitoms grandinëms.

7.5. Apsauginis áþeminimas Ávykus pastotëje trumpajam jungimui su þeme, dalis1) Ik′′ trumpojo jungimo srovës, vadinamoji áþemëjimo IE srovë, teka per pastotës áþeminimo RE varþà ir sukelia jos áþeminimo árenginio UE átampà tam laikui, kol trunka trumpasis jungimas: UE = IE ⋅ RE. Jei miesto pastotëje, maitinamoje kabelinëmis linijomis ið 15 kV átampos tinklo, kurio neutralusis taðkas áþemintas per varþà (pvz., Ik′′ = 500 A, IE = 120 A), trumpojo jungimo su þeme trukmë siekia Tk = 0,3 s, tai didþiausia átampa, kuri gali tekti þmogui [28] yra 385 V. Saugai uþtikrinti uþtenka apsauginio áþeminimo, kurio varþa pagal ankstesnæ priklausomybæ turëtø bûti

RE ≤

Ug Ug

=

385 = 3,2 Ω . 120

Tokiam áþeminimui árengti reikëtø 5 kartus daugiau áþeminimo elementø negu 4.3 pav. Tai brangu, taèiau ágyvendinama. Likusioji trumpojo jungimo srovës dalis gali gráþti á maitinimo ðaltiná kitais keliais, jei tie keliai atsiranda: aukðèiausiosios átampos linijos (10 ÷ 50 % Ik′′ srovës) áþemintais apsaugos nuo þaibo laidais, áþemintomis kabelio gráþtamosiomis gyslomis (40 ÷ 80 % Ik′′ srovës). 1)

433

Panaðaus skaièiavimo, atlikto aukðèiausiosios átampos pastotei (IE lygi nuo keleto iki keliolikos kA), rezultatai pateikia tokià maþà varþà, kad jos neámanoma pasiekti. Be to, tenka atsiþvelgti, kad atsiranda labai didelë áþeminimo árenginio UE átampa þemës atþvilgiu ant elektros árenginiø korpusø, ant atitvarø ir vamzdynø. Saugà reikia uþtikrinti kitaip, — iðlyginant potencialus pastotës, kurios áþeminimo árenginys nuleidþia srovæ á þemæ, teritorijoje. Þmonës pastotës teritorijoje yra saugûs, jei dalys, kurias vienu metu galima paliesti, turi artimà potencialà1), t. y. jei prisilietimo átampa nevirðija leistino dydþio. Todël potencialams iðlyginti aukðèiausios átampos pastotëje árengiamas grotelinis áþemintuvas (7.96 pav.), paklotas 0,8 m gylyje ir apimantis visà jos teritorijà. Prie ðio áþemintuvo laidais prijungiamos visos laidþiosios dalys, prie kuriø þmogus gali prisiliesti. Reikia áþeminti: • Laidþius transformatoriø ir reaktoriø, maðinø, kondensatoriø ir aparatø korpusus, taip pat jungtuvø pavarø árenginius. Paprastai jie turi áþeminimo gnybtus (7.58 pav.), prie kuriø prijungiami áþeminimo laidai. Judamosios dalys (durys ant vyriø, pavaros elementai) sujungiamos su kitomis árenginio konstrukcijomis trumpu susuktu laidu, abiejuose galuose pasibaigianèiu kabeliniais antgaliais (7.53 pav., 7.97 pav.). Áþeminimo laido prijungimas turi bûti iðardomas, srieginis, o ne suvirintas. • Laidþias skirstomøjø árenginiø konstrukcijas, reliø skydus ir pultus, taip pat plienines ir betonines atramines konstrukcijas atvirose skirstyklose. Èia áþeminimo laidà galima pritvirtinti. • Laidþius atitvarus ir nuolatinius gaubtus, vamzdynus, rezervuarus, taip pat kitas metalines átampos neturinèias dalis. Áþeminimo laidas privirtinamas. • Srovës ir átampos transformatoriø antrines grandines. Áþeminimo laidininku daþniausiai naudojama atitinkamo skerspjûvio plieninë juosta. Áþeminimo laido pakaitalu gali bûti plieninës atraminës konstrukcijos, jei jø elementai vienas su kitu patikimai sujungti, pvz., suvirinti. Dalys, kurias reikia áþeminti, prijungiamos prie pagrindinio áþeminimo laido kiekviena atskirai. Neleidþiama áþeminamø daliø sujungti nuosekliai (7.98 pav.)! Reikia skirti reikiamà dëmesá, kaip tarpusavyje iðdëstyti pastotës grotelinio áþemintuvo laidininkai ir antriniø grandiniø laidai. Klaidos ðioje srityje daþnai yra elektromagnetiniø trikdþiø ir sugadinimø dël virðátampiø 1) Þmogus, stovintis ant þemës tokioje vietoje, kur potencialas yra 5200 V, ir lieèiantis krano pavarà, kurios potencialas 5300 V, yra veikiamas átampos: 5300 — 5200 = 100 V. Ði átampa iðsilaiko tiek ilgai, kiek trunka trumpasis jungimas su þeme; aukðèiausiosios átampos pastotëse, jei tiksliai veikia pagrindinës apsaugos, ðis laikas yra 0,006 — 0,08 s.

434

7.96 pav. Aukðèiausiosios átampos pastotës grotelinis áþemintuvas (matmenys metrais) 1 — áþemintuvas ið plieninës cinkuotos juostos 40 x 5 mm, 2 — vertikalusis giluminis áþemiklis (jei reikia sumaþinti áþeminimo varþà), 3 — pastotës aptvara, 4 — iðlyginamasis áþemintuvas, apsupantis laidþià aptvarà 0,5 m gylyje (sujungtas su metaline aptvara, bet ne su pastotës groteliniu áþemintuvu)

7.97 pav. Lankstusis sujungimas, áþeminantis galios skyriklio pavaros mechanizmà

435

7.98 pav. Áþeminimo elementø prijungimo prie pagrindinës áþeminimo ðynos schema: a) taisyklinga; b) neleistina 1 — pagrindinë áþeminimo ðyna

prieþastis. Svarbu, kad pastotës grotelinio áþemintuvo akys bûtø uþdaros, kad áþeminimo laidininkai bûtø pakloti kuo arèiau aukðtosios átampos aparatø, kad þaibolaidþiai ir atramos su trosais bûtø sujungtos su groteliniu áþemintuvu 2—4 laidais ið skirtingø pusiø. Antriniø grandiniø kabeliai, esant reikalui ekranuoti (savu ekranu arba plieniniu loveliu), klojami arti áþeminimo laidininkø, bet ne per grotelinio áþemintuvo akiø vidurá. Toje vietoje, kur yra pavojus, kad gali bûti virðyta leistinosios prisilietimo átampos vertë, árengiamas papildomas iðlyginamasis áþemintuvas su maþomis akimis arba ta vieta padengiama didelës varþos pavirðine danga (skalda arba asfaltu).

7.6. Pastotës eksploatavimas 7.6.1. Árenginiø operatyvinë prieþiûra Perjungimus ir kità panaðià veiklà pastotëse reikia vykdyti atsargiai. Klaidos vykdant perjungimø operacijas gresia personalo ir paðaliniø asmenø saugai, gali paþeisti árenginius ir ilgam nutraukti vartotojø maitinimà. Ðiø dalykø galima iðvengti laikantis dviejø taisykliø: • Pastotës teritorijoje gali savarankiðkai bûti tik ágalioti asmenys (budëtojas, energetikos remonto darbuotojas, savininkas) ir vadovaujantys bei priþiûrintys árenginiø eksploatavimà asmenys (gamyklos vyriausiasis 436

energetikas, energetikos rajono vadovas). Jie paprastai turi profesiná pasirengimà ir yra susipaþinæ su jø prieþiûrai patikëtais árenginiais; kas 5 metus ðie asmenys laiko egzaminus ið eksploatavimo taisykliø ir mokëjimo teikti pirmàjà pagalbà nukentëjusiems nuo elektros srovës. Tiktai jiems priþiûrint, veikianèios pastotës teritorijoje gali bûti kiti asmenys, kurie yra gavæ leidimà, pvz., darbininkai, atliekantys techninës prieþiûros ir remonto darbus, arba techninës ekskursijos dalyviai. • Pastotëje leidþiama atlikti tik tokias operacijas, kurios numatytos iðsamioje eksploatavimo instrukcijoje arba kurias paskyrë vadovybë. Budëtojas savo asmenine atsakomybe gali imtis ir kitos veiklos, turëdamas tikslà gelbëti þmoniø sveikatà ir gyvybæ arba turtà, taip pat — su tam tikromis iðlygomis — turëdamas tikslà tæsti vartotojø maitinimà. Darbuotojai, priþiûrintys árenginius, ir prieþiûros bei vadovybës nariai gali — ið saugaus atstumo — vienasmeniðkai atlikti veikianèiø árenginiø apþiûrà. Panaðiai kai kurià veiklà, susijusià su veikianèiø árenginiø jungimais, ir prieþiûros darbuotojai gali atlikti vienasmeniðkai. Veiklà, susijusià su ypatingu pavojumi, pvz., kai reikia prisiartinti per nesaugø atstumà prie daliø, turinèiø átampà, turi atlikti dviese. Apie bendradarbio pagalbininko, vaidmená raðyta 5.9.2 poskyryje. Darbai, periodiðkai nesikartojantys ir nepaminëti iðsamioje eksploatavimo instrukcijoje, atliekami pagal vadovaujanèio arba priþiûrinèio asmens þodiná pavedimà ar raðytiná nurodymà. Pagal þodiná pavedimà, duotà tiesiogiai arba telefonu, galima atlikti veiklà, nesusijusià su ypatingu pavojumi sveikatai arba gyvybei. Kitais atvejais reikalingas raðytinis nurodymas. Jis turi bûti itin pagrástas (þr. 5.9.2 poskyrá). Jei reikia atjungti linijà sumaþëjusios apkrovos laikotarpiui, tai padaryti leidþiama þodiniu pavedimu. Taèiau jei tà paèià linijà reikia atjungti ir áþeminti, nes joje turës dirbti þmonës, jau reikia specialios formos raðytinio nurodymo: „Darbas elektros árenginiuose. Ámonë...Padalinys...Nurodymas Nr...“. Jame turi bûti tiksliai nurodytas darbo pradþios ir baigties terminas, darbo saugaus atlikimo priemonës ir sàlygos, taip pat atsakingi uþ jø laikymàsi asmenys.

7.6.2. Apsaugos reikmenø naudojimas aukðtosios átampos árenginiuose Ið apsaugos reikmenø, kurie turi uþtikrinti personalo, dirbanèio pastotëje arba linijoje saugà, daþniausiai naudojami izoliuojantys reikmenys. Dalis su átampa leidþiama liesti tik naudojant pagrindinius izoliuojanèius reikmenis: a) átampos indikatorius (5.65 pav., 7.99 pav.); 437

7.99 pav. Átampos nebuvimo patikrinimas kilnojamuoju optiniu átampos indikatoriumi (a, b) 1 — átampos indikatorius 6—15 kV átampos árenginiams, 2 — neoninë lemputë, 3 — dielektrinës pirðtinës, 4 — dielektriniai botai, 5 — dielektrinis kilimëlis

b) izoliuojanèias lazdas áþemikliams uþdëti (5.68 pav., 7.100 pav.); c) izoliuojanèias operatyvines lazdas, pvz., ájungti ir iðjungti skyrikliams, gnybtams prisukti ir atlikti kitiems darbams neatjungus átampos (7.101 pav.); d) izoliuojanèias matavimo lazdas; e) izoliuojanèias reples saugikliams keisti (7.12 pav.).

ä 7.100 pav. Kilnojamasis áþemiklis ir izoliuojanti lazda jam uþdëti

438

7.101 pav. Izoliuojanti operatyvinë lazda gnybtams prisukti neatjungus átampos — AKTYWIZACJA, Krokuva 1 — rankena, 2 — rankenos ribotuvas, 3 — izoliuojanti dalis, 4 — rankenos uþraktas, 5 — ðarnyrinis jungiklis, 6 — darbo antgalis, 7 — atðaka raktui, uþmaunamam ant darbo antgalio

Ant kiekvieno tokio reikmens turi bûti paþymëta vardinë árenginiø, kuriuose jis gali bûti naudojamas, átampa. Þmogus, stovëdamas ant laidþiø grindø ir plikomis rankomis laikydamas skyriklio pavaros rankenà (7.54; 7.58; 7.102 pav.), átampos indikatoriø arba lazdà, yra atskirtas nuo elektros grandinës tik viena izoliuojanèia sistema. Ðià sistemà sudaro árenginio izoliacija (atraminiai izoliatoriai, izoliuojanèios pavaros svirtys) arba izoliuojanti lazda. Paþeidus ðià izoliuojanèià sistemà, þmogui gresia pavojus. Jo iðvengti padeda papildomi izoliuojantys reikmenys (7.102 pav., b), kurie turi: 1. Izoliuoti þmogø nuo prieinamø laidþiøjø árenginio daliø arba nuo pagrindiniø apsaugos reikmenø rankenø; tam naudojamos dielektrinës pirðtinës (7.99 pav., 7.102 pav.). 2. Izoliuoti þmogø nuo laidþiø grindø; tam naudojami dielektriniai kilimëliai (7.99 pav.), dielektriniai botai (7.99 pav.) ir izoliuojantys pastovai (7.102 pav., 7.103 pav.). 439

7.102 pav. Veiksmai su skyriklio pavara, kurios izoliacija paþeista: a) nesinaudojant apsaugos reikmenimis; b) naudojant papildomus apsaugos reikmenis 1 — dielektrinës pirðtinës, 2 — izoliuojantis pastovas

7.103 pav. Izoliuojantis pastovas

Apsaugos reikmenø reikalingumà ir jø naudojimo bûdà geriausiai iliustruoja vietos paruoðimas darbams, vykdomiems arti átampà turinèiø sroviniø daliø. Pavyzdþiui, uþdaroje 15 kV átampos skirstykloje su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema turi bûti iðjungtas vienas linijinis narvelis (tokios konstrukcijos kaip 7.64 pav.), kad bûtø galima: — dirbti paèiame narvelyje, nes reikia pakeisti jungtuvà su sugedusia pavara; — dirbti linijos (maitinamos ið vienos pusës) trasoje, nes reikia patraukti kabelá ruoþe, esanèiame ðalia statybinës aikðtelës, o prireikus teks áterpti nedidelá kabelio gabalà ir sumontuoti dvi tarpines movas. Darbai vykdomi pagal raðytiná nurodymà, kuriame nuodugniai nurodytas darbo vietos paruoðimo bûdas, taip pat asmuo, vadinamasis leidþiantysis, atsakingas uþ teisingà tos veiklos atlikimà. Darbo vietos paruoðimas atliekamas ðiuo nuoseklumu: • Apsaugos reikmenø paruoðimas. Leidþiantysis patikrina, ar darbuotojas turi reikalingus apsaugos reikmenis ir ar jø bûklë atitinka reikalavimus. Jei skirstyklos koridoriai be dielektriniø kilimëliø, tai privalu apsiausti dielektrinius botus. Taip pat reikia pasiruoðti dielektrines pirðtines ir apsauginius akinius. Akiniai naudojami, kai dirbant gali atsirasti elektros lankas (ájungiant esantá regëjimo lauke áþeminimo skyriklá, ájungiant ir iðjungiant skyriklá, uþdedant áþemiklius, iðkraunant kondensatoriø baterijà arba kabelá). 440

• Linijos atjungimas. Susitaræs su dispeèerine, leidþiantysis iðjungia Q2 jungtuvà (7.64 pav.), o paskui ir Q1 skyriklá, kuris iki tol buvo ájungtas. • Apsauga nuo atsitiktinio átampos ájungimo. Skyrikliø pavaras reikia palikti tokioje padëtyje, kad nebûtø galima atsitiktinai juos ájungti. Geriausia, jei iðjungtà pavaros rankenà galima uþblokuoti uþraktu. Ðiam tikslui galima naudoti blokuojanèias apkabas, ágalinanèias uþrakinti pavaros rankenà keletu spynø (7.104 pav.). Nuimti blokuotæ galima tik susitarus visiems turintiems tø spynø raktus (pastotës budëtojui, darbø priþiûrëtojui, brigadininkui, dirbanèiam narvelyje ir brigadininkui, dirbanèiam linijos trasoje). Uþuot mokius þmones, kaip iðvengti atsitiktinio prieðlaikinio átampos ájungimo, galima já paprasèiausiai uþblokuoti.

7.104 pav. Komutacinio aparato pavaros blokuojanti apkaba, uþrakinta 1, 2, 3 arba 4 spynomis su uþraðu „Nejungti — dirba þmonës“ — CATU, Prancûzija

• Átampos nebuvimo patikrinimas. Tikrinama átampos indikatoriumi, kurio tinkamumà reikia iðbandyti prieð ir po tikrinimo. Jei gretimame narvelyje galima prieiti prie ðynos su átampa, tai reikia paliesti jà indikatoriumi ir stebëti, ar rodoma átampa. Kai tokios galimybës nëra, tada reikia turëti indikatoriø su jame ámontuotu aukðtosios átampos ðaltiniu, t. y. su „autotestu“. • Kilnojamojo áþemiklio uþdëjimas. Áþemiklis uþdedamas tuoj pat po to, kai patikrinama átampa ir ásitikinama, kad jos nëra. Pirmiausia bendrasis áþeminimo laidas (7.100 pav.) prijungiamas prie specialaus áþeminimo kontakto narvelio konstrukcijose, o paskui su izoliuojanèia lazda uþdedami ir prisukami prie atskirø ðynø likusieji áþemiklio gnybtai. Jie turi turëti konstrukcijà (7.105 pav.), atitinkanèià laidø, prie kuriø bus prisukami, skerspjûvio pavidalà. Tokioje padëtyje, kuri pavaizduota 7.64 pav., áþemiklá reikëtø uþdëti tarp virðutiniø Q2 jungtuvo gnybtø ir pervadiniø izoliatoriø. Jei nebûtø Q4 áþeminimo skyriklio, tai kità áþemiklá reikëtø uþdëti tarp apatiniø Q2 jungtuvo gnybtø ir kabelio G galûnës. • Áþeminimo skyriklio ájungimas. Senesnës konstrukcijos skirstomuosiuose árenginiuose, be áþeminimo skyrikliø, reikëdavo iðkrauti kabelá specialiu variniu strypeliu, pritaisytu prie izoliuojanèios lazdos, o paskui prie kabelio antgalio uþdëti kilnojamàjá áþemiklá. Jei prijunginys turi áþeminimo skyriklá, tai viso ðito nereikia daryti. Ájungus áþeminimo skyriklá, reikia uþrakinti jo pavarà, kad jis nebûtø iðjungtas prieð laikà. 441

7.105 pav. Kilnojamasis áþemiklis ir ávairios jo gybtø konstrukcijos — AKTYWIZACJA, Krokuva

• Darbo vietø aptvërimas ir paþenklinimas. Ið abiejø koridoriaus galø ant narvelio, kuriame bus dirbama, iðkabinamas kilnojamasis informacinis plakatas „Darbo vieta“ arba nurodantis darbo vietà „Dirbti èia“1). Pastatomi kilnojamieji aptvërimai arba iðtempiamos nelaidþios juostos taip, kad atvykstanèius darbininkus bûtø galima nukreipti á paruoðtà narvelá ir uþtverti jiems kelià á kitas skirstyklos dalis. Ant aptvërimø iðkabinami draudþiamieji plakatai „Áeiti draudþiama“. Prie jungtuvø ir áþeminimo skyriklio pavarø rankenø iðkabinami draudþiamieji plakatai „Nejungti! Árenginiuose dirbama“ arba primenantis plakatas „Áþeminta“. • Leidimas dirbti. Atvykus elektromonteriams, leidþiantysis, prieð tai paruoðæs darbo vietà, dalyvaujant brigadininkui, áraðytam á raðytiná nurodymà, parodo darbo vietà ir dar kartà patikrina, ar pritaikytos visos ra1) Nuo 1989 m. galioja nauji saugos plakatai ir þenklai: áspëjamieji, nurodantieji, draudþiamieji ir informaciniai. Jø forma ir spalva atitinka kelio þenklus. Trikampyje, apskritime arba kvadrate yra þaibo þenklas, po juo arba deðinëje pusëje — atitinkamas uþraðas. „Mirties atvaizdas“, t. y. kaukolë su blauzdikauliais, jau nebenaudojamas.

442

ðytiniame nurodyme iðvardytos saugos priemonës. Vëliau informuoja atvykusiuosius apie darbo sàlygas ir gresianèius pavojus. Paskui átikina juos, kad ðynos abiejose jungtuvo pusëse yra be átampos; tuo tikslu palieèia jas átampos indikatoriumi, galiausiai — ranka.

7.6.3. Techninës prieþiûros ir remonto darbai Elektros pastoèiø árenginiuose periodiðkai reikia atlikti techninës prieþiûros ir remonto darbus. Ðiø darbø terminai nustatomi ið anksto, o patikslinami remiantis atliekamomis einamosiomis apþiûromis. Apþiûros neiðjungiant átampos atliekamos tuo daþniau, kuo sunkesnës árenginiø veiklos sàlygos (pvz., atvirame ore, uþterðtose zonose) ir kuo svarbesnis pastotës vaidmuo. Maþesnëse pastotëse, kur nuolat nebudima, apþiûros atliekamos kas keletas mënesiø, pastotëse, kur nuolat budima, — kasdien. Atliekant apþiûras, kreipiamas didesnis dëmesys á tuos árenginius, kurie greièiau genda: komutacinius aparatus, árenginius su alyva, kabeliø galûnes, ðynø sujungimas, akumuliatoriø baterijas. Apie pastebëtus nenormalius reiðkinius (áskilimus, átrûkimus, alyvos tekëjimà, elektriniø ir mechaniniø sujungimø atsilaisvinimà, nenormalø ûþesá, perkaitusios izoliacijos kvapà) reikia nedelsiant praneðti techninës prieþiûros tarnybai, kuri nusprendþia, kà toliau daryti. Jei pastebëti trûkumai gali greitai sukelti gedimà, tai ðis prijunginys atjungiamas. Padëtys, kai reikia savarankiðkai spræsti, ar laikas iðjungti árenginius, iðvardytos pastotës iðsamioje eksploatavimo instrukcijoje. Apþiûras neiðjungiant átampos tikslinga atlikti didþiausios apkrovos metu, nes tada sustiprëja nenormalaus árenginiø darbo poþymiai. Apsilankydamas pastotëje, kur nuolat nebudima, darbuotojas uþsiraðo matavimo prietaisø parodymus; ðie duomenys taip pat labai svarbûs, jei jie gauti maksimalios apkrovos metu. Seniau bûdavo rekomenduojama kas kelintà apþiûrà atlikti tamsoje, kad bûtø galima lengviau pastebëti perkaitusius ir/arba kibirkðèiuojanèius aparatus ir ðynø sujungimus. Taèiau ðiandien tai neámanoma pastebëti visiðkai uþdengtuose vidutiniosios átampos árenginiuose. Kita vertus, ir nebûtina, nes bet kurios dalies temperatûrà galima iðmatuoti ið keliø arba keliolikos metrø atstumo termometru, reaguojanèiu á infraraudonàjá spinduliavimà (7.106 pav.). Iðorinës apþiûros iðjungus átampà — jei tai susijæ su vartotojø maitinimo nutraukimu — atliekamos retai, kas keli metai. Aukðèiausiosios átampos pastotës apskritai turi sujungimø sistemà, leidþianèià atlikti jungtuvo ir dalies prijungimo apþiûrà nenutraukiant vartotojø maitinimo. Per apþiûrà iðjungtø árenginiø bûklë iðtiriama nuodugniau, nes kiekvienà dalá galima paliesti. Atliekami techninës prieþiûros darbai: izoliatoriai nuvalomi ðepeèiais arba nuplaunami, prisukami ðynø srieginiai sujungimai, nuvalomi ir 443

7.106 pav. Bekontaktis elektros árenginio temperatûros matavimas lazeriniu termometru — Raytek, JAV

patepami mechanizmai, papildoma alyva árenginiuose. Nenorint nutraukti vartotojø maitinimo, daugumà ðiø darbø ðiandien galima atlikti naudojant apsaugos prietaisus ir priemones. Pavyzdþiui, izoliuojanèios lazdos rankenos 4 uþrakte (7.101 pav.) galima átvirtinti — priklausomai nuo poreikiø — uþmaunamà raktà, pypkiná raktà su veidrodëliu, termometrà, piltuvëlá arba indus su uþpilu kabelio movai. Dar reèiau atliekamos jungtuvø ir galios skyrikliø vidinës apþiûros. Jø metu aparatas iðardomas, iðvalomas, jei reikia — pakeièiami kontaktai ir kitos nusidëvëjusios dalys.

7.6.4. Izoliacinës alyvos Elektros pastotëse yra árenginiø, turinèiø izoliacinës alyvos: tai transformatoriai, áþeminimo varþos ir reaktoriai, maþatûriai alyviniai jungtuvai ir matavimo transformatoriai. Tinkama alyvos bûklë sàlygoja jø patikimà darbà. Alyviniai árenginiai, net nedirbantys, turi bûti visà laikà uþpildyti alyva. Prieðingu atveju jø izoliacijà gali gadinti ore esanti drëgmë. Jei remontuojant árenginá arba keièiant alyvà reikia jà iðpilti, tai palikti tokius árenginius be alyvos galima tik trumpam laikui. Jei tai uþsitæstø ilgesná laikà, privalu 444

apsaugoti izoliacijà nuo atidrëkimo, pvz., pripildyti transformatoriaus korpusà sauso azoto. Alyviniai árenginiai uþpildomi tik patikrintø parametrø alyva, o vëliau periodiðkai imami alyvos mëginiai ir tiriama jos kokybë. Pavyzdþiui, alyva transformatoriuose, kuriø virðutinë átampa ne didesnë kaip 110 kV, tiriama: — praëjus 24 h po uþpylimo; — praëjus pirmiesiems eksploatavimo metams, o vëliau kas 5 metus; — paveikus dujinei relei; — alyvà perfiltravus. Alyvos mëginys imamas ið korpuso apaèios, atidarant nuleidimo vamzdelio angà, kurià reikia prieð tai iðvalyti. Nuleidus pirmà alyvos porcijà, buvusià nuleidimo vamzdelyje, mëginys paimamas á sausà ðvarø buteliukà, prieð tai perplautà paimta alyva. Uþkemðamo kamðèio sandarumà reikia bandyti 14 dienø. Trumpoji analizë, pats trumpiausias alyvos bandymas, apima ðiuos svarbiausius matavimus: — elektrinio atsparumo; — vandens kiekio; — mechaniniø priemaiðø kiekio. Paèià svarbiausià informacijà apie alyvos bûklæ teikia jos elektrinis atsparumas. Bandoma inde, pripildytame paimtos alyvos, paduodant átampà á du metalinius apie 12,5 mm skersmens rutulius, apie 3 mm nutolusius vienas nuo kito. Vëliau pateikiamas elektrinis atsparumas reiðkia 3-jø milimetrø alyvos sluoksnio atsparumà. Pavyzdþiui, transformatoriai, kuriø vardinë galia ne didesnë kaip 1600 kVA, turi bûti uþpildyti alyva, kurios elektrinis atsparumas ne maþesnis kaip 55 kV (3 milimetrams!); eksploatacijos metu alyvos atsparumas turi bûti ne maþesnis kaip 25 kV. Jei periodiðki alyvos bandymai rodo neleistinai sumaþëjusá elektriná atsparumà ir/arba pablogëjusius kitus parametrus, tai galima mëginti alyvà iðvalyti. Naudojami du metodai: 1. Alyvos filtravimas. Alyva keletà kartø perleidþiama per filtravimo presà, kuriame ji perpumpuojama per filtruojanèio sugeriamojo popieriaus filtrus. Ði procedûra duoda gerus rezultatus, jei pakanka tik iðvalyti alyvà nuo mechaniniø priemaiðø, pvz., nuo izoliaciniø medþiagø skaidymosi produktø. 2. Alyvos separavimas. Bûtinas tada, kai ið alyvos reikia iðvalyti vandená. Alyvos separatoriai, deja, yra maþiau paplitæ negu filtravimo presai. Dirbant su alyva, reikia palaikyti idealià ðvarà. Patartina prisiminti ir dvi nemalonias mineralinës alyvos savybes. Tai degus skystis, todël privalu laikytis prieðgaisrinës apsaugos taisykliø. Pagaliau mineralinë alyva tirpdo natûralià gumà ir kai kurias sintetines gumas: tarpiklius, kamðèius, prijuostes, batø padas. Daiktai, susiduriantys su mineraline alyva, turi bûti pagaminti ið alyvai atspariø medþiagø. 445

Kontroliniai klausimai 1. Ar skirstykloje yra skirstomieji árenginiai, ar atvirkðèiai — skirstomuosiuose árenginiuose yra skirstykla? 2. Nubraiþyk pagrindinius kietøjø ðynø profilius. 3. Paaiðkink plokðèiøjø ðynø sujungimà vienà ðynà uþleidþiant ant kitos ir naudojant sandûrinius antdëklus. 4. Kuriose vietose ðynos negali bûti sujungiamos suvirinant, o kur turi bûti suvirinamos? 5. Kodël ðynos daþomos? Kokia spalva geriausia daþyti? 6. Kas gali atsitikti, jei pamirðtama kompensuoti ilgo ðynø ruoþo ðiluminá pailgëjimà? *7. Kokios jëgos veikia izoliatorius: a) normalaus darbo metu; b) trumpojo jungimo metu? 8. Kokios yra saugos sàlygos keièiant aukðtosios átampos saugiklius? Palygink jas su sàlygomis keièiant þemosios átampos saugiklius. 9. Kaip veikia dujø pûtimo tirpieji saugikliai? Kuo jie skiriasi nuo saugikliø su smëlio uþpildu ir savo veikimu, ir suveikties efektais? 10. Kokioms aplinkybëmis ir kokius jungimo veiksmus leidþiama atlikti su skyrikliu? Paaiðkink, remdamasis skirstyklos su viengubàja renkamøjø ðynø sistema ir skirstyklos su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema pavyzdþiais. *11. Kas tai yra izoliuojantis saugos tarpas? Ar gali já sudaryti: a) skyriklis; b) galios skyriklis; c) jungtuvas; d) áþeminimo skyriklis? 12. Kuriais atvejais verta per atstumà (radijo signalais) valdyti skyriklius arba galios skyriklius? 13. Kaip veikia pneumatiniai savislëgiai galios skyrikliai? 14. Kas tai yra saugiklio suveikimo signalizatorius? Koká jis vaidina vaidmená? 15. Kaip sudarytas vakuuminis kontaktorius? Nubraiþyk gesinimo kameros pjûvá ir paaiðkink jos veikimà. *16. Kokie aparatai reikalingi grandinëje su aukðtosios átampos kontaktoriumi? 17. Kokia staigaus srovës nutraukimo esmë? Kurie komutaciniai aparatai taip staigiai nutraukia srovæ ir kokios viso to pasekmës? 18. Kaip veikia maþatûrio alyvinio jungtuvo kamera? 19. Paaiðkink dviejø skirtingø gesinimo kamerø, kuriose lankas ásukamas kontaktø grandinëje, veikimà. 20. Kokie lanko gesinimo principai naudojami þemosios átampos komutaciniuose aparatuose? 21. Kaip gesinamas lankas SF6 jungtuvo kameroje? Kodël naudojamos bûtent tos dujos? 22. Pateik tris skirtingus aukðtosios átampos komutaciniø aparatø pavaros principus. *23. Dël kokiø prieþasèiø srovës transformatoriai naudojami árenginiuose: a) þemosios átampos; b) aukðtosios átampos? 24. Kas tai yra srovës transformatoriaus transformacijos koeficientas? Kuo skiriasi matavimo prietaisai ir relës, árengtos 100/5 A ir 1000/5 A srovës transformatoriø antrinëje grandinëje? 25. Kuo skiriasi relinës apsaugos srovës transformatoriai nuo matavimo srovës transformatoriø? 26. Kam naudojami daugiaðerdþiai srovës transformatoriai? 27. Kokias pasekmes sukelia srovës transformatoriaus: a) antrinës grandinës nutraukimas; b) antrinës grandinës trumpas sujungimas? 28. Kas tai yra átampos transformatoriaus vardinis transformacijos koeficientas? Kuo skiriasi matavimo prietaisai ir relës, árengtos 6000/100 V ir 15 000/100 V átampos transformatoriø antrinëje grandinëje? 29. Kuo skiriasi relinës apsaugos átampos transformatoriai nuo matavimo átampos transformatoriø? 30. Kokias pasekmes sukelia átampos transformatoriaus: a) antrinës grandinës nutraukimas; b) antrinës grandinës trumpas sujungimas, pvz., trumpasis sujungimas tarp gnybtø a—b?

446

*31. Ar naudojamos apsaugos nuo trumpøjø jungimø pirminëje grandinëje: a) srovës transformatoriaus? b) átampos transformatoriaus? *32. Ar naudojamos apsaugos nuo trumpøjø jungimø antrinëje grandinëje: a) srovës transformatoriaus? b) átampos transformatoriaus? 33. Nubraiþyk ir paaiðkink átampos transformatoriø V pavidalo (ne visiðkos þvaigþdës) sistemà. Pateik jø vardines pirmines ir antrines átampas. 34. Nubraiþyk ir paaiðkink átampos transformatoriø sujungimo þvaigþdës sistemà. Pateik jø vardines pirmines ir antrines átampas. 35. Kaip veikia talpinis átampos transformatorius? 36. Kas tai yra transformatoriaus tikslumo klasë? Kaip ji parenkama? *37. Ant srovës transformatoriaus nusitrynë antrinës apvijos gnybtø þymëjimai. Pasiûlyk patikrinimo bûdà, kuris leistø juos atgaminti. *38. Nubraiþyk vatmetro prijungimo schemà 6 kV átampos skirstykloje. Tiksliai paþymëk vatmetro ir matavimo transformatoriø gnybtus. *39. Nubraiþyk trijø srovës transformatoriø su srovës rele sistemà, kuri veiktø kaip skirtuminës srovës apsauga (kaip skirtuminës srovës jungtuve, bet be Feranèio srovës transformatoriaus). 40. Kokià naudà duoda elektroniniai matavimo keitikliai? 41. Kokiø trûkumø turi áprastiniai transformatoriai? 42. Kaip veikia optoelektroninis srovës transformatorius? 43. Nubraiþyk pavyzdinæ kompleksinio srovës-átampos transformatoriaus konstrukcijà. 44. Á reaktoriø ádëjus metalinæ ðerdá, bûtø galima daug kartø padidinti jo induktyvumà, tuo paèiu ir jo reaktyviàjà varþà. Kodël taip nedaroma? 45. Kaip turi bûti sumontuota stulpinë pastotë? Kokiø trûkumø turi daugelis lenkø pastoèiø? 46. Nuvyk su þiûronu prie artimiausios stulpinës pastotës ir suraðyk apþiûros protokolà, nubraiþyk sujungimø sistemos schemà ir nurodyk, kas padaryta taisyklingai ir kas kelia abejones. 47. Nubraiþyk miesto pastotës su vienu trnsformatoriumi sujungimø sistemos schemà: a) galinës; b) tarpinës. 48. Paaiðkink skirtumà tarp kioskinës ir uþdarosios pastotës. 49. Nubraiþyk ir paaiðkink skirstomøjø árenginiø su viengubàja renkamøjø ðynø sistema sujungimø schemà (su visais komutaciniais aparatais): a) su sekcine ðynø sistema; b) su nesekcine. *50. Nubraiþyk ir paaiðkink skirstomøjø árenginiø su dvigubàja renkamøjø ðynø sistema sujungimø schemà (su visais komutaciniais aparatais): a) abi ðynø sistemos nesekcinës; b) viena ðynø sekcija sekcine (kuri?); c) abi ðynø sistemos sekcinës. *51. Kuo skiriasi prieþiûros koridorius nuo apþiûros koridoriaus? Kurios skirstyklos turi tik vienà ið jø? Kurá? 52. Kuo gresia lanko uþsidegimas aukðtosios átampos skirstomuosiuose árenginiuose? Kokios priemonës naudojamos prieð lanko atsiradimà ir jo pasekmes? 53. Kuriose skirstomøjø árenginiø vietose labiausiai reikia lankà stabdanèiø pertvarø? 54. Nubraiþyk þemosios átampos skirstomøjø árenginiø su tiltine H3 sistema sujungimø schemà (su visais komutaciniais aparatais) ir 10 galimø jos variantø. 55. Kuriais atvejais pravarèiausi SF6 skirstomieji árenginiai? 56. Nubraiþyk alyvinio transformatoriaus kameros pjûvá ir paaiðkink svarbiausias detales. 57. Kodël transformatorius ðyla? Kaip ðalinama iðsiskyrusi jame ðiluma? Ar galima jà naudingai panaudoti? 58. Kaip statoma transformatoriaus kamera uþdarojoje skirstykloje ir pamatas transformatoriui atvirojoje skirstykloje, atsiþvelgiant á: a) mineralinës alyvos degumà; b) jos toksiðkumà aplinkai? 59. Kokia svarbiausia konservatoriaus paskirtis? Kaip dar kitaip jis panaudojamas?

447

60. Kurie transformatoriai yra hermetizuoti? Kokià tai duoda naudà ir kokius nepatogumus? 61. Kurioje vietoje ant transformatoriaus árengiamas oro sausintuvas ir kaip jis veikia? *62. Kuriems transformatoriams negalima árengti dujinës relës? 63. Kokias pasekmes sukelia dujinës relës suveiktis: a) pirmojo laipsnio relës; b) antrojo laipsnio? Kodël naudojami tokie principai? 64. Kaip aprûpinta kompiuterizuota didelës pastotës dispeèerinë arba viso tinklo centrinë dispeèerinë? 65. Kas áeina á didelës pastotës pagalbiniø grandiniø sudëtá? 66. Kokias naujas galimybes suteikia skaitmeninë technika valdant pastotës arba tinklo darbà? 67. Paaiðkink a) elektromagnetinës ir b) skaitmeninës maksimalios srovës apsaugos veikimà. 68. Paaiðkink automatinio kartotinio ájungimo panaudojimo prasmæ. 69. Kaip veikia automatinio rezervinio maitinimo ájungimo sistema? Kuriais atvejais ji naudojama? 70. Pateik rezerviniø maitinimo ðaltiniø pavyzdþiø. *71. Kaip veikia operatyvinë blokuotë? Kurias blokuotes reikëtø naudoti skirstyklose, paminëtose 49 ir 50 klausimuose? 72. Paaiðkink pagrindinius aukðtosios átampos jungtuvo valdymo veikimo principus. 73. Kas tai yra ir kam naudojamas kondensatorinis energijos akumuliatorius? *74. Kuriose pastotëse nereikalingas, o kuriose bûtinas savøjø reikmiø transformatorius? 75. Kaip veikia statinis nenutrûkstamo maitinimo ðaltinis „UPS on line“? 76. Kokiø schemø ir kokiø brëþiniø reikia montuojant antrines grandines? Kà kiekvienas jø reiðkia? 77. Kaip tiesiami antriniø grandiniø laidai, kad bûtø apribotas neigiamas pirminiø grandiniø poveikis? 77. Kaip tiesiami antriniø grandiniø laidai, kad bûtø apribotas neigiamas pirminiø grandiniø poveikis? 78. Kokie reikalavimai keliami pastotës saugos áþeminimo árenginiams? 79. Kaip árengiamas aukðèiausiosios átampos pastotës grotelinis áþemintuvas? *80. Kurios laidþiosios dalys aukðèiausiosios átampos pastotës teritorijoje prijungiamos prie grotelinio áþemintuvo, o kuriø prijungti neleidþiama? 81. Kokia áþeminamø daliø nuoseklaus jungimo esmë ir kodël jis draudþiamas? 82. Kas priklauso prie pagrindiniø izoliuojanèiø reikmenø? Kam jie naudojami? Kokia informacija turi bûti paþymëta ant kiekvieno ið jø? 83. Kada ir kodël naudojami papildomi izoliuojantys reikmenys? Kà jie apima? 84. Pasirink aukðtosios átampos skirstyklos prijungimo brëþiná ir suraðyk ið eilës veiksmus, susijusius su darbo vietos paruoðimu tame prijunginyje. 85. Kokios apþiûros atliekamos pastotëse ir kà jos apima? 86. Kaip daþnai bandoma alyva transformatoriuose? Kà rodo ðie bandymai? 87. Kaip galima ið alyvos iðvalyti joje esantá vandená?

* Þvaigþdute paþymëti sunkesni klausimai.

448

Elektrinës

8

8.1. Elektros energijos gamybos bûdai Elektrinë — ámonë, gaminanti elektros energijà. Jà gamina sinchroniniai generatoriai, besisukantys pastoviu daþniu, kad bûtø iðlaikytas pastovus generuojamos átampos daþnis (50 Hz). Generatorius suka turbinos (turbininiai varikliai). Pagal energijos tvermës dësná tam tikros rûðies energijà, pavyzdþiui, elektros, galima gauti tiktai ið kitos rûðies energijos atitinkamai jà pakeièiant. Generatorius mechaninæ energijà, gaunamà ið varanèiosios turbinos, verèia elektros energija. Ðis baigiamasis energijos rûðiø keitimo etapas ávairiose elektrinëse yra panaðus. Taèiau ankstesnieji etapai gali bûti ávairûs. Priklausomai nuo to, elektrinës skirstomos á ðilumines, atomines ir hidroelektrines (8.1 pav.). 1. Áprastinës ðiluminës elektrinës naudoja iðkastiná kurà (akmens arba rusvàsias anglis, naftà, dujas), kuris sudeginamas katilo, gaminanèio vandens garus, pakuroje. Èia kuro cheminë energija verèiama garo ðilumine energija. Garas, iðplisdamas turbinoje, atlieka mechaniná darbà. 2. Atominës elektrinës. Energijos kitimo eiga tokia pati kaip ir áprastose ðiluminëse elektrinëse, iðskyrus esminá skirtumà ciklo pradþioje: atominëje elektrinëje ðiluminës energijos ðaltinis — kontroliuojama branduolinë reakcija, vykstanti reaktoriuje. 3. Hidroelektrinëse vandens srauto potencinæ ir kinetinæ energijà vandens turbinos verèia sukamojo judesio mechanine energija, o ði perduodama generatoriui. Didesnës galios generatoriai gaminami 6 ÷ 30 kV átampos. Jie atiduoda energijà aukðtosios átampos tinklui. Tarp generatoriaus ir aukðtosios átampos skirstyklos turi bûti blokinis transformatorius, pakeliantis átampà (8.1 pav.). Vienai energijos rûðiai virstant kita, visada patiriama energijos nuostoliø. Pakeistos formos energijos kiekis visada maþesnis uþ pirminës energijos kieká (8.1 pav.). Ypaè dideli energijos nuostoliai patiriami ðiluminæ energijà verèiant mechanine. 449

Cheminë energija

Katilas

Ðilumos energija

Garo turbina

Energijos nuostoliai

Branduolinis

Branduolinë reaktorius ir Ðilumos energija energija garo gamin-

tojas

Generatorius

Garo turbina

Mechaninë energija

Generatorius

Mechaninë energija Energijos nuostoliai

Elektros energija VÁ

Energijos nuostoliai

Energijos nuostoliai

Vandens turbina

Elektros energija VÁ

Energijos nuostoliai

Energijos nuostoliai

Energijos nuostoliai Mechaninë energija

Mechaninë energija

Generatorius

Elektros energija VÁ

Energijos nuostoliai

Elektros

Transforma- energija AAÁ torius Energijos nuostoliai Elektros

Transforma- energija AAÁ torius Energijos nuostoliai Elektros

Transforma- energija AAÁ torius Energijos nuostoliai

8.1 pav. Energijos formø keitimo eiga: a) áprastinëje ðiluminëje elektrinëje; b) atominëje elektrinëje; c) hidroelektrinëje: VÁ — vidutinioji átampa, AAÁ — aukðèiausioji átampa

8.2. Áprastinës ðiluminës elektrinës 8.1 pav., a pavaizduoti katilas, garo turbina, generatorius ir transformatorius sudaro energetiná blokà. Elektrinëse gali bûti keletas vienas nuo kito nepriklausomø blokø. Priklausomai nuo apkrovos galios dirba visi arba tik kai kurie. Vasarà, kai apkrova maþëja, blokus galima paeiliui iðjungti remonto darbams. Elektrinës yra statomos ir eksploatuojamos taip, kad elektros energijos gamybos kaðtai bûtø maþiausi. Tai pasiekiama: 1. Naudojant didelës galios blokus; tada maþesni elektrinës statybos kaðtai, didesnis jos naudingumo koeficientas, sunaudojama maþiau kuro. Elektrinë, turinti 4 blokus po 500 MW (ið viso 2000 MW), energijà gamina pigiau negu elektrinë, turinti 10 blokø po 200 MW (ið viso taip pat 2000 MW). 2. Turbinoms tiekiant aukðto slëgio ir aukðtos temperatûros garà (pavyzdþiui, 17 MPa, 535 °C). Tokiø turbinø detalës ir garo vamzdynai turi bûti ið brangaus legiruotojo plieno. 3. Eksploatuojant racionaliai bei ribojant energijos nuostolius, taip pat naudojant atliekø kuro energijà, pavyzdþiui, ðilumos energijà, iðmetamà ið pakuros kartu su degimo produktais. Kuro degimas Elektrinëse daugiausia vietos uþima garo katilai, aprûpinimo anglimi áranga, tiekianti kurà, bei vandens-garo cirkuliacijos áranga. 450

Lenkijos elektrinëse deginamos prastesniø rûðiø akmens anglys bei rusvosios anglys. Lengva apskaièiuoti, kokio kiekio akmens angliø reikia elektrinei, þinant, kad 1 kWh pagaminti reikia 0,46 kg angliø (kuro kaloringumas 20 930 J/g). Didelë elektrinë, kurios galia 2000 MW, dirbdama iðtisà parà visu pajëgumu, pagamina energijos 2 000 000 kW ⋅ 24 h = 48 000 000 kWh, sunaudodama angliø kieká, lygø 48 000 000 kWh ⋅ 0, 46

kg = 22 080 000 kg. kWh

Per parà elektrinë sunaudoja 22 080 t akmens angliø. Jai atgabenti reikia 10 traukiniø, kuriø kiekvienas turi po 50 dviaðiø angliniø vagonø. Reikiamas rusvøjø angliø kiekis (maþesnio kaloringumo kuro) bûtø 3 kartus didesnis. Elektrinës, naudojanèios kurui rusvàsias anglis, statomos prie kasyklø, kad nereikëtø toli gabenti. Á katilo degimo kamerà (8.2 pav.) anglys tiekiamos akmens angliø dulkiø, trumpiau tariant, dulkiø-oro miðinio pavidalo, tiksliai apskaièiavus angliø ir oro proporcijas. Ið angliø sandëlio konvejeriu anglys transportuojamos per rûðiavimo ir sausinimo árangà á angliø saugyklà 1 (8.2 pav.), ið ten tiekiama á angliø malûnà 2. Akmens angliø dulkës ið malûno tiekiamos á katilo degiklius 3. Degikliai ápurðkia á degimo kamerà dulkiø-oro miðinio srovæ taip, kad jis bûtø kuo geriau iðmaiðytas ir sudegintas. Tam bûtinas didelis atitinkamo slëgio oro kiekis, kurá paduoda tiekimo ventiliatorius 9.

lys Ang

Suspaustas oras Papildomai suspaustas oras

Ðaltas oras

Degimo produktai

Akmens angliø dulkës

D pr eg od im uk o tai

Ðlakas ir pelenai Karðtas oras

Dulkës

Dulkës

8.2 pav. Kuro, oro, degimo produktø sekos schema ðiluminëje elektrinëje 1 — angliø saugykla, 2 — angliø malûnas, 3 — degiklis, 4 — katilas, 5 — dulkiø ciklonas, 6 — elektrostatinis dulkiø filtras, 7 — iðtraukiamasis ventiliatorius, 8 — kaminas, 9 — tiekimo ventiliatorius, 10 — oro kaitintuvas, 11 — papildomas oro tiekimo ventiliatorius

451

Oro srautà degimo kameroje sukelia iðtraukiamasis ventiliatorius 7. Jis susiurbia degimo produktus ið degimo kameros ir juos paduoda á kaminà. Degimo produktai pereina pro oro kaitintuvà 10, kuriame oras paðildomas, vëliau — pro dulkiø ciklonà, kuris sulaiko kietàsias degimo produktø dalelytes. Degimo produktai apvalomi dulkiø ciklone 5. Jie sukasi cilindre ir pelenø dalelës, veikiamos iðcentrinës jëgos, nusëda ant sieneliø, o ið ten nusileidþia ant dugno. Smulkesnes daleles iðvalo elektrostatinis dulkiø filtras 6. Degimo produktai pereina tarp elektrodø, turinèiø pastovià átampà 30 ÷ 80 kV. Elektriniame lauke dulkiø dalelës ásielektrina ir nusëda ant prieðingo elektrodo, nuo kurio jos numetamos. Ðiuolaikiniai dulkiø ciklonai sulaiko 99,7 ÷ 99,9 % degimo produktuose esanèiø dulkiø. Likusi dalis pro kaminà patenka á atmosferà. Tai maþas procentas, bet per parà susidaro ðimtai tonø lakiø pelenø. Degimo produktai, nesulaikyti dulkiø valymo árenginiuose, sukelia dujinæ tarðà: anglies dioksidas, sieros dioksidas, azoto oksidai. Kenksmingiausias yra sieros dioksidas, susidarantis katile degant sierai, esanèiai anglies sudëtyje (0,5 ÷ 4 %). Degimo produktuose sieros kieká galima sumaþinti dviem bûdais: — sodrinant anglis kasyklose, mechaninio apdorojimo bûdu — taip jose sumaþinama sieros ir akmenø; — sumaþinant degimo produktus, pvz., perleidþiant per degtø kalkiø tirpalà (kaip paðalinis produktas èia susidaro gipsas). Vandens ir garo cirkuliacija Kuras katile deginamas tam, kad vanduo virstø garu. Degimo kamerà (8.3 pav.) supa pripildytø vandens vamzdþiø apvalkalas 4, kuris intensyviai paima ðilumà ið degimo produktø vandeniui paðildyti ir iðgarinti. Prisotintasis vandens garas (ðlapias) kaupiasi garo generatoriuje (3) ir negali patekti á turbinà, nes net nedidelis patekusio prisotintojo garo kiekis iðskirtø vandená, kuris kenktø turbinos mentëms. Prisotintasis garas ið garo generatoriaus 3 pereina per garo kaitintuvà 5, kuriame já paðildo iðmetami degimo produktai. Keliant temperatûrà, nepadidinus slëgio, gaunamas perkaitintasis garas (sausas), kuris paduodamas á turbinà ir ten plësdamasis atlieka mechaniná darbà. Gamybinëse elektrinëse árengiamos kondensacinës turbinos, kuriose garas iðsipleèia iki þemiausio slëgio1) ir, iðeidamas ið turbinos, kondensuojasi kondensatoriuje 7. Kondensatoriaus kameroje yra tûkstanèiai maþo skersmens vamzdeliø, kuriais teka auðinantysis vanduo. Susiliesdamas su jais ið turbinos iðeinantis garas kondensuojasi. Kuo þemesnë auðinanèiojo vandens temperatûra, tuo þemesnis slëgis kondensatoriuje ir didesnë elektrinës galia. 1) Kitas sprendimas — prieðsrovinës turbinos, taikomos ðiluminëse elektrinëse. Ðiose turbinose garai yra tokio slëgio, kad tiktø naudoti miestø apðildymui bei gamybos technologiniams procesams.

452

Perkaitintasis garas 17 MPa, 535 oC Garas

Auðinantysis vanduo

Kondensatas

Garas

Garas

Garas Garas

Vanduo (200 ÷ 250 oC)

8.3 pav. Ðiluminës elektrinës vandens ir garo cirkuliacija 1 — katilas, 2 — vandens paðildytuvas, 3 — garo generatorius, 4 — vandens vamzdþiø apvalkalas, 5 — garo kaitintuvas, 6 — turbina, 7 — kondensatorius, 8 — auðinanèiojo vandens siurblys, 9 — kondensato siurblys, 10 — papildomo vandens rezervuaras, 11 — regeneracinis vandens paðildytuvas, 12 — deaeratorius (ðalina orà), 13 — tiekiamojo vandens rezervuaras, 14 — cirkuliacinis siurblys, 15 — generatorius, 16 — þadintuvas

Kondensatoriui reikia daug auðinanèiojo vandens, kuris imamas ið upës, eþero ar jûros. Auðinantysis vanduo, paðilæs kondensatoriuje maþdaug iki 10 °C, sugráþta atgal, ið kur buvo paimtas. Jei vandens ðaltinio tokiai atvirai auðinimo sistemai nepakanka, taikoma uþdara sistema. Auðinantysis vanduo cirkuliuoja uþdaroje sistemoje. Paëmæs besikondensuojanèio garo ðilumà kondensatoriuje, jis patenka á bokðtiná auðintuvà, kuris 8.3 paveiksle turëtø bûti pavaizduotas vietoj natûralaus vandens ðaltinio. Elektrinëje yra uþdaroji vandens ir garo cirkuliacija. Katile vanduo iðgarinamas, garas, iðsiplëtæs turbinoje, kondensuojasi kondensatoriuje. Kondensatas vël perpumpuojamas á katilà. Katilams netinka papildomai neapdorotas vanduo ið vandentiekio arba natûralaus ðaltinio. Vanduo, tiekiamas katilams, turi bûti kruopðèiai paruoðtas ið jo paðalinant: a) mechaninius neðvarumus sietais ir filtrais; b) iðtirpusias druskas, t. y. demineralizuojamas; c) iðtirpusias dujas (deguoná!), deaeruojamas. Vandenyje esantys terðalai yra kenksmingi, nes jie katile sudaro nuosëdas bei sieneliø apnaðas (a, b), taip pat greitina korozijà (b, c). Tai ypaè pavojinga ðiuolaikiniams didelio pajëgumo katilams, veikiantiems aukðtoje temperatûroje, taip pat turbinos mentëms. Paruoðti katilui vandená yra brangu ir kartà paruoðtas jis cirkuliuoja uþdaroje sistemoje: katilas—turbina—kondensatorius—katilas. Susidaro vandens nuostoliai, nes neiðvengiamas nesandarumas; juos kompensuoti tenka tiekiant vandená papildomai (8.3 pav.). 453

Didelës galios turbina yra daugiapakopë, pavyzdþiui, tripakopë (8.4 pav.), turinti didelio slëgio, vidutinio slëgio ir þemo slëgio dalis. Garas galutinai iðsipleèia, perëjæs visas turbinos dalis. Pakeliui, pavyzdþiui, perëjæs didelio slëgio dalá ir iðsiplëtæs dalinai, garas gráþta á katilà pakartotiniam perkaitinimui antriniame garo kaitintuve.

8.4 pav. 200 MW bloko garo turbinos montavimas 1 — didelio slëgio turbinos dalis, 2 — vidutinio slëgio dalis, 3 — þemo slëgio dalis

Generatorius Turbina yra sujungta su generatoriumi. Abu mechanizmai sudaro turboagregatà su horizontaliu velenu. Turboagregatas sukasi 3000 aps/min daþniu, sinchroninis generatorius turi vienà poliø porà. Þadinimo apvijos maitinamos nuolatine srove ir montuojamos ant plieninio rotoriaus. Senesniuose turbogeneratoriuose nuolatinë srovë paduodama ið maðininio þadintuvo, t. y. generatoriaus, esanèio ant bendro veleno (8.3 pav.), naujesniuose — ið stacionaraus þadintuvo, t. y. lygintuvo su reguliuojama srove. Inkaro apvijos ádedamos statoriaus, pagaminto ið plieno plokðteliø, grioveliuose. Ið ðiø apvijø gnybtø laidais elektros energija paduodama á blokiná transformatoriø (8.5 pav.). Didelës galios generatoriuose1) nuostoliai, nors santykinai ir nedideli (apie 1,2 %), pasiekia keletà megavatø. Prarastà galià generatoriuje perima auðinimo sistema. Tai vyksta taip: a) auðinantysis vanduo teka statoriaus tuðèiavidurëmis apvijomis ir statoriaus geleþies auðinanèiuosiuose kanaluose (statorius auðinamas vandeniu); 1)

454

Generatoriø galia siekia 500 MW (Lenkija), 1300 MW (pasaulyje).

b) rotorius sukasi atmosferoje vandenilio, kuriuo yra uþpildytos generatoriaus erdvës ir kuris intensyviau nei oras perima ðilumà (rotorius auðinamas vandeniliu). Elektros energetinë sistema AAÁ

AAÁ

Blokiniai transformatoriai VÁ Generatoriai Savøjø reikmiø transformatoriai VÁ

VÁ Savøjø reikmiø skirstykla

RL

RL

RL

8.5 pav. Supaprastinta elektriniø sujungimø schema keturiø blokø elektrinëje AAÁ — aukðèiausioji átampa, VÁ — vidutinë átampa, RL — savøjø reikmiø árenginiø rezervinio maitinimo linija

Savosios reikmës Apie 5 ÷ 9 % pagaminamos energijos elektrinë sunaudoja savosioms reikmëms, t. y. pagalbiniams árenginiams, palaikantiems jos veiklà, maitinti — pirmiausia árenginiams, aptarnaujantiems katilus ir turbinas. Tai yra: a) árenginiai, susijæ su vandens ir garo cirkuliacija, siurbliai, tiekiantys vandená á katilà; b) árenginiai, susijæ su degimo procesu, pûtimo ir iðtraukimo ventiliatoriai, dulkiø ciklonai, árenginiai, ðalinantieji ið degimo produktø sierà; c) aprûpinimo anglimi árenginiai (anglies tiekimo árenginiai ir anglies malûnai); d) árenginiai, aptarnaujantieji kondensatoriø, auðinanèiojo vandens siurbliai, kondensato siurbliai, vakuumo siurbliai; e) árenginiai, aptarnaujantieji turbinà, tepalø siurbliai, sklendës; f) árenginiai, aptarnaujantieji generatoriø, vandens auðinimo ir vandenilio auðinimo cirkuliacijos árenginiai; g) matavimo, valdymo, signalizacijos ir apsaugos árenginiai. Kad blokai dirbtø be sutrikimø, netrikdomai turi veikti pagalbinë áranga. Absoliuèiai neleistina jø darbo pertrauka ir todël jie yra rezervuojami (pavyzdþiui, árengiami du arba trys katilà maitinantys siurbliai, nors normaliu reþimu dirba tik vienas ið jø). 455

Elektros energija savosioms reikmëms imama tiesiogiai ið kiekvieno generatoriaus gnybtø (8.5 pav.). Generatoriai per savøjø reikmiø transformatoriø maitina savøjø reikmiø skirstyklà. Kad svarbiausi savøjø reikmiø árenginiai bûtø maitinami patikimiau, skirstyklos suskirstomos sekcijomis, taikomi rezerviniai maitinimo sujungimai bei rezervinio maitinimo automatinio sujungimo árenginiai.

8.3. Atominës elektrinës Atominë elektrinë — tai ðiluminë elektrinë, turinti daug bendra su áprasta ðilumine elektrine (8.1 pav.). Pagrindinis skirtumas tas, kad ðiluminæ energijà, reikalingà turbinai, gamina valdoma atomo skaldymo reakcija branduoliniame reaktoriuje. Atomo branduolá sudaro dvejopos elementariosios dalelës: papildomai ákrautø protonø ir netekusiø elektros krûvio neutronø. Tarp ðiø daleliø veikia tarpusavio traukos jëgos, vadinamos branduolinëmis jëgomis. Didþiulæ branduoliø sàryðio energijà galima iðlaisvinti juos skaldant, pavyzdþiui, apðaudant neutronais. Skaldymui lengviausiai pasiduoda sunkûs branduoliai, pavyzdþiui, urano 235, turintys 92 protonus ir 143 neutronus (ið viso 235 dalelës). Jiems suskaldyti pakanka laisvø neutronø, turinèiø nedidelæ energijà, todël uranas yra plaèiai naudojamas kaip branduolinis kuras. Tai reaktoriaus kuro strypø pagrindinë sudedamoji dalis. Urano branduolys 235, apðaudomas neutronø, skyla á du maþesnës masës branduolius, o ðá procesà lydi ðilumos energijos iðsiskyrimas. Branduoliui skylant, taip pat iðlaisvinami du arba trys neutronai, kurie sugeba suskaldyti kitus branduolius (8.6 pav., a). Ilgainiui vis daugiau branduoliø skyla, daugëja laisvøjø neutronø, sugebanèiø tæsti reakcijà. Ji vyksta griûties bûdu, per sekundæ apimdama visà skaldomàjà masæ; per trumpà laikà iðlaisvinama didþiulë energija. Taip skaldomas branduolinës bombos uþtaisas bei branduolinis sviedinys. Branduoliniame reaktoriuje skaldymo reakcija turi vykti stabiliai, valdomu bûdu, kad laikui bëgant iðlaisvintø pastovø energijos kieká. Tarp poros neutronø, iðsilaisvinusiø skylant branduoliui, vienas, imant vidutiniðkai, turi skaldyti kitus (8.6 pav., b). Reakcija vyksta grandinine tvarka, palyginti ilgai, bet neintensyviai. Tokià skilimo reakcijos eigà lemia reaktoriaus konstrukcija (8.7 pav.). Kuro strypai 1 su skaldomàja medþiaga yra kanaluose lëtiklio 2 (grafitas, vanduo arba sunkusis vanduo), kuris lëtina neutronus, atima dalá jø energijos. Skilimo procesà reguliuoja valdantieji strypai, pagaminti ið medþiagø, labai sugerianèiø neutronus (kadmis, boras). Norint sumaþinti reaktoriaus galià arba já iðjungti, reikia juos nuleisti á reaktoriaus vidø iki tam tikro gylio. Dalá neutronø sugeria lëtiklis ir kiti reaktoriaus elementai. 456

8.6 pav. Atomo branduoliø skilimo grandininë reakcija: a) branduolinëje bomboje (griûties bûdu), b) branduoliniame reaktoriuje (stabilioji eiga) U — urano branduolys, n — neutronas

Garas

Vanduo

Garo generatorius

Reaktorius

Reaktoriaus auðintuvas

8.7 pav. Ðilumos energijos gamybos branduoliniame reaktoriuje procesas 1 — kuro strypas, 2 — lëtiklis, 3 — reflektorius, 4 — biologinë apsauga, 5 — reaktoriaus auðinimo áranga, 6 — auðinimo siurblys

Neutronams iðtrûkti uþ reaktoriaus trukdo reflektorius 3 (ið berilio, grafito), kuris neutronus atmuða. Reaktorius turi storà biologinæ apsaugà 4 ið specialaus betono, kuri sugeria þmonëms ir kitiems gyviesiems organizmams pavojingà radioaktyvøjá spinduliavimà. Ðilumos energijà ið reaktoriaus paima auðiklis (vanduo, sunkusis vanduo, anglies dvideginis, natris), cirkuliuojantis pirminiame kontûre (8.7 pav.). Po to auðiklis garo generatoriuje perduoda ðilumà vandeniui, 457

cirkuliuojanèiam antriniame kontûre, kaip ir áprastoje ðiluminëje elektrinëje. Vandens garas ið generatoriaus tiekiamas á turbinà. Branduolinei elektrinei auðinanèiojo vandens á kondensatoriø reikia tiekti 50 % daugiau negu áprastinei tos paèios galios elektrinei. Nereikia transportuoti dideliø kuro kiekiø; kuro strypai reaktoriuje keièiami retai, o jø masë nëra didelë. 1982 m. Lenkijoje, Þarnovicø mieste, pradëta statyti pirmoji atominë dviejø 440 MW blokø elektrinë, turinti maþo vandens slëgio reaktorius, kuriuose lëtiklá atstoja paprastas aukðto slëgio vanduo. Reaktorius, o blogiausia — jø apsaugos sistemas, turëjo tiekti Sovietø Sàjunga. Aukðtos kainos ir technikos lygio reikalavimai sàlygojo tai, jog 1990 m. statyba buvo nutraukta. Tai nereiðkia branduolinës energetikos pabaigos Lenkijoje. 2005 m. statybos darbai tæsis, taèiau iki to laiko bûtina garantuoti saugesnæ branduoliniø reaktoriø generacijà.

8.4. Atsinaujinantieji energijos ðaltiniai Anksèiau apraðytosios elektrinës turi dvi bendras savybes: 1) naudoja neatsinaujinanèias energijos atsargas (anglis, alyvà, dujas, uranà), kurios panaudotos dingsta negráþtamai; 2) terðia aplinkà kenksmingomis atliekomis. Ðiø trûkumø neturi atsinaujinanèiøjø energijos ðaltiniø elektrinës, gaminanèios jà ið atnaujinamø energijos iðtekliø: vandens, vëjo ir Saulës. Deja, ðiø trijø pirminës energijos rûðiø iðtekliai Lenkijoje nëra dideli. Vanduo, tekantis upëje, turi mechaninæ galià P (kW), proporcingà tekanèio vandens kiekiui Q (m3/s) ir jo kritimui (aukðèiui) H (m); P = 8 QH. Kad kritimo aukðtis maþoje atkarpoje bûtø didelis, vandená galima pakelti pastatant uþtvankà. Praleidþiant vandená pro vandens, kuris varo generatoriø, turbinà (8.8 pav.), vandens energija virsta elektros energija. Prie pagrindiniø þemumø upiø, kur vandens nutekëjimas yra maþesnis, statomos vaginës elektrinës (0.1 ir 8.8 pav.). Uþtvenkiant upæ pasiekiamas kritimas nuo keliø iki keliolikos metrø. Vaginë elektrinë dirba nuolatos ir maþesne galia, kad bûtø garantuojamas tam tikras vandens nutekëjimas á upæ, reikalingas navigacijai ir kitiems tikslams. Prieðais uþtvankà vanduo uþpildo nedidelá trumpalaikio vandens lygio iðlyginimo baseinà, kuriame, esant maþoms apkrovoms, vanduo kaupiamas, kad já bûtø galima panaudoti, esant aukðèiausioms apkrovoms arba avariniam galios deficitui, tà paèià arba kità dienà. Kalnuose upiø nuotëkis per metus yra labai skirtingas. Toje paèioje vietoje galima stebëti ir siaurà, tingià tëkmæ, ir kitàkart — patvinusià, verþlià upæ. Tokiose vietose statomos derivacinës elektrinës, kuriose prieð uþtvankà yra dideli ilgalaikio vandens lygio iðlyginimo baseinai. Juose 458

Þemutinis vanduo

Vandens perkrytis

Virðutinis vanduo

8.8 pav. Vaginës hidroelektrinës pjûvis 1 — vandens turbina, 2 — generatorius, 3 — þadintuvas, 4 — anga su grotomis, 5 — siurbiantysis vamzdis, 6 — montaþinis kranas

laikomas vanduo, kai upës po ilgalaikio lietaus arba pavasarinio atlydþio yra patvinusios. Vanduo iðleidþiamas savaitëmis ir net mënesiais, paleidþiant elektrinæ maksimalios apkrovos metu. Derivacinë elektrinë statoma taip, kad uþtvanka uþtvertø siaurà upës vagos slëná, per kurá ji teka. Vandená uþtvenkiant susidaro dirbtinis eþeras natûralioje vietovës dauboje. Atsiþvelgiant á teritorijos susiformavimà ir baseino talpà, vandens perkrytis derivacinëje elektrinëje yra kur kas didesnis negu vaginëje. Hidroelektrinëje árengiami turbinø agregatai su vertikaliu velenu (8.8 pav.). Agregato sukimosi daþnis yra maþas (maþiau nei 100 aps/min), todël naudojami generatoriai, turintys daug poliø. Generatoriaus rotoriaus skersmuo neretai didesnis nei 10 m. Lenkijoje nëra upiø, turinèiø kartu ir didelá nuotëká, ir didelá vandens perkrytá; hidroelektrinës pagamina vos 2 % visos elektros energijos. Daugumos mûsø elektriniø galia — nuo keliø iki keliasdeðimt megavatø, didþiausia (neskaièiuojant siurbliniø elektriniø) Vloclaveke — 160 MW. Ir Europoje yra ðaliø (Norvegija, Ðveicarija, Italija), turinèiø palankias hidrologines sàlygas, kai didesnioji gaminamos elektros energijos dalis tenka hidroelektrinëms. Didþiausià pasaulyje hidroenergetiná potencialà, sutelktà vienoje vietoje, panaudojamà 10 %, turi Kongo upë Ingos kataraktose (uoliniuose slenksèiuose) 200 km atstumu nuo þioèiø. Vidutiná upës nuotëká ten sudaro Q = 40 000 m3/s, 40 kartø didesná nei Vyslos upë ties þiotimis, ir natûraløjá kritimà H = 112 m, o tai sudaro galià, lygià: P = 8 QH = 8 ⋅ 40 000 ⋅ 112 ≈ 36 000 000 kW = 36 000 MW, kuri yra didesnë nei visose Lenkijos elektrinëse. 459

Elektriniø uþtvankos ir iðlyginantieji baseinai padeda reguliuoti upes ir, dozuojant vandens nutekëjimà, pagerina navigacijos sàlygas. Sulaikant patvinstanèiø upiø vandená, iðvengiama potvyniø. Didesnës galios vëjo elektrinë (8.9 pav.) turi vëjoraèio bei asinchroniná generatoriø ir primena vamzdá arba aukðtà kolonà. Jos viduje yra kopëtëlës, kuriomis galima pasiekti virðûnæ, apaèioje — valdymo skydas. Matavimo, apsaugos ir valdymo sistemos yra skaitmeninës. Bûtinas sujungimas su elektros energetiniu tinklu, kuriam elektrinë atiduoda aktyviàjà galià ir ið kurio asinchroninis generatorius ima reaktyviàjà galià. Taip pat bûtina telefono linija ið bet kurios vietos kompiuteriu su modemu aparatûros parodymams tikrinti bei savarankiðkam elektrinës darbo valdymui koreguoti. Elektrinë paleidþiama esant vëjo greièiui 4 m/s (3° pagal Boforto skalæ), bet visa jos galia pasiekiama tik esant 10 m/s (6° B) vëjo greièiui, pasiekus 25 m/s (10° B) greitá, elektrinë iðsijungia. Vidutinis vëjo greitis Lenkijoje per metus siekia vos 3,4 m/s, todël elektrinë naðiai dirbti gali tik 20 % laiko (vidutiniðkai 6 dienas per mënesá). Palankesnës sàlygos — vidutinis vëjo greitis 5,5 m/s — Vybþeþo mieste; Svaþeve (ðalia Pucko) yra trys vëjo elektrinës, dvi ið jø — 600 kW. Dar trumpiau (18 % metinio laiko) gaminti energijà Lenkijoje galëtø Saulës elektrinë (8.10 pav.). Ji veikia pagal fotogalvaniná reiðkiná, t. y. elektromagnetinei spinduliuotei átakojant, susiduria tinkamai parinktos medþiagos, susidaro elektrovaros jëga. Po stikline plokðte fotogalvaninis elementas turi keletà mikrometro storio sluoksniø (alavo oksidas, silikonas, aliuminis), kurie padengiami lazeriais. Lenkijoje Saulës spinduliavimo intensyvumas retai didesnis nei 800 W/m2, todël elementas, kurio naudingumo koeficientas 15 %, teiks 120 W naudingosios galios. Netgi saulëtuose kraðtuose maþos galios Saulës elektrinës pavirðius yra dviejø futbolo aikðèiø dydþio. Gaunama nuolatinë átampa, o ryðiui su elektros tinklu palaikyti bûtina naudoti átampos keitiklius. ä

8.9 pav. Vëjo 600 kW elektrinë, kurios rotoriaus skersmuo 42 m — Vestas Wind Systems, Danija

460

8.10 pav. 100 kW Saulës elektrinë, esanti Kithnos saloje, Graikijoje 1 — fotogalvaniniai elementai, 2 — vertikalûs þaibolaidþiai

Elektrinës kaðtai, tenkantys 1 kW instaliuotos galios, skaièiuojant JAV doleriais, 1997 m. sudarë: 1 500 — elektrinë, naudojanti akmens anglis, su 600 MW blokais ir sulfatø ðalinimo ið degimo produktø sistema; 1 800 — atominë elektrinë, 600 MW blokai; 1 200 — vëjo elektrinë, 150 kW; 12 000 — Saulës elektrinë, 3 kW.

8.5. Elektrinës darbas elektros energetinëje sistemoje Elektrinës nedirba iðskirtiniams tinklams, o perduoda energijà elektros energetinei ðalies sistemai, ið kurios jà ima vartotojai (þr. 0. 1 pav.). Kai 1996 m. sausio mën. ðalies sistema buvo sujungta su Vakarø Europos sistema UCPTE ir Lenkijos vartotojai prijungti prie didesnës, „nepajudinamos“ sistemos, kelis kartus sumaþëjo daþnio nuokrypiai, lengviau áveikiami ávairûs nesklandumai. Sistemos apkrova kinta laikui bëgant, kitimo per parà eiga pavaizduota 8.11 paveiksle. Apkrova maþesnë naktá, kai energijà vartoja tik kai kurios pramonës ámonës, dirbanèios visà parà, geleþinkeliai, o butuose — 461

ðaldytuvai bei akumuliaciniai ðildytuvai. Apkrova didëja dienà, kai, be kitø vartotojø, dirba pramonës ámonës. Didþiausia apkrova bûna vakare, kai dirba dviejø pamainø bei visà parà veikianèios ámonës, ájungiamas elektrinis apðvietimas, gaminamas maistas, þiûrimos televizijos laidos. Elektros energetinës sistemos apkrovos nuolatinis kitimas yra rimta problema. Elektros energijos negalima akumuliuoti, kaupti ir kiekvienu momentu jos gamyba turi padengti pareikalavimà1). Be to, elektriniø iðplëtojama galia turi bûti didesnë uþ elektros energetinës sistemos didþiausià apkrovà Pdidþ (8.11 pav.). Plotas apkrovos grafike (8.11 pav.) rodo energijà, kurià per parà pagamina elektrinës ir suvartoja jos gavëjai. Ji nekistø, jei apkrova per parà bûtø pastovi ir lygi vidutinei apkrovai Pvid (plotas, esantis po linija Pvid , yra lygus plotui, esanèiam po realia apkrovimo diagrama). Norint padengti tokià nuolatinæ apkrovà, pakaktø elektrinës, kurios iðplëtojama galia Pvid bûtø maþesnë nei galia Pdidþ, reikalinga esant kintamajai apkrovai. Energetikai siekia iðlyginti apkrovos procesà. Gavëjai skatinami vartoti energijà þemiausios apkrovos metu, kai gaminamos energijos kaina maþesnë. Didþiausia apkrova

Pdidþ.

Pikinës elektrinës

Pvid.

Pusiau bazinës elektrinës

E n e r g i j a

Valanda

8.11 pav. Elektros energetinës sistemos apkrovos paros grafikas Pdidþ — didþiausia apkrova, Pvid — vidutinë apkrova

Galia

Galia

Maþiausia apkrova

Bazinës elektrinës

Valanda

8.12 pav. Elektriniø vaidmuo, uþpildant sistemos apkrovos grafikà

1) Visiðkai kas kita — vandens, dujø, iðkasenø, maisto, drabuþiø gamyba: visa tai galima kaupti sumaþëjus poreikiams ir vël tiekti, jei poreikiai didesni uþ gamybà. Elektros energijos pertekliø kaupti galima tik pusëtinai, kitos energijos rûðies pavidalu: pumpuojant vandená á virðutiná hidroakumuliacinës elektrinës rezervuarà, suslegiant orà poþeminëje oloje, ákraunant akumuliatoriø, ákraunant kondensatoriø, ámagnetinant superlaidø elektromagnetà.

462

Elektros energetinës sistemos apkrovà reikia tarp elektriniø iðskirstyti taip, kad energijos gamybos ir tiekimo kaðtai bûtø patys maþiausi. Elektrinës dalijamos á tris grupes, kurioms paskirstomos ávairios uþduotys (8.12 pav.). Visà parà dirba bazinës elektrinës, kurios energijà gamina pigiausiai. Tai naujesnës áprastinës ðiluminës ir atominës su didelës galios blokais elektrinës. Padidëjus apkrovai, joms á pagalbà ateina pusiau bazinës, pavyzdþiui, senesnës, maþiau efektyvios ðiluminës elektrinës. Pagaliau, esant didþiausiai apkrovai, paleidþiamos pikinës elektrinës. Lenkijoje ðá vaidmená atlieka hidroelektrinës dël dviejø prieþasèiø. Visø pirma, vandens atsargos iðlyginamajame baseine per maþos, kad elektrinë galëtø dirbti visu pajëgumu visà dienà. Antra, neveikianèià hidroelektrinæ galima paleisti per porà minuèiø, ir tai gali ávykti savaime, be aptarnaujanèio personalo pagalbos. Hidroelektrinë yra pasirengusi kiekvienà akimirkà pradëti gaminti energijà, esant áprastam arba avariniam sistemos apkrovos padidëjimui. Dël to ji pranaðesnë uþ ðiluminæ elektrinæ, kurios paleidimas, dalyvaujant gausiam aptarnaujanèiam personalui, trunka keletà valandø. Pusiau bazinës ðiluminës elektrinës, kuri gamina energijà su keleto valandø pertrauka per parà, negalima iðjungti visiðkai. Didþiulæ pagalbà maksimalios apkrovos ir avarinio galios trûkumo sistemoje metu teikia hidroakumuliacinës elektrinës, kurios pakeièia derivacines hidroelektrines. Leisdama vandená per turbinas ið virðutinio rezervuaro á apatiná (8.13 pav., a), hidroakumuliacinë elektrinë gamina energijà piko metu, taip pat kaip ir kitos derivacinës elektrinës. Esant maþiausiai apkrovai, visø pirma naktá, kuomet kitos derivacinës elektrinës nedirba, hidroakumuliacinë elektrinë virsta galinga siurbliø sistema — perpumpuo-

Maþiausia apkrova duo Van

duo Van

Didþiausia apkrova

Turbina

Elektros energija Generatorius

Surblys

Elektros energija Variklis

8.13 pav. Du darbo siurblinëje elektrinëje reþimai: a) elektros energijos gamyba, kai apkrova didþiausia; b) energijos akumuliavimas, kai apkrova maþiausia

463

ja vandená ið apatinio rezervuaro á virðutiná (8.13 pav., b). Generatorius tuomet atlieka variklio vaidmená, o turbina — siurblio, jeigu abu árengimai yra reversiniai. Hidroakumuliacinë elektrinë ið sistemos ima pigesnæ energijà, kai apkrova maþiausia, ir jà gràþina1), kai ði apkrova didþiausia, o energija brangiausia. Galimas pusiau bazinës elektros energijos akumuliavimas. Lenkijoje hidroakumuliaciniø elektriniø galia iðvystoma per maþa, nors dvi didþiausios (Þarnovicø 4 × 170 MW ir Porombko-Þar 4 × 125 MW) kartu yra ir didþiausios hidroelektrinës. Siurblinës elektrinës ið tikrøjø nëra energijos ðaltinis, o tik jos akumuliatorius. Jos gràþina á sistemà suakumuliuotà energijà, kurià anksèiau pagamino ðiluminës elektrinës. Kontroliniai klausimai *1. Kokiose elektrinëse naudojami sinchroniniai generatoriai, kokiose — asinchroniniai, o kokiose ið viso nëra rotaciniø prietaisø? *2. Kurie energijos konversijos procesai, sutinkami elektrinëse, turi ypaè maþà naudingumo koeficientà? 3. Kaip statomos áprastinës ðiluminës elektrinës, turinèios didþiausià naudingumo koeficientà? 4. Kokiu bûdu ðalinami degimo produktø kieti bei dujø terðalai, patenkantys á atmosferà? 5. Koká akmens angliø kieká per mënesá sunaudoja pagrindinë 1 600 MW galios elektrinë? 6. Kuo kondensacinë turbina skiriasi nuo prieðsrovinës? Kur taikomos pirmosios, o kur — antrosios? 7. Kodël elektrinëje vandens ir garø apytaka yra uþdara ir joje nuolat cirkuliuoja tas pats vanduo? 8. Kaip árengta didelës galios (600 ÷ 1300 MW) generatoriaus auðinimo sistema? *9. Ar pakis ir kuria kryptimi elektrinës naudingumo koeficientas, joje árengus sieros valymo ið degimo produktø árenginius? 10. Kuo skiriasi branduoliø skilimo reakcijos eiga reaktoriuje ir branduoliniame sviedinyje? 11. Kà bendra turi atominës ir anglinës elektrinës? 12. Kokià vidutinæ galià pasiektø Þemutinës Vyslos (vidutinis nutekëjimas 900 m3/s) elektrinë, jà statant su 10 m vandens uþtvanka? 13. Kuo skiriasi Èorðtyno (Czorsztyn) ir Vloclaveko hidroelektriniø vaidmuo? 14. Kokià maksimalià ir kokià vidutinæ galià galima pasiekti Saulës elektrinëje, padengiant pietinæ nuoþulnaus stogo pusæ (12 × 6 m) elementais? 15. Kokios problemos iðkyla dël to, kad elektros energijos negalima kaupti? 16. Kaip galima pagrásti hidroakumuliaciniø elektriniø naudingumà? 17. Kurios elektrinës veikia nuolat, o kurios — tiktai esant padidëjusiai apkrovai?

1) Atsiþvelgiant á energijos nuostolius, kurie atsiranda esant abiem siurblinës elektrinës darbo reþimams, á sistemà energija gràþinama 25 ÷ 30 % maþesnë uþ paimtàjà.

* Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

464

Virðátampiai ir apsauga nuo þaibo

9

9.1. Vidiniai ir atmosferiniai virðátampiai Esant normalioms darbo sàlygoms, átampa tinkle arba elektros árenginiuose dël apkrovos kitimo svyruoja nuo 5 iki 10 % (þr. B priedà). Árenginiai dirba sklandþiai, jei átampa kinta ne per daug. Átampos dydis juose negali ilgai bûti didesnis uþ didþiausià leistinà darbinæ átampà, kuri yra: 7,2 kV 17,5 kV 123 kV

prietaisuose, kuriø átampa lygi prietaisuose, kuriø átampa lygi prietaisuose, kuriø átampa lygi

6 kV, 15 kV, 110 kV.

Átampa, didesnë uþ ðià vertæ, vadinama virðátampiu. Virðátampiai gali pakenkti prietaisø izoliacijai bei jautriems grandinës elementams (pavyzdþiui, elektroniniams); to iðvengti padeda gerai árengta apsauga nuo virðátampiø. Vidiniai virðátampiai atsiranda elektrinëje grandinëje, jai áþemëjus arba jà komutuojant, pavyzdþiui, saugikliu iðjungiant áþemëjimo srovæ. Jie pasireiðkia ávairiuose vidaus ir iðoriniuose elektros energetiniuose prietaisuose. Ðie virðátampiai ið esmës ne didesni nei 2,5 prietaiso vardinës átampos vertës. Atmosferinius virðátampius sukelia þaibo iðlydis á elektros energetinius árenginius arba ðalia jø. Audros debesyje oro srovës skaldo vandens laðus, susidaro ir skyla ledo kristalai bei vyksta kiti reiðkiniai, sukeliantys statinæ elektrizacijà1). Kaupiasi galingi elektros krûviai. Tarp ávairiø to paties debesies plotø, tarp ávairiø debesø, taip pat tarp debesø ir þemës susidaro átampa iki ðimto megavoltø, kurios pakanka kibirkðtinei keliø kilometrø ilgio iðkrovai sukelti. Iðkrovos tarp debesø ir þemës (9.1 pav.) sudaro beveik pusæ bendro Statinë elektrizacija taip pat vyksta plëðant ir trinant izoliacines medþiagas, ðukuojantis, nusivelkant drabuþius bei apatiná trikotaþà ið sintetinio audinio, persukant magnetofono kasetæ. 1)

465

iðkrovø skaièiaus, bet, árengiant antþeminiø objektø apsaugà nuo þaibo, atsiþvelgiama bûtent á ðá iðkrovos tipà. Þaibo iðkrovà galima palyginti su iðkrova kondensatoriaus, kurio elektrodus sudaro debesys ir þemë. Panaðiai kinta ir tekanti srovë. Þaibo srovë retai didesnë nei keliasdeðimt kiloamperø ir trunka keletà ðimtø mikrosekundþiø. Bûna daugkartiniø, ilgiau trunkanèiø þaibø.

9.1 pav. Þaibo nuotrauka Panaðià nuotraukà gali padaryti kiekvienas fotomëgëjas. Pakanka turëti laisvà fotoaparatà, stovà ir juostà, kurios jautrumas 1SO 50 ÷ 100. Bûtina nustatyti diafragmà 4 arba 5, 6, o jautrumà — ∞. Naktinës audros metu objektyvà reikia nukreipti á tamsià atvirà erdvæ, ðiek tiek á virðø, kad horizonto linija bûtø apatinëje nuotraukos pusëje. Objektyvas B padëtyje laikomas atviras, kol fotoaparato „regëjimo lauke“ trenks þaibas.

Virðátampiai atsiranda ne tik tada, kai þaibas trenkia á oro linijos darbiná laidà. Trenkus á linijos atramà, þaibo srovë nuteka á þemæ, bet sukelia didelá átampos kritimà atramos áþeminimo varþoje (9.2 pav.). Jeigu atramoje, kurios áþeminimo aktyvioji varþa RE = 10 Ω, teka þaibo srovë i = 50 kA, tai ji þemës atþvilgiu ágyja átampà UE = 50 kA ⋅ 10 Ω = 500 kV. Jei atrama turi didelæ áþemëjimo átampà (þemës atþvilgiu), panaðià átampà jos atþvilgiu turi linijos darbiniai laidai. Þemosios ir vidutiniosios átampos linijose izoliacija ðios átampos neiðlaiko ir ávyksta atvirkðtinis iðlydis nuo laido per izoliatoriø á atramà. Laidai, á kuriuos þaibas netrenkë visai, sukontaktuoja su þeme. Kita atmosferiniø virðátampiø savybë — ðalia linijos trenkus þaibui, joje indukuojasi nemaþa átampa: indukuotasis virðátampis. Tai kelia pavojø kabeliams, esantiems þemëje, ir netgi vidiniø linijø laidams, pavyzdþiui, kai þaibo srovë teka greta esanèiais þaibolaidþio laidais. Lauko árenginiuose, kuriø átampa maþesnë nei 220 kV, atmosferiniai virðátampiai didesni ir kelia rimtesnæ grësmæ nei vidiniai. 466

9.2 pav. Atvirkðtiniai iðlydþiai izoliatoriuose, þaibui trenkus á atramà i — þaibo srovë, RE — atramos áþeminimo aktyvioji varþa, UE — átampa tarp atramos ir þemës

9.2. Apsauga nuo tiesioginio þaibo Þaibas daþniausiai trenkia á gerai áþemintà aukðtà objektà, nors tai nëra taisyklë. Todël virð objekto, kuris turi bûti apsaugotas, kad nepataikytø tiesioginis þaibas, reikia iðtiesti áþemintus trosus. Jie privalo priimti þaibo srovæ ir jà nukreipti þemën. Tai atlieka oro linijø apsauginiai trosai ir pastatø þaibosargiai. Ir vienu, ir kitu atveju atsiranda apsaugotoji zona, kurioje turëtø tilpti saugomas objektas. Apsauginiai trosai Virð aukðtosios átampos linijos darbiniø laidø iðtiesiami apsauginiai trosai, kurie áþeminami prie kiekvienos atramos. Ðie trosai privalo apsaugoti linijos laidus nuo þaibo smûgiø. Apsaugotosios zonos iðilgai apsauginio troso pjûvis primena lygiaðoná trikampá, kurio virðutiniame kampe yra trosas. 110 kV linijø konstrukcija (5.40 pav.) turi bûti apgalvota taip, kad 467

linijos laidai atsidurtø apsaugotojoje zonoje AZ-2 (9.3 pav.). Aukðtesniosios átampos linijos (≥ 220 kV) privalo turëti didesnæ apsaugos garantijà; linijos laidai turi bûti apsaugotojoje zonoje AZ-1. Tai brangiau kainuoja, nes yra bûtini aukðtesnës atramos ir du apsauginiai trosai.

as ros is t n i aug Aps

AZ-1 AZ-2

9.3 pav. Apsauginiø trosø apsaugotosios zonos AZ-1 — apsaugotoji zona, kad á jà trenks þaibas, beveik neátikima; AZ-2 — apsaugotoji zona, kad á jà trenks þaibas, maþai átikima

Apsauginiai trosai nenaudojami vidutiniosios átampos linijose, nes, trenkus á juos þaibui, átampos kritimas jo áþeminimo elektrinëje varþoje sukeltø atvirkðtinius iðlydþius izoliatoriuose (9.2 pav.). Nors þaibas ir nepataikë á darbiná laidà, bet po akimirkos dël jo ávyksta linijos laidø kontaktas su þeme. Þaibolaidþiai Saugomame pastate árengiama áþeminta laidø sistema, priimanti þaibo srovæ ir nukreipianti jà á þemæ. Laidai turi bûti iðdëstyti taip tankiai, kad þaibo iðlydis jø neaplenktø ir nepataikytø tiesiogiai á pastatà. Þaibolaidþio dalis, esanti aukðèiausioje pastato dalyje (9.4 pav.), priima þaibo srovæ. Tai þaibo iðlydá priimantysis trosas, pritvirtintas stogo virðuje. Nuo þaibo ëmiklio á þemæ þaibo srovë teka áþeminimo laidais, nutiestais pastato kampuose. Jie turi bûti nutiesti ne maþiau kaip 2 m atstumu nuo áëjimo á pastatà. 468

9.4 pav. Nedidelio gyvenamojo namo þaibolaidis 1 — þaibo ëmiklis, 2 — áþeminimo laidas, 3 — kontûrinis arba fundamentinis áþemiklis, 4 — kampainis, dengiantis áþeminimo laidà (1,5 m virð ir 0,2 m po þemës pavirðiumi); paveiksle matomi þaibolaidþio sujungimai su gretimomis metalinëmis konstrukcijomis: antena, vëdinimo kaminu, lataku ir nutekamuoju vamzdþiu.

Þaibo ëmikliai ir áþeminimo laidai gaminami ið cinkuotos plieninës vielos, kurios skersmuo maþiausiai 6 mm, reèiau ið cinkuotos plieninës juostos, kurios skerspjûvis maþiausiai 20 × 3 mm. Þaibo ëmiklis ir áþeminimo laidai turi bûti pritvirtinti prie atramø ir maþiausiai per 2 cm nuo stogo arba sienos (40 cm nuo degaus stogo). Visi laidai turi bûti nutiesti trumpiausia trasa, be staigiø álinkiø. Þaibo ëmiklius ir áþeminimo laidus patariama tiesti per metalines pastato dalis: metalinæ stogo dangà, laikanèiàsias atramas, betono armatûrà. Svarbus þaibolaidþio komponentas — áþemiklis. Kai teka þaibo srovë, jame atsiranda didelë áþemëjimo átampa. Vengiant nelaimingø atsitikimø ir virðátampiø, reikia maþinti áþemiklio elektrinæ varþà (≤ 10 ÷ 30 Ω priklausomai nuo sàlygø). Rekomenduojama naudoti fundamentinius áþemiklius (4.38, 4.39 pav.), o jeigu tokiø nëra, kontûriná áþemiklá (9.4 pav.), einantá aplink pastatà 0,6 ÷ 0,8 m gylyje, 1 m atstumu nuo pamatø. Patariama naudoti ir ávairius natûralius áþemiklius, esanèius 10 m atstumu nuo saugomo objekto, juos prijungiant prie pagrindinio. Áþeminimo laidas su áþemikliu sujungiamas suverþiamuoju gnybtu 0,3 ÷ 1,8 m aukðtyje virð þemës pavirðiaus. Matuojant áþeminimo elektrinæ varþà, jis atjungiamas. Sujungimo gnybtø nereikia, jeigu visi áþeminimo laidai yra prijungti prie to paties áþemiklio, pavyzdþiui, fundamentinio. Kai þaibolaidþiu teka þaibo srovë á þemæ, jo laiduose ir áþemiklyje atsiranda keliasdeðimties ir daugiau kilovoltø átampa. Ji atsiranda taip pat ir tarp þaibolaidþio bei nesujungtø su juo srovei laidþiø pastato daliø. Gali 469

9.5 pav. Kibirkðtinio iðlydþio pavyzdþiai: a) sienos pramuðimo galimybë; b) gaisro ir smûgio grësmë, nuðokus kibirkðèiai 1 — þaibolaidþio áþeminimo laidas, 2 — elektros linija, 3 — iðorinë pastato siena

ávykti elektrinis pramuðimas (9.5 pav.) (tarp ðiø elementø pramuðamas tarpas) ir kibirkðtinis iðlydis. Kibirkðtys gali sukelti gaisrus ir paþeisti konstrukcijas. Jø iðvengiama: a) artimiausias srovei laidþias pastato dalis (nutekamuosius vamzdþius, baliustradas, tvoras ir pan.) tiesiogiai sujungiant su þaibolaidþiu arba naudojant kibirkðtinius iðkroviklius bei virðátampiø ribotuvus; b) vengiant maþø atstumø tarp ðiø elementø (maþesniø negu 1 ÷ 2 m priklausomai nuo aplinkybiø). Ne tik apsauga nuo paþeidimo, bet ir apsauga nuo virðátampiø reikalauja, kad þaibolaidis bûtø sujungtas su pastato pagrindine kompensacine ðyna ir, potencialui iðlyginti, prie tos ðynos bûtø prijungtos laidþios pastato konstrukcijos dalys bei pastato tiekimo sistemos (4.36 pav.): atramos, liftø ðachtos, stogo danga, vamzdynai.

9.3. Atmosferiniø virðátampiø ribojimas linijose ir pastotëse Jeigu virðátampiai didesni uþ elektrinës izoliacijos atsparumà, tai ji pramuðama arba ávyksta pavirðinis iðlydis, t. y. sujungimas. Paprasèiausia apsaugos priemonë — atvirieji kibirkðtiniai iðkrovikliai, sumontuoti kartu su aukðtosios átampos izoliatoriais (5.46 pav.). Du elektrodai — sudarantys oro tarpà pramuðimo átampai, maþesnei uþ apsauginës izoliacijos elektriná atsparumà, — yra árengti taip, kad lankinë iðkrova bûtø nukreipta nuo izoliatoriaus pavirðiaus (9.6 pav.). Prieð tai, kol kylantis virðátampis pasieks pavojingà izoliacijai lygá, turi ávykti iðkrova kibirkðtiniame iðkroviklyje. Todël tarp elektrodø turi bûti atitinkamas atstumas, pavyzdþiui, 15 kV árenginiuose atstumas yra nuo 90 mm (transformatoriaus 470

9.6 pav. Iðlydis, sukeltas virðátampio: a) izoliatoriuje be atvirojo iðkroviklio; b) izoliatoriuje su atviruoju iðkrovikliu

ávadiniai izoliatoriai) iki 130 mm (linijø izoliatoriai). Dingus virðátampiui, atvirojo iðkroviklio lankas gali ir toliau degti, veikiamas darbinës átampos; atvirasis iðkroviklis jo uþgesinti negali. Tæsiasi áþemëjimo kontaktas, kurá iðjungia artimiausias jungiklis. Tiekimas pertraukiamas, nebent sëkmingai suveiks automatinio pakartotinio jungimo árenginys (7.86 pav.). Efektyvesnë apsaugos priemonë — virðátampiø ribotuvai, kurie, dingus virðátampiui, nutraukia srovës tekëjimà áþemintame kontûre. Tai prietaisai, kuriø elektrinë varþa stipriai maþëja kylant átampai. Esant normalioms darbo sàlygoms, srovë neturi tekëti ribotuvu, jo elektrinë varþa turi bûti didþiausia darbinës átampos metu. Kai virðátampis didëja, elektrinë varþa maþëja ir ribotuvas turi veikti taip, kad: — pereitø á laidumo bûklæ prieð tai, kol virðátampis pasieks saugomam prietaisui pavojingà dydá; — átampa jame (átampa sumaþinta) nekristø daugiau nei leistina saugomame prietaise; — sugertø superaukðtosios átampos á aplinkà iðskaidomà elektros energijà, keisdamas jà ðilumine. Vidutiniosios átampos lauko árenginiuose árengiami paprasti ir pigûs vamzdiniai virðátampiø ribotuvai (7.52, 9.7 pav.). Vamzdyje 1, pagamintame ið dujas generuojanèios medþiagos, veikiant lankui, yra kibirkðtinis iðkroviklis. Virðátampis pramuða tarpà tarp jo elektrodø 2 bei 3 ir uþsidega lankas. Vamzdþio sienelës tuomet iðskiria didelá kieká dujø, padedanèiø já uþgesinti. Siaurame vamzdyje kyla slëgis ir ákaitusios dujos per apatinæ angà yra iðpuèiamos, panaðiai kaip ir dujas generuojanèiame saugiklyje (9.8 pav.). Izoliacijà nuo darbinës átampos sàlygoja iðorinis kibirkðtinis tarpas (25 mm pastoèiø ribotuvuose 15 kV). Stogelis 5 apsaugo nuo lietaus virðutinæ vamzdþio dalá ir elektrodø ávedimo vietà. Kibirkðtiniø ventiliniø virðátampiø ribotuvø (9.9 pav.) sandariame korpuse yra kibirkðtinis tarpas bei karborundinis varistorius (ið silicio karbido SiC). Kylantis atmosferinis virðátampis (apie 1 µs) uþdega elektros 471

Darbinis laidas

Áþeminimas

9.7 pav. Vamzdinis virðátampiø ribotuvas 15 kV átampai 1 — dujas generuojanèios medþiagos vamzdis, 2 ir 3 — vidinio iðkroviklio elektrodai, 4 — iðorinis iðkroviklio elektrodas, 5 — stogelis nuo lietaus

9.8 pav. Virðátampiø ribotuvo prijungimo schema 1 — iðorinis atvirasis iðkroviklis (15 kV virðátampiø ribotuvo iðmetimo zonos dydþiai metrais)

Darbinis laidas

Apsaugoma izoliacinë atrama

472

9.9 pav. Kibirkðtinio ventilinio virðátampiø ribotuvo sandara ir prijungimo schema 1 — kibirkðtinis iðkroviklis, 2 — karborundiniai diskai, 3 — sandarus korpusas

lankà ir þaibo srovë varistoriumi SiC nuteka á þemæ. Virðátampio veikiamas varistorius turi maþà elektrinæ varþà ir todël þaibo srovë sukelia nedidelá átampos kritimà. Tai svarbu, nes ðis átampos kritimas ribotuve daro átakà saugomam objektui. Þaibo virðátampis trunka labai trumpai, o darbinës átampos veikiamu ribotuvu teka nedidelë srovë. Ji nëra didelë, nes, dingus virðátampiui, varistoriaus SiC elektrinë varþa kelis kartus padidëja. Ribotuvas nutraukia srovæ 1, veikdamas kaip gesinimo kamera su dejonizuojanèiomis plokðtelëmis. Parinkus iðkroviklio oro tarpelio dydá ir karborundiniø diskø skaièiø, gaunami pageidaujamos átampos ribotuvai. Jø aukðtis siekia nuo keliolikos centimetrø (þemoji átampa) iki poros metrø (400 kV). Ir vamzdiniai, ir ventiliniai ribotuvai turi kibirkðtiná iðkroviklá. Atsiradus virðátampiui, ventilinio ribotuvo poveikis yra kiek pavëlintas — jis ima veikti tik uþsidegus lankui atvirajame iðkroviklyje, o tai uþima ðiek tiek laiko. Todël sukurtas nekibirkðtinis momentinio veikimo ribotuvas. Bûtinas varistorius, kurio varþa labai priklauso nuo átampos, kad, sumaþëjus átampai iki darbinës, nutrauktø grandinæ, t. y. turëtø be galo didelæ elektrinæ varþà. Tai padaryti gali oksidiniai varistoriai, cinko oksido ZnO diskai su kitø metalø oksidø priemaiðomis. Nekibirkðtinis virðátampiø metalo oksidø ribotuvas su oksidø (ZnO) varistoriais (9.10, 9.11 pav.), esant darbinei átampai, veikia kaip izoliatoΩ ir imluminë nuotëkio srorius, kurio elektrinë varþa didesnë nei 1000 MΩ vë ne daugiau kaip keli miliamperai. Kylant virðátampiui, jo elektrinë varþa maþëja greièiau nei varistoriaus SiC ir virðátampis ribojamas stipriau. Esant laidumo bûklei elektrinë varþa krinta, pavyzdþiui, iki 0,01 Ω.

9.10 pav. Virðátampiø oksidiniai þemosios átampos ribotuvai — ZWAR, Psosniðas 1 — gnybtas, praduriantis izoliacijà (ribotuvas oro linijai su izoliuotais laidais)

473

9.11 pav. Oksidiniai virðátampiø ribotuvai skirstykloje 400 kV — Siemens, Vokietija 1 — þiedas, reguliuojantis elektros lauko iðlyginimà ribotuvuose

Oksidiniai varistoriai sensta (nusidëvi), todël perleidus didelæ iðkrovos srovæ gali pakisti jø charakteristikos. Kylant temperatûrai, jø elektrinë varþa maþëja ir dël perkaitimo (sugërus pernelyg didelæ superaukðtos átampos energijos dozæ) gali suirti diskai ZnO. Taikoma apsauga nuo perkaitimo ir/ arba savaiminis pakenkto ribotuvo iðjungimas, pavyzdþiui, saugiklis. Jei ribotuvai árengiami aukðtai, oro linijose naudojama lengvai pastebima gedimo signalizacija. Dingus virðátampiui, srovë, veikiama darbinës átampos, teka paþeistu ribotuvu ir tirpdo áþeminimo gnybto uþspaudimo vietà. Priklausomai nuo átvirtinimo arba gnybtà su áþeminimo laidu, arba visà ribotuvà spyruoklë atmeta. Virðátampiø ribotuvai instaliuojami kiek galima arèiau saugomø árenginiø (7.75 pav., b), o jø áþeminimo laidas trumpiausiu keliu sujungiamas su árenginiø korpusu (9.9 pav.). Virðátampiø ribotuvai þemosios átampos oriniame tinkle (9.12 pav.) árengiami: a) tiekimo pastotëje; 474

b) linijø trasose kas 0,5 km atstumu ir linijø galuose; c) prie virðátampiams jautriø imtuvø (degiøjø ir sprogstamøjø medþiagø sandëliai, pastatai su kompiuteriniu tinklu, ligoninës, mokyklos, baþnyèios, pramogø salës); d) abiejuose kabelio, ájungto á orinæ linijà, galuose.

9.12 pav. Virðátampiø ribotuvø prijungimo prie þemosios átampos tinklo su áþeminta neutrale schema

9.4. Virðátampiø apribojimas vidiniuose árenginiuose Ástaigose, ligoninëse, didelëse parduotuvëse, gyvenamuosiuose ir gamybiniuose pastatuose vis daugiau naudojama elektroniniø prietaisø, jautriø trumpalaikiams virðátampiams (kompiuteriai, televizijos ir radijo aparatai, vaizdo aparatûra, matavimo prietaisai, diagnostikos aparatûra, valdymo sistema). Taip pat jautrûs kai kurie elektros energetiniai prietaisai, pavyzdþiui, skirtuminës srovës jungikliai. Ant pastato esantis þaibolaidis neapsaugo jø nuo visø atmosferiniø ir visiðkai nesaugo nuo vidiniø virðátampiø, kurie atsiranda vidiniuose árenginiuose arba ateina ið tiekimo tinklo. Pavyzdys — situacija, pavaizduota 9.13 paveiksle. Þaibui trenkus á þaibolaidá arba sujungtà su juo antenà, dalis srovës gali tekëti antenos laidais. Nepriklausomai nuo to kilpoje, kurià sudaro þaibolaidis, antenos laidas ir elektros energetinio árenginio laidai, þaibo srovës laidas indukuoja didelæ átampà. Ji yra didþiausia ten, kur kilpa nutrûkusi — tarp antenos áëjimo ir imtuvo áëjimo. Imtuvo sugadinimo iðvengti padeda: a) minëtieji laidai (ypaè antenos) iðdëstomi taip, kad kilpos pavirðius bûtø kuo maþesnis; b) áranga, apsauganti nuo virðátampiø, ájungta tarp antenos laido ir imtuvà maitinanèio laido. Vidiniø árenginiø apsauga nuo virðátampiø (9.14 pav.) priklausomai nuo jø jautrumo virðátampiams ir nuo prietaisø jautrumo vyksta viena, dviem arba netgi trimis pakopomis: I pakopa neiðvengiamas, ypaè oro linijose prieð áëjimà á pastatà arba grandinëje, sujungtoje su tokia linija. Tai grubi apsauga nuo atmosferiniø virðátampiø, atliekama dujas generuojanèio saugiklio, kuris veikia kaip 475

atvirasis iðkroviklis, átaisytas sandariame korpuse, pripildytame dujø (argono), maþinanèiø lanko uþsidegimo átampà. I pakopa sugeba geriausiai sugerti virðátampio energijà, bet silpnai riboja virðátampio vertæ iki 1,5 ÷ 4 kV lygio. II pakopa taikoma, jei nepakanka I pakopos. Tai vidutinë apsauga nuo bet kokio virðátampio virðátampiø ribotuvu ið metalø oksidø. Virðátampá riboja iki 1 ÷ 2 kV lygio. III pakopa taikoma, kai nepakanka I ir II. Tai tiksli apsauga, naudojant diodus (9.15 pav.). Virðátampiui perþengus tam tikrà lygá, diodai pramuðami uþtveriamàja kryptimi ir tekanti pramuðimo srovë riboja virðátampá iki pakankamai þemo — pageidaujama 5 ÷ 700 V — lygio. Tai greièiausia apsaugos sistema, maþiausiai galinti sugerti virðátampio energijà.

Laidþioji kilpa

9.13 pav. Indukuotos átampos keliamas pavojus televizoriaus aparatui, atsidûrusiam kilpoje tarp antenos laido ir þaibolaidþio áþeminimo laido 1 — þaibolaidþio áþeminimo laidas; 2 — antenos laidas; 3 — elektros maitinimo laidas; 4 — pagrindinë kompensacinë ðyna

Árenginiø dalis

Árenginiø dalis Saugoma grandinë

Tinklas Dujas generuojantis saugiklis

476

Varistorius ZnO

Diodas apsaugai nuo virðátampiø

9.14 pav. Trys elektros árenginiø apsaugos nuo virðátampiø pakopos

9.15 pav. Diodas apsaugai nuo virðátampio gnybtø rinklëje, ájungtas tarp gnybto ir áþeminto gnybtø laikiklio — Phoenix Contact, Vokietija

Ðios trys apsaugos pakopos reikalingos ne tik elektros energetiniams árenginiams, bet taip pat ir informacijos perdavimo tinklams, iðeinantiems uþ pastato ribø ir veikiamiems virðátampiø. Dviejø pakopø elektros energetinës linijos apsaugos pavyzdá matome 9.16 paveiksle. Dujø iðlydþio saugikliai (I etapas) yra prijungti, kad nesuveiktø pagrindinë linijos apsauga. Panaðiai galima apsaugoti virðátampiø ribotuvus ZnO, nes jie neturi etaloniniø temperatûros matavimo prietaisø. Abi apsaugos pakopos yra ájungtos prieð

9.16 pav. Dviejø etapø apsaugos nuo virðátampiø elektros energetinëje linijoje pavyzdys 1 — pagrindinë virðsrovio apsauga, 2 — skirtuminës srovës jungiklis, 3 — dujas generuojantys saugikliai (I apsaugos etapas), 4 — oksidiniai virðátampiø ribotuvai (II apsaugos etapas), 5 — pagrindinë kompensacinë ðyna

momentinio veikimo skirtuminës srovës jungiklá, norint iðvengti atsitiktiniø jo poveikiø, kai saugiklis nukreipia srovæ á þemæ. Nereikalingos apsaugos priemonës skirstomajame tinkle su neutrale neutraliajame laide N. Vakuuminius jungtuvus aptariant minëtoji taisyklë „árengsi ir gali já pamirðti“ jokiu bûdu netinka apsaugos nuo virðátampiø priemonëms. 477

Jos neapsaugo nuo ribiniø galimø virðátampiø parametrø, nes tai pernelyg brangiai kainuotø; retai pasitaikantieji virðátampiai joms kenkia. Metalo oksidø ribotuvams reikia nuolatinës kontrolës (9.17 pav.). Jei juos saugo saugikliai, bûtina tikrinti jø bûklæ, nes, saugikliui perdegus, ribotuvas atjungiamas ir tikriausiai jis bûna sugadintas. Matuojant izoliacijos elektrinæ varþà, visus neatvirøjø iðkroviklio virðátampiø ribotuvus (metalo oksidø ribotuvus, diodus nuo virðátampiø) reikia atjungti, tada rezultatas bus teisingas.

9.17 pav. Superaukðtos átampos metalo oksidø ribotuvas ant montaþinio kronðteino — Phoenix Contact, Vokietija 1 — pagrindas, 2 — keièiamoji dalis su varistoriumi, 3 — skirtuminës srovës jungiklis

Kontroliniai klausimai 1. Kaip atsiranda vidiniai virðátampiai? Ar jie atsiranda pastatø vidaus árenginiuose ir dël kokiø prieþasèiø? 2. Kokia yra þaibo iðkrovos esmë? Kaip ji sukelia virðátampá? 3. Þaibas trenkë ne á pastatà, o ðalia jo. Taèiau sugadino kompiuterius. Kodël taip atsitiko? 4. Kaip susidaro atbuliniai ðuoliai oro linijose? Ar apsaugantys nuo þaibo trosai uþkerta tam kelià? 5. Kokia apsauganèiø nuo þaibo trosø árengimo oro linijose reikðmë? 6. Kokias funkcijas atlieka þaibolaidis? *7. Kokiais atvejais apsauginiai trosai nëra reikalingi? 8. Kokie áþemikliai tinkamiausi þaibolaidþio instaliacijai? 9. Kur ir kam árengiamas sujungiamasis áþeminimo gnybtas? Kada jis nereikalingas? 10. Kaip susidaro antrinës kibirkðèiuojanèios iðkrovos ir koká pavojø jos sukelia? 11. Kur pirmiausia pritaikomi atvirieji iðkrovikliai? Kokie pagrindiniai jø trûkumai? 12. Kuo virðátampiø ribotuvas pranaðesnis uþ atviràjá iðkroviklá? 13. Kaip veikia virðátampiø vamzdinis ribotuvas? Kuo skiriasi ir kà turi bendra su dujas generuojanèiuoju saugikliu? 14. Koks esminis skirtumas tarp virðátampiø ribotuvo su karborundiniu varistoriumi ir ribotuvo su varistoriumi ið metalo oksidø? 15. Kurioje vietoje ir kokiu bûdu prijungiami virðátampiø ribotuvai oro linijose? 16. Kuo pagrásta daugelio pakopø elektros linijos apsauga nuo virðátampiø? Kada ir kodël nepakanka vienos pakopos? 17. Kaip reikia árengti virðátampiø ribotuvus, atsiþvelgiant á skirtuminës srovës jungiklá?

* Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

478

Apsauga nuo gaisro ir sprogimo

10

10.1. Kaip iðvengti gaisrø, kuriuos sukelia elektriniai prietaisai Pagaminti su broku arba neteisingai naudojami elektriniai prietaisai gali sukelti gaisrà. Tokie atsitikimai nëra reti (10.1 pav.). Jie padaro daug þalos. Elektrikas, norëdamas iðvengti klaidø, privalo þinoti gaisrø prieþastis, kad netaptø jø kaltininku.

10.1 pav. Praneðimai Lietuvos spaudoje apie gaisrus, sukeltus elektriniø prietaisø

479

Nesunku suprasti ðio pavojaus prieþastis. Esant normalioms darbo sàlygoms, elektriniai prietaisai ákaista, o ypaè — ðildymo árenginiai, lempos, saugikliai. Dar labiau jie ákaista sutrikimø atvejais, pavyzdþiui, esant trumpajam jungimui, virðsroviui, padidëjus átampai arba sutrikus auðinimui. Kai kurios elektriniø prietaisø dalys yra degios, ypaè izoliacinë medþiaga: mineralinë alyva, impregnuotas popierius ir audiniai, polivinitas. Pagaliau kai kada elektriniai prietaisai árengiami ant degaus pagrindo, pavyzdþiui, medinës sienos arba grindø. Ypatingà dëmesá reikia skirti vietoms, kur yra pavojus kilti gaisrams. Tai objektai, kuriuose: — sandëliuojamos arba perdirbamos degios medþiagos (perpilamas ir iðpilstomas kuras, lakavimo dirbtuvës, staliø dirbtuvës, kluonai); — gaisras kelia pavojø þmoniø gyvybei ir/arba brangioms vertybëms (kasyklø poþemiai, metro tuneliai, vieðbuèiai, ligoninës, internatai, daugiaaukðèiai gyvenamieji ir ástaigø pastatai, prekybos centrai, pramogø salës, muziejai, architektûros paminklai). Tokiuose objektuose elektriniø prietaisø árangai keliami didesni reikalavimai: 1. Elektriniai prietaisai turi bûti instaliuojami sandariuose korpusuose. 2. Negalima tiesti laidø su degiu apvalkalu. Pageidaujami laidai, neskleidþiantys liepsnos, bei ugniai atsparios pertvaros, skirianèios laidus, nutiestus per sienas ir lubas (10.2 pav.). 3. Netiesti patalpoje laidø, jeigu jie èia nenaudojami, o tiesiami tik pereinant á kitas patalpas. 4. Pagrindinis jungiklis, kuriuo árenginiai iðjungiami ið átampos tinklo, turi bûti árengtas lengvai prieinamoje vietoje. 5. Kilus gaisrui, apsaugos sistemos (apsauginis apðvietimas, signalizacija, gesinimo áranga) privalo sëkmingai veikti 30 ÷ 90 min. nuo gaisro pradþios. Pagrindiniø grandiniø laidai tiesiami ugniai atspariuose latakuose. Pagrindinës gaisrø, kuriuos sukelia elektriniai prietaisai, prieþastys: • Saugikliø ir kitø virðsrovio apsaugos priemoniø árangos trûkumai Daugelio gaisrø prieþastis — elektros laidø sujungimas arba perkrova. To iðvengti turëtø padëti apsaugos nuo virðsrovio priemonës. Jeigu laidø izoliacija linijoje perkaista ir sudega, vadinasi, apsaugos nuo virðsrovio priemonës netinkamos. Ádëjus didesnës vertës srovës ádëklà (þr. 1.6 ir 3.2 lenteles) arba „remontinᓠádëklà, kuris grandinës elektros tinkle neapsaugo, gali kilti gaisras (10.3 pav.). Toks saugiklis nepajëgs uþgesinti elektros lanko. 480

10.2 pav. Ugniai atspari pertvara elektros laidø ir kabeliø trasoje

10.3 pav. Kamðtiniai saugikliai, apdegæ dël neteisingai parinkto tirpaus ádëklo

Panaðûs padariniai taip pat bûna dël netinkamo virðsrovio jungiklio — ypaè didelës nuostato srovës arba paþeisto — su stringanèiu spynos mechanizmu — jungiklio. • Izoliacijos defektai Laikui bëgant, izoliacija susidëvi, prastëja svarbûs jos parametrai: elektrinë varþa, elektrinis atsparumas, mechaninis atsparumas, elastingumas. Tai skatina: sisteminë prietaisø perkrova, drëgmës ir vandens poveikis, korozija ir/arba atmosferos dulkës. Pagaliau izoliacijai kenkia ir pati darbinë átampa arba virðátampiai. Izoliacija susidëvëti gali gana greitai arba per ilgesná laikà, lëtai didëjant nuotëkio srovei, tekanèiai pavirðiumi, arba kai perdëm anglëja izoliacija. Jeigu virðsrovio apsaugos priemonës yra tvarkingos, tai atsitiktiniai, didelës srovës sujungimai greitai iðjungiami ir gaisrø iðvengiama. Pavojingi yra stacionarûs silpnasroviai sujungimai, ávykstantys sumaþëjus elektrinei 481

varþai dël apanglëjusios izoliacijos arba laidþiøjø takeliø izoliaciniame pavirðiuje. Sujungimà daþniausiai sukelia virðátampis. Paþeista vieta stipriai ákaista. Sukelti gaisrà tokiu atveju gali maþdaug 0,5 A srovë, á kurià nereaguoja virðsrovio apsaugos priemonës. Nëra galimybiø surasti ir iðjungti tarp darbiniø laidø esanèius (L-L, L-N) tokius sujungimus. Dauguma stacionariø sujungimø (kontaktø) — tai áþemëjimo kontaktai, kuriuos skirtuminës srovës jungikliai suranda ir iðjungia, o taip iðvengiama gaisrø. Skirtuminës srovës jungiklis, skirtas apsaugoti pastatus nuo gaisrø, turi bûti árengtas prie ávado á pastatà ir turëti ne didesnæ nei 0,5 A skirtuminæ veikimo srovæ. Kai kurios draudimo firmos teikia 5 ÷ 10 % draudimo nuolaidas, drausdamos nuo gaisro objektà, turintá toká jungiklá. • Blogi kontaktai Jungikliø kontaktai bei ávairûs gnybtai á grandinæ áveda papildomà elektrinæ varþà — kontakto elektrinæ varþà Rs, ypaè didelæ, kai susilieèiantys pavirðiai nëra ðvarûs arba tvirtai suspausti. To prieþastys: pakenktos kontaktinës spyruoklës; laikini laidø sujungimai juos susukant; gnybtai, klibantys dël blogø varþtø, aliuminio takumo, virpesiø ir kt. Susidaro vietinis ðilumos ðaltinis, kurio galia I2 ⋅ Rs, galintis sukelti gaisrà. Dël perkaitimo vyksta oksidacija, kontaktinës spyruoklës atsilaisvina ir deformuojasi ðiluminis kontaktas. Kontakto elektrinë varþa Rs sparèiai didëja. Atsilaisvinæ kontaktai taip pat gali kibirkðèiuoti, juose gali periodiðkai uþsidegti elektros lankas. • Neteisingas ðildymo prietaisø árengimas ir naudojimas Gaisrus sukelia patalpø ðildytuvai ir viryklës, pastatytos ant mediniø grindø bei baldø, ðalia uþuolaidø, be prieþiûros palikti lygintuvai, virduliai, lituokliai ir kiti prietaisai, ájungtos nakèiai elektrinës pagalvës. Taip pat televizoriai, ypaè senesnieji lempiniai, áspausti tarp baldø arba uþdengti storu gobelenu, kai nëra geros oro ventiliacijos. Gaisrus sukelia ir per þemai prie ðiaudinio kraiko árengti lempiniai ðildytuvai, kuriais ðildomos viðtidës ir kiaulidës. Akumuliacinis patalpø ðildytuvas nenutrûkstamai kaisti gali ilgiausiai 8 ÷ 10 h, paskui jis turëtø ilgai vësti. Tai nustato elektrà reguliuojantis laikrodis. Daugelis vartotojø á ðá reikalavimà nekreipia dëmesio — laiko ájungtus ðildytuvus ilgesná laikà ir jie perkaista. Panaðaus efekto sulaukiame ir ant ðildytuvo dþiovindami drabuþius. Lenkijoje bûta metø, kai jau antrà ðildymo sezono dienà, netinkamai naudojant akumuliacinius ðildytuvus, kildavo iki 100 gaisrø. Nekreipiant dëmesio á reikalavimus, metø metais buvo gaminami ir parduodami ðildymo prietaisai be temperatûros ribotuvo, kuris, vengiant gedimø, prietaisui virðijus leistinà temperatûrà, já iðjungia. Dël ðios prieþasties kilo daug gaisrø. 482

10.2. Gaisro gesinimas elektros árenginiuose Gaisro prieþastis — gaivaliðkas, nekontroliuojamas degimo procesas (greita oksidacija). Iðsiskiria didþiulis ðilumos kiekis, kuris, beje, sunaudojamas kitø degiø medþiagø temperatûrai pakelti iki degimo, o tai skatina gaisro plitimà. Sukelti ir palaikyti degimà galima ávykdþius dvi sàlygas: degià medþiagà paðildþius iki degimo temperatûros ir garantavus deguonies pritekëjimà. Gesinimui — atvirkðèiai — reikia ðiø sàlygø: — deganèià medþiagà auðinti iki temperatûros, þemesnës uþ degimo, pavyzdþiui, gausiai pilant vandená arba padengiant atauðinto anglies dioksido sluoksniu (ið sniego gesintuvo); — nutraukti deguonies pritekëjimà, pavyzdþiui, degantá pavirðiø uþklojant nelaidþiu gesinimo priemoniø sluoksniu (smëliu, puta, vandens garais1), anglies dioksidu). Gaisras elektros árenginiuose, ypaè aukðtosios átampos, taip pat objektuose, turinèiuose elektros árenginiø, gesinamas pirmiausia iðjungus jø átampà. Jei tai neámanoma, árenginiai, turintys átampà, gesinami per atstumà (1 ÷ 8 m), tuo didesná, kuo aukðtesnë jø átampa ir kuo blogesnës gesinimo priemoniø elektroizoliacinës savybës. Gali prireikti gesinimo agregatø ir gesinimo plotø, leidþianèiø purkðti gesinimo skystá dideliu atstumu. Gaisras, kylantis dël átampos elektros prietaisuose, kvalifikuojamas kaip E grupës gaisras. Jis gesinamas naudojant blogai laidþias elektros srovei ir korozijos nesukelianèias bei gretimø, gaisro neapimtø árengimø negadinanèias priemones. Pirmiausia siûloma: • Anglies dioksidas (CO2), purðkiamas ið sniego gesintuvo; èia jis yra skysto pavidalo ir veikiamas aukðto slëgio. Staigiai iðsiplëtæs ties gesintuvo anga, stipriai atðàla (–78 °C) ir virsta snaigëmis. Intensyviai ðaldo liepsnojanèià medþiagà (sublimuodamas ið jos pasisavina ðilumà) bei izoliuoja nuo deguonies. • Gesinimo milteliai, kuriuos sudaro sodos bei kalio druskos. Jie stabdo degimà. Vanduo gali bûti naudojamas, bet ne kaip iðtisinë srovë, kitaip tariant, neliejamas iðtisiniu upeliu. Tai turi bûti vandens rûkas, trykðtantis ið universalaus purkðtuvo, galinèio iðpurkðti rûko laðø arba vienalytæ srovæ. Jeigu (iðimties tvarka) átampà turintys prietaisai gesinami iðtisine srove, tai Esant atmosferiniam slëgiui, garø tûris 1 700 kartø didesnis nei vandens, ið kurio jie susidarë. 1)

483

reikia iðsaugoti iki jø atstumà metrais, maþiausiai lygø purkðtuvo skersmeniui milimetrais (¨ 8, 12, 16 mm). Taip pat naudojama puta (oro puta), kuri automatiðkai susidaro ið putas gaminanèio vandens skiedinio bei oro ir yra itin lengva (stipriai putojanti). Liepsnojantiems kabeliams ir iðpiltai mineralinei alyvai gesinti tinka smëlis. Draudþiami putø gesintuvai, iðskiriantys cheminæ putà, kuri susidaro vykstant cheminei reakcijai tarp rûgðèiosios ir pagrindinës gesintuvo turinio dalies. Atsiþvelgiant á aplinkos apsaugà, pastaruoju metu ið apyvartos iðimtos labai efektyvios gesinimo priemonës. Viena ið jø — halony, angliavandenilius iðskiriantis fluoras, stipriai lëtinantis degimo reakcijà, deganèius daiktus apgaubiantis sunkiomis nedegiomis dujomis. Deja, iðsiskirianèios á atmosferà dujos kaupiasi aukðtesniuose atmosferos sluoksniuose ir paþeidþia apsauginá ozono sluoksná, padarydamos „ozono skyles“. Tarptautiniø sutarèiø reglamentas leidþia jas naudoti tik kosminiuose laivuose. Visur naudojami laidai ir kabeliai, kuriø izoliacija ir apvalkalas polivinitiniai, taip pat viniduriniai vamzdþiai, latakai, fasoninës vamzdþio dalys. Ðiø medþiagø sudedamoji dalis — polivinilchloridas, turintis (sveriant) 60 % chloro, labai nuodingø dujø. Aukðtesnëje temperatûroje ið jø iðsiskiria chloras ir chloro vandenilis; pastarasis, jungdamas su vandeniu, sudaro druskos rûgðtá. Negana to, kad per gaisrà atsiranda neperregimø dûmø ir toksiniø dujø, gaisrui pasibaigus, druskos rûgðties veikiama, koroduoja gelþbetoninë pastatø konstrukcija bei áranga: brangûs elektros energetiniai ir elektroniniai prietaisai. Korozija siekia net atokesnes nuo gaisro vietas, kurias pasiekë gaisro dûmai. Ðie nuostoliai keliasdeðimt kartø didesni uþ tiesioginius gaisro padarinius. Minëtø trûkumø neturi behalogeniai laidai ir kabeliai, pagaminti ið medþiagø, kurios per gaisrà neiðskiria chloro, chloro vandenilio, sieros. Behalogeniai laidai atlaiko ugná, kai dirbama teisingai — 30 ÷ 180 min.

10.3. Elektriniai prietaisai sprogimø apimtose vietose Degimas gali peraugti á ypatingà, grësmingà procesà, jei susidarys degiø dujø ir oro atitinkamos koncentracijos (abiejø komponentø proporcija) miðinys. Jo degimui sàlygos labai palankios. Prasidëjusi reakcija þaibiðkai apima visà miðinio tûrá. Toks staigus degimo procesas vadinamas sprogimu. Jo metu iðsiskiria didþiulis kiekis ðilumos, kuri gali sukelti gaisrà, bei slëgio banga (smogiamoji), griaunanti gelþbetoniniø konstrukcijø pastatus ir susprogdinanti plieninius bakus (balionus). 484

Sprogstamasis miðinys susidaro ið oro ir degiø dujø bei skysèiø garø. Miðinys tampa sprogus, jeigu jø kiekis ore yra tarp apatinës ir virðutinës sprogimo ribos. Pavyzdþiui, esant 20 °C, ðis kiekis ore: 2,3 ÷ 82 % — acetilenui; 4 ÷ 75 % — vandeniliui; 4,3 ÷ 15 % — gamtinëms dujoms; 0,76 ÷ 76 % — paprastam automobiliø benzinui. Sprogstamàjá miðiná lengviausiai sudaro tos medþiagos, kuriø þemiausia apatinë sprogimo riba ir platus sprogimo koncentracijos diapazonas, pavyzdþiui, acetilenas ir vandenilis. Þemiau apatinës sprogimo ribos esantis miðinys pernelyg „skurdus“, kad galëtø uþsidegti, oksidacijos reakcija pernelyg lëta, kad bûtø spontaniðkai palaikoma bei plëtojama. Panaðiai ir su aukðèiau virðutinës sprogimo ribos esanèiais miðiniais: nesant pakankamo deguonies kiekio, miðinys pernelyg „turtingas“. Teoriðkai naudingiausias visiðko sudegimo sàlygas garantuoja stechiometrinë koncentracija, kai deguonies yra tiek, kiek bûtina; iðsiskiria didþiausia degimo ðiluma, dideliu greièiu plinta liepsna, kyla temperatûra. Stechiometrinë miðinio su oru koncentracija yra: 7,75 % acetilenui ir 29,6 % vandeniliui. Sprogstamuosius miðinius taip pat sudaro oras bei dulkës — ir ne tik degiøjø medþiagø (pavyzdþiui, akmens angliø, medþio, javø dulkës). Kai kuriø nedegiøjø medþiagø (pavyzdþiui, aliuminio, alavo) dulkës yra degios ir taip pat gali sudaryti sprogstamàjá miðiná. Sprogimà gali sukelti smulkiø grûdeliø arba skaidulø dulkiø debesys. Patalpos, kuriose laikomos bei perdirbamos, siurbiamos, perpilamos medþiagos, sudaranèios sprogstamàjá miðiná, árengiamos atvirose vietose. Tai gausûs chemijos pramonës ámoniø padaliniai, techniniø dujø gamyklos, skystojo kuro saugyklos bei persiurbimo ámonës, lakavimo dirbtuvës, malûnai ir javø elevatoriai, elektriniø malimo dirbtuvës. Èia aiðkiai apibrëþiamos sprogimo pavojaus ribos: erdvë, apimanti tiktai technologinius árenginius, arba visa patalpa, netgi kaimyninës patalpos. Pavojingesni yra objektai, kuriuose sprogstamasis miðinys gaminamas nuolat arba árenginiø normalaus darbo metu — dirba atviri katilai ir maiðytuvai arba daþnai atidaromi technologiniai árengimai. Situacija yra palankesnë, kai sprogstamasis miðinys susidaro iðimties tvarka, paþeidus technologinius árengimus. Objektuose, kurie yra sprogimo pavojaus zonoje, draudþiama naudoti atvirà ugná! Jø apsauga nuo griaustinio ir statinës elektros iðkrovos vykdoma pagal grieþtus reikalavimus. Sprogimo pavojaus zonose árengiama tiktai bûtiniausia elektrinë áranga, kuri kruopðèiai apsaugoma nuo perkrovø ir trumpøjø jungimø. Kartu árengimai turi bûti pagaminti taip, kad esant kibirkðèiavimui arba bûdami stipriai ákaitæ negalëtø uþdegti sprogstamojo miðinio, jeigu ðis susidarytø. 485

ugniai atsparus gaubtas

alyvos apvalkalas

smëlio apvalkalas

hermetizavimas izoliacine mase

dujø su antslëgiu apvalkalas

10.4 pav. Konstrukcijø, apsauganèiø elektros prietaisus nuo sprogimo, principai 1 — ákaistanèios arba kibirkðèiuojanèios dalys

Elektros prietaisai, turintys bûti apsaugoti nuo sprogimo, konstruojami taip, kad jø iðorinëse dalyse temperatûros lygis nebûtø didesnis uþ nustatytà. Taèiau to nepakanka, nes viduje yra daliø, ákaistanèiø labiau nei gaubtas, bei jungikliø kontaktai. Gaubtas „kvëpuoja“, vyksta oro bei degiø medþiagø kaita tarp jos vidaus bei aplinkos, ir gaubto viduje gali susidaryti sprogstamasis miðinys. Reikia paðalinti ðá pavojø arba paþaboti jo padarinius. Tai daroma ávairiai (10.4 pav.). Ugniai atsparus gaubtas (tarptautinis þymëjimas: d) — universaliausias sprendimas. Á jo vidø gali patekti degios dalys arba garø, gali susidaryti sprogstamasis miðinys bei kilti sprogimas. Taèiau tai nekelia pavojaus aplinkai, nes: a) ugniai atsparus gaubtas atlaiko sprogimo slëgá, nepatirdamas pastebimos deformacijos; b) iðsiverþianèià á iðoræ liepsnà iðleidþiamøjø angø sienelës taip nukreipia ir atvësina, jog ji negali uþdegti sprogstamojo miðinio gaubto iðorëje. Iðleidþiamøjø angø gesinamajai funkcijai garantuoti jø ilgis ir skerspjûvis turi atitikti konkretø sprogstamàjá miðiná. Plyðiai, nesandarumai ir kiti gaubto sieneliø paþeidimai daro já neefektyvø. Ugniai atsparûs gaubtai nenaudojami koroduojanèioje atmosferoje, veikianèioje sieneliø medþiagà, bei labai dulkëtoje vietoje, nes dulkës gali uþkimðti liepsnos iðmetimo angas. Kiekvienas elektros prietaisas gali turëti ugniai atsparø gaubtà, bet jis bus didelis, sunkus ir brangus (10.5 pav.). Jis naudingas tik tada, kai kitos konstrukcinës priemonës yra nepritaikomos. 486

10.5 pav. Ugniai atsparus jungiklis OWRD 1208 (1140 V, 200 A, 490 kg), naudojamas metano kasykloje: a) iðorinis vaizdas; b) su nuimtu pagrindinës kameros dangèiu — APATOR, Torûnë 1 — ugniai atsparios kameros dangtis, 2 — laidø prijungimo kamera, 3 — laidø ávadas, 4 — montaþinë plokðtë, 5 — gesinimo plyðio sienelë

Smëlio apvalkalo (q) esmë ta, kad laisvà gaubto erdvæ uþpildo atitinkamos granuliacijos ðvarus, sausas smëlis ir nëra vietos sprogstamajam miðiniui susidaryti. Jis naudojamas transformatoriø, uþtveriamosiose dëþëse, prietaisuose, neturinèiuose judamøjø daliø. Hermetizavimas izoliacine mase (m) ið esmës taikomas elektroniniams prietaisams. Alyvos apvalkalas (o) veikia tokiu principu: á alyvà panardinamos stipriai ákaistanèios arba kibirkðèiuojanèios dalys, daþniausiai transformatoriø. Dujø su antslëgiu apvalkalas (p) garantuoja apsaugà antslëgiu, maþiausiai 50 Pa, viduje. Dujos pro plyðius juda viena kryptimi — ið vidaus á aplinkà. Vidus (pavyzdþiui, variklio) gali bûti nuolat vëdinamas grynu oru, imamu ið sprogimui nepavojingos zonos. Sandaraus gaubto vidus (pavyzdþiui, transformatoriaus) gali bûti pripildytas oro arba azoto, tiekiamo ið suslëgtø dujø baliono. Prietaisø konstrukcijos sutvirtinimas (e) virðijant jø mechaninius, ðiluminius ir elektrinius parametrus tiek, kad bûtø apribota paþeidimø galimybë. Tai taikoma varikliams, apðvietimo aptaisams, pavaroms, matuojamiesiems prietaisams, uþverþiamiesiems gaubtams, ryðio bei signalizacijos prietaisams. Apsaugoti nuo kibirkðèiavimo maþos galios prietaisai (i) pagaminti taip, kad kibirkðtys (arba dël ákaitimo) neuþdegtø sprogstamojo miðinio: labai maþa kibirkðties energija, labai þema iðoriniø daliø temperatûra. Prietaisai, apsaugoti nuo sprogimo, þymimi raidëmis Ex ir nurodoma apsaugos rûðis. Detaliai nurodoma, kokiomis sàlygomis juos galima naudoti (sprogstamojo miðinio susidarymo tikimybë, jo savybës). 487

Kontroliniai klausimai 1. 2. 3. 4. *5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. *13. 14. 15. 16. 17.

Kokios gaisrø, kuriuose sukelia elektros prietaisai, daþniausios prieþastys? Kaip neteisingai pasirenkant bei naudojant saugiklius gali kilti gaisras? Kaip neteisingai naudojant elektros imtuvus gali kilti gaisras? Kokias gaisrø prieþastis paðalina skirtuminës srovës jungiklis? Ar labai jautrus skirtuminës srovës jungiklis virtuvës ir vonios kiðtukø lizdo grandinëje apsaugo pastatà nuo gaisro? Kokiø specialiø reikalavimø bûtina paisyti, árengiant elektros tinklà patalpoje, kurioje gali kilti gaisras? Kokia pagrindinë gaisro gesinimo taisyklë? Kaip gesinamas gaisras, kilæs elektriniuose átampà turinèiuose prietaisuose? Kokios priemonës taikomos gesinti: a) kabeliø tuneliui; b) generatoriui; c) skirstyklai? Kurie gesintuvai netinka elektriniams prietaisams gesinti ir kodël? Koká pavojø kelia polivinitiniø kabeliø gaisras? Kurie laidai ir kabeliai yra atsparesni ugniai? Koks yra sprogimo mechanizmas? Kodël tai domina elektrikus? Kas yra stechiometrinë koncentracija? Ar ji áeina á sprogstamosios koncentracijos apimtá? Iðvardyk keletà objektø, esanèiø sprogimo pavojaus zonoje. Ávertink pavojaus laipsná skalëje: didelis, vidutinis, maþas. Iðdëstyk eigà ávykiø, sukëlusiø sprogimà, kuriuos inicijavo elektriniai prietaisai, esantys gyvenamajame pastate, kuriame dar esama dujiniø árenginiø. Kokia yra atsparaus ugniai gaubto ar apvalkalo esmë? Kaip paprasèiausiai árengti apsaugà nuo sprogimo labai maþos galios elektriniame prietaise? * Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

A p r i e d a s. Elementø kompleksinë elektrinë varþa

A.1. Ávadinë medþiaga Ávairûs árengimai ir jø elementai, kuriais teka kintamoji elektros srovë, turi varþà. Tai aktyvioji varþa R ir reaktyvioji (induktyvioji) varþa X. Þinoti jø vertæ bûtinai reikia apskaièiuojant átampos kritimà, galios bei energijos nuostolius, áþemëjimo srovæ. Supaprastintuose skaièiavimuose leistina galutinio rezultato paklaida nevirðija 5 %, taip pat ið esmës nevertinami maþos varþos grandinës komponentai (elektriniai prietaisai, trumpos laidø atkarpos). Þemos átampos árenginiuose ir kabeliø tinkluose, esanèiuose toliau nuo tiekimo punkto, galima atmesti grandinës reaktyviàjà varþà. Atvirkðèiai, aukðtos átampos tinkluose — apskaièiuojant átampos kritimà arba áþemëjimo srovæ — daþniausiai galima atmesti grandinës aktyviàjà varþà. Jeigu bûtina ávertinti aktyviàjà varþà, tai reikia þinoti, kokiai laidø arba apvijø temperatûrai esant ji apskaièiuojama. Varis ir aliuminis turi apytikslá temperatûriná varþos koeficientà α = 0,004 K–1 . Kintant temperatûrai nuo neapkrautø árengimø ðaltos bûklës iki árengimø, ákaitintø per ilgesnæ apkrovà, ákaitusios bûklës, pvz., nuo ϑ 1 = 20° C iki ϑ2 = 80° C, laidø aktyvioji varþa bei transformatoriø ir kitø aparatø apvijø elektrinë varþa didëja: α ⋅ (ϑ2 — ϑ1) ⋅ 100 = 0,004 ⋅ (80 — 20) ⋅ 100 ≈ 25 %. Esant kitam temperatûros pokyèio diapazonui, aktyviosios varþos kaita bus ðiek tiek kitokia. Supaprastintuose skaièiavimuose aktyviàjà varþà paskaièiuotà ðaltoje bûklëje dauginame ið 1,25, norëdami gauti ákaitusios bûklës aktyviàjà varþà. Tai yra nekintamas procesas grandinëse su dideliu aktyviosios ir reaktyviosios varþø santykiu R/X. Daþniausiai kreipiamas dëmesys á nepalankiausios situacijos skaièiavimo rezultatus, todël bûtinai reikia atsiþvelgti á: a) ákaitusios bûklës aktyviàjà varþà, apskaièiuojant átampos kritimà ir galios nuostolius visiðkai apkrautuose árenginiuose, taip pat áþemëjimo srovës 489

maþiausios tikëtinos vertës apskaièiavime, norint patikrinti apsaugos priemoniø jautrumà, b) ðaltos bûklës aktyviàjà varþà, apskaièiuojant didþiausià tikëtinà áþemëjimo srovës vertæ. Þemiau pateikti pavyzdþiai, leidþiantys apskaièiuoti aktyviàjà ir reaktyviàjà varþas, bei siûlomi dydþiø vertës ávertinimai lieèia aktyviàjà ir reaktyviàjà varþas, tenkanèias kiekvienai trifazës simetrinës sistemos fazei bei vienfazës sistemos vienam laidui. Apskaièiuojant átampos kritimà, galios nuostoliø bei áþemëjimo srovæ, nuosekliai sujungtø prietaisø aktyviàsias varþas galima sudëti kaip ir jø reaktyviàsias varþas. Sudëtinæ grandinæ galima pateikti vienos aktyviosios varþos ir vienos reaktyviosios varþos pavidalu.

A.2. Linijø laidai, ðynos, oro linijos, kabeliø linijos Supaprastintoje schemoje ðie elementai vaizduojami tik kaip iðilginës aktyviosios varþos ir/arba iðilginës reaktyviosios varþos þymëjimai (A 1 pav.).

A 1 pav. Elektroenergetinës linijos arba laidø linijos atstojamoji schema RL — linijos aktyvioji varþa, XL — linijos reaktyvioji varþa, U1 — átampa linijos pradþioje, U2 — átampa linijos gale, I — apkrovos srovë

Laido aktyvioji varþa RL =

l [Ω ], γ⋅s

èia l — laido ilgis; s — laido skerspjûvis, mm2; γ — specifinis laidumas (mΩ ⋅ m) -1, kuris, esant temperatûrai 20 °C, sudaro 33÷35 — aliuminiui, 53÷58 — variui. Maþesnës vertës bûdingos medþiagoms, skirtoms oro linijø laidams, didesnës — medþiagoms, skirtoms lanksèiø kabeliø gysloms ir tinklo laidams. Linijos laidø reaktyvioji varþa tuo didesnë, kuo didesnis atstumas tarp skirtingø faziø laidø, ávertinant jø sperspjûvá. Supaprastintuose skaièia490

vimuose galima taikyti tokias reaktyviosios varþos xL vertes, iðreikðtas [Ω/km] arba [mΩ/m]: 0,40 — aukðtos átampos oro linijoms su plikaisiais laidais; 0,35 — þemos átampos oro linijoms su plikaisiais laidais; 0,15 — þemos átampos oro linijoms su izoliuotais laidais, þemos átampos ðynlaidþiams, 15 kV trigysliams kabeliams (arba viengysliams, klojamiems vienas ðalia kito, susilieèiantiems); 0,08 — þemos átampos kabeliams ir vidaus linijø laidams.

A.3. Transformatoriai Transformatoriaus kompleksinë varþa ZT, apytikriai sutapatinama su jo reaktyviàja varþa

ZT = ukr ⋅

2 UnT [Ω ]. SnT

Esant reikalui, galima tiksliai apskaièiuoti abu transformatoriaus varþos komponentus (A 2 pav.), bûtent jo reaktyviàjà varþà XT pagal formulæ

X T = ukr2 − uR2 ⋅

2 U nT [Ω] SnT

bei aktyviàjà varþà RT [Ω], kuri prie temperatûros 75 °C lygi

RT = uR ⋅

2 ∆P U nT [Ω] , kai uR = apkr n [ – ] SnT SnT

èia: ukr — transformatoriaus trumpojo jungimo átampa [–], áprastai esanti 0,045 ÷ 0,13( 4,5 ÷ 13 %) ribose; uR — trumpojo jungimo átampos aktyvioji dedamoji [–], lygi galios nuostoliø prie vardinës apkrovos (transformatoriaus apvijose) ∆Papkr n[W] ir jo vardinës galios SnT[VA] santykiui; unT — transformatoriaus vardinë átampa [V] ið grandinës pusës, kurios varþa yra skaièiuojama. 491

A 2 pav. Transformatoriaus schema RT — iðilginë aktyvioji varþa, XT — iðilginë reaktyvioji varþa, U1 — áëjimo átampa, U2 — iðëjimo átampa, I — apkrovos srovë, Pj — tuðèiosios eigos aktyviosios galios nuostoliai (skersinëje varþoje), ∆Qj — tuðèiosios eigos reaktyviosios galios nuostoliai (skersinëje reaktyviojoje varþoje) (parametrai RT, XT, U1, U2 bei I yra perskaièiuojami transformatoriaus pirminës arba antrinës pusës átampai)

Apskaièiuojant galios ir energijos nuostolius transformatoriuje, reikia atsiþvelgti á jo skersinæ aktyviàjà varþà ir skersinæ reaktyviàjà varþà, kurià jis áveda á grandinæ (A 2 pav.). Uþuot iðreiðkus jø vertæ omais, galima jiems suteikti tiesiogiai nuostoliø, kurie atsiranda prie vardinës átampos, vertæ. Nuostoliø vertë nepriklauso nuo to, ar transformatoriaus parametrai perskaièiuojami pirminei pusei ar antrinei: ∆Pj — tuðèios eigos aktyviosios galios nuostoliai [W] — tai galia, prarandama transformatoriaus ðerdyje dël histerezës ir sûkuriniø sroviø; juos nurodo gamintojas; ∆Qj — reaktyviosios galios tuðèiosios jëgos nuostoliai [var] — galia, naudojama ðerdþiai ámagnetinti. Jà galima apskaièiuoti dauginant transformatoriaus tuðèiosios eigos srovës ij [—] vertæ ir vardinæ srovæ; ∆Q ≈ ij ⋅ SnT[var]. Apskaièiuojant átampos kritimà bei áþemëjimo srovæ, galima neatsiþvelgti á skersiniø parametrø átakà.

A.4. Trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriai Reaktoriaus elektrinë varþa yra palyginti maþa; atstojamojoje schemoje ji pavaizduota tik dël reaktyviosios varþos, kuri 3-faziam reaktoriui yra

X D = xD ⋅ èia: xD UnD InD 492

U nD 3 InD

[Ω ],

— reaktoriaus vardinis átampos kritimas, t. y. trumpojo jungimo liekamoji átampa [—]; — reaktoriaus vardinë átampa [V]; — reaktoriaus vardinë srovë [A].

A 1 pavyzdys. Apskaièiuok aktyviàjà ir reaktyviàjà gyvenamøjø patalpø tinklo vienfazës grandinës varþà; grandinës ilgis 14 m, tinklui panaudoti variniai laidai YDY p 3 × 1,5 mm2. Dvi gyslos yra darbiniai laidai (L, N), treèioji — apsauginë gysla (PE). Darbinës srovës grandinë susideda ið dviejø laidø L–N. Ðaltos grandinës elektrinë varþa

RL20 = 2 ⋅

1 14 =2⋅ = 0,322 Ω = 322 m Ω , γ⋅ s 58 ⋅ 1,5

ákaitusios grandinës elektrinë varþa RL80 = 1,25 RL20 = 1,25 ⋅ 0,322 = 0,402 Ω = 402 mΩ. Grandinës reaktyvioji varþa XL = 2xL⋅ l = 2 ⋅ 0,08 ⋅ 15 = 2,4 mΩ. Kaip matome, ðios grandinës reaktyvioji varþa yra daugiau nei ðimtàkart maþesnë uþ aktyviàjà varþà, todël ávairiuose techniniuose skaièiavimuose á jà galima nekreipti dëmesio. A 2 pavyzdys. Apskaièiuok þemos átampos trifazës oro linijos aktyviàjà ir reaktyviàjà varþas su aliumininiais laidais 4 × AL70 mm2, kuriø ilgis 270 m. Linijos aktyvioji varþa, tenkanti fazei

RL =

1 270 = = 0,117 Ω . γ ⋅ s 33 ⋅ 70

Linijos aktyvioji varþa, tenkanti fazei XL = xL ⋅ l = 0,35 ⋅ 270 = 133 mΩ = 0,094 Ω. A 3 pavyzdys. Apskaièiuok trifazio transformatoriaus — ið þemosios 420 V átampos pusës — aktyviàjà ir reaktyviàjà varþas 15/0,42 kV, 630 kV ⋅ A, ukr = 6 %, ∆Papkr n = 6,3 kW. Trumpojo jungimo átampos vertë yra uR =

∆Papkr n SnT

=

6,3 ⋅ 10 3 = 0,01 . 630 ⋅ 10 3

Transformatoriaus aktyvioji varþa RT = uR ⋅

2 U nT 4202 = 0,01 ⋅ = 0,0028 Ω , SnT 630 ⋅ 10 3

o jo reaktyvioji varþa X T = ukr2 − uR2 ⋅

2 U nT 420 2 = 0,062 − 0,012 ⋅ = 0,0166 Ω . SnT 630 ⋅ 10 3

Lengva patikrinti, jog paprasèiau apskaièiuota ðio transformatoriaus varþa turi artimà vertæ (skirtumas apie 3 % dydþio) ir gali bûti sutapatinta su reaktyviàja varþa ZT = ukr ⋅

2 U nT 420 2 = 0,06 ⋅ = 0,0168 Ω . SnT 630 ⋅ 10 3

Anksèiau minëtuose pavyzdþiuose vietoje UnT naudojama transformatoriaus vardinë átampa (ðiuo atveju 420 V), o ne tinklo vardinë átampa (ðiuo atveju 400 V).

493

Kontroliniai klausimai 1. Kuriuo atveju grandinës atstojamojoje schemoje galima nevertinti jo aktyviosios varþos? 2. Kuriuo atveju grandinës atstojamojoje schemoje galima nevertinti jo reaktyviosios varþos? *3. Kuriuo atveju grandinës atstojamojoje schemoje galima nevertinti tariamosios varþos? 4. Kuriuo atveju apskaièiuojant grandinës aktyviàjà varþà reikia laikyti, kad laidai ir apvijos: a) tos paèios temperatûros, kaip ir juos supanti aplinka, b) ákaitinti tekanèios srovës? 5. Nuo ko priklauso aliuminio ir vario aktyvusis laidumas? 6. Kaip apskaièiuojama tinklo laidø atkarpos arba linijos aktyvioji varþa? 7. Apskaièiuok oro linijos 10 km atkarpos aktyviàjà varþà, kurios laidai: a) AL 120 mm2; AFL-6 120 mm2. 8. Nuo ko priklauso linijos atkarpos reaktyvioji varþa? Pateik verèiø diapazonà. *9. Paaiðkink, kaip ið transformatoriaus trumpojo jungimo bandymo galima iðreikðti jo iðilginæ tariamàjà, aktyviàjà ir reaktyviàjà varþà. *10. Paaiðkink, kaip ið transformatoriaus tuðèiosios eigos bandymø rezultatø galima nustatyti jo schemoje skersinius parametrus. *11. Pasiûlyk reaktoriaus trumpo jungimo átampos matavimo metodà. * Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

494

B p r i e d a s. Átampos kritimo bei galios ir elektros energijos nuostoliø apskaièiavimas

B.1. Átampos kritimas Srovë I energijos tiekimo linijos aktyviojoje varþoje R sukelia átampos nuostolius I ⋅ R, kurie sutampa su srovës faze, o indukcinëje reaktyviojoje varþoje X — átampos nuostolius I ⋅ X, todël aplenkia srovæ ¼ periodu (B 1 pav.). Pagal II Kirchhoffo dësná átampa grandinës U1 pradþioje lygi átampos U2 jos gale ir abiejø átampø nuostoliø sumai. Átampos nuostoliai lygûs geometriniam átampø skirtumui grandinës arba jos elemento pradþioje ir pabaigoje. Jeigu galima iðskirti aktyviàjà ir reaktyviàjà varþas, tai voltmetras, prijungtas prie aktyviosios varþos R galo, rodytø átampà I ⋅ R, o prijungtas prie reaktyviosios varþos X galø, rodytø I ⋅ X. B 1 pav. Átampø balansas vienfazëje elektros energijos perdavimo grandinëje, turinèioje aktyviàjà varþà R ir reaktyviàjà varþà X U1 — áëjimo átampa, U2 — iðëjimo átampa, I — apkrovos srovë, cosϕ — apkrovos galios koeficientas, ∆U — átampos kritimas.

Átampos nuostolius tinkle arba linijoje paprasèiau parodo átampos kritimas, arba aritmetinis átampø skirtumas átampos pradþioje U1 ir átampos gale U2. B 2 pav. já galima pavaizduoti, brëþiant ið taðko 0 lankà, kurio spindulio ilgis U1 iki susikirtimo su vektoriaus U2 tæsiniu. Átampos kritimas — tai abiejø vektoriø ilgiø skirtumas. Vektoriaus U1 projekcijos ir vektoriaus U2 skirtumas artimas ðiam dydþiui. Átampos kritimà lengva apskaièiuoti, vadovaujantis paprastomis trigonometrinëmis priklausomybëmis: ∆U = I ⋅ R ⋅ cosϕ + I ⋅ X ⋅ sinϕ [V]. 495

B 2 pav. — Grandinës, parodytos B 1 pav., átampø vektorinë diagrama

Taip apskaièiuojamas átampos kritimas vienfazëje grandinëje. Toks pat fazinës átampos kritimas simetrinëje trifazëje grandinëje, taèiau tokios grandinës vardine átampa laikoma linijinë (tarpfazinë) átampa. Jos átampos kritimas:

∆U = 3 I ⋅ R ⋅ cos ϕ + 3 I ⋅ X ⋅ sin ϕ . Átampos kritimo vienfazëje grandinëje, kurios átampa U, santykinë vertë, iðreikðta procentais, lygi:

o trifazëje grandinëje su linijine átampa U turi vertæ

èia P ir Q yra grandine perduodamos aktyvioji ir pasyvioji galios. Þemos átampos trifazëje grandinëje su maþa reaktyviàja varþa átampos kritimà apytiksliai galima apskaièiuoti ∆ U% =

P 3 I ⋅ R ⋅ cos ϕ ⋅ 100 = 2 R ⋅ 100 , U U

o aukðtos átampos grandinëje su maþa aktyviàja varþa

Jeigu grandinë yra vienfazë — abiem atvejais iðnyks daugiklis 496

3.

B 1 pavyzdys. Apskaièiuok átampos kritimà vienfazëje 230 V grandinëje; grandinë pavyzdyje A 1 visiðkai apkrauta, t. y. joje teka srovë, lygi ilgalaikei laido apkrovai YDY p 3 × 1,5 mm2 Iz = 17 A. Apkrova yra grandinës gale, kurios ilgis 14 m (visu laidø ilgiu teka ta pati srovë), ir aktyvi (cosϕ = 1). A 1 pavyzdyje apskaièiuota grandinës ákaitusiø laidø aktyvioji varþa RL80 = 0,402 Ω, o reaktyvioji varþa yra palygini maþa. Átampos kritimà galima apskaièiuoti þinant srovæ, tekanèià grandinëje: ∆U% =

I ⋅ R ⋅ cos ϕ 17 ⋅ 0 ⋅ 402 ⋅ 1 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 3,0 %, U 230

arba aktyviàjà galià P = U ⋅ I ⋅ cosϕ = 230 ⋅ 17 ⋅ 1 = 3910 W, perduodamà grandine: ∆U% =

P 3910 R ⋅ 100 = ⋅ 0,402 ⋅ 100 = 3,0 %. U2 230 2

Apskaièiuotas átampos kritimas nevirðija 3 % ir leistinos vertës tinkle, maitinanèiame ðildymo ir galios imtuvus. B 2 pavyzdys. Oro 400 V linijos gale su laidais 4 × AL 70 mm2, kuriø ilgis 270 m (A 2 pavyzdys) yra prijungtas imtuvas, piko metu naudojantis aktyviàjà galià P = 40 kW, galios koeficientas cosϕ = 0,80. Apskaièiuok átampos kritimà linijoje esant pikinei apkrovai. A 2 pavyzdyje apskaièiuota linijos aktyvioji varþa RL = 0,117 Ω bei reaktyvioji varþa XL = = 0,094 Ω. Linija perduodama aktyvioji galia P = 40 kW ir pasyvioji galia Q = P ⋅ tgϕ = = 40 ⋅ 0,75 = 30 kvar, o tai atitinka linijos srovës vertæ: I=

P 3 U ⋅ cos ϕ

=

40 000 3 ⋅ 400 ⋅ 0,8

= 72,2 A.

Ðià vertæ galima apskaièiuoti ir kitaip, þinant tariamàjà galià S formulëje: I=

S = 3U

P 2 + Q2 3U

=

400002 + 30 0002 3 ⋅ 400

≈ 72,2 A .

Ilgalaikio apkrovimo laidai Iz = 275 A apkrauti vienu ketvirtadaliu; todël nebûtina atsiþvelgti á ákaitusiø laidø aktyviàjà varþà. Átampos kritimas linijoje siekia ∆U = 3 I ⋅ R ⋅ cosϕ + 3 I ⋅ X ⋅ sinϕ = = 3 ⋅ 72,2 ⋅ 0,117 ⋅ 0,8 + 3 ⋅ 72,2 ⋅ 0,094 ⋅ 0,6 = 18,8 V, tai sudaro santykinæ vertæ, iðreikðtà procentais ∆U% =

∆U 18,8 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 4,7 % . U 400

Tà patá rezultatà galima gauti ir kitu bûdu, pvz., operuojant perduodamos galios vertëmis:

Q  30000  P  40000  ∆U% =  2 R + 2 X  ⋅ 100 =  ⋅ 0,117 + ⋅ 0,094  ⋅ 100 = 2 2 U 400 U   400  = (0,029 + 0,0118) ⋅ 100 = 2,9 + 1,8 = 4,7 %.

497

Apskaièiuotas átampos kritimas nevirðija vertës, kuri leidþiama þemos átampos paskirstymo linijose (3÷6 %). Apskaièiuotà 4,7 % vertæ sudaro du dëmenys: a) pirmàjá 2,9 % vertës sukuria aktyviosios galios perdavimas, kuris pasireiðkia aktyviosios varþos R linijoje; já galima sumaþinti, didinant laidø skerspjûvá arba — kas neáeina á skaièiavimà — tiesiant varinius laidus vietoj aliumininiø; b) antràjá 1,8 % vertës sukuria reaktyviosios galios perdavimas, kuris pasireiðkia reaktyviojoje linijos varþoje X: já galima sumaþinti, plikuosius laidus pakeièiant izoliuotø laidø rite (kurios reaktyvioji varþa X dvigubai maþesnë) arba linijos gale árengiant kondensatoriø baterijà, panaikinant ið dalies arba visiðkai reaktyviosios galios perdavimà linijoje.

B.2. Galios ir elektros energijos nuostoliai Aktyviojoje varþoje pasireiðkia aktyviosios galios nuostoliai, o reaktyviojoje varþoje — reaktyviosios galios nuostoliai (B 3 pav.). Apkrovos srovë I iðilginëje elektrinëje varþoje R sukelia aktyviosios galios apkrovos nuostolius: ∆P = I2 ⋅ R, o iðilginëje reaktyviojoje varþoje X — reaktyviosios galios apkrovimo nuostolius: ∆Q = I2 ⋅ X. apkr

apkr

apkr apkr

B 3 pav. Aktyviosios ir reaktyviosios galios balansas energijos perdavimo grandinëje, kai aktyvioji varþa R ir reaktyvioji varþa X P1, Q1 — aktyvioji ir reaktyvioji galia áëjime; P2, Q2 — aktyvioji ir reaktyvioji galia iðëjime; ∆Pj, ∆Qj — aktyviosios ir reaktyviosios galios tuðèiosios eigos nuostoliai; ∆Papkr, ∆Qapkr — aktyviosios ir reaktyviosios galios apkrovos nuostoliai; I – apkrovos srovë

Trifazëje simetrinëje grandinëje, kurioje aktyvioji varþa R ir reaktyvioji varþa X kiekvienoje fazëje, visiðki aktyviosios galios apkrovos nuostoliai ir reaktyviosios galios apkrovos nuostoliai, atsirandantys trijuose laiduose (poliuose), yra tris kartus didesni

∆P = 3 I 2 ⋅ R =

S2 P 2 + Q2 P2 Q2 3I2 ⋅U 2 = = = + R R R R R, U2 U2 U2 U2 U2

S2 P 2 + Q2 P2 Q2 3I2 ⋅U 2 = = = + X X X X X. U2 U2 U2 U2 U2 Paskutinë abiejø formuliø iðraiðka rodo, kokià aktyviosios galios nuostoliø dalá ∆P ir reaktyviosios galios nuostoliø dalá ∆Q sudaro aktyviosios galios P perdavimas, o kokià — reaktyviosios galios Q perdavimas. ∆Q = 3 I 2 ⋅ X =

498

Árenginys, ne tiktai elektrinis, kuriame atsiranda tuðèios eigos aktyviosios galios nuostoliai ∆Pj bei apkrovimo nuostoliai, proporcingi apkrovimo laipsnio kvadratui m2. ∆Papkr n (vardinëmis sàlygomis: ∆Papkr n) naudingiausiai veikia tuomet, kai ðie du komponentai tarpusavyje yra lygûs: m2 ⋅ ∆Papkr n = ∆Pj. Didþiausias naðumas bei apkrovimo laipsnis pasiekiamas

m=

∆Pj ∆Papkr n

.

Laiko intervale, kuriame apkrovimo srovë yra nuolatinë, taip pat nekinta ir galios nuostoliai. Juos padauginus ið darbo laiko gaunami energijos nuostoliai. Kintamà apkrovimo eigà galima padalyti á laiko tarpsnius, kuriuose apkrova gali bûti tariamai pastovi, o energijos nuostolius galima surasti ið atskirø laiko tarpsniø. Pavyzdþiui, jeigu apkrovos metu iðsiskirs trys laiko tarpsniai t1, t2, t3, kuriuose apkrovimas yra I1, I2, I3 arba S1, S2, S3, tai suminius aktyviosios energijos nuostolius trifazëje sistemoje galima apskaièiuoti taip:

R 2 (S1 ⋅ t1 + S22 ⋅ t2 + S32 ⋅ t3 ) , U2 o suminius reaktyviosios energijos nuostolius ∆Ap = 3 R ⋅ ( I12 ⋅ t1 + I22 ⋅ t2 + I32 ⋅ t3 ) =

. Jeigu á minëtas formules ávesime apkrovos laipsná iki pikinës tariamos SB arba pikinës srovës grandinëje IB

m=

S I = , SB IB

tai formules galima uþraðyti taip:

Aktyviosios galios tuðèiosios eigos nuostoliai ∆Pj ir reaktyviosios galios tuðèiosios eigos nuostoliai ∆Qj nepriklausomai nuo apkrovimo yra nemaþi transformatoriuose, besisukanèiose maðinose ir aukðtosios átampos linijose. Tuðèiosios eigos galios nuostoliø ir jø laiko trukmës sandauga sudaro aktyviosios ir reaktyviosios tuðèiosios eigos energijos nuostolius. 499

B 3 pavyzdys. Apskaièiuok galios nuostolius esant pilnam apkrovimui vienfazëje 230 V grandinëje (A 1 ir B 1 pavyzdys). Grandinë sudaryta naudojant laidà YDY p 3 × 1,5 mm2 su ilgalaike apkrova Iz = 17 A, kas atitinka apkrovos galià 3910 W. Grandinës aktyvioji ákaitusiø laidø varþa (vienfazës grandinës dviejø laidø) siekia RL80 = 0,402 Ω, o reaktyvioji varþa yra palyginti maþa. Grandinëje, turinèioje maþà reaktyviàjà varþà, palyginti maþi yra ir reaktyviosios galios nuostoliai. Tuo tarpu aktyviosios galios nuostoliai yra ∆P = I2 ⋅ R = 172 ⋅ 0,403 = 116 W. Galima apskaièiuoti:

P2 3910 2 R = ⋅ 0,402 = 116 W. U2 2302 Reikia atkreipti dëmesá á dvi aplinkybes: 1. Galios nuostoliai maþoje tinklo dalyje gali bûti nemaþi, jeigu laidø apkrova yra visiðkai iðnaudojama. 2. Grandinëje su maþa reaktyviàja varþa bus maþi ir galios nuostoliai (perduodamosios galios atþvilgiu) ∆P =

P2 116 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 3,0 % , P 3910 kurie lygûs átampos kritimo vertei (palygink B 1 pavyzdyje apskaièiuotà átampos kritimà su kritimu ðioje grandinëje). ∆P% =

B 4 pavyzdys. Trifazis transformatorius 15/0,42 kV, 630 kVA (A 3 pavyzdys) per parà apkraunamas ðitaip: t1 = 2 h, S1 = 600 kVA; t2 = 8 h,

S2 = 400 kVA;

t3 = 14 h,

S3 = 200 kVA.

Kataloginiai transformatoriaus duomenys: trumpojo jungimo átampa ukr = 0,06, aktyviosios galios vardiniai apkrovimo nuostoliai ∆Papkr n = 6,3 kW, aktyviosios galios tuðèiosios eigos vardiniai nuostoliai ∆Pj = 0,8 kW, tuðèiosios eigos srovë ij = 1,0 %. Parametrai apskaièiuoti A 3 pavyzdyje: iðilginë aktyvioji varþa (apvijø) RT = 0,0028 Ω, iðilginë reaktyvioji varþa (sklaidos) XT = 0,0166 Ω. Apskaièiuok aktyviosios energijos ir reaktyviosios energijos nuostolius, atsirandanèius transformatoriuje per parà. Aktyviosios galios tuðèiosios eigos nuostoliai siekia ∆Pj = 0,8 kW, o reaktyviosios galios tuðèiosios eigos nuostoliai ∆Qj = ij ⋅ SrT = 0,01 ⋅ 630 ⋅ 103 = 6300 var = 6,3 kvar. Aktyviosios energijos paros nuostoliai transformatoriuje siekia ∆Ap = ∆P1 ⋅ ( t1 + t2 + t3 ) +

800 ⋅ 24 +

500

R 2 ( S1 ⋅ t1 + S22 ⋅ t2 + S32 ⋅ t3 ) = U2

0,0028 (600 0002 ⋅ 2 + 400 0002 ⋅ 8 + 200 0002 ⋅ 14) = 420 2 = 59 835 Wh = 59,8 kWh,

o reaktyviosios energijos paros nuostoliai: ∆AQ = ∆Qj ⋅ ( t1 + t2 + t3 ) +

= 6300 ⋅ 24 +

X 2 ( S1 ⋅ t1 + S22 ⋅ t2 + S32 ⋅ t3 ) = U2

0,0166 ⋅ (600 0002 ⋅ 2 + 400 0002 ⋅ 8 + 200 0002 ⋅ 14) = 420 2

= 392 100 varh ≈ 392 kvarh. B 5 pavyzdys. Transformatoriui ið B 4 pavyzdþio apskaièiuok ir nubraiþyk aktyviosios galios nuostoliø priklausomybæ bei naudingo veikimo koeficiento priklausomybæ kaip apkrovimo laipsnio funkcijà.

apkr

Apskaièiavimø bûdas paliekamas paèiam mokiniui, kuris gautus rezultatus norës palyginti su vertëmis, iðreikðtomis B 4 pav. O ðtai svarbiausi rezultatai: kai apkrovimo laipsnis m = 0,356, transformatoriaus naudingumas yra didþiausias ηmax = 0,993, vardinëse sàlygose (m = 1) naudingumas ηn = 0,989, o tuðèioje eigoje (m = 0) naudingumo koeficientas ηj = 0.

B 4 pav. B 5 pavyzdþio paaiðkinimas, t. y. transformatoriaus a) aktyviosios galios nuostoliø ir b) naudingo veikimo koeficiento priklausomybë nuo apkrovimo laipsnio

501

Kontroliniai klausimai 1. 2. 3. 4. *5. *6. *7. 8. 9. 10. *11. 12. 13.

Paaiðkink átampø balansà energijos perdavimo grandinëje su parametrais R—X. Kokiu atveju átampos nuostoliai tokioje grandinëje yra lygûs átampos kritimui? Kodël ávertinant átampos balansà linijoje svarbi átampos kritimo vertë? Nubraiþyk átampos kritimà: a) vienfazëje linijoje; b) trifazëje simetriðkai apkrautoje linijoje. Kokiam apkrovos galios koeficientui (ϕ ) esant, kai nekinta apkrovos modulis (I arba S), átampos kritimas yra didþiausias? Nubraiþyk brëþiná, analogiðkà B2 brëþiniui, apkrovai, kurios galios koeficientas: a) cosϕ = 1; b) cos ϕ = 0,8ind ; c) cosϕ = 0,8poj ; d) cosϕ= 0ind ; e) cosϕ = 0poj . Ar átampos kritimo vertë gali bûti neigiama? Kà tai reiðkia? Iðvesk ávairiø pavidalø aktyviosios galios apkrovos nuostoliø formules. Iðvesk ávairiø pavidalø reaktyviosios galios apkrovos nuostoliø formules. Kokiam apkrovos laipsniui esant didþiausià naudingumà turi: a) transformatorius; b) indukcinis variklis? Kodël didþiausià naudingumà transformatorius turi esant ypaè þemam apkrovos laipsniui? Kaip apskaièiuojami aktyviosios ir reaktyviosios energijos nuostoliai? Kaip apskaièiuoti energijos nuostolius, jeigu apkrova kinta laike?

* Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

502

C p r i e d a s. Trumpojo jungimo sroviø apskaièiavimas

C.1. Trumpojo jungimo srovës kitimas, esant tolimam sujungimui Kintamosios srovës grandinëje su tam tikra aktyviàja varþa R bei induktyvumu L (induktyvumo reaktyvioji varþa X = ωL) trumpojo jungimo kitimas, ávykus sujungimui, atrodo panaðiai kaip ir srovës kitimas prijungiant grandinæ RL (RX) prie kintamosios srovës ðaltinio. Didesnës yra srovës vertës, taèiau panaðus jos kintamumo bûdas (C 1 pav.). Veikiama trumpojo jungimo grandinës sinusinës átampos, sinusinë trumpojo jungimo periodinë srovë iAC atsilikdama jungimo metu t = 0 ágyja tam tikrà vertæ intervale nuo teigiamos maksimalios vertës iki neigiamos maksimalios vertës. Tiktai ypatingu atveju ði vertë gali bûti lygi nuliui. Grandinëje, turinèioje induktyvumà, srovë laiko momentu t = 0 negali staiga padidëti nuo labai maþos vertës (tekanèios prieð pat ávyksiant jungimui) iki vertës, kokià sàlygoja áþemëjimo grandinës parametrai. Tokià paèià vertæ, bet su prieðingu þenklu, ágyja atsirandanti trumpojo jungimo neperiodinë srovë iDC. Ji maþëja ir iðnyksta per tam tikrà laikà. Pilnojo trumpojo jungimo srovë yra lygi abiejø dedamøjø sumai ik = iAC + iDC. Esant artimam jungimui, t. y. ðalia generatoriaus arba variklio, kai pastarasis laiko momentu t = 0 siunèia á sujungimo vietà trumpojo jungimo srovæ, kelis kartus didesnæ uþ jo vardinæ srovæ, trumpojo jungimo periodinë srovë bëgant laikui maþëja. Galima pasakyti, jog sujungimà maitina (iðimtinai arba ið dalies) apibrëþtos galios ðaltinis. Jeigu sujungimas nebus iðjungtas anksèiau — generatoriaus srovë per kelias sekundes sumaþëja iki tam tikros nustatytos vertës (C 2 pav., b), o variklio srovë visiðkai iðnyksta per sekundæ (C 2 pav., c) dar prieð sustojant varikliui. Tokie sujungimai toliau nebus nagrinëjami. Esant nutolusiam sujungimui (nutolusiam nuo generatoriø ir varikliø) trumpojo jungimo periodinës srovës, tekanèios ið neapribotos galios 503

C 1 pav. Trumpojo jungimo srovës kitimo atvejai aukðtos átampos grandinëje (grandinës duomenys: Ik′′ = 10 kA, R/X = 0,076, T = 42 ms, κ = 1,80), esant skirtingam átampos fazës kampui jungimo metu; a) neperiodinë srovë iDC, kurios pradinë vertë A = 2 I′′k = = 14,1 kA, maþëja su laiko pastoviàja T = 42 ms, pikinë srovës vertë iK yra smûgio srovë ip = κ ⋅ 2 I′′k = 1,8 ⋅ 2 ⋅ 10 = 25,5 kA; b) neperiodinë srovë iDC su pradine verte A = –8,2 kA maþëja su laiko pastoviàja T = 42 ms

tinklo, efektyvioji vertë nekinta laike. Kol tæsiasi sujungimas Tk, ji yra tokia pat kaip ir pradiniame etape t = 0, vadinama pradine trumpojo jungimo srove I′′k . Nors trumpojo jungimo srovës ik kitimas ið pradþiø gali bûti nesimetriðkas laiko aðies atþvilgiu, atstumas tarp kitimo gaubtiniø kiekvienu momentu yra vienodas ir lygus 2 2 I′′k (C 2 pav., a). Ið to galima oscilografu nustatyti, ar trumpasis jungimas yra nutolæs. Esant artimam jungimui, atstumas tarp srovës eigos gaubtiniø maþëja. Elektromagnetinës jëgos, veikianèios trifazës grandinës vienoje fazëje, vertæ apibrëþia formulë c ⋅Un , 3 504

èia Un — grandinës, kurioje matuojama trumpojo jungimo srovë, vardinë átampa; c — pataisos koeficientas (cmax apskaièiuojant didþiausià tikëtinà trumpojo jungimo srovæ arba cmin apskaièiuojant maþiausià tikëtinà trumpojo jungimo srovæ), kurio vertë: cmax = 1,00, cmin = 0,95 — 400 V tinkle; cmax = 1,05, cmin = 1,00 — þemos átampos tinkle, kur vardinë átampa kita nei 400 V; cmax = 1,10, cmin = 1,00 — aukðtos átampos tinkle.

C 2 pav. Trumpojo jungimo srovës ik kitimo palyginimas esant nutolusiam ir artimam jungimams: a) neribotos galios sistemos trumpojo jungimo srovë (nutolæs sujungimas); b) generatoriaus trumpojo jungimo srovë (artimas sujungimas); c) didelio galingumo indukcinio variklio trumpojo jungimo srovë (artimas sujungimas)

505

Esant trifaziam jungimui grandinëje, kurios aktyvioji varþa Rk ir reaktyvioji varþa Xk, arba grandinëje, kurios tariamoji varþa Zk = Rk2 + X k2 , trumpojo jungimo pradinë srovë siekia c ⋅U cmax ⋅ U n Ik′′ = max n = . 3 Zk 3 ⋅ Rk2 + X k2 Tai yra nekintanti laike efektyvioji periodinës trumpojo jungimo srovës vertë iAC. Prie jos pridedama neperiodinë áþemëjimo srovë iDC su pra-

(

)

dine verte A ∈ − 2 Ik′′ ÷ 2 Ik′′ , kuri priklauso nuo fazës kampo, buvusio trumpojo jungimo atsiradimo metu (C 1 pav.). Neperiodinës trumpojo jungimo srovës iðnykimà apibrëþia elektromagnetinë jungimo grandinës laiko pastovioji T t − L X X = iDC = A ⋅ e T , kai T = = . R ω⋅ R 2π ⋅ f ⋅ R Esant nutolusiems sujungimams, laiko pastovioji T retai virðija 42 ms aukðtos átampos árenginiuose (C 1 pav.), o 13 ms — þemos átampos árenginiuose (C 3 pav.). Neperiodinë trumpojo jungimo srovë sumaþëja þemiau 5 % pradinës vertës (0,05 A) po laiko, kuris lygus trims laiko pastoviosioms t = 3 T. Praëjus ðiam laikui, trumpojo jungimo srovæ galima sutapatinti su periodine trumpojo jungimo srove; ji yra sinusinë, simetriðka laiko aðies atþvilgiu: iDC ≈ 0, ik ≈ iAC. Þemos átampos linijos gale, ypaè jei ji ið maþo skerspjûvio laidø, kai trumpojo jungimo grandinëje vyrauja aktyvioji varþa (Rk >> Xk), neperiodinë trumpojo jungimo srovë iðnyksta taip greitai, jog neatlieka jokio vaidmens. Galima teigti, jog atsiradus jungimui ik ≈ iAC.

C 3 pav. Trumpojo jungimo srovës kitimas þemos átampos grandinëje (grandinës duomenys: I′′k = 10 kA, R/X = 0,32, T = 10 ms, k = 1,40); neperiodinë srovë iDC, kurios pradinë vertë A = 2 I′′k = 14,1 kA, iðnyksta per laikà, lygø laiko pastoviajai T = 10 ms, srovës pikinë vertë ik yra smûgio srovë ip =κ ⋅ 2 Ik′′ = 19,8 kA

506

Nepriklausomai nuo tinklo vardinës átampos vertës pradinë trumpojo jungimo srovë I k′′ vidutinëmis sàlygomis siekia nuo keliø iki keliolikos kiloamperø. Jeigu ji yra maþesnë, tai árengimø pakenkimus galima ávertinti kaip neþymius; jeigu yra didesnë, pakenkimai gali bûti dideli. Apskaièiuojant pradinæ trumpojo jungimo srovæ, reikia ávertinti visos trumpojo jungimo grandinës varþà drauge su prieð já esanèiu tinklu, maitinanèiu nagrinëjamus árenginius. Nereikia kas kartà pradëti nuo tolimø elektriniø. Pakanka þinoti trumpojo jungimo srovës vertæ maitinanèiame nagrinëjamo tinklo arba árenginio taðke, o visà prieð tai esanèià sistemà galima pakeisti elektrovaros jëga su þinoma verte ir viena varþa. Jos vertæ suþinome ðitaip: pradinë trumpojo jungimo srovës vertë maitinimo taðke, esant trifaziam sujungimui, siekia

cmax ⋅ U n 3 ZkQ

′′ = IkQ

o trifazës prieð tai esanèios sistemos varþa

cmax ⋅ U n . ′′ 3 IkQ

ZkQ = Panaði formulë, be

3 vardiklyje, tinka vienfazei grandinei.

Trumpojo jungimo sàlygos trifazës sistemos maitinanèiame taðke daþniausiai apibrëþiamos ne pradinës trumpojo jungimo srovës verte, o trumpojo jungimo galios verte ′′ = 3 U n ⋅ IkQ ′′ . SkQ

Ji vienareikðmiðkai apibrëþia pradinës trumpojo jungimo srovës vertæ maitinanèiame taðke

′′ = IkQ

′′ SkQ 3 Un

.

Áraðæ jà á trifazës sistemos varþos formulæ, gauname priklausomybæ

ZkQ =

cmax ⋅ U n2 . SkQ

Prieð já esanèios sistemos varþa apskaièiuojama lengvai ir palyginti tiksliai. Sudëtingiau jà suskaidyti á aktyviàjà ir reaktyviàjà varþà. Jeigu bûtina, galima tai padaryti ir ávertinti. 507

Trumpojo jungimo apskaièiavimai pradedami nuo trumpojo jungimo grandinës varþos apibrëþimo ZK, paskui apskaièiuojama pradinë trumpojo jungimo srovë Ik. Ji nëra tiesiogiai tinkama parenkant árenginiø trumpojo jungimo atsparumà, taèiau sudaro pagrindà trim þemiau apraðytiems dydþiams, lemiantiems trumpojo jungimo sroviø poveiká árenginiams, apskaièiuoti.

C.2. Trumpojo jungimo smûgio srovë Trumpojo jungimo smûgio srovë ip yra didþiausia galima momentinë trumpojo jungimo srovës vertë, atsirandanti nepalankiausio átampos ir srovës fazës kampo atveju trumpojo jungimo susidarymo momentu (C 1a, C 3 pav.). Ji reikalinga parenkant árenginiø trumpojo jungimo elektrodinaminá atsparumà, t. y. atsparumà elektrodinaminëms jëgoms, kurias sukelia trumpojo jungimo srovë. Ne maþesni uþ apskaièiuotà smûgio srovæ turi bûti naudojamø aparatø ir árenginiø ðie parametrai: — jungikliø, srovës transformatoriø, trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriø dinaminio atsparumo vardinë srovë; — jungikliø vardinë jungimo srovë; — ðynø elektrodinaminis atsparumas. Trumpojo jungimo smûgio srovë atsiranda per trumpojo jungimo pirmàsias 10 ms. Jeigu trumpojo jungimo neperiodinë srovë iDC, trumpojo jungimo srovës pikinë vertë bûtø lygi ± 2 Ik′′ ir kartotøsi kas pusperiodá. Bet dël neperiodinës trumpojo jungimo srovës iDC smûgio srovë gali siekti bemaþ dvigubà vertæ ± 2 Ik′′ , kai lëtai trumpojo jungimo neperiodinë srovë maþëja. Smûgio srovës vertæ apibrëþia formulë

ip = κ ⋅ 2 I k′′ , Smûgio koeficientà κ (skaityk: kappa) galima surasti brëþinyje (C 4 pav.) arba apskaièiuoti formule κ = 1,02 + 0,98 e

−

3R X

.

Didþiausia smûgio srovë atsiranda, jeigu trumpasis jungimas ávyksta prie tam tikro átampos ir srovës fazës kampo. Deja, esant trifaziam sujungimui — nepriklausomai nuo fazës kampo trumpojo jungimo atsiradimo — vienoje ið faziø pasireiðkia srovë lygi arba beveik lygi smûgio srovei. Esant tai paèiai pradinei trumpojo jungimo srovës I k′′ vertei, smûgio srovë yra tuo didesnë, kuo lëèiau nyksta neperiodinë srovë (palygink C 1 pav., a bei C 3 pav.), t. y. kuo didesnë trumpojo jungimo grandinës L/R elektromagnetinë laiko pastovioji. Ir atvirkðèiai: jeigu santykis R/X siekia 1, 2 arba daugiau, 508

C 4 pav. Smûgio koeficientas κ priklausomai nuo aktyviosios ir reaktyviosios varþø santykio trumpojo jungimo grandinëje

tai smûgio srovæ galima lyginti su didþiausia momentine trumpojo jungimo srovës verte: R ip = 2 I k′′ , jeigu ≥ 1,2. X Jeigu santykio R/X vertë neþinoma, iðimtinais atvejais galima taikyti ðias smûgio koeficiento reikðmes: κ = 1,8 aukðtos átampos árenginiuose (kas prilygsta laikinajai konstantai T = 42 ms) bei κ = 1,5 þemos átampos árenginiuose (T = 13 ms).

C.3. Trumpojo jungimo srovë atjungimo metu Trumpojo jungimo iðjungimo srovë yra kintanèios trumpojo jungimo srovës efektyvi vertë laiko momentu tmin, kai atsiskiria jungtuvo kontaktai ir tarp jø uþsidega elektrinis lankas (tmin — jungtuvo atsidarymo laikas). Maþiausiai tokià vertæ turi turëti naudojamo jungtuvo vardinë atjungimo srovë, tai yra jo iðjungiamoji geba1). Èia iðimtis: saugiklio tarpiklio vardinë iðjungimo srovë lyginama su pradine áþemëjimo srove Ik′′ . 1)

509

Trumpojo jungimo efektyviàjà srovës vertæ ik = iAC + iDC, turinèià dvi skirtingo daþnio sudedamàsias, galima apskaièiuoti kaip ðakná ið jø kvadratø sumos efektyviosios vertës laiko momentu tmin. Trumpojo jungimo periodinës srovës vertë kaip ir kitais atvejais yra jos efektyvioji vertë I′′k . Didþiausia galima absoliuti neperiodinës trumpojo jungimo srovës vertë laike t = 0 siekia 2 Ik′′ , o laike t = tmin −

tmin

iDC = 2 Ik′′ ⋅ e T . Nesimetrinæ iðjungimo srovæ galima apskaièiuoti: I b asim

= ( I k′′ ) + ( iDC ) = I k′′ ⋅ 1 + 2e 2

2

−

2 tmin T

.

b asim

b asim

C 5 pav. Iðjungiamoji srovë jungtuvo kontaktø atsidarymo metu tmin kintant trumpojo jungimo srovei, kaip parodyta C 1 pav., a (grandinës duomenys: I′′k = 10 kA, T = 42 ms): a) trumpojo jungimo srovës iK ir jos efektyviosios vertës kitimo; b) trumpojo jungimo srovës abiejø sudedamøjø iAC bei iDC efektyviø einamøjø verèiø ir jø geometrinës sumos kaita Parametras

tmin

Iðjungiamoji nesimetrinë srovë t min < 1,5 T

s

0

0,01

0,02

0,04

0,06

Ib asim

kA

17,3

15,0

13,3

11,4

10,6

Ib

kA

510

Iðjungiamoji simetrinë srovë

0,08

0,10

>0,12

10,2

10,1

10,0

Bûdvardis „nesimetrinë“ reiðkia, kad srovë yra apskaièiuojama, atsiþvelgiant á neperiodinæ srovæ, t. y. tuo momentu, kai einamoji trumpojo jungimo srovë ik dar yra nesimetriðka laiko aðies atþvilgiu (C 5 pav.). Jeigu jungiklio kontaktai atsijungia laike tmin > 1,5 T, neperiodinës srovës átakà galima nevertinti ir jungiklio parinkimo pagrindu priimti simetrinæ iðjungimo srovæ Ib = I′′k ,

jeigu

tmin > 1,5 T.

C.4. Trumpojo jungimo ekvivalentinë ðiluminë srovë Ekvivalentinë ðiluminë trumpojo jungimo srovë yra trumpojo jungimo srovës efektyvioji vertë, apskaièiuota trumpojo jungimo trukmës laike Tk, arba trumpojo jungimo srovës vidutinë kvadratinë vertë, apskaièiuota visos jungimo trukmës Tk metu (C 6 pav.). Su jos verte, apskaièiuota tokiam paèiam laikui Tk, lyginama prietaisø trumpojo jungimo ðiluminë apkrova: — jungtuvø, srovës transformatoriø, trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriø vardinë n-sekundinë srovë; — ðynø kabeliø ir laidø ðiluminis trumpojo jungimo apkrovimas.

C 6 pav. Ekvivalentinë ðiluminë srovë Ith trumpojo jungimo srovei kintant kaip C 1 pav., a, priklausomai nuo sujungimo eigos laiko Tk: a) 16,2 kA (Tk = 17 ms); b) 13,3 kA (Tk = 44 ms); c) 11,8 kA (Tk = 105 ms) (didëjant sujungimo kaitos laikui, srovë Ith artëja neribotai prie vertës I′′k = 10 kA)

511

Ekvivalentinæ ðiluminæ trumpojo jungimo srovæ galima apskaièiuoti taip: I th = I k′′ ⋅ 1 + m , kai koeficiento vertë m surandama diagramoje (C 7 pav.) arba apskaièiuojama pagal formulæ 2T − k  T  m = ⋅ 1 − e T  . Tk  

C 7 pav. Koeficientas m atitinka ðiluminá neperiodinës trumpojo jungimo srovës veikimà priklausomai nuo trumpojo jungimo trukmës laiko Tk

Ekvivalentinë ðiluminë trumpojo jungimo srovë Ith yra 1 + m kartø didesnë uþ pradinæ trumpojo jungimo srovæ Ik′′ ; tai sàlygoja neperiodinë trumpojo jungimo srovë. Jos efektas yra palyginti maþas, jeigu sujungimo laiko trukmë didesnë nei laiko pastoviosios deðimteriopa elektromagnetinë vertë Tk > 10 T. Ekvivalentinæ ðiluminæ trumpojo jungimo srovæ tuomet galima prilyginti pradinei áþemëjimo srovei Ith = I′′k ,

jeigu

Tk > 10 T.

Pati ekvivalentinës ðiluminës trumpojo jungimo srovës vertë Ith neteikia visos informacijos apie trumpojo jungimo ðilumines pasekmes. Bûtina nurodyti jungimo trukmës laikà Tk. Vietoje dviejø parametrø galima nurodyti vienà: ðiluminis trumpojo jungimo srovës efektas suprantamas kaip

Ith2 ⋅ Tk

[A2 ⋅ s].

Ðis dydis vadinamas taip pat Dþaulio (Joule) integralu arba paprasèiausiai I2t verte ir vienareikðmiðkai informuoja apie ðiluminá poveiká árenginiams trumpojo jungimo metu. Jis taip pat gerai apibûdina apsaugos prietaisus, ypaè 512

greitai veikianèius saugiklius (C 1 lent.) ir jungiklius (C 2 lent.). Iðjungimo vertë I2t yra matas ðiluminës energijos, kurià á grandinæ praleidþia apsaugantis prietaisas ir kurià turi iðlaikyti laidai ir kiti árenginiø elementai. C 1 lentelë

Didþiausia leistinoji bendrosios paskirties gG saugikliø iðjungiamoji I2t vertë Saugiklio ádëklo vardinë srovë A

Iðjungiamoji I 2t vertë A2 ⋅ s

6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630

193,6 640 1210 2500 4000 5750 9000 13 700 21 200 36 000 64 000 104 000 185 000 302 000 557 000 900 000 1 600 000 2 700 000 5 470 000 C 2 lentelë

Didþiausia leistinoji árengiamøjø maksimalios srovës jungikliø su vardine srove nevirðijanti 16 A iðjungimo vertë I2t Jungiklio trumpojo jungimo atjungimo vardinë geba

kA 3 4,5 6 10

Iðjungiamoji I2t vertë priklausomai nuo jungiklio tipo

B

C

A ⋅s 15 000 25 000 35 000 70 000

A ⋅s 18 000 30 000 42 000 84 000

2

2

Pateiktieji skaièiai atitinka jungikliø, paþymëtø skaièiumi 3 kvadrate (3 klasës su apribota I2t verte) duomenis * Lietuviðkoje techninëje literatûroje vadinamas „trumpojo jungimo srovës ðilumos impulsas“.

513

C 1 pavyzdys. Apskaièiuok didþiausià tikëtinà trumpojo jungimo srovæ gyvenamøjø patalpø tinklo grandinës gale (230 V), remiantis A 1 pavyzdþiu ir þinant, kad grandinës pradþioje vienfazio maitinimo gyvenamøjø patalpø ávadiniame skydelyje pradinë trumpojo jungimo ′′ = 2,0kA . srovë siekia IkQ Maitinanèios sistemos varþà (atðaka á butà, prijungimai, kabelinis maitinimo tinklas 230/406 V ir t. t.) galima laikyti aktyviàja varþa

RkQ =

cmax ⋅ U 1,00 ⋅ 230 = = 0,115 Ω . ′′ IkQ 2000

Nagrinëjamos grandinës, nutiestos ið varinio YDY p 3x1,5 mm 2 laido, ðaltos bûklës aktyvioji varþa RL = 0,322 Ω. Didþiausia tikëtina trumpojo jungimo srovës pradinë vertë grandinës gale (C 8 pav.)

Ik′′ =

cmax ⋅ Un 1,00 ⋅ 230 = = 526 A ≈ 0, 52 kA . RkQ + RL 0,115 + 0,322

C 8 pav. Trumpojo jungimo grandinë ið C 1 pavyzdþio

Trumpojo jungimo grandinæ apibûdina aktyvioji varþa (R >> X, T → 0), lyginant su:

2 ⋅ 0,52 = 0,74 kA,

smûgio srove

ip = 2 I′′k =

iðjungimo srove

Ib = Ik′′ = 0,52 kA,

ekvivalentine ðilumine trumpojo jungimo srove Ith = I′′k = 0,52 kA. Aukðèiau pateiktos trys apibûdinanèios situacijà vertës bûtø reikalingos, jeigu grandinës gale bûtø prijungti kokie nors aparatai. Taèiau aparatai, árengti gyvenamøjø patalpø skirstykloje, bei laidai turi bûti pritaikyti trumpojo jungimo sàlygoms, kurios pasireiðkia nagrinëjamos grandinës pradþioje ( I′′kQ = 2,0 kA). Gali sudominti maþiausia tikëtina trumpojo jungimo srovë grandinës gale, norint patikrinti, ar virðsvorio apsaugos priemonës, pateiktos gyvenamøjø patalpø paskirstymo skydelyje, suveiks pakankamai greitai. Galima jà ávertinti, laidø elektrinæ varþà priimant ákaitintos bûklës, t. y. padidintà 25 %: I k′′ min =

cmin ⋅ U n 0,95 ⋅ 230 = = 400 A = 0,40 kA . 1,25 ⋅ ( RkQ + RL ) 1,25 ⋅ ( 0,115 + 0,322 )

C 2 pavyzdys. Transformatorinë-paskirstomoji pastotë, turinti A 3 minëtà transformatoriø (15/0,42 kV, 630 kVA, ukr = 6 %, ∆Papkr = 6,3 kW), yra prijungta prie oro tinklo 15 kV, esant trumpojo jungimo galiai 100 MVA. Pastotë maitina taip pat ir oro linijà ið A 2 pavyzdþio (4 × AL 70 mm2, ilgis 270 m). Apskaièiuok trumpojo jungimo sàlygas pastotës ðynose ir oro linijos gale. Pastotës aukðtosios átampos ðynose trumpojo jungimo srovë

Ik′′ =

′′ SkQ 100 ⋅ 106 = ≈ 3850 A ≈ 3,8 kA . 3 U nQ 3 ⋅ 20 ⋅ 10 3

Atskirø trumpojo jungimo grandinës dedamøjø varþos, apskaièiuotos antrinei transformatoriaus átampai (C 9 pav.), turi tokias vertes:

514

ankstesnë maitinimo sistema turi varþà, kurià galima priimti kaip reaktyviàjà varþà X kQ =

2 cmax ⋅ U nT 1,10 ⋅ 420 2 = = 0,0019 Ω . ′′ SkQ 100 ⋅ 106

A 3 pavyzdyje apskaièiuoti transformatoriaus parametrai: RT = 0,0028 Ω, XT = 0,0166 Ω. A 3 pavyzdyje apskaièiuoti linijos parametrai: RL = 0,177 Ω, XL = 0,094 Ω.

C 9 pav. Trumpojo jungimo grandinë ið C 2 pavyzdþio trumpojo jungimo laidams apskaièiuoti þemesniajai átampai

Trumpasis jungimas pastotës ðynose

Trumpasis jungimas linijos gale

Trumpojo jungimo sàlygos pastotës þemesniosios átampos ðynose (C 9 pav.), lemianèios pastotës þemesniosios átampos prietaisø bei prijungtø linijø laidø skerspjûvio pasirinkimo pagal trumpojo jungimo apkrovos sàlygas, pateikiamos taip: Trumpojo jungimo grandinës parametrai: Rk = RT = 0,0028 Ω, Xk = XkQ + XT = 0,0019 + 0,0166 = 0,0185 Ω. Rk 0,0028 = = 0,151 , X k 0,0185 T=

Xk 0,0185 = = 0,0210 s = 21 ms. ω ⋅ Rk 2π ⋅ 50 ⋅ 0,0028

Pradinë trumpojo jungimo srovë I k′′ =

cmax ⋅ U n 3 Zk

=

1,00 ⋅ 400 3 ⋅ 0,0028 + 0,0185 2

2

=

1,00 ⋅ 400 = 12300 A ≈ 12,3 kA . 3 ⋅ 0,0187

Trumpojo jungimo smûgio srovë: κ = 1,02 + 0,98 ⋅e

−

3R X

= 1,02 +0,98 ⋅e −3⋅ 0,151 =1,64 ,

ip = κ ⋅ 2 Ik′′ = 1,64 ⋅ 2 ⋅ 12,3 = 28,5 kA. Trumpojo jungimo iðjungimo srovë laiko momentu tmin = 20 ms: iDC = 2 I k′′ ⋅ e

Ib asim =

( Ik′′ )

2

−

tmin T

= 2 ⋅ 12,3 ⋅ e

−

20 21

= 6, 7 kA .

+ ( iDC ) = 12,32 + 6,72 = 14,0 kA. 2

Ekvivalentinë ðiluminë trumpojo jungimo srovë, esant trumpojo jungimo trukmei Tk = = 40 ms: m=

T Tk

2T  − k ⋅  1 − e T 

2 ⋅ 40  21  −  ⋅  1 − e 21  = 0,513.  =   40 

I th = I k′′ 1 + m = 12,3 ⋅ 1 + 0,513 = 15,1 kA .

515

Trumpojo jungimo sàlygos þemos átampos oro linijos gale (C 9 pav.), lemianèios trumpojo jungimo apkrovà prijungtiems þemos átampos árenginiams, atrodo taip: Trumpojo jungimo grandinës parametrai: Rk = RT + RL = 0,0028 +0,117 =0,1198 Ω, Xk = XkQ + XT + XL = 0,0019 + 0,0166 + 0,094 = 0,1125 Ω,

Rk 0,1198 = = 1,06 , X k 0,1125 T=

Xk 0,1125 = = 0,003 s = 3 ms. ω ⋅ Rk 2 π ⋅ 50 ⋅ 0,1198

Pradinë trumpojo jungimo srovë: I k′′ =

cmax ⋅ U n 3 Zk

1.00 ⋅ 400

=

3 ⋅ 0.1198 + 0,1125 2

2

=

1,00 ⋅ 400 ≈ 1400 A ≈ 1, 4 kA . 3 ⋅ 0,1643

Trumpojo jungimo smûgio srovë: κ = 1,02 + 0,98 ⋅ e

−

3R X

= 1,02 + 0,98 ⋅ e −3 ⋅1,06 = 1,06,

ip = κ ⋅ 2 ⋅ Ik′′ = 1,06 ⋅ 2 ⋅ 1,4 ≈ 2,1 kA. Iðjungiamoji trumpojo jungimo srovë laiko momentu tmin = 20 ms: iDC = 2 I k′′ ⋅ e

−

tmin T

= 2 ⋅ 1,4e

−

20 3

≈ 0 kA .

Ibasim = Ib = I′′k = 1,4 kA. To ir reikëjo tikëtis, nes yra patenkinta sàlyga tmin > 1,5 T. Ekvivalentinë ðiluminë trumpojo jungimo srovë trunkant trumpajam jungimui Tk = 40 ms:

m=

2 ⋅ 40 2T − −  3   T  ⋅ 1 − e T  = ⋅  1 − e 3  = 0,075 , Tk   40  

I th = I k′′ 1 + m = 1,4 ⋅ 1 + 0,075 = 1,45 kA .

To reikëjo tikëtis, nes patenkinta sàlyga Tk > 10 T. C 3 pavyzdys. 220/15 kV pastotë su dviem 40 MVA transformatoriais 220 kV ðynose turi trumpojo jungimo galià 5 GVA (C 10 pav.). Transformatoriai lygiagreèiai nedirba. Apskaièiuok trumpojo jungimo sroves 220 kV ðynose, 15 kV ðynose ir paveikslëlyje pavaizduotoje kabelinëje linijoje. Apibrëþk privalomà nurodytø jungikliø (kai tmin = 80 ms) iðjungimo srovæ. Kabelinëje linijoje trumpasis jungimas trunka 0,5 s. Kaip pasikeistø trumpojo jungimo sàlygos, jei kabelinëje linijoje bûtø ájungtas nurodytø parametrø trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktorius? Trumpojo jungimo srovë 220 kV pastotës ðynose yra:

′′ = IkQ

516

′′ SkQ 5 ⋅ 109 = ≈ 13100 A = 13,1 kA. 3 UnQ 3 ⋅ 220 ⋅ 10 3

C 10 pav. C 3 pavyzdyje pateikto tinklo schema (a) ir atstojamoji trumpojo jungimo grandinës schema (b)

Norint apskaièiuoti trumpojo jungimo sroves 15 kV pusëje pagrindiniø trumpojo jungimo grandinës komponentø varþos bus apskaièiuotos esant ðiai srovei (C 10 pav.). Ankstesnë maitinimo sistema turi varþà, kurià galima sutapatinti su reaktyviàja varþa: X kQ =

2 cmax ⋅ U rT 1,10 ⋅ 16 5002 = = 0,0599 Ω ≈ 0,060 Ω . ′′ SkQ 5 ⋅ 109

Tokio didelio galingumo transformatoriaus reaktyviàjà varþà galima prilyginti jo tariamajai varþai: X T ≈ ZT = ukr ⋅

2 U rT 16500 2 = 0,13 ⋅ = 0,885 Ω . SnT 40 ⋅ 106

Remiantis nuorodomis, pateiktomis A priede, galima apskaièiuoti trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktoriaus varþà: X D = xD ⋅

U nD 3 I nD

= 0,06 ⋅

15000 3 ⋅ 400

= 1,299 Ω .

kabelinës linijos reaktyviàjà varþà XL = xL ⋅ l = 0,15 ⋅ 3 = 0,45 Ω bei jos ðaltos bûklës aktyviàjà varþà

RL =

1 3000 = = 0,571 Ω . γ ⋅ s 35 ⋅ 150

517

Padëtis, kol nebuvo árengtas trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktorius: Esant trumpajam jungimui 15 kV stoties ðynose trumpojo jungimo grandinës aktyvioji varþa yra palyginti maþa, o reaktyvioji varþa: Xk = XkQ + XT = 0,060 + 0,885 = 0,945 Ω. 15 kV stoties ðynose pradinë trumpojo jungimo srovë siekia: I k′′ =

cmax ⋅ U n 3 Zk

=

1,10 ⋅ 15000 3 ⋅ 0,945

≈ 10080 A ≈ 10,1 kA .

Smûgio srovës, kai κ = 1,8 (C 2 pav.), vertë:

ip = κ ⋅ 2 I k′′ = 1,8 ⋅ 2 ⋅ 10,1 = 25, 7 kA . Tai reikðmës, kurias maþø maþiausiai turi turëti ávairiø aparatø ir ðynø vardinë srovë 15 kV skirstykloje, taip pat prisijungimo jungtuvø ir galios skyrikliø vardinë srovë. Kai laikas tmin = 80 ms, didesnis nei 1,5 T (T = 42 ms, jei κ = 1,8) galima laikyti, kad iðjungimo srovë simetrinë

Ib = Ik′′ = 10,1 kA. Maþiausiai tokià vertæ turëtø turëti jungtuvø 15 kV skirstykloje iðjungimo vardinë srovë. Trumpasis jungimas kabelinëje linijoje trunka 0,5 s. Kabelá vertëtø parinkti srovei, kuri gali atsirasti trumpojo jungimo metu linijos pradþioje ir kuri praktiðkai lygi 15 kV ðynø trumpojo jungimo srovei. Ekvivalentinë ðiluminë trumpojo jungimo srovë yra atitinkamai lygi pradinei srovei, nes Tk > 10 T. Tai lengva patikrinti:

m=

T Tk

2T  − k ⋅  1 − e T 

2 ⋅0,5 −   0,042  ⋅  1 − e 0,042  = 0,084,  =   0,5   

I th = I k′′ ⋅ 1 + m = 10,1 ⋅ 1 + 0,084 = 10,5 kA .

Esant trumpajam jungimui, kabelinës linijos gale trumpojo jungimo grandinës elektrinë varþa Rk = RL = 0,571 Ω, o reaktyvioji varþa: Xk = XkQ + XT + XL = 0,060 + 0,885 + 0,45 = 1,395 Ω. Pradinë trumpojo jungimo srovë kabelinës linijos gale siekia: I k′′ =

cmax ⋅ U n 3 Zk

=

1,10 ⋅ 15000 3 ⋅ 0,571 + 10395 2

2

=

1,10 ⋅ 15000 = 6320 A = 6,32 kA . 3 ⋅ 1, 507

Smûgio srovë:

κ = 1,02 + 0,98 ⋅ e

−

3R X

= 1,02 + 0,98 ⋅e

−

3 ⋅0,571 1,395

= 1,31,

ip = κ ⋅ 2 Ik′′ = 1,31 ⋅ 2 ⋅ 6,32 = 11,7 kA.

518

Situacija, kai buvo árengtas trumpojo jungimo srovës ribojimo reaktorius: Trumpojo jungimo sàlygos ir ið jø kylantys reikalavimai nekinta esant trumpajam jungimui 15 kV ðynose. Trumpojo jungimo sàlygos gali kisti reaktoriaus zonoje ir kabelinëje linijoje. Trumpasis jungimas tarp jungtuvo ir reaktoriaus laikomas neámanomu; taèiau ne tik kabelis, bet ir jungtuvas papildo reaktoriaus ribojamas trumpojo jungimo sàlygas. Trumpojo jungimo apskaièiavimo vieta yra kabelinës linijos pradþia, nekreipiant dëmesio á bet kokià kabelio tariamàjà varþà. Tuo tarpu trumpojo jungimo grandinës aktyvioji varþa yra palyginti maþa, o reaktyvioji varþa siekia: Xk = XkQ + XT + XD = 0,060 + 0,885 + 1,299 = 2,244 Ω. Tuo tarpu pradinë trumpojo jungimo srovë:

Ik′′ =

cmax ⋅ UD 1,10 ⋅ 15000 = = 4250 A = 4,25 kA. 3 Zk 3 ⋅ 2,244

Esant trumpajam jungimui, uþ reaktoriaus smûgio koeficientas κ = 1,90 + 1,95 (tai atitinka laiko pastoviàjà T = 90 + 180 ms), tuo tarpu smûgio srovë:

ip = κ ⋅ 2 I′′k = 1,90 ⋅ 2 ⋅ 4,25 ≈ 11,4 kA , nesimetriðka iðjungiamoji srovë I basim = Ik′′ ⋅ 1 + 2 ⋅ e

−

2 tmin T

= 4,25 ⋅ 1 + 2 ⋅ e

−

2 ⋅0,08 0,09

= 4,92 kA

ekvivalentinë ir ðiluminë trumpojo jungimo srovë:

m=

T Tk

2T  − k ⋅  1 − e T 

2 ⋅0,5 −   0,090  0,090 = ⋅ − 1 e   = 0,180,   0,5   

I th = I k′′ ⋅ 1 + m = 4,25 ⋅ 1 + 0,180 = 4,62 kA .

Esant trumpajam jungimui, kabelinës linijos gale trumpojo jungimo grandinës aktyvioji varþa siekia Rk = RL = 0,571 Ω, o reaktyvioji varþa Xk = XkQ + XT + XD + XL = 0,060 + 0,885 + 1,299 + 0,45 = 2,694 Ω. Pradinë trumpojo jungimo srovë kabelinës linijos gale siekia I k′′ =

cmax ⋅ U n 1,10 ⋅ 15000 1,10 ⋅ 15000 = = = 3460 A = 3, 46 kA . 3 Zk 3 ⋅ 2,754 3 ⋅ 0,5712 + 2,6942

Smûgio srovë: κ = 1,02 + 0,98 ⋅ e

−

3R X

= 1,02 + 0,98 ⋅ e

−

3 ⋅ 0,571 2 ,694

= 1,54 ,

ip = κ ⋅ 2 I k′′ = 1,54 ⋅ 2 ⋅ 3,46 = 7, 54 kA .

519

Kontroliniai klausimai 1. Nubraiþyk pilnosios trumpojo jungimo srovës iAC, neperiodinës trumpojo jungimo srovës iDC bei pilnosios trumpojo jungimo srovës (iAC + iDC) kitimà laike prie ávairiø trumpojo jungimo atsiradimo faziniø kampø. 2. Kaip apibûdinti nutolusá trumpàjá jungimà? Kaip matuojant trumpojo jungimo srovæ oscilografu ásitikinti, kad trumpasis jungimas yra nutolæs? Ar kiekvienas oscilografas leidþia tai árodyti? 3. Ar tai pradinë trumpojo jungimo srovë? Nustatyk jos vertæ, remdamasis oscilogramomis, sudarytomis atsakant á 1 klausimà. 4. Kaip laike kinta neperiodinë trumpojo jungimo srovë? 5. Induktyviai grandinei X >> R nubraiþyk trumpojo jungimo srovës oscilogramà (nuo laiko t = 0) situacijoje, kai neribotos srovës nëra ið viso. 6. Kokia yra trumpojo jungimo grandinës elektromagnetinës laiko pastoviosios reikðmë? *7. Per pirmàsias trumpojo jungimo trukmës 10 ms neperiodinë srovë sumaþëjo nuo vertës A iki vertës 0,8 A. Kokia jos vertë po kitø 10 ms? 8. Kada galima pripaþinti, kad iðnyko neperiodinë trumpojo jungimo srovë grandinëje R/X, lygioje: a) 0,05; b) 0,1; c) 0,5; d) 1; e) 2; f) 10? (Atsakymas: 191; 95; 19; 9,5; 5; 1 ms.) 9. Kas tai yra trumpojo jungimo galia? Kokiam tikslui panaudojama jos vertë? 10. Gyvenamøjø patalpø paskirstymo skydelyje trumpojo jungimo srovë siekia 1,5 kA. Kokia yra trumpojo jungimo tariamoji varþa prieð já esanèiuose árenginiuose ir maitinimo tinkle? 11. Kas tai — trumpojo jungimo smûgio srovë? Kaip ji apskaièiuojama? 12. Kokià átakà smûgio srovës vertei turi elektromagnetinë laiko pastovioji trumpojo jungimo grandinëje L/R? 13. Iðvardyk keletà parametrø elektromagnetiniø prietaisø, kurie parenkami numanomai smûgio srovës vertei. 14. Kada smûgio srovë yra lygi 2 I′′k ? 15. Kas yra iðjungiamoji trumpojo jungimo srovë? Kokiam tikslui ji apskaièiuojama? 16. Paaiðkink iðjungiamosios trumpojo jungimo srovës apskaièiavimo bûdà. 17. Koks skirtumas tarp simetrinës iðjungiamosios srovës ir nesimetrinës? 18. Kas tai yra ekvivalentinë ðiluminë trumpojo jungimo srovë? Kuriam tikslui ji apskaièiuojama? 19. Paaiðkink ekvivalentinës ðiluminës trumpojo jungimo srovës apskaièiavimo bûdà. 20. Kas tai yra trumpojo jungimo srovës ðiluminës pasekmës? 21. Kas tai yra jungiklio arba saugiklio iðjungiamoji I2 t vertë? * Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

520

D p r i e d a s. Laidø skerspjûvio parinkimas

D.1. Pagrindinës taisyklës Pateiktos þemiau laidø skerspjûvio parinkimo taisyklës taikomos darbo laidams, tiekiantiems energijà; tiktai kai kurie ið jø atitinka apsauginius laidus PE. Kiti parinkimo kriterijai (D.2 ÷ D.7) apibûdina maþiausià leistinà laidø skerspjûvá. Ðie kriterijai, kuriuos sàlygoja didþiausias skerspjûvis, yra lemiantieji; toks skerspjûvio parinkimas patenkina visus kitus reikalavimus. Prieð pradedant laido skerspjûvio parinkimà, reikia þinoti nagrinëjamø laidø rûðá: ar tai oro linijos, ar kabelinës, ar vidaus tinklo laidai. Jeigu tai vidaus tinklo laidai, reikia parinkti laidø rûðá pagal naudojimo sàlygas; ypaè privalu atsiþvelgti á: a) vidaus tinklo vardinæ átampà; b) ar laidai tiesiami stacionariai, ar turi maitinti judanèius prietaisus; c) taip pat ir á aplinkos poveiká (padidinta aplinkos temperatûra, drëgmë, vanduo, virpesiai, smûgiai); d) taip pat á pavojø aplinkai, pvz. vietose, kur gali kilti gaisras.

D.2. Parinkimas atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà Laidai ir jø sujungimai turi bûti patikimi, turi atlaikyti áprastus mechaninius poveikius, atsiradusius montuojant ir áprasto naudojimo metu. Todël bûtinas tam tikras minimalus skerspjûvis (D 1 lentelë), net jeigu dël elektriniø sàlygø pakaktø ir maþesnio. 521

D 1 lentelë

Maþiausias leistinas laido skerspjûvis atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà wg [28] varinis mm2 laidas

aliuminis mm2 laidas

10

25

Laidai, izoliuoti be apvalkalo arba armavimo, nutiesti patalpø iðorës pavirðiuje

6

10

Izoliuoti laidai, nutiesti patalpose

1

1,5

Srovës transformatoriaus antrinës grandinës laidai

2,5

uþdraustas

Átampos transformatoriaus antrinës grandinës laidai

1,5

uþdraustas

Laido rûðis ir pritaikymas

Þemos átampos oro linijø laidai (tarpatramiai > 45 m)

D.3. Parinkimas atsiþvelgiant á áðilimà nuo darbinës srovës Kuo didesnë srovë, tekanti grandinëje esant áprastam vartojimui, tuo didesnis pageidaujamas laidø skerspjûvis, kad jie neákaistø virð normos. Taisyklës [28] pateikia laidø Iz ilgalaikæ apkrovà, arba didþiausià srovæ, kuria ilgam laikui galima apkrauti laidus. Ji lyginama su maksimalia apskaièiuojama grandinës srove IB; bûtinai reikia ilgalaikës apkrovos laidø: Iz ≥ IB. Apkrovos, pastovios laike, metu srovë IB yra didþiausia áprastinio vartojimo srovë, tekanti palyginti ilgai, kad laido temperatûra (didesnë uþ aplinkos temperatûrà) taptø pastovi, t. y. nedidëtø. Esant kintamai apkrovai, srovë IB yra ekvivalentinë, nekintanti laike srovë, kelianti toká pat didþiausià temperatûros prieaugá, kaip ir realiai tekanti srovë. Ilgalaikë leistina apkrovos srovë Iz priklauso nuo gyslos medþiagos ir jos skerspjûvio bei laido rûðies. Taip pat priklauso nuo aplinkos temperatûros ir nuo nutiesimo bûdo, nes visa tai daro átakà auðinimo sàlygoms, ðilumos, iðsiskirianèios laide, atidavimui á aplinkà. Kai kuriø komponentø átakà iliustruoja D 2 lentelë. Auðinimo sàlygos blogëja (Iz maþëja), jeigu susikaupia daug laidø, pvz., montaþiniame latakëlyje arba jeigu laidas daugiagyslis. Dëmesys kreipiamas tiktai á gyslas bei laidus, apkrautus srovës, kurios vertë lyginama su leistina apkrovos srove Iz. Nevertinami apsauginiai laidai ir gyslos PE. Taip 522

D 2 lentelë

Ilgalaikë leistina apkrova Iz variniø gyslø laidams, kuriø izoliacija yra ið natûralios gumos arba polivinito, nutiestuose visam laikui vietoje, kur aplinkos temperatûra nevirðija +25 °C wg [28] Gyslø skerspjûvis

Viengysliai laidai, tiesiami izoliaciniuose vamzdeliuose

po 2

po 3

po 4 ÷ 6

mm2

A

A

1

13

1,5

Daugiagysliai laidai ir kabeliai, tiesiami pavieniui laikikliuose ir turintys gyslø skaièiø

2

3

4

5 arba 6

A

A

A

A

A

12

10

17

15

13

12

17

15

13

22

19

17

15

2,5

24

21

18

30

27

24

21

4

31

28

25

40

33

31

28

6

40

36

32

51

46

40

36

10

55

49

43

70

62

55

49

16

74

66

58

95

84

74

66

25

98

87

77

123

110

98

87

35

120

107

94

154

136

120

107

50

150

134

118

192

170

150

134

pat nevertinami neutralûs laidai N ir gyslos trifaziø grandiniø, apkraunamø simetriðkai sinusine srove (nedeformuota aukðtesniø harmonikø, ypaè harmonikø, kartotinø trims, kuriø srovës sumuojasi neutraliajame laide).

D.4. Parinkimas atsiþvelgiant á áðilimà nuo perkrovos srovës Laidai, tiesiami pastatuose, turi bûti apsaugoti ne tiktai nuo trumpøjø jungimø, bet taip pat ir nuo perkrovos padariniø; gaisro pavojus pastatø tinkluose kur kas didesnis nei paskirstymo tinkle. Dël to privalu laikytis ðiø reikalavimø (D 1 pav.): 1. Laido ilgalaikë leistina apkrovos srovë Iz turi bûti ne maþesnë negu prietaiso, apsauganèio nuo perkrovos, vardinë srovë arba paleidþiamoji srovë In; norint iðvengti nepageidaujamø padariniø, ji turi bûti ne maþesnë nei grandinës maksimali apskaièiuotoji srovë IB Iz ≥ In ≥ IB. 2. Perkrovos srovës, kurios vertë 1,45 Iz, kai laido temperatûros kilimas leidþiamas dvigubai didesnis uþ ilgalaiká leistinà, atjungimà privalo uþtikrinti grandinës virðsrovinë apsauga. Bûtina patenkinti sàlygà 523

1,45 Iz ≥ I2, arba Iz ≥

I2 , 1,45

kur I2 — maþiausia atjungimo srovë, uþtikrinanti virðsrovinës apsaugos veikimà. Srovës I2 vertæ galima nustatyti remiantis apsauginio prietaiso laiko-srovës charakteristika. Ji siekia, atsiþvelgiant á vardinæ arba paleidþiamàjà srovæ In: 1,6 — saugikliams1), kuriø vardinë srovë nevirðija 25 A (iðjungimas ávyksta praëjus l ÷ 4 h priklausomai nuo vardinës srovës), 1,45 — naujesniems tinklo maksimalios srovës jungikliams (iðjungimas ávyksta praëjus 1 h), 1,15 — naujesnëms termobimetalinëms relëms, dirbanèioms kartu su jungikliais (iðjungimas ávyksta praëjus 20 min). Jeigu grandinëje yra daugiau nei viena Srovë maksimalios srovës apsauga (pvz., saugikLaidas Maksimalios lis ir jungiklis su termobimetaline rele), tai srovës apsauga pasirenkant laidø sperspjûvá imama sro1,45 I z ≥ I2 vës I2 vertë tos apsaugos, kurios ji yra maþiausia.

ä

Iz ≥ In In ≥ IB

D 1 pav. Reikalavimai elektros tinklo laidø maksimalios srovës apsaugai pastatuose

D.5. Parinkimas atsiþvelgiant á áðilimà nuo trumpojo jungimo srovës Per trumpà trumpojo jungimo trukmës laikà trumpojo jungimo srovë iðskiria ðilumos energijà, kurios kiekis yra

Ith2 ⋅ Tk

[A2 ⋅ s],

ji nesklinda á aplinkà, taèiau visa sunaudojama laidui ðildyti. Leidþiama ribinë laido áðilimo temperatûra, esant trumpajam jungimui, yra kur kas aukðTai lieèia tik visiðko iðjungimo „g“ saugiklius; nevisiðko iðjungimo „a“ saugikliai gali neiðjungti tokios srovës. 1)

524

tesnë nei leistina prie ilgalaikës vardinës apkrovos, nesukelianèios laido paþeidimø. Galima apskaièiuoti arba rasti taisyklëse [28] didþiausià leistinà vienos sekundës srovës tanká k [A/mm2] arba srovës tanká, kurá laidas iðlaiko vykstant trumpajam jungimui Tk = 1 s. Tuo tarpu ðiluminis atsparumas laido, kurio sperspjûvis s [mm2], siekia (k ⋅ s)2 ⋅ 1 ir neturi bûti maþesnis uþ trumpojo jungimo srovës ðiluminá efektà (k ⋅ s)2 ⋅ 1 ≥ Ith2 ⋅ Tk . Remiantis ðia priklausomybe, galima apskaièiuoti laido skerspjûvá, kad jis atlaikytø ðiluminæ trumpojo jungimo apkrovà s≥

Ith k

Tk 1

arba

s≥

1 k

I2t . 1

Kita formulës pusë bûdinga situacijai, kai ðilumines trumpojo jungimo pasekmes lemia tiesiogiai saugiklio arba jungiklio iðjungimo vertë I2t (C 1 ir C 2 lentelës). Vienetas formulës poðakniniame vardiklyje reiðkia 1 s laikà, kuris susietas su srovës tankiu k; jis paliekamas dël vienetø tapatumo. Pavyzdþiui, laidams, izoliuotiems polivinitu, didþiausias leistinas vienos sekundës srovës tankis k siekia: 115 A/mm2 — variniams laidams, 74 A/mm2 — aliumininiams laidams. Trumpojo jungimo metu ðie laidai nuo ilgalaikës leistinos temperatûros 70 °C gali ákaisti iki leistinos (prie trumpojo jungimo) temperatûros 160 °C arba leistinas temperatûros kilimas sujungimo metu siekia 160 – 70 = 90 °C.

D.6. Parinkimas atsiþvelgiant á leistinà santykiná átampos kritimà, atsiradusá dël apskaièiuotos maksimalios srovës IB Po pradinio laidø skerspjûvio parinkimo pagal ankstesnius nurodymus galima apskaièiuoti atsiradusá juose átampos kritimà, kilusá dël apskaièiuotos grandinës maksimalios srovës IB, naudojantis pavyzdþiais, pateiktais B priede. Jeigu jis nevirðija leistinos vertës (2 ÷ 8 % priklausomai nuo aplinkybiø), pasirinktas skerspjûvis yra pakankamas. Jeigu virðija, skerspjûvá galima paeiliui didinti vienu laipteliu ir apskaièiavimus kartoti, kol pasieksime tenkinantá rezultatà. 525

Taip pat galima, keièiant formules B priede bei atitinkamai vietoj laido aktyviosios ir reaktyviosios varþø formulëje áraðant R=

1 γ⋅s

X = xL ⋅ 1 (simboliø reikðmës kaip ir A priede),

apskaièiuoti pageidaujamà vienfazës grandinës laidø skerspjûvá:

s≥

1  ∆U% ⋅ U  γ ⋅ – xL ⋅10 –3 ⋅ tgϕ   200 ⋅ I ⋅ l ⋅ cos ϕ 

ir trifazës grandinës

s≥

1 .   ∆U% ⋅ U –3 γ ⋅ – xL ⋅ 10 ⋅ tgϕ   100 3 ⋅ I ⋅ l ⋅ cos ϕ 

Jeigu laidø reaktyvioji varþa yra palyginti maþa, tai aukðèiau pateiktos formulës prastinamos ðitaip:

s ≥ 200 ⋅

I ⋅ l ⋅ cos ϕ , γ ⋅ ∆U% ⋅ U

s ≥ 100 ⋅ 3 ⋅

I ⋅ l ⋅ cos ϕ . γ ⋅ ∆U% ⋅ U

D.7. Parinkimas atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà, kilusá dël grandinës prijungiamosios srovës Skaièiavimo eiga tokia pat kaip ir aukðèiau, taèiau á formules reikia áraðyti prijungiamàjà srovæ bei jà atitinkantá galios koeficientà cos ϕ (tg ϕ), taip pat didesná leistinà átampos kritimà ∆U%. Ðis laidø skerspjûvio parinkimo kriterijus lemia didesná skerspjûvá nei ankstesnysis, jeigu prijungiamoji srovë yra daug kartø didesnë uþ srovæ IB ir negalima panaðiu laipsniu1) padidinti leistinà átampos kritimà. Problema kyla, pvz., paleidþiant variklá, o ypaè kai vienu metu paleidþiama varikliø grupë. Leistinos átampos kritimo vertë turi atitikti reikalaAtsiradæs átampos kritimas nedidëja tuo paèiu laipsniu kaip srovë, nes galios koeficientas yra kitoks esant apskaièiuotai maksimaliai srovei IB, o dar kitoks — esant prijungimo srovei. 1)

526

vimus, keliamus prijungtiems árengimams (pvz., paleidimo galimybë) kaip ir kitiems, maitinamiems ið to paties tinklo prietaisams (pvz., ðviesos mirgëjimas, kontaktø atsiskyrimas). D 1 pavyzdys. Parink gyvenamøjø patalpø tinklo vienfazës 230 V grandinës laidø DY, nutiestø vamzdelyje ir maitinanèiø árengimus, kuriø galia 2640 W, skerspjûvá, kai galios koeficientas cos ϕ = 0,95. Grandinëje turi bûti maksimalios srovës jungiklis B 16 (In = 16 A). Grandinës ilgis — 10 m. Reikia viengysliø variniø laidø, kuriø skerspjûvis ne maþesnis nei: a) atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà (D 1 lent.) s ≥ 1 mm2;

P 2640 = = 12,1 A , pakaks laiU ⋅ cos ϕ 230 ⋅ 0,95 dø, kuriø skerspjûvis 1 mm2, o ilgalaikë apkrova (D 2 lent.) Iz = 13 A; c) atsiþvelgiant á ákaitinimà perkrovos srove (grandinëje, apsaugotoje maksimalios srovës jungikliu, kai vardinë srovë In = 16 A srovë I2 = 1,45 ⋅ 16 = 23,2 A): b) atsiþvelgiant á ákaitinimà darbine srove IB =

1,45 Iz ≥ I2

Iz ≥ I n

Iz ≥ 16 A

1,45 Iz ≥ 1,45 ⋅ 16

Iz ≥ 16 A,

bûtini 15 mm2 laidai, leidþiantys ilgalaikæ apkrovà Iz = 17 A; d) atsiþvelgiant á ákaitinimà trumpojo jungimo srove; jungiklis B 16, kurio iðjungimo geba 3 kA, jo iðjungimo lygis I2t 15 000 A2 ⋅ s (C 2 lent.), reikia laido, kurio skerspjûvis: s≥

1 k

I 2t 1 15000 = = 1,1 mm 2 , t. y. maþiausiai 1,5 mm2; 1 115 1

e) atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà (3 % grandinëje, maitinanèioje galios ir ðildymo prietaisus), taip pat á vario aktyvøjá laidumà ákaitusioje bûklëje (maþesnio santykyje 1,25), reikia laido skerspjûvio s ≥ 200 ⋅

I ⋅ l ⋅ cos ϕ 12,1 ⋅ 10 ⋅ 0,95 = 200 ⋅ = 0,7 mm 2. 58 γ ⋅ ∆U% ⋅ U ⋅ 3 ⋅ 230 1,25

Iðvada: Lemiantieji reikalavimai yra c) bei d); reikia naudoti laidus, kuriø skerspjûvis 1,5 mm2. Aukðèiau pateikti apskaièiavimai bûdingi darbiniams laidams L ir N. Apsauginio laido PE ðiuo atveju (4.3 lent.) skerspjûvis turi bûti ne maþesnis nei darbiniø laidø. Vamzdelyje reikia nutiesti 3 laidus DY 1,5 mm2. D 2 pavyzdys. Parink skerspjûvá varinio kabelinio laido arba kabelio, tiesiamo pramoninio paviljono iðorëje ir maitinanèio trifazá indukciná narveliná variklá (3.2 lent.), kurio duomenys: Un = 400 V, Pn = 45 kW, In = 79 A, cos ϕ = 0,88. Grandinës prietaisas turi: saugiklius su indëklais WTN00 160, kontaktoriø LS 87 bei termobimetalinæ relæ b 177 S, kurios paleidþiamoji srovë 63 ÷ 90 A. Grandinës ilgis siekia 50 m. Reikia laido, kurio skerspjûvis ne maþesnis nei: a) atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà (D 1 lent.) s ≥ 1 mm2; b) atsiþvelgiant á ákaitinimà darbine srove IB = 79 A, bûtinas laidas, kurio skerspjûvis 16 mm2; ilgalaikë leistina apkrova (D 2 lent.) Iz = 84 A;

527

c) atsiþvelgiant á ákaitinimà perkrovos srove; nuo perkrovos apsaugo termobimetalinë relë, kurià galima nustatyti didþiausiai srovei In max = 1, 1 In = 1,1 ⋅ 79 ≈ 87 A ir kuri — taip nustatyta — tikriausiai suveiks, kai perkrovos srovë I2 = 1,15 ⋅ 87 ≈ 100 A Iz ≥ In max 1,45 Iz ≥ 1,1 ⋅ 1,15 In

Iz ≥ 87 A

1,45 Iz ≥ 100

Iz ≥

100 = 69 A, 1,45

bûtinas 25 mm2 laidas ilgalaikei apkrovai Iz = 110 A; d) atsiþvelgiant á ákaitinimà trumpojo jungimo srove; saugiklis gG 160 A, kurio iðjungimo I2t lygi 185 000 A2 ⋅ s (C 1 lent.), kai bûtinas laido skerspjûvis s≥

1 k

I 2t 1 185000 = = 3, 7 mm2 , t. y. maþiausiai 4 mm2; 1 115 1

e) atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà, kurá sukelia maksimali apskaièiuota srovë (3 % grandinëje, maitinanèioje galios ir ðildymo prietaisus), taip pat á vario aktyvøjá laidumà ákaitusioje bûklëje (santykiðkai maþesnio 1,25): s ≥ 100 3 ⋅

I ⋅ l ⋅ cos ϕ 79 ⋅ 50 ⋅ 0,88 = 100 3 ⋅ ≈ 11 mm2 , t. y. maþiausiai 16 mm2. 58 γ ⋅ ∆U% ⋅ U ⋅ 3 ⋅ 400 1,25

Iðvada: Svarbiausias reikalavimas yra c); reikia naudoti laidà, kurio skerspjûvis 25 mm2. Aukðèiau pateikti apskaièiavimai bûdingi faziniams laidams L 1, L 2 ir L 3; iki pat variklio nereikia tiesti laido N (jo gali prireikti paskirstymo spintoje átampos reguliavimo grandinei maitinti). Apsauginio laido PE, sudaranèio daugiagyslio laido gyslà (4.3 lent.), skerspjûvis turi bûti ne maþesnis nei 16 mm2. Reikalingas keturgyslis kabelis YKY 4 × 25 mm 2 arba 3 × 25 + 16 mm2, iðtiestas virðuje su ilgalaike apkrova Iz = 110 A. D 3 pavyzdys. Parink varinio kabelinio laido skerspjûvá arba kabelio, nutiesto pramoninio paviljono pavirðiuje maitinti trifazei varþinei krosniai, kurios duomenys: Un = 400 V, Pn = 55 kW, In =80 A. Árenginio grandinë turi: saugiklius su indëklais WTN00 100 bei kontaktoriø LS 107. Grandinës ilgis siekia 50 m. Reikia laido, kurio skerspjûvis ne maþesnis nei: a) atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà (D 1 lent.) s ≥ 1 mm2; b) atsiþvelgiant á ákaitinimà darbine srove IB = 80 A, reikia laido, kurio skerspjûvis 16 mm2 su leistina ilgalaike apkrova (D 2 lent.) Iz = 84 A; c) atsiþvelgiant á ákaitinimà perkrovos srove; apsauga nuo perkrovos yra saugiklis, kuris tikriausiai iðjungs srovæ, maþiausiai lygià virðutinei bandomajai srovei I2 = 1,6 ⋅ 100 = = 160 A Iz ≥ 100 A Iz ≥ In 1,45 Iz ≥ 1,61 Inb

Iz ≥

1,6 1,6 Inb = ⋅ 100 = 110 A, 1,45 1,45

bûtinas 25 mm2 laidas su leistina ilgalaike apkrova Iz = 110 A; d) atsiþvelgiant á ákaitinimà trumpojo jungimo srove; saugiklis gG 100 A, kurio iðjungimo I2t lygus 64 000 A2 ⋅ s (C 1 lent.), reikia laido skerspjûvio s≥

528

1 k

I 2t 1 64000 = = 2,2 mm 2, t. y. maþiausiai 2,5 mm2; 1 115 1

e) atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà (3 % grandinëje, maitinanèioje galios ir ðildymo prietaisus), taip pat á vario aktyvøjá laidumà ákaitintoje bûklëje (santykiðkai maþesná 1,25): s ≥ 100 3 ⋅

I ⋅ l ⋅ cos ϕ 80 ⋅ 50 ⋅ 1 = 100 3 ⋅ ≈ 12, 4 mm 2 , 58 γ ⋅ ∆U% ⋅ U ⋅ 3 ⋅ 400 1,25

t. y. maþiausiai 16 mm2.

Iðvada: Svarbiausias reikalavimas yra c); bûtina naudoti laidà, kurio skerspjûvis 25 mm2. Ðis pavyzdys rodo, koks svarbus yra saugiklio, apsauganèio nuo perkrovos, vaidmuo. Laidas, kurio vienintelë maksimalios srovës apsauga yra saugiklis, nejunta ðiluminiø trumpojo jungimo padariniø (ðiame pvz. pakaktø 2,5 mm2 laido), taèiau gali perkaisti esant perkrovai. Aukðèiau pateikti apskaièiavimai bûdingi fiziniams laidams L 1, L 2 ir L 3; á patá variklá nereikia tiesti laido N (jo gali prireikti paskirstomajame tinkle maitinti valdymo grandinæ). Apsaugoto daugiagyslio laido PE gyslos (4.3 lent.) skerspjûvis turi bûti ne maþesnis nei 16 mm2. Reikalingas keturgyslis kabelis YKY 4 × 25 mm2 arba 3 × 25 + 16 mm2, nutiestas pavirðiuje su leistina ilgalaike apkrova Iz = 110 A. D 4 pavyzdys. Variklis, pateiktas D 2 pavyzdyje, turi bûti maitinamas atskira 150 m ilgio plikø aliumininiø laidø, kuriø aktyvusis laidumas 33 (µΩ ⋅ m)–1, oro linija. Átampos kritimas, esant vardinei variklio apkrovai, neturëtø virðyti 5 %, o paleidimo metu — 15 %. Atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà (D 1 lent.) reikia laido AL, kurio skerspjûvis — maþiausiai 25 mm2. Jo ilgalaikë leistina apkrova Iz = 140 A (D 3 lent.). Esmë ta, kad skerspjûvis turi atitikti leistinà átampos kritimà. Oro linijos su plikais laidais reaktyvioji varþa (0,35 mΩ/m), kurioje srovës reaktyvioji dedamoji (I ⋅ sin ϕ) sukelia átampos kritimà

3 ⋅ I ⋅ X ⋅ sin ϕ. Tai labai svarbu, nes paleidimo metu variklis ágyja tam tikrà srovæ, esant maþam galios koeficientui (didelës srovës reaktyviosios dedamosios I ⋅ sin ϕ). Reikalingas skerspjûvis atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà ir esant vardinei variklio apkrovai: I = 79 A, cos ϕ = 0,88 (tg ϕ = 0,54):

Reikalingas skerspjûvis atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà variklio paleidimo metu: I = 6 ⋅ 79 = 470 A, cos ϕ = 0,40 (tg ϕ = 2,29):

529

D 3 lentelë

Ilgalaikë leistina apkrova Iz plikø aliumininiø oro linijø laidø wg [28] Skerspjûvis

mm2

16

25

35

50

70

95

A

110

140

175

220

275

340

Iz

Iðvados. Ið aukðèiau pateiktø supaprastintø apskaièiavimø matome, kad visus pateiktus reikalavimus gali patenkinti laidø AL 4 × 95 mm2 linija. Apskaièiavimus reikëtø kartoti, áraðant maþesnæ, proporcingà átampos lygiui variklio gnybtuose, paleidimo srovës vertæ. Paaiðkëtø, kad pakanka laidø AL 4 × 70 mm2. Jeigu paleidimo metu variklio gnybtuose maþëja átampa, pvz., 15 % (iki 0,85 vardinës átampos lygio, kai paleidimo srovë sumaþëja iki vertës 0,85 ⋅ 6 ⋅ 79 = 403 A), tuo paèiu maþëja paleidimo momentas apie 28 % (iki lygio 0,852 = 0,72 paleidimo momento esant vardinei átampai), o tai ne visada priimtina. Jeigu sumaþintume leistinà paleidimo metu átampos kritimà, tuomet laidø skerspjûvis, kurá tektø parinkti, pradëtø didëti iki absurdiðkos vertës: ∆U% ∆U% ∆U% ∆U%

kai kai kai kai

= = = =

13 12 11 10

% % % %

s s s s

≥ ≥ ≥ ≥

119 mm2, 175 mm2, 330 mm2, 2900 mm2.

Tolesnis apskaièiavimo rezultatas yra neigiamoji skerspjûvio vertë, o tai reiðkia, kad átampos kritimas reaktyviosios varþos linijoje — praktiðkai nekintantis nepaisant skerspjûvio didëjimo ( 3 ⋅ I ⋅ X ⋅ sin ϕ) — yra didesnis nei leistina vertë. Já galëtø kompensuoti fikcinis neigiamosios reaktyviosios varþos laidas, — taip vertëtø suprasti neigiamà apskaièiavimø rezultatà. Panaðiø komplikacijø krintant átampai, kai variklis paleidþiamas, nëra maþos reaktyviosios varþos grandinëje. Jeigu oro linijà, apie kurià kalbama, nutiestume izoliuotu daugiagysliu laidu (þr. 5, 6 sk.), jos reaktyvioji varþa sumaþëtø apie 0,15 mΩ/m (A priedas) ir apskaièiavus gautume ðiuos rezultatus: Pageidaujamas skerspjûvis atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà, esant variklio vidinei apkrovai, s≥

1   5 ⋅ 400 33 ⋅  – 0,15 ⋅ 10 –3 ⋅ 0, 54   100 3 ⋅ 79 ⋅ 150 ⋅ 0,88 

= 30 mm 2 .

Reikalingas skerspjûvis atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà variklá paleidþiant s≥

1 = 35 mm 2 .   15 ⋅ 400 –3 33 ⋅  – 0,15 ⋅10 ⋅ 2,29   100 3 ⋅ 6 ⋅ 79 ⋅ 150 ⋅ 0, 40 

Pakaks 35 mm2 skerspjûvio, jei jis patenkina visus keliamus reikalavimus.

530

Kontroliniai klausimai 1. Á kokius skaitmeninius parametrus ir kitas laido savybes reikia atsiþvelgti parenkant laidus? 2. Kuo pagrástas laido skerspjûvio parinkimas atsiþvelgiant á mechaniná atsparumà? Kaip elgtis, kad tik dël ðios prieþasties nereikëtø pernelyg stipriai didinti skerspjûvio? 3. Kuo pagrástas laido skerspjûvio (leistinos apkrovos) parinkimas atsiþvelgiant á ákaitinimà darbine srove? 4. Kokià átakà ilgalaikei laiko apkrovai turi: a) aplinkos temperatûros padidëjimas; b) bendras 30 laidø nutiesimas izoliaciniame latakëlyje? *5. Kokia turi bûti apkrova laiduose, nutiestuose ðaldymo kameroje, kai temperatûra –30 °C? 6. Nuo ko priklauso laido skerspjûvio (leistinos apkrovos) parinkimas atsiþvelgiant á ákaitinimà perkovos srove? 7. Kaip apibûdinama I2 vertë maþiausios srovës, kuri neabejotinai paskatina suveikti maksimalià srovës (perkrovos) apsaugà? 8. Kas lemia laido skerspjûvio (leistinos apkrovos) parinkimà atsiþvelgiant á ákaitinimà trumpojo jungimo srove? 9. Kas tai yra didþiausias leistinas vienos sekundës srovës tankis k [A/mm2]? 10. Nuo ko priklauso laido skerspjûvio parinkimas atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà, kurá sukelia maksimali apskaièiuotoji srovë IB? 11. Nuo ko priklauso laido skerspjûvio parinkimas atsiþvelgiant á leistinà átampos kritimà, kurá sukelia grandinës prijungiamoji srovë? * Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

531

E p r i e d a s. Elektrinio apðvietimo apskaièiavimas

E.1. Svarbesnieji fotometriniai dydþiai Fotometrinius dydþius sudaro fizikiniai dydþiai objektyviai apraðant laisvà spinduliavimà, atsiþvelgiant á subjektyvøjá ðviesos jautrumà, kurá jauèia normali þmogaus akis. Santykinis spektrinis akies jautrumas pavaizduotas E 1 pav.

E 1 pav. Santykinis spektrinis þmogaus akies jautrumas Vλ

Spinduliavimo galios atitikmuo Fe (vatais) — gaminamos, siunèiamos arba gaunamos elektromagnetinio spinduliavimo galios — fotometrijoje yra ðviesos srautas Φ (liumenais). Jø tarpusavio ryðá lengviausia áþvelgti nagrinëjant monochromatiná spinduliavimà, t. y. linijinio spektro vieno bangos ilgio spinduliavimà. Vienas monochromatinio spinduliavimo galios vatas, kai bangos ilgis 555 nm (geltonai þalia ðviesa), á kurá akis jautriausiai reaguoja, atitinka ðviesos srautà 683 lm; tai yra fotometrinis spinduliavimo ekvivalentas Km = 683 lm/W. Ta pati 1 W monochromatinio spinduliavimo 532

galia, kai bangos ilgis 589 nm, akies jautrumas Vλ = 0,76 (E 1 pav.), atitinka ðviesos srautà

 lm  Φ = Fe ⋅ Vλ ⋅ Km = 1[W] ⋅ 0,76 ⋅ 683   = 519 lm, W o kai bangos ilgis 650 nm (raudona ðviesa) — ðviesos srautà

 lm  Φ = Fe ⋅ Vλ ⋅ Km = 1[W] ⋅ 0,107 ⋅ 683   = 73 lm.  W Jeigu ta pati 1 W galia bûtø iðspinduliuota lygios energijos spektre pilno matomumo diapazone (E 2 pav.), tai tokio spinduliavimo fotometrinio naudingo veikimo koeficientas bûtø lygus 1/3 (ploto po kreive Vλ santykiui su staèiakampio ABCD plotu). Tai atitiktø ðviesos srautà:  lm  Φ = 1 [W] ⋅ 0,333 ⋅ 683   = 225 lm. W

E 2 pav. Lygios energijos ðviesos spinduliavimo srauto, apimanèio visà matomàjá spektro diapazonà, þenklinimas

Ðviesos srauto, krentanèio á apðvieèiamà plokðtumà, ir tos plokðtumos elemento pavirðiaus ploto santykis vadinamas apðviestumu ir matuojamas liuksais (E 3 pav.):

E=

Φ S

 lm   m2  = [lx ]. 533

Ðviesos ðaltinis iðspinduliuoja ðviesos srautà tam tikru erdviniu kampu ω (E 3 pav.). Ðviesos srauto, iðspinduliuojamo konkreèia kryptimi ir elementariu (maþu) erdviniu kampu, ir to kampo vertës santykis vadinamas ðviesos stiprumu:

Φ  lm   sr  = [cd]. ω Ðviesos stiprumo vienetas yra kandela, — ðviesa, atitinkanti 1 liumeno srautà, iðspinduliuotà 1 steradiano erdviniu kampu. Kandela yra vienas ið septyniø pagrindiniø SI sistemos vienetø. I=

E 3 pav. Ðviesos srauto, iðspinduliuojamo ið ðviesos ðaltinio, ir ðviesos srauto, krintanèio á apðviestà pavirðiø, svarbesnës priklausomybës

Erdvinio kampo, kurio virðûnë 0, matas yra rutulio su centru 0 ir spinduliu 1 pavirðiaus dalies kampo dydþio iðkirptas plotas. Jeigu ðviesos iðsiskirstymas vyksta kûgio, kurio pjûvio plokðtumos atsilenkimo kampas yra 2α srityje, tai já atitinka erdvinis kampas: ω2α = 2π (1 – cos α). 2α

(ο)

10

30

60

120

180

360

ω2α

sr

0,0239

0,214

0,842

π

2π

4π

Ðviesa yra vektorinis dydis; apðvietimo apipavidalinimas gali turëti skirtingø krypèiø ávairià ðviesà. Projektuojant apðvietimà privalu jà tiksliai nustatyti. Galima pateikti ðviesos stiprumo kreivæ polinëse koordinatëse (E 4 pav.), kuri padeda suþinoti ðviesos bet kuriame kampe santyká su vertikalia aðimi, iðeinanèia ið ðaltinio vidurio ir nukreipta á apaèià. Ji pateikiama redukuotu pavidalu, — ðviesa, tenkanti 1000 lm ðaltinio ðviesos srautui, — nes apipavidalinant galima talpinti ávairius ðviesos ðaltinius. Pakanka to, kad ðviesos stiprumas yra vienodas kiekvienoje vertikalioje plokðtumoje, praeinanèioje per minëtà vertikalià aðá, jeigu ðviesos srautas yra simetriðkas ir turi vertikalià aðá (jeigu ðviesos vektoriø galai sudaro suka534

E 4 pav. Pramoniniø aprëminimø ðviesos sklaidos á metalohalogenines 250 W lempas kreivës: a) ðviestuvas su siauru ðviesos pluoðtu; b) ðviestuvas su plaèiu ðviesos pluoðtu [Brëþiniø pritaikymo pavyzdys: kai ∠ 15o, ðviesa I15 pirmajam ðviestuvui siekia 830 cd/1000 lm, o antrajam — 260 cd/1000 lm ðviesos ðaltinio srauto.] o

màjá kûnà). Pavyzdþiui, to nëra linijiniame ðviestuve; tuo atveju pateikiamos dvi ðviesos stiprumo kreivës vertikaliose viena á kità statmenose plokðtumose (E 5 pav.), nes ðviesos iðsklaidymas turi dvi simetrijos plokðtumas. Esama bûdø, apraðanèiø sudëtingesná ðviesos iðskaidymà. Ðviesos stiprumu ir jo kreive galima apibûdinti ne tik pirminius ðviesos ðaltinius (lempas), bet taip pat ir antrinius ðviesos ðaltinius — apðviestuosius pavirðius, atspindinèius ðviesà. Lygiai taip pat ðvieèianèiam pavirðiui, stebimam konkreèiu kampu, galima priskirti pavirðiaus elemento, supanèio tà taðkà, ðviesos stiprumà Iα ta paèia kryptimi. Ðviesos stiprumo ir to pavirðiaus projekcijos dalmuo (E 6 pav.) yra pavirðiaus skaistis nagrinëjama kryptimi, jis taip pat yra vektorinis dydis. Skaistis iðreiðkiamas nitais:

L=

Iα S ⋅ cos α

 cd   m2  = [nt ].

Stebimø objektø skaistis yra parametras, tiesiogiai apibrëþiantis regëjimo mechanizmà, subjektyvøjá ðviesos jautrumà ir regëjimo funkcinæ gebà. Vidaus patalpose vyrauja matiniai pavirðiai, iðsklaidantys ðviesà (regimojo darbo reikmenys, interjeras); jø skaistis yra atitinkamai vienodas 535

E 5 pav. Ðviestuvo ir lempos ðviesos stiprumo kreivës — Philips Lighting Poland, Pila: a) ðviestuvas su siauru ðviesos pluoðtu; b) ðviestuvas su plaèiu ðviesos srautu. Grafikai parodo ðviesos iðsklaidymà [cd/1000 lm] dviejose viena á kità statmenose plokðtumose: iðilgai lempos aðies (punktyrinë linija) ir skersai linijos aðies (iðtisinë linija). Iðsklaidymà galima keisti, keièiant lempos padëtá ir atðvaito formà No rm ali

E 6 pav. Stebimo pavirðiaus elemento skaisèio apibûdinimas

kiekviena kryptimi ir proporcingas apðviestumui. Uþuot apskaièiavus ir matavus ávairiø objektø skaistá, o tai yra sudëtinga, pakanka kontroliuoti apðviestumà. Kitaip yra apðvieèiant kelius, kuriø blizgantis pavirðius po lietaus kryptingai atmuða ðviesà. Teisingai ávertinti apðvietimo sàlygas, ypaè ið vairuotojo pozicijø, — vadinasi, atsiþvelgti á skaistá projektuojant ir kontroliniø apskaièiavimø metu. 536

E.2. Apðvietimo taisyklës Vidaus apðvietimui daugiausia reikia naudoti natûralià ðviesà (dieninæ), — ástatyti didelius langus, parinkti gerus ðviestuvus bei tinkamai suplanuoti darbo vietø iðdëstymà. Ateityje bus taikomi ðviesolaidþiai, kurie natûralios ðviesos pluoðtà tieks á tamsiausias patalpas; jau turima tokiø prototipiniø árenginiø, pvz., apðvieèianèiø belanges mokyklos poilsio sales Bopartðo, ðalia Koblenco. Dirbtinë ðviesa (elektrinë), reikalui esant, atlieka natûralios ðviesos vaidmená dienos metu ir gali jà pakeisti vakare arba naktá. Apðvietimo prietaisø kokybæ lemia ðviesos kiekis bei ðviesos kokybë, kurià jie uþtikrina. Ðviesos kiekio, iðspinduliuojamo per laiko vienetà, matas yra ðviesos srautas, kurá iðspinduliuoja apðvietimo prietaisai, taip pat regimojo darbo objektø apðviestumo lygis bei — patikimesnis — skaisèio lygis. Netgi maþiausios leistinos jø vertës, nustatytos Lenkijos Normø1) (þr. 2.1.1 poskyrá), paþeidþiamos apðvieèiant daugelio patalpø vidø. Teigiamo sprendimo pavyzdþiu gali bûti kai kurios ástaigos ir parduotuvës, pastatytos bei modernizuotos po 1990 metø. Nedidelio apðviestumo padidëjimo niekas nepastebës. Jeigu kai kur jis vertinamas kaip pernelyg maþas, galima padidinti maþiausiai apie 30 ÷ 50 %. Todël ir pageidaujamos apðvietimo intensyvumo vertës normos sudaro geometrinæ sekà, kai dalmuo artimas 1,5 (10, 20, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000 lx). Jeigu nëra bûtinybës kai kurias vidaus vietas apðviesti geriau nei kitas, pvz., jei darbo vietos yra iðdëstytos tolygiai, tai visa patalpa apðvieèiama vienodai, ðviestuvus iðdëstant tolygiai. Bendràjá apðvietimà sukuria tolygus apðviestumas visuose apðvieèiamos darbinës plokðtumos punktuose, pvz., stalø arba mokykliniø suolø plokðtumos, sutartinai iðdëstytos 0,85 m aukðtyje virð grindø (þr. 2.1 pav.). Tuomet svarbus apðvietimo kokybës rodiklis yra vidutinis apðviestumas

δ= kai Emin — Ç

—

Çmin , Ç

maþiausias apðviestumas apðvieèiamojoje plokðtumoje [lx], vidutinis apðviestumas apðvieèiamojoje plokðtumoje [lx].

Vidutinis apðviestumo tolygumas turi bûti maþiausiai 0,40 laikinam ir 0,65 — esant nuolatiniam regimajam darbui. Lietuvoje galioja „Lietuvos higienos norma HN 98: 2000. Natûralusis ir dirbtinis apðvietimas darbo vietose“. Red. 1)

537

Bendrà lokalizuotà apðvietimà su netolygiai iðdëstytais ðviestuvais turi sudaryti didesnis apðviestumas iðskirtinëse vidaus dalyse. Jis taikomas, jeigu ávairiose vidaus vietose dirbamas skirtingo sudëtingumo regimasis darbas ir ði padëtis yra pastovi, t. y. padëtis ateityje nesikeis. Vietinis regimojo darbo vietø apðvietimas, papildantis bendràjá apðvietimà, taikomas, jeigu reikia didesnio nei 500 lx apðviestumo, o á ðià galimybæ privalu atsiþvelgti. Turimos galvoje stalinës lempos virð stakliø arba virð stomatologo këdës. Bendrasis apðvietimas tuomet turi sudaryti maþiausiai 20 % viso apðviestumo. Vietinis apðvietimas ið dalies yra tiesioginis apðvietimas, t. y. ðaltinio ðviesos srautà ðviestuvas tiesiogiai nukreipia á darbinæ plokðtumà su atitinkamai árengtu atspindþiu. Panaðø procesà atlieka ir bendro apðvietimo lempos. Taip yra pramoninëse patalpose ir patalpø su tamsiomis lubomis bei lempomis viduje; iðorinis apðvietimas visuomet yra tiesioginis apðvietimas. Bendrasis apðvietimas gali bûti netiesioginis, kai ðaltinio ðviesos srauto didesnioji dalis nukreipta á virðø ir, atsispindëdama nuo lubø bei sienø, krenta ant apðviesto pavirðiaus. Tai sudaro iðsklaidytà ðviesà, krintanèià ið ávairiø krypèiø, silpnesnius ðeðëlius, didesná apðvietimo tolygumà ir vienodesná patalpos pripildymà ðviesa. Ðie privalumai kai kada yra labai svarbûs, taèiau turi didesnius ðviesos srauto nuostolius esant maþam atspindëjimui; norint sudaryti tà patá apðviestumà, koks yra tiesioginis apðvietimas, reikia árengti didesnæ suminæ lempø galià. Apðviestumo didinimas nepagerina regëjimo sàlygø taip, kaip kontrasto tarp darbo objekto ir jo fono stiprinimas. Skaisèio kontrastas C suprantamas kaip santykinis skaisèiø skirtumas:

C=

Lp – Lt Lt

,

kai Lp — darbo objekto skaistis [nt], Lt — fono skaistis [nt]. Skaitant juodà matiná spausdiná (Lp), iðspausdintà baltame matiniame popieriuje (Lt), kontrastas yra didelis (atsiþvelgiant á absoliuèià vertæ, nes ðiuo atveju jis yra neigiamas). Kontrastas bûtø kur kas maþesnis, jeigu padarytume pilkame popieriuje blogà jo kserokopijà. Kita vertus, jeigu blizgantis juodas spausdinys blizganèiame baltutëliame popieriuje bus apðvieèiamas kryptingai, atitinkamu kampu, kontrastas taip pat bus maþas, o spausdinys pasidarys neáskaitomas; ðio efekto nebûtø esant iðsklaidytai ðviesai. 538

Matymo sàlygas irgi gerina spalvos kontrastas — kai ryðkiai iðsiskiria regimojo objekto ir jo fono spalvos. Rudas siûlas geriau matosi geltoname ðalike nei rudame lietpaltyje. Þmogus daþnai nukreipia þvilgsná nuo darbo objekto á betarpiðkà aplinkà (pvz., nuo knygos á stalo lentà, nuo monitoriaus ekrano á klaviðus arba á uþraðus). Norint iðvengti prieðlaikinio nuovargio, kurá sukelia nesibaigianti akies adaptacija á skirtingas apðvietimo sàlygas, minëtø objektø skaistis neturëtø skirtis daugiau nei tris kartus. Dël ðios prieþasties tolesnës aplinkos (sienø, baldø iðdëstymo) skaistis turi siekti maþiausiai 1/3 artimiausio aplinkos skaisèio. Áprastame regëjimo lauke neturëtø bûti daiktø su dideliu skaisèiu, nes kyla pavojus apakti, t. y. regëjimui prisitaikyti (stalinë lempa su permatomu gaubtu) ir netgi laikinai já prarasti (automobilio, vaþiuojanèio naktá prieðais, kelio ðviesa). Norma [10] ið esmës nurodo leistinà ðviestuvø skaistá priklausomai nuo regëjimo lauko kampo, kuriame gali bûti stebëtojas, þiûrintis tiesiai prieðais save (E 7 pav.). Ðie reikalavimai neapsaugo smalsuolio, kuris stovi ðalia didelio galingumo lempos ir uþverèia galvà á virðø.

E 7 pav. Ðviestuvo skaisèio apribojimo sfera (γ = 45 ÷ 85°), siekiant iðvengti apakinimo.

Bûna regëjimo reikalavimø, kai privalu teisingai skirti spalvas. Maþas atspalvio skirtumas padeda chirurgui ávertinti, ar audinys yra sveikas, ar reikia já ðalinti. Ávairiø medþiagø daþymas, spalvingas popierius ir audiniai, kosmetika ar dailës galerijos darbø apþiûra reikalauja apðvietimo, padedanèio teisingai atskirti spalvø niuansus. Aukðèiausius reikalavimus patenkinti padeda lempos De Luxe ir kai kurios metalohalogeninës lempos. 539

Elektrinis apðvietimas — tai sritis, kurioje techninës þinios turi sutapti su estetiniu jautrumu1). Geras apðvietëjas — tai elektrikas, gebantis þaisti su ðviesa, pvz., kaip garsus fotografas arba dar geriau — fotografikas.

E.3. Apðvietimo intensyvumo apskaièiavimo taðkinis metodas Firmos, gaminanèios ðviestuvus, siûlo gausias kompiuterines programas, palengvinanèias vidaus apðvietimo (butai, ástaigos, prekybos namai, teatrai ir t. t.) ir iðorinës teritorijos (gatvë, autostrada, aikðtë, komunikacinis taðkas, stadionas, tunelis ir t. t.) projektavimà. Ávedus objektà apibûdinanèius duomenis (dydþiai, lubø, sienø ir grindø atspindëjimo koeficientai ir t. t.), keliamus reikalavimus (apðviestumo lygis ir t. t.) ir ávairius apribojimus (pvz., lempos rûðis), programa siûlo lempø skaièiø ir iðdëstymà, taip pat pateikia apskaièiavimo rezultatus: bûdingas gauto apðviestumo vertes, apðviestumo tolygumà, trijø matavimø apðviestumo diagramas arba izoliuksës diagramas (linijø, jungianèiø to paties apðvietimo intensyvumo taðkus). Taip pat apðvietimo apskaièiavimo pagrindø iðmanymas padeda naudotis gatavomis programomis. Taðkinio metodo esmë yra ta, jog apskaièiuojamas apðviestumas apðvieèiamosios plokðtumos bûdinguose taðkuose. Jis yra maþiau pritaikytas apðviestumui apskaièiuoti horizontalioje plokðtumoje; patikima yra apðviestumo sudedamoji, vertikali apðvieèiamajai plokðtumai, ðiuo atveju — horizontalus apðviestumas Eh. Já gali sudaryti taðkinis, linijinis arba pavirðinis ðviesos ðaltinis. Taðkinis ðviesos ðaltinis Ðviesos ðaltiná galima laikyti taðkiniu, ðvieèianèiu taðku, jeigu kiekvienas jo dydis, matomas ið apðvieèiamos plokðtumos, yra ganëtinai maþas, palyginti su ðaltinio nuotoliu nuo tos plokðtumos (maþiausias 5 ÷ 10 kartø priklausomai nuo pageidaujamo apskaièiavimo tikslumo).

Ámonëje Philips Lighting Poland árengtas apðvietimas (LAC — Lighting Application Center), kur mokiniai — bûsimi firmos klientai — gali stebëti ðiuolaikinës apðvietimo technikos galimybes. 1)

540

Taðkiniam ðviesos ðaltiniui taikoma pagrindinë fotometrinë taisyklë:

E=

I r2

t. y. jog sukeltas apðviestumas yra proporcingas ðviesos ðaltinio stipriui I apðvieèiamos plokðtumos, statmenos tai krypèiai, apskaièiuojamojo taðko 0 kryptimi ir atvirkðèiai proporcingas atstumo kvadratui r (E 8 pav.). Jeigu tarp statmens á plokðtumà ir ðviesos kritimo krypties atsiranda tam tikras kampas α, tai horizontalus apðviestumas yra maþesnis atitinkamai to kampo kosinusui:

Eh = E ⋅ cos α =

Iα I ⋅ cos α = α2 ⋅ cos3 α. 2 r h

E 8 pav. Horizontalaus apðviestumo nuo taðkinio ðviesos ðaltinio apskaièiavimo principas

Linijinis ðviesos ðaltinis Ðviesos ðaltinis turi bûti laikomas linijiniu, nykstamo storio ðvytinèia linija, jeigu tiktai vienas dydis (ilgis l), matomas ið apðvieèiamos plokðtumos, nëra maþas, palyginti su atstumu nuo jos. Pavyzdys — pavienës linijinës lempos (ne kompaktinës arba þiedinës) ir tokiø lempø eilës, sudaranèios matines ðvieèianèias linijas. Linijinë lempa su ðviesos srautu Φ ir ilgiu l turi maksimalø ðviesos stiprumà vamzdþio pavirðiaus statmenoje kryptyje

I0 =

Φ π2

[cd] 541

ir ðviesos stipris ta kryptimi, tenkantis ilgio vienetui

I′ =

I0 Φ = 2 π ⋅l l

 cd  . m  

Ðvieèianti linija, kurios ilgis l, lygiagreti apðvieèiamajai plokðtumai, yra virð jos aukðtyje h (E 9 pav.). Ðvieèianèios linijos horizontalioji projekcija apðvieèiamojoje plokðtumoje yra tiesës atkarpa. Statmuo jai, einantis jos galu, paþenklina taðkus, kuriuose apðviestumà, sukuriamà ðvieèianèios linijos, galima apskaièiuoti remiantis paprasta formule: Eh = èia:

I′⋅ h

2 ( a2 + h2 )

(ϕ + sin ϕ ⋅ cos ϕ),

a — apskaièiuojamo taðko horizontalusis atstumas nuo linijinio ðviesos ðaltinio [m] arba taðko atstumas nuo linijinës ðaltinio projekcijos á apðvieèiamàjà plokðtumà; ϕ — kampas, kuriuo linijinis ðviesos ðaltinis matomas ið apskaièiuojamojo taðko [rd]; apskaièiavimo duomenys bus klaidingi, jeigu kampo vertë bus iðreikðta laipsniais!

E 9 pav. Horizontalaus apðviestumo ðviesos ðaltinio skaièiuojamoji schema

Jeigu reikia apskaièiuoti apðviestumà taðke, esanèiame ne minëtame statmenyje á ðvieèianèios linijos projekcijà, tai taikant superpozicijos taisyklæ, reikia já apskaièiuoti kaip algebrinæ daliniø apðviestumø sumà nuo ðvieèianèios linijos fragmentø ir/arba fiktyvios linijos, sudaranèios jos tàsà (E 10 pav.). 542

E 10 pav. Apðviestumo linijinio ðviesos ðaltinio taðke P, kurio nëra statmenyje iki ðvieèianèios linijos projekcijos pabaigos, apskaièiavimas

Pavirðinis ðviesos ðaltinis Ðviesos ðaltinis laikomas pavirðiniu, ðvieèianèia plokðèia figûra, jeigu në vienas jo dydis, matomas ið apðvieèiamos plokðtumos, nëra maþas, palyginti su atstumu nuo jos. Paprasèiausias pavyzdys — matinis ðvieèiantis staèiakampis su tolygiu skaisèiu L, kraðtinëmis a × b, lygiagretus apðvieèiamai plokðtumai, pakeltas aukðtyje h virð jos (E 11 pav.). Horizontalus apðviestumas taðke, esanèiame ðvieèianèio staèiakampio horizontaliosios projekcijos virðûnëje, sudaro:

Visi ðios formulës dydþiai yra SI sistemos pagrindiniai vienetai, o kampai — iðreikðti radianais. Jeigu norime apskaièiuoti apðviestumà kitame taðke, tai — taikant superpozicijos taisyklæ — reikia apskaièiuoti kaip daliniø apðviestumø algebrinæ sumà nuo ðvieèianèio staèiakampio fragmentø

E 11 pav. Staèiakampës ðvieèianèios lubos (pavirðinis ðviesos ðaltinis), kuriø kraðtinës a × b, skaistis L, aukðtis h virð apðvieèiamos plokðtumos; taðkas P yra staèiakampio projekcijos á apðvieèiamàjà plokðtumà virðûnëje

543

ir/arba nuo fiktyviø staèiakampiø, prisiðliejanèiø taip, kad kiekvienà kartà apskaièiuojamasis taðkas bûtø po staèiakampio virðûne, nuo kurio apðviestumas yra apskaièiuojamas (E 12 pav.). Ðio veiksmo teisingumà lengva patikrinti. Kiekvienoje elementaraus staèiakampio riboje reikia apskaièiuoti skaisèio algebrinæ sumà (sumos komponentø yra tiek, kiek kartø tas staèiakampis dalyvauja apskaièiuojant daliná apðviestumà); rezultatas turi sutapti su realiu apðvieèiamø lubø skaisèiu.

E 12 pav. Apðviestumo apskaièiavimas nuo pavirðinio ðviesos ðaltinio (vaizdas ið virðaus): a) taðke P, kuris yra ðvieèianèiojo staèiakampio horizontalios projekcijos ribose; b) taðke P, kuris yra uþ ðvieèianèiojo staèiakampio projekcijos ribos

E.4. Viso apðvietimo naudingo veikimo koeficiento metodas Jeigu visà patalpø apðvietimà sudaro n ðviesos ðaltiniø su vienetiniu ðviesos srautu Φ0, tai suminis sukurtas ðviesos srautas yra lygus Φ = = n ⋅ Φ0. Naudingai panaudojama tiktai to srauto dalis η ⋅ Φ = η ⋅ n ⋅ Φ0, ji pasiekia apðvieèiamàjà plokðtumà, o likusioji dalis (1 – η) ⋅ n ⋅ Φ0 prarandama dël sklaidos paèiame ðviestuve bei — ypaè esant bendrajam apðvietimui — lubose ir sienose. Tuos nuostolius ávertina viso apðvietimo naudingo veikimo η arba visos apðvietimo árangos naudingo veikimo koeficientas. Tolygiai iðdëstant minëtus ðaltinius ávairiuose apðvieèiamosios plokðtumos taðkuose, kai plokðtumos plotas S, pasiekiamas apðviestumas su verte, artima vidutinei vertei Ç. Sandauga Ç ⋅ S yra ðviesos srautas, krintantis á apðvieèiamàjà plokðtumà. Apðvietimo árenginiø eksploatavimo metu vyksta jos degradacija, maþëja naudingasis ðviesos srautas dël lubø ir sienø ðviestuvø uþterðtumo bei ðviesos stiprumo maþëjimo jiems senstant. Toks 544

procesas tæsiasi iki apðvietimo árenginiø atnaujinimo (ðviestuvø valymas, lempø pakeitimas, patalpø daþymas). Kad per visà ðá laikà iki kito atnaujinimo bûtø uþtikrintas pageidaujamas apðviestumo lygis, tai ið pradþiø jis turi bûti k = 1,3 ÷ 2 kartø didesnis priklausomai nuo neðvarumø nusëdimo laipsnio ir priëjimo prie ðviestuvø sudëtingumo laipsnio. k yra vadinamas atsargos koeficientu. Naujuose arba kà tik atnaujintuose árenginiuose á apðvieèiamà pavirðiø turi kristi naudingas ðviesos srautas k ⋅ Ç ⋅ S. Palyginus naudingo srauto vertes, gautas ið vieno ir kito apskaièiavimo η ⋅ n ⋅ Φ0 = k ⋅ Ç ⋅ S

arba

η ⋅ Φ = k ⋅ Ç ⋅ S,

galima apskaièiuoti ðviesos ðaltiniø suminá ðviesos srautà, kurá reikia sukurti, norint gauti pageidaujamà vidutiná apðviestumà Ç

k⋅ Ç⋅S η

Φ =

arba reikalingà ðviesos ðaltiniø kieká su vienetiniu srautu Φ0

n =

k⋅ Ç⋅S . η ⋅ Φ0

Apskaièiavimas yra paprastas, taèiau nesuteikia visos informacijos apie gautas apðvietimo sàlygas, pvz., nieko nepasako apie apðviestumo tolygumà nei apie maþiausià jo intensyvumà; operuoja tik jo vidutine verte. Didþiausià problemà sudaro tikslus apðvietimo bendro naudingo veikimo koeficiento nustatymas, kurá surandame ið lenteliø arba brëþiniø. Jis yra tuo maþesnis: — kuo didesnë ðaltinio ðviesos srauto dalis nukreipiama á virðø (kuo didesnis yra vidutinis apðviestumas); — kuo aukðèiau ðviesos ðaltiniai (arba lubos — esant bendrajam apðvietimui) yra virð apðvieèiamojo pavirðiaus; — kuo labiau patalpos forma nukrypsta nuo kvadrato arba apskritimo. Su bendro naudingo veikimo koeficiento metodu yra susijæ apðvieèiamøjø prietaisø [W/(m2 ⋅ 100 lx)] vienetinës galios rodikliai, tiekiantys apibrëþtø ðviesos ðaltiniø galià, kurià reikia árengti norint gauti pageidaujamà apðviestumà. Pavyzdþiui, naujesniø lempø, turinèiø elektroniná stabilizatoriø, tas rodiklis yra

2,0

W . m ⋅ 100 lx 2

545

Jeigu patalpoje, kurios plotas 80 m2, reikia 500 lx apðviestumo, tada verta árengti tokias lempas, kuriø suminë galia maþiausiai turëtø

2,0

W . ⋅ 80 m2 ⋅ 500 lx = 800 W. m ⋅ 100 lx 2

Ðiø lempø vienetinë galia 36 W, jø reikia maþiausiai 800 : 36 ≈ 22. Ðiaip jau jos bûna dviejø lempø ðviestuvuose, o — paprastesniam iðdëstymui — pageidaujamas lyginis ðviestuvø skaièius; taigi reikëtø 24 lempø (12 ðviestuvø). E 1 pavyzdys. Nustatyk dviejø elektros lempuèiø, kuriø galia po 100 W, skaistá, kai ðviesos sklidimas ávairiomis kryptimis vienodas: a) elektros lemputës su permatomu stikliniu pavirðiumi ðviesos srautas Φ = 1700 lm, o ðvieèiantysis elementas yra elektros lemputës siûlas; jos pavirðiaus plotas artimas staèiakampiui 2 × 0,3 cm; b) elektros lemputës su matiniu stikliniu pavirðiumi ðviesos srautas Φ = 1550 lm, ji tarsi ðvytintis kamuolys, kurio skersmuo d = 6 cm. a) Nustaèius, kad ðviesos srautas iðspinduliuojamas tolygiai á visà erdvæ erdviniu kampu ω = 4π, elektros lemputës su permatomu stikliniu pavirðiumi ðviesos stiprumas siekia I=

Φ 1700 = = 135 cd, ω 4π

o jos skaistis

L=

I 135 = = 2 250 000 nt. S 0,02 ⋅ 0,003

b) Elektros lemputës su matiniu stikliniu pavirðiumi ðviesos stiprumas I=

Φ 1550 = = 123 cd ω 4π

o skaistis I=

I I 123 = = ≈ 43 500 nt S π ⋅ d 2 π ⋅ 0,062 4 4

pasirodo maþdaug 50 kartø maþesnis. Todël nieko nuostabaus, kad ðiuo tikslu gaminamos nepermatomos (matinës, vaivorykðtiniø spalvø) elektros lempuèiø kolbos turi didesnius ðviesos srauto, kurá sugeria ðios elektros lemputës kolba, nuostolius. E 2 pavyzdys. Apskaièiuok plikos linijinës lempos, kurios skersmuo d = 26 mm, ilgis 1,2 m, vardinë galia Pn = 36 W ir ðviesos efektyvumas e = 80 lm/W, stebimos 45° kampu statmens atþvilgiu, skaistá. Lempa yra matinë ðvieèianti linija, t. y. kurios skaistis nepriklauso nuo stebëjimo krypties. Todël galima apskaièiuoti — kas yra lengviausia — skaistá statmens atþvilgiu (statmenoje kryptyje á vamzdelá). Ðviesos stiprumas ðioje kryptyje yra didþiausias ir siekia I0 =

546

Φ e ⋅ Pn 80 ⋅ 36 = = = 292 cd. π2 π2 π2

Matomas lempos, stebimos statmens kryptimi, pavirðius yra staèiakampis, kurio plotas S = l ⋅ d = 1,2 ⋅ 0,026 = 0,0312 m2, tuo tarpu skaistis statmens á vamzdelio pavirðiø kryptimi siekia

L=

I0 292 = = 9360 nt S 0,0312

ir yra tapatus stebëtojui, jà stebinèiam 45° kampu statmens atþvilgiu. E 3 pavyzdys. Apskaièiuok horizontaløjá apðviestumà taðkuose 0 ir A (α = 35°), parodytuose E 8 pav., kurá skleidþia ðviestuvas su metalohalogenine 250 W lempa ir ðviesos srautu 17 000 lm bei ðviesos stiprumo kreive kaip E 4b pav.; lempa pakabinta aukðtyje h = 6 m. Lempos ðviesos stiprumà taðke 0 (α = 0°) ir taðke A (α = 35°) galima nustatyti ið E 4b pav.:

I0 = 285

cd ⋅ 17 000 lm = 4845 cd; 1000 lm

Iα = 310

cd ⋅ 17 000 lm = 5270 cd. 1000 lm

Ðviesos ðaltinis gali bûti laikomas taðkiniu, nes ðvieèianèiojo pavirðiaus iðmatavimai yra maþesni nei h/5 = 1,2 m ir netgi maþesni nei h/10 = 0,6 m. Horizontalusis apðviestumas taðke 0 siekia

Eh0 =

I0 I0 4845 = = 2 = 135 lx, r02 h2 6

o taðke A EhA =

Iα I 5270 ⋅ cos α = α2 ⋅ cos 3 α = 2 ⋅ cos 3 35 = 80 lx, 2 rA h 6

h . cos α E 4 pavyzdys. Skverà apðvieèia aukðtyje h = 6 m du vienodi ðviestuvai, kuriø naudingo veikimo koeficientas η = 0,80, su didelio slëgimo 250 W halogeninëmis lempomis, turinèiomis ðviesos srautà Φ = 28 000 lm (E 13 pav.). Apðviestumas yra tolygus kûgio su vertikalia aðimi ir plokðèiu kampo atsilenkimu 2α = 120° sferoje. Pavaizduok grafiðkai apðviestumà skvero pavirðiaus linijose, esanèiose nuo lempø horizontaliøjø projekcijø atstumu α lygiu: a) 22 m; b) 18 m; c) 14 m; d) 12 m; e) 10 m.

apskaièiavimui panaudota paprasta trigonometrinë priklausomybë

rA =

E 13 pav. Du taðkiniai ðviesos ðaltiniai, apðvieèiantys skverà E 4 pavyzdyje

547

Viduriniajam atvejui c) þemiau bus apskaièiuotas apðviestumas skvero pavirðiaus taðke P (E 13 pav.). Kitus apskaièiavimus mokinys turës atlikti savarankiðkai ir palyginti gautus rezultatus su pateiktais brëþiniuose (E 14 pav.). Kiekvienas ðviestuvas iðspinduliuoja tolygiai ðviesos srautà η ⋅ Φ kûgio erdviniame kampe ω2α = 2π (1 – cos α); kûgio su kampu 2α sferoje ðviesos stiprumas yra vienodas.

I=

548

η⋅ Φ 0,80 ⋅ 28000 = = 7130 cd. 2π ⋅ (1 – cos α ) 2 π ⋅ (1 – cos60o )

dalinis lempos 1 apðviestumas dalinis lempos 2 apðviestumas visiðkas horizontalusis apðviestumas

E 14 pav. Grafikai, atspindintys apskaièiavimo rezultatus E 4 pavyzdyje (a; b; c; d; e)

Pasirinktasis apskaièiuojamasis taðkas P yra horizontaliu atstumu x = 5 m nuo pirmosios lempos bei a – x = 9 m — nuo antrosios. Kampai tarp linijø, jungianèiø taðkà P su kiekviena lempa ir statmeniu, sudaro atitinkamai β1 = arctg

x a– x 5 14–5 = arctg = 39,81o bei β2 = arctg = arctg = 56,31o. h h 6 6

Jeigu kuris nors ið ðiø kampø bûtø didesnis nei α = 60³, tai reikðtø, kad apskaièiuojamasis taðkas yra uþ ðios lempos apðvietimo ribos ir jos sukeltas dalinis apðviestumas yra lygus nuliui. Ðiuo atveju taip nëra, ir lempos sudaro daliná horizontaløjá apðviestumà atitinkamai: Eh1 =

I 7130 cos3 β1 = 2 cos3 39,81 = 89,8 lx, h2 6

Eh2 =

I 7130 cos3 β2 = 2 cos3 56,31 = 33,8 lx. h2 6

549

Horizontalusis apðviestumas taðke P siekia Eh = Eh1 + Eh2 = 89,8 + 33,8 ≈ 124 lx. Aukðèiau pateiktas tris vertes lengva surasti brëþinyje (E 14c pav.), kai abscisë x = 5 m. Panaðiai galima apskaièiuoti daliná ir suminá apðviestumà kituose taðkuose ir nubraiþyti grafikà, apimantá pusæ atstumo a tarp lempø, arba atkarpà AC. Grafikas atkarpai CB yra jos veidrodinis atspindys. Atstumo viduryje tarp lempø (kai x = a/2) dalinis apðviestumas, kurá sudaro kiekviena lempa, yra vienodas (Eh1 = Eh2). Svarbu, kad apskaièiavimuose bûtø atsiþvelgta á taðkus, esanèius abiejø lempø apðvietimo ribos gale (β1 = 60o bei β2 = 60o). E 5 pavyzdys. Kvadratinë patalpa apðviesta keturiomis iðtisinëmis ðvieèianèiomis linijomis, kuriø ilgis 18 m; jas sudaro viena greta kitos esanèios lempø poros, kuriø galingumas 36 W, vienetinis ilgis l0 = 1,2 m ir vienetinis srautas Φ0 = 2400 lm, árengtos aukðtyje h = 6 m virð apðvieèiamosios plokðtumos (E 15 pav.). Apskaièiuok horizontaløjá apðviestumà nurodytuose grindø taðkuose K, O, P, S, T, W, Z.

E 15 pav. Linijiniø ðviesos ðaltiniø sistema bei apskaièiuojamøjø taðkø iðdëstymas pagal E 5 pavyzdá

Þemiau bus apskaièiuotas apðviestumas taðke S. Kitus apskaièiavimus mokinys turi atlikti savarankiðkai. Ðtai rezultatai: Taðkas

K

O

P

T

W

Z

Eh[lx]

77

238

259

158

131

247

Dviejø viena ðalia kitos lempø eilæ (n = 2) galima vertinti kaip vienà linijiná ðviesos ðaltiná su atitinkamai didesniu ðviesos srautu ir vienetine ðviesa I′ =

n ⋅ Φ 2 ⋅ 2400 cd = = 405,3 . π2 ⋅ l0 π2 ⋅ 1,2 m

Daliná apðviestumà kiekvienà kartà reikia apskaièiuoti taðke, esanèiame statmenyje á ðviesos ðaltinio linijinæ projekcijà jos gale. Apskaièiuojamajam taðkui S reikia apskaièiuoti

550

ðeðis dalinius apðviestumus nuo ðeðiø ðvieèianèiø linijø. Apskaièiavimus galima palengvinti, jeigu pastebësime, jog kalbama apie dvi ðvieèianèias linijas, vienodai iðdëstytas taðko S atþvilgiu (E 16 pav.). Pakaks atlikti apskaièiavimus trims ðvieèianèioms linijoms ir gautus rezultatus padauginti ið dviejø. a) Linijos 3 ir 4, matomos ið taðko S kampu

ϕ1 = arctg

l1 a +h 2 1

2

= arctg

18 4 + 62 2

= 1,190 rd,

sudaro daliná apðviestumà

b) Abi linijos 2 pusës, matomos ið taðko S kampu

ϕ2 = arctg

l2 a +h 2 2

2

= arctg

9 5 + 62 2

= 0,8561 rd,

sudaro daliná apðviestumà

c) Abi linijos 1 pusës, matomos ið taðko S kampu

ϕ3 = arctg

l3 a32 + h2

= arctg

9 132 + 62

= 0,5612 rd,

sudaro daliná apðviestumà . Visiðkas horizontalus apðviestumas taðke S siekia Eh = Eh1 + Eh2 + Eh3 = 71,8 + 53,9 + 12,0 ≈ 138 lx.

E 16 pav. Daliniø apðviestumø (a; b; c) taðke S apskaièiavimo bûdas pagal E 5 pavyzdá

551

E 6 pavyzdys. Tam tikrà plokðtumà apðvieèia aukðtyje h = 5 m pakabintos lygiagreèios jai ðviesos lubos su tolygiu skaisèiu L = 1000 nt, iðgaubto kvadrato pavidalo, kurio iðorinë kraðtinë lygi 40 m, o vidinë kraðtinë — 20 m (E 17 pav.). Apskaièiuok horizontaløjá apðviestumà nurodytuose apðvieèiamos plokðtumos taðkuose K1, K2, P, S1, S2, T1, T2, Z.

E 17 pav. Ðviesos lubø pavidalas bei apskaièiuojamøjø taðkø iðdëstymas pagal pavyzdá E 6

Þemiau bus apskaièiuotas apðviestumas taðke S 1. Kitus apskaièiavimus mokinys turi atlikti savarankiðkai. Ðtai rezultatai: Taðkas

K1

K2

P

S2

T1

T2

Z

Eh[lx]

2070

754

378

1430

2270

2230

25

Daliná apðviestumà kas kartà reikia apskaièiuoti taðke, kuris yra ðvieèianèio staèiakampio virðûnës projekcija. E 18 pav. taðkas S1 yra horizontalioje ðviesos lubø simetrijos aðyje; pakaks apskaièiuoti dalinius apðviestumus nuo jø pusës, esanèios virð simetrijos aðies, o rezultatus dauginti ið dviejø. Visiðkas horizontalus apðviestumas taðke S1 yra trijø daliniø apðviestumø nuo trijø ðvieèianèiø staèiakampiø superpozicija Eh = 2Eh1 – 2Eh2 + 2Eh3. Lengva pastebëti, kad antras ir treèias ðvieèiantis staèiakampis yra panaðiai iðdëstyti taðko S1 atþvilgiu ir sukelia jame vienodà daliná apðviestumà. Kadangi jie yra prieðingø þenklø ir vienas kità panaikina, visiðkas horizontalus apðviestumas taðke S1 yra lygus

Eh = 2 Eh1 = 2 ⋅

= 2⋅

 L  b a a b ⋅ ⋅ arctg + ⋅ arctg = 2 2 2 2 2 2 2 2 2  b +h b +h a +h a +h 

1000  20 30 30 20 ⋅ ⋅ arctg + ⋅ arctg 2  202 + 52 202 + 52 302 + 52 302 + 52 = 1000 ⋅ (0,9701 ⋅ arctg1,455 + 0,9864 ⋅ arctg0,6576)= = 1000 ⋅ (0,9701 ⋅ 0,9687 + 0,9864 ⋅ 0,5817) ≈ 1510 lx.

552

 = 

E 18 pav. Daliniø apðviestumø taðke S1 apskaièiavimo bûdas pagal E 6 pavyzdá

E 7 pavyzdys. Staèiakampis pavirðinis ðviesos ðaltinis, kurio dydþiai a = 5 m, b = 10 m ir tolygus skaistis L = 2000 nt, apðvieèia lygiagreèià plokðtumà ið aukðèio h = 8 m. Apskaièiuok apðviestumà taðke, sudaranèiame staèiakampio vidurio horizontaliàjà projekcijà, teigiant, kad ðviesos ðaltinis yra: a) pavirðinis; b) linijinis; c) taðkinis. a) Tai neabejotinai pavirðinis ðviesos ðaltinis, nes në vienas staèiakampio dydis nëra itin maþas, palyginti su nuotoliu nuo apðvieèiamosios plokðtumos. Apskaièiuojamasis taðkas yra ðvieèianèio staèiakampio projekcijos viduryje, kurios iðmatavimai a × b, arba yra keturiø ðvieèianèiø staèiakampiø kampe; iðmatavimai 0,5a × 0,5b. Horizontalus apðviestumas siekia

a

Tai teisingas apskaièiavimø rezultatas. b) Jeigu sakysime, kad tai linijinis ðviesos ðaltinis, kurio ilgis l = b = 10 m, ðioje linijoje reikia sutelkti visà jo ðviesos stiprumà I = L ⋅ a ⋅ b = 2000

cd ⋅ 50 m2 = 100 000 cd, m2

suþinant vienetiná ðviesos stiprumà I′ =

I I L⋅ a⋅ b cd = = = L ⋅ a = 2000 ⋅ 5 = 10 000 . l b b m

Apskaièiuojamasis taðkas atsirastø ðvieèianèios linijos projekcijos viduryje, t. y. — dviejø ðvieèianèiø linijø gale, kuriø ilgis 0,5 l = 0,5 b; jas ið apskaièiuojamojo taðko matome kampu ϕ = arctg

0,5 b 5 = arctg = 0,5586 rd. h 8

553

Apðviestumas tuomet bûtø

Rezultato paklaida — jis 6 % didesnis uþ ankstesnájá. c) Jeigu sakysime, kad tai taðkinis ðviesos ðaltinis su visu ðviesos stiprumu I = 100 000 cd, sutelktu virð apskaièiuojamojo taðko, apðviestumas siektø Eh =

I 100 000 = ≈ 1560 lx. h2 82

Tai rezultatas, 30 % didesnis uþ teisingà rezultatà (1190 lx). Tokios bûtø pasekmës, jei priimtume klaidingà sprendimà dël taðkinio ðaltinio.

Kontroliniai klausimai 1. Kas yra fotometrinis spinduliavimo ekvivalentas? 2. Kas yra ðviesa? 3. Kokià dalá visos erdvës erdvinio kampo apima kûgio virðûnë su 90° plokðèio atsilenkimo kampu? (Atsakymas: 15 %, o ne 25 % kaip galëtø atrodyti ið pirmo þvilgsnio.) 4. Iðsirink ðviestuvø kataloge ðviesos stiprumo kreivæ ir jà paaiðkink. 5. Kas yra skaistis? Kam reikalingas skaistmatis? 6. Kokiu bûdu padidëja natûrali ðviesa apðvieèiant patalpø vidø? 7. Kaip sukuriama bûtinø bei pageidaujamø apðviestumo verèiø tàsa? Jei konkreèiam darbui nepakanka 300 lx, tai ar pakaks 350 lx? *8. Kurie fotometriniai dydþiai yra vektoriniai dydþiai? Kà tai reiðkia? Kokios ðio reiðkinio pasekmës? 9. Kas yra apðviestumo tolygumas? 10. Kas yra skaisèio kontrastas ir kokia jo reikðmë? *11. Pateik skaisèio iðsidëstymo regëjimo lauke rekomendacijas. Kokias galima daryti iðvadas apie bendràjá apðvietimà ir vietiná apðvietimà, sudarant pilnà apðvietimo intensyvumà? 12. Pateik apakinimo pavojaus pavyzdþiø. 13. Kuo skiriasi matinis pavirðius nuo spindinèio pavirðiaus? 14. Paaiðkink pagrindinæ fotometrijos taisyklæ. 15. Kokius ðviesos ðaltinius laikome taðkiniais, kokius — linijiniais, o kokius — pavirðiniais? 16. Kaip apskaièiuojamas linijinio ðviesos ðaltinio horizontalus apðviestumas? 17. Kaip apskaièiuojamas pavirðinio ðviesos ðaltinio horizontalus apðviestumas? 18. Kas yra apðvietimo bendras naudingo veikimo koeficientas? 19. Á kà atsiþvelgia atsargos koeficientas? 20. Kaip apskaièiuojamas reikiamas lempø kiekis, remiantis apðvietimo bendro naudingo veikimo koeficiento metodu? * Þvaigþdute paþymëti sudëtingesni klausimai.

Literatûra

1. Jabùoñski W.: Zapobieganie poraýeniom elektrycznym w urzàdzeniach elektroenergetycznych wysokiego napiæcia. Warszawa, WNT 1992. 2. Kiefer G. VDE 0100 und die Praxis. Berlin, VDE-Verlag 1992. 3. Kotarba J.: Energia elektryczna w ogrzewaniu pomieszczeñ. Warszawa, WNT 1992. 4. Lighting Manual. Philips Lighting B. V. Eindhoven 1993. 5. Markiewicz H.: Aparaty elektryczne. Warszawa, PWN 1989. 6. Markiewicz H.: Instalacje elektryczne. Warszawa, WNT 1996. 7. Musiaù E.: Zagroýenia pochodzàce od urzàdzeñ elektrycznych. Warszawa, WSiP 1992. 8. Poradnik montera elektryka. Warszawa, WNT 1997. 9. RWE Energie Bau-Handbuch. Heidelberg, Energie-Verlag GmbH 1994.

Edvard Musiaù ELEKTROS ENERGETINIAI ÁRENGIMAI IR INSTALIACIJA Vadovëlis aukðtesniosioms ir profesinëms mokykloms Redaktoriai Danguolë Bartaðiûnaitë, Vytautas Venslovas Virðelis Elvio Zovës Leid. Nr. 15 060. Uþsak. Nr. 5614. Akcinë bendrovë leidykla „Ðviesa“, Vytauto pr. 25, 3000 Kaunas. El. p. [email protected] Interneto puslapis: http://www.sviesa.lt Spausdino SPAB spaustuvë „Auðra“, Vytauto pr. 23, 3000 Kaunas. Sutartinë kaina