Instalime Elektrike

FIEK

~–²¸V~•l ll‹¸ª~‹l Ligjerata me shembuj numerik

Dr.Vjollca Komoni

FAKULTETI)I)INXHINIERISË)ELEKTRIKE)DHE)KOMPJUTERIKE)

! INSTALIME!ELEKTRIKE) Ligjerata)me)shembuj)numerik) )

Dr.Vjollca)Komoni) !

) ) ) ) ) ) ) PUBLIKUAR)ME)PËLQIMIN)E)AUTORIT)NË:)

) ) )

PËRMBAJTJA Parathënie KAPITULLI I PARË 1. DEFINICIONI DHE KLASISFIKIMI I INSTALIMEVE ELEKTRIKE ............... 1 KAPITULLI I DYTË 2. SHPENZUESIT E ENERGJISË ELEKTRIKE ..................................................... 6 2.1 Veçoritë e përgjithshme të shpenzuesve ................................................................ 6 2.2 Definicioni i vlerave nominale të madhësive fizike me të cilat përshkruhen shpenzuesit ........................................................................................ 9 2.3 Vetiti themelore të komponentëve për instalimet elektrike ..................................... 11 2.4 Burimet elektrike (elektrorezistuese) të nxehtësisë ................................................ 12 2.5 Burimet elektrike të dritës ........................................................................................ 12 2.6 Motori (asinkron) elektrik për tension alternativë .................................................... 13 2.7 Shpenzuesit e tjerë të energjisë elektrike .................................................................. 14 2.8 Fuqia në qarkun me rrymë alternative me periodë të thjeshtë .................................. 16 2.9 Interpretimi fizik për qarqet elementare ................................................................... 18 2.10 Kompensimi i energjisë reaktive ........................................................................... 19 2.11 Përcaktimi i fuqisë së nevojshme për kompensim .................................................. 20 2.12 Kompensator[t sinkron dhe motorët sinkron .......................................................... 21 2.13 Kompesnimi i fuqisë reaktive me kondensator ...................................................... 21 2.14 Rregullatorët bashkëkohor për fuqi reaktive .......................................................... 25 2.15 Kontaktorët elektromagnetik për kyçje dhe shkyçje të kondensatorëve ................. 27 2.16 Llogarotja e vlerës së fuqisë reaktive të nevojshme për kompensimin e stabilimentit të ri .................................................................................................... 28 2.17 Llogarotja e vlerës së fuqisë reaktive të nevojshme për kompensimin e stabilimentit ekzistues ............................................................................................ 28 2.18 Kompnesimi dinamik ............................................................................................... 31 2.19 Metodat për kompensimin e fuqisë reaktive gjatë prezencës së harmonikëve të lartë 33 2.20 Filtrat pasiv ............................................................................................................... 33 2.21 Filtrat aktiv ............................................................................................................... 34 Shembuj numerik ..................................................................................................... 36 KAPITULLI I TRETË 3. PROCEDURA E PUNIMIT TË INSTALIMEVE ELEKTRIKE .......................... 3.1 Projekti i instalimeve elektrike ................................................................................. 3.2 Standardet nacionale .................................................................................................. 3.3 Rregullat për realizimin e instalimeve elektrike .......................................................

49 49 50 51

KAPITULLI I KATËRTË 4. KOMPONENTET THEMELORE TË INSTALIMEVE ELEKTRIKE ............... 4.1 Përcjellësit elektrik ................................................................................................... 4.1.1 Nxehja e përcjellësve ............................................................................................ 4.2 Çelësat ....................................................................................................................... 4.3 Komponentet elektrike mbrojtëse ............................................................................. 4.3.1 Siguresat shkrirëse ................................................................................................ 4.3.2 Releu mbrojtës me bimetal .....................................................................................

52 52 56 57 60 60 62

4.3.3 Releu mbirrymor ..................................................................................... 4.3.2 Releu i mbitensionit dhe nëntensionit ..................................................................... 4.4. Kompozimi i çelësave mbrojtës .............................................................................. 4.5 Komponentet për programin e kohës ........................................................................ 4.6 Komponentet joelektrike të instalimeve elektrike ....................................................

63 64 64 66 67

KAPITULLI I PESTË 5. ZGJEDHJA VENDOSJA DHE LIDHJA E KOMPONENTAVE NË INSTALIMET ELEKTRIKE ......................................................................................... 69 5.1 Zgjidhja e komponenteve elektrike .............................................................................. 69 5.2 Vendosja e komponenteve elektrike ........................................................................... 69 5.3 Dirigjimi me punën e çelësit ........................................................................................ 74 5.3.1 Funksioni EDHE ...................................................................................................... 74 5.3.2 Funksioni OSE ......................................................................................................... 75 5.3.3 Funksioni JO ..... ...................................................................................................... 75 5.3.4 Funksioni KUJTESË ................................................................................................ 75 5.4. Vendosja në hapësirë e komponenteve elektrike .......................................................... 77 Shembuj numerik ..................................................................................................... 78 KAPITULLI I GJASHTË 6. LLGARITJA E INTENZITETIT TË RRYMËS DHE RËNIES SË TENSIONIT NË PJESËT E INSTALIMIT ELEKTRIK.................................................................... 6.1 Llogaritja e intenzitetit të rrymës ............................................................................ 6.1.1 Llogaritja e intensitetit të rrymës së njëkohshme në objekte e banimit ................ 6.1.1 Llogaritja e intensitetit të rrymës së njëkohshme për objektet industriale dhe publike 6.2 Llogaritja e rënies së tensionit ................................................................................. Shembuj numerik .....................................................................................................

84 84 84 85 85 86

KAPITULLI I SHTATË 7. TOKËZIMI NË INSTALIMET ELEKTRIKE........................................................... 7.1 Tokëzimi ..................................................................................................................... 7.2 Përhapja e rrymës në tokë nga një tokëzues i vetëm .................................................. 7.2.1 rezistenca e tokëzimit e një tokëzuesi të vetëm ........................................................ 7.3 Përhapja e rrymës në tokë nga një grup tokëzuesish ................................................. 7.3.1 Shpërndarja e potencialeve në sipërfaqen e tokës .................................................... 7.3.2 Rezistenca e tokëzimit e grupit të tokëzuesve .......................................................... 7.4 Tokëzuesi i themelit .................................................................................................... 7.5 Tensioni i prekjes .................................................................................................... 7.6 Tensioni i hapit ....... .................................................................................................... 7.7 Rezistenca elektrike e tokës ........................................................................................ 7.7.1 Njohuri të përgjithshme ........................................................................................... 7.7.2 Matja e rezistencës specifike të dheut ..................................................................... Shembuj numerik .....................................................................................................

119 119 120 122 124 124 125 128 130 132 133 133 135 137

KAPITULLI I TETË 5. KYÇJA E OBJEKTIT ME INSTALIME ELEKTRIKE NË RRJETIN ELEKTRIK SHPËRNDARËS PUBLIK............................................................................................... 145 8.1 Rrjeti elektrik shpërndarës elektrik .............................................................................. 145 8.2 Përkufizimi i vendit të kyçje ......................................................................................... 145

8.3. Vendi shpërndarës matës .......................................................................................... 146 KAPITULLI I NËNTË 9. VERPIMI I RRYMËS ELEKTRIKE NË TRUPIN E NJERIUT DHE NDIHMA E PARË NË RASTIN E GODITJEVE NGA RRYMA ELEKTRIKE ........................ 149 9.1. Llojet ve dëmtimeve nga rryma elektrike ................................................................. 149 9.2 Rezistenca elektrike e trupit të njeriut ....................................................................... 152 9.3 Faktorët që ndikojnë në dëmtimet nga rryma elektrike .............................................. 153 9.4 Vlerat e lejuara të tensionit të prekjes ........................................................................ 156 9.5 Ndihma e parë në rastet e goditjeve nga rryma elektrike ........................................... 157 9.5.1 Kërkesat e përgjithshme .......................................................................................... 157 9.5.2 Çlirimi nga rryma elektrike ...................................................................................... 158 9.5.3 Ndihma e parë për të aksidentuarit nga rryma elektrike .......................................... 160 9.5.4 Mënyrat e kryerjes së frymëmarrjes artificiale ........................................................ 160 9.5.5 Masazhi i jashtëm i zemrës ..................................................................................... 162 KAPITULLI I DHJETË 10. MBROJTJA NGA GODITJA ELEKTRIKE ......................................................... 10.1 Mbrojtja nga prekja e drejtpërdrejtë........................................................................... 10.1.1 Mbrojtja me izolim elektrik .................................................................................... 10.1.2 Mbrojtja me rrethojë dhe shtëpiza ........................................................................... 10.1.3 Mbrojtja me pengesa ............................................................................................... 10.1.4 Mbrojtja me vendosje jashtë largësisë që mund të arrihet me dorë ........................ 10.1.5 Masat mbrojtëse plotësuese me vendosjen e pajisjes mbrojtëse të rrymës diferenciale (PMRrD) (FID) (RCD) ...................................................................... 10.2 Mbrojtja nga prekja jo e drejtpërdrejtë e tensionit .................................................. 10.2.1 Mbrojtja me ndarje elektrike .................................................................................. 10.2.2 Mbrojtja me barazimin e potencialit pa lidhje me tokën ........................................ 10.2.3 Mbrojtja me ndërtimin e hapësirave të izoluara .................................................... 10.2.4 Mbrojtja me përdorimin e pajisjeve të klasës së dytë ose me izolim përkatës ....... 10.2.5 Shkyçja automatike e furnizmit të qarkut të rrymës ose pjesës së instalo. elektrik 10.3 Mbrojtja nga prekja e drejtpërdrejtë dhe jo e drejtpërdrejtë.....................................

167 167 168 169 169 169 170 180

KAPITULLI I NJËMBËDHJETË 11. MBROJTJA E OBJEKTEVE NË TOKË NGA ZBRAZJET ATMOSFERIKE 11.1 Elektriciteti atmosferik dhe zbrazjet ndaj tokës ......................................................... 11.2 Zbrazja normale atmosferike ..................................................................................... 11.3 Veprimi i zbrazjes atmosferike në objektet në tokë ................................................... 11.4 Mënyra e mbrojtjes së objekteve në tokë .................................................................. 11.5 Instalimi mbrojtës rrufepritës ................................................................................... 11.6 Tokëzimi i instalimeve mbrojtëse rrufepritëse ..........................................................

181 181 183 183 184 185 188

KAPITULLI I DYMBËDHJETË 12. INSTALIMET E TELEKOMUNIKACIONIT (INSTALIMET E RRYMËS SË DOBËT ............................................................................................................................ 12.1 Njohuri të përgjithshme ................................. ......................................................... 12.2 Funksionet dhe elementet e instalimeve të telekomunikacionit ............................... 12.3 Instalimet kabllore të përgjithshme ....................... ................................................... 12.3.1 Rrjetet kompjuterike ........................................................................................... 12.3.2 Rrjetet e telekomunikacionit me shumë servise ................................................... 12.4 Sistemte multimediale .............................................................................................

190 190 191 203 203 205 209

166 166 166 166 166 166

12.5 Sistemet e interfonisë për derën e hyrjes ............................................................... 215 12.6 Instalimet elektrike të telefonisë publike .............. ................................................... 217

1

KAPITULLI I PARË

1.

DEFINICIONI DHE KLASIFIKIMI I INSTALIMEVE ELEKTRIKE

Në dhjetëvjetëshin e fundit të shekullit XIX njeriu ka filluar të shfrytëzoj energjinë elektrike për veglat e punës si dhe pajisjet tjera elektrike si burimet elektrike të dritës, të cilat i kanë shërbyer për përmirësimin e kushteve të punës. Përdorimi i energjisë elektrike, në dhjetëvjetëshat e fundit të shekullit XX e ka përfshirë edhe lëmin e informatikës, respektivisht zgjerohet edhe në marrësit (shpenzuesit) të cilët energjinë elektrike e shfrytëzojnë për përfitimin e sinjalit elektrik me fuqi të vogël si p.sh. telefoni, televizioni, rrjetet kompjuterike dhe në rrjetet e tjera IT. Për përdorimin e energjisë elektrike për të gjitha këto qëllime duhet gjithsesi të ekzistojnë: -

burimet e energjisë elektrike ose informatës

-

shpenzuesit

-

pajisjet për bartjen e sajë prej burimit e deri te shpenzuesi

Shpenzuesit ndodhen në objektet të cilat njeriu i ka ndërtuar për ndonjë qëllim. Mirëpo, burimi nuk duhet domosdo të gjendet në ato objekte. Burimi më së shpeshti është jashtë objektit. Për këtë, përveç pajisjeve që gjenden në objekt dhe që shërbejnë për mbartjen e energjisë elektrike dhe informatave, paraqiten edhe ato jashtë objektit. Pajisjet për mbartjen e energjisë elektrike ose informatat nëpër objekt janë të përfaqësuara me instalimet elektrike. Ato përbëhen prej bashkësisë së përcjellësve dhe komponenteve elektrike të tjera, të cilat mundësojnë mbartjen e sigurt dhe kualitative të energjisë elektrike ose informatave deri te shpenzuesi. Duke marrë parasysh qëllimet ato ndahen në: -

instalimet elektrike të rrymës së fortë,

-

instalimet elektrike të rrymës së dobët.

Sot, si burime të energjisë elektrike jashtë objekteve paraqiten centralet me fuqi të instaluar të madhe, të cilat janë të lidhura paralel në sistemin e vetëm për prodhim mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike. Një sistem i tillë mbulon territorin e një shteti ose madje edhe të disa shteteve. Objektet me shpenzuesit në te, kyçen në sistemin e tillë i cili për ata paraqet burimin e energjisë elektrike. Zakonisht, në sistemet për prodhimin, mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike, përdoret tensioni i punës më i lartë se në instalimet elektrike, ashtu që energjia elektrike të mbartet me fuqi të njëjtë dhe me rrymë të intensitetit më të vogël, me qëllim të zvogëlimit të humbjeve. Këto tensione sillen deri në disa qindra mija volt.

2 Shpenzuesit e energjisë elektrike zakonisht prodhohen për tensione të punës më të ulët, madhësia e të cilit nuk e kalon vlerën 1000 V. Kjo mundëson konstruksion më të thjeshtë dhe siguri më të madhe. Për këtë, edhe tensioni i punës i instalimeve të tilla është më i ulët dhe ato thirren: Instalimet elektrike të rrymës së fortë dhe tensioni të ulët. Në kohët e fundit po prodhohen shpenzues të energjisë elektrike edhe për fuqi të mëdha, të rendit MW. Edhe tensionet e punës të shpenzuesve të tillë janë më të larta, mirëpo nuk kalojnë vlerën prej 10.000 V. Instalimet e tyre thirren instalime elektrike të rrymës së fortë dhe tensionit të lartë dhe radhiten në lëmin e instalimeve elektrike speciale. Në fig. 1.1. është bërë paraqitja skematike e sistemit për prodhim, mbartje dhe shpërndarje të energjisë elektrike, si dhe kyçja e objektit me instalim elektrik.

Centrali

Shteti ose bashkimi i shteteve

Shteti ose bashkimi i shteteve

Prodhimi i energjisë elektrike

Rrjeti elektrik për mbartje

Rrjeti elektrik për shpërndarje

Objekti i konsumatorit (shfrytëzuesit) Instalimet Shpenzuesit elektrike (konsumatorët)

Sh

3~ 50 Hz, 110, (20) ose 35 dhe 10 kV

Hidrocentralet

Ufsh

ULsh

Termocentralet

U gj U Lb U LshU Li -

tensioni tensioni tensioni tensioni

i i i i

3,N~ 50 UL U F

Ugj

ULsh

ULsh

Sh Sh

3,N~ 50 ULi

Gj

3~ 50 Hz, 400,220 dhe 110 kV

U LB

3,N~ 50 Hz, 400/230V

Sh

Sh

Sh

gjeneratorit, linjës i mbartjes, linjës i shpërndarjes, linjës i instalimit

Fig.1.1. Paraqitja skematike e sistemit për prodhim mbartje dhe shpërndarje të energjisë elektrike, si dhe kyçja e instalimeve elektrike të objekteve në atë sistem

Në sistemet e prodhimit mbartjes dhe shpërndarjes së energjisë elektrike përdoret sistemi trefazor i tensionit alternativ periodik me frekuencë 50 Hz. Në pjesët me tension mbi 1000 V përdoren tre përcjellës, ndërsa në ato me tension nën 1000 V përdoren katër përcjellës. Sistemi me katër përcjellës ka nën sistemin e tij me dy përcjellës, fazën dhe zeron i cili njëherësh paraqet sistem njëfazor. Të tri sistemet e cekura janë treguar në formë skematike në fig 1.2. Në pjesët e sistemit për prodhimin, mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike dhe në instalimet elektrike, tensioni nuk është i njëjtë në të gjitha pikat, për arsye të rënies së tensionit. Në mënyrë që shpenzuesi dhe transformatori të kryejnë funksionet e tyre, duhet që

3

tensioni në skajet e tij të jetë as më i madh e as më i vogël se vlerat e tensionit të caktuara më parë, çka do të thotë se rënia e tensionit duhet të jetë e kufizuar në çdo pjesë të atij sistemi. Kjo matematikisht tregohet në këtë mënyrë:

SISTEMI TREFAZOR ME TREPËRCJELLËSA L1

L1

UL UL

L2

UL

L2

UL

L3

L3

3~50Hz, UL UL

UL

SISTEMI TREFAZOR ME KATËRPËRCJELLËSA L1 UF UL N UL UF UF

L1

UL

L2

L2

UL

L3

L3

N

3,N~50Hz, UL /UF UL

UL UF

SISTEMI NJËFAZOR ME DYPËRCJELLËSA L3

1,N~50Hz, U F UF

UF N L1

L2

L3

N

Fig.1.2. Paraqitja grafike e sistemit trefazor me tre dhe katër dhe e nënstemit njëfazor L1 , L2 , L3 përcjellësat e fazave, N- përcjellësi nular

Un U U Un U Ku janë: U – tensioni në çfarëdo pike Un – vlera nominale e tensionit në ndonjë pjesë të sistemit U – rënia e tensionit më e madhe e lejuar.

(1.1)

4 Vlerat nominale të tensionit janë vlera referente të cilat shërbejnë si shënime për konstruksionin e shpenzuesve dhe komponenteve elektrike, prej të cilave është ndërtuar sistemi për prodhim, mbartje dhe shpërndarje, si dhe instalimet elektrike. Vlerat nominale të tensionit që shfrytëzohen në pjesët e sistemit për prodhimin, mbartjen dhe shpërndarjen e energjisë elektrike dhe në instalimet elektrike janë të standardizuara. Këto janë: - për pjesët e sistemit mbi 1000V, 400kV, (220kV), 110kV, (35kV) dhe 20kV përkatësisht 10 kV, dhe - për pjesët e sistemit nën 1000V - 400V, 400/230V dhe 230V Në sistemet mbi 1000V në rastet e veçanta përdoren edhe këto vlera nominale të tensionit 6 kV dhe 3 kV, e te ato nën 1000V – vlerat e tensionit 900V dhe 600V. Burimet e energjisë elektrike që ndodhen në objekte si burime të pavarura, mund të janë edhe burimet e tensionit të vazhduar. Këto kanë vlerën nominale të tensionit të instalimeve elektrike respektivisht të vetë shpenzuesve të energjisë elektrike, të cilat gjithashtu janë të standardizuara, dhe atë: 440V, 220V dhe 110V Në instalimet elektrike të tensionit të ulët që trajtohet në këtë kurs, do të paraqiten edhe tensionet nën vlerën 100 V dhe atë alternativ dhe të vazhduar, vlerat standarde të cilëve janë: 48V; 24V; 12V; 6V. Këto tensione lajmërohen te sistemet me dy përcjellës me tension alternativ me periodë të thjeshtë si vlere efektive e tij, ose si vlera e vërtet e tensionit të vazhduar. Edhe burimet e informatave elektrike mund të gjenden në objekt ose jashtë tij. Nëse ato gjenden jashtë objektit, atëherë në mes të burimit dhe marrësit duhet të ekzistojnë pjesët të cilat gjenden jashtë objektit dhe në objekt dhe të cilat shërbejnë për mbartjen e informatës. Pjesët e sistemit që ndodhen në objekt dhe që shërbejnë për mbartjen e informatës janë instalimet elektrike të rrymës së dobët. Te sistemet e cekura më lartë të cilat shërbejnë për mbartjen e energjisë elektrike paraqitej rënia (dobësimi) i tensionit si rezultat i mbartjes së energjisë nëpër mjedisin elektropërçues të papërsosur, kurse te sistemet për mbartjen e informatës elektrike lajmërohet rënia (dobësimi) i fuqisë. Kjo në këtë rast do të shkaktoj jo vetëm dobësimin e tensionit por edhe të rrymës. Për këtë arsye në këto sisteme, kërkohet vlera e kufizuar e fuqisë e jo e tensionit të marrësit. Në vend të transformatorit i cili shërben për mbulimin e rënieve të tensionit, në sistemet për mbartjen e informatave përdoren përforcuesit e fuqisë. Te dy llojet e instalimeve përbëhen prej shumë pjesëve funksionale si janë të përshkuar në fig. 1.3. Në instalimet elektrike të rrymës së fortë janë të radhitura edhe instalimet mbrojtëse nga rrufeja sepse ato ndodhen në të njëjtin objekt, si edhe instalimet elektrike të tjera dhe që kanë për detyrë mbrojtjen e tyre.

5

Instalimet elektrike të rrymës së fortë Mbrojtja e rrjetit dhe objektit nga zbrazja atmosferike Rrjeti elekt. shpërndarës

OBJEKTI ( I shpenzuesit të energjisë elektrike ) Shpenzuesi i ener. elekt.

INSTALIMET ELEKTRIKE Karakte ristika e rrjetit U, S "kQ

Qarqet e Vendi i kyçjes KarakteVendi Vendi i Linja el. Vendi matës Linjat elekt. kyçjes kyçëse shpërndarës shpërndarës shpërndarës rrymës së shpenzuesit ristika

elektrike e shpenzuesit

Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi Prej mbi tension. të jashtme

Nga lagështia, pluhuri,materialet agresive

Mbrojtja e mjedisit nga instalimet

a)

I=f(U,t)

Nga ndezja, ndezja e gazrave eksploziv, dhe efekteve tjera të rrymës elektrike

Nga tensioni i lartë i prekjes

Mbrojtja e objektit nga zbrazja atmosferike OBJEKTI ( I shpenzuesit të energjisë elektrike )

b)

Burimi i ener. INSTALIMET ELEKTRIKE elektrike Karakteristika Kyçja e burimit Vendi Qarqet e Vendi i kyçjes shpërndarës e jashtme rrymës së shpenzuesit elektrik rregullues e burimit të energjisë Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi elektrike Nga lagështia, pluhuri,materialet agresive f,U ---

Mbrojtja e mjedisit nga instalimet

U=f(I)

Nga tensioni i lartë i prekjes, zjarri,etj.

Shpenzuesi i ener. elekt.

Karakteristikat elektrike e shpenzuesit I=f(U,t)

Instalimet elektrike të rrymës së dobët Mbrojtja nga zbrazja atmosferike Rrjeti publik për mbartjen e informatës

OBJEKTI ( I shfrytëzuesit të informatës ) Marrësi i informatës

INSTALIMET ELEKTRIKE Karakte ristika e rrjetit

a)

f

Vendi i kyçjes

Linjat kyçëse

Vendi shpërndarës

Qarqet e rrymës

Kyçja e Karakteshpenzuesve

ristikat elektrike e marrësit

Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi Nga pengesat e brendëshme dhe të jashtme, lagështia pluhuri, materiet agresive, temperatura e lartë, dëmtimet mekanike

Mbrojtja e objektit nga zbrazja atmosferike OBJEKTI ( I shfrytëzuesit të informatës ) Burimi i informatës Karakteristika e jashtme e burimit të informatës

b)

Marrësi i informatës

INSTALIMET ELEKTRIKE Kyçja e burimit

Qarqet e Vendi shpërndarës rrymës

Kyçja e marrësit

Mbrojtja e instalimeve nga mjedisi Pengesat, lagështia, materiet agresive, dëmtimet mekanike

Karakteristikat elektrike e marrësit

Fig.1.3. Paraqitja grafike e pjesëve funksionale të instalimeve elektrike të rrymës së fortë dhe të dobët a) për rastin kur burimi ndodhet jashtë objektit, b) kur burimi ndodhet në objekt

6

KAPITULLI I DYTË

2.

SHPENZUESIT E ENERGJISË ELEKTRIKE

2.1. VEÇORITË E PËRGJITHSHME TË SHPENZUESVE Ekzistojnë lloje të ndryshme të shpenzuesve. Të gjithë këta kanë një veti të përbashkët që energjinë elektrike ta shndërrojnë në formë tjetër të energjisë. Për këtë, mund të konsiderohen si shndërrues të energjisë. Në vijim do të analizohen shpenzuesit me qëllim të dallimit të veçorive karakteristike të tyre, që ndikojnë në zgjedhjen e komponenteve elektrike nga të cilat përbëhet instalimi elektrik. Në fillim do të bëhet analiza e përbashkët për shpenzuesit, e cila ka për qëllim të tregoj se cilat karakteristika të tyre kanë rëndësi në zgjedhjen e komponenteve për instalime elektrike. Karakteristika të rëndësishme të shpenzuesve janë niveli i potencialit dhe fuqia me të cilat bëhet shndërrimi i energjisë elektrike në ndonjë formë tjetër të energjisë. Njohja e tyre, nevojitet për shprehjen e intensitetit të rrymës, e cila së bashku me nivelin e potencialit, janë të domosdoshme për zgjedhjen e numrit më të madh të komponenteve elektrike. Gjatë shndërrimit të energjisë elektrike, fitohen forma të ndryshme të energjisë. Mirëpo, vetëm njëra prej tyre është e dëshiruar dhe paraqet dobinë energjetike, e të gjitha tjerat paraqesin humbjet energjetike. Këto fuqi shënohen me Pd dhe Ph . Për shfrytëzuesin e shpenzuesit të energjisë elektrike me rëndësi është vetëm fuqia e dobishme energjetike, dhe kjo paraqet një shënim teknikë për çdo shpenzues të energjisë elektrike. Fuqia e humbjeve tregohet nëpërmjet pjesëmarrjes së sajë në fuqinë e tërë për shndërrim, e jo me vlerë absolute. Kjo tregohet nëpërmjet “koeficientit energjetikë të shfrytëzimit” i cili definohet me shprehjen: Pd Pd

Ph

(2.1)

Koeficienti energjetik i shfrytëzimit, lajmërohet si shënim i dytë teknikë për të gjithë shpenzuesit e energjisë elektrike. Me ndihmën e këtyre dy shënimeve mund të llogaritet fuqia elektrike e shpenzuesit, respektivisht fuqia me të cilën nga instalimi elektrik merret energjia elektrike. Vlera e sajë përcaktohet me shprehjen:

P

Pd

(2.2)

Për të caktuar intensitetin e rrymës nevojitet të dimë edhe nivelin e potencialit të energjisë elektrike, respektivisht vlerën e tensionit. Ky lajmërohet si shënim i tretë teknikë i shpenzuesit. Shpenzuesit e energjisë elektrike mund të jenë të konstruktuar për tension të vazhduar ose për atë alternativ me periodë të thjeshtë, i cili mund të jetë njëfazor ose trefazor. Për tension të

7 vazhduar mjafton të jepet shënimi për vlerën e tij, ndërsa për tension alternativ nevojiten edhe shënime tjera. Në fig.2.1. është paraqitur një shpenzues për tension të vazhduar (a) dhe rrjedhja e energjisë në te gjatë këtij shndërrimit (b).

=U P

P I (I= ) U

Ph

Un Pdn ,

Pd

n

Fig.2.1. Paraqitja grafike e shpenzuesit të energjisë elektrike për tension të vazhduar (a) dhe rrjedhja e energjisë gjatë shndërrimit të saj P - fuqia elektrika, Pd - fuqia e dobishme, Ph - fuqia e humbjeve, - koeficienti energjetik i shfrytëzimit, U - vlera e tensionit të kyçjes

Në tabelën e shpenzuesit shënohen madhësitë të cilat jepen si shënime teknike për te. Pranë disa madhësive është shënuar indeksi “n” i cili tregon vlerën nominale. Për shpenzuesit me tension alternativ, ndonjëherë janë të nevojshme shënime shtesë për llogaritjen e intensitetit të rrymës. Te disa shpenzues paraqitet formë e posaçme e energjisë e cila nuk mund të numërohet as në dobi e as në humbje. Kjo energji elektrike nuk shndërrohet në formë tjetër te energjisë. Kjo merret nga burimi gjatë një gjysmë periode dhe i kthehet atij në gjysmë periodën e ardhshme. Kjo quhet energji reaktive, ndërsa energji aktive quhet energjia e cila merr pjesë në mënyrë aktive në procesin e shndërrimit. Energjia reaktive “lëkundet” në mes të burimit dhe shpenzuesit me fuqinë e cila quhet reaktive dhe vlera efektive e saj shënohet me Q. Fazori i kësaj fuqie është i shfazuar për këndin aktive i cili është në fazë me tensionin.

/ 2 para ose mbetet prapa nga fazori i fuqisë

Te këta shpenzues të energjisë elektrike, fuqia me të cilën energjia merret prej instalimit elektrik është e caktuar me këtë barazim. S

P

jQ

(2.3)

Ku janë: S - vlera efektive e fuqisë së dukshme (plotë) P - vlera efektive e komponentës aktive të fuqisë Q - vlera efektive e komponentës reaktive të fuqisë Fuqinë e dobishme më parë e kemi caktuar me fuqinë elektrike aktive dhe koeficientin , në mënyrë analoge edhe fuqia elektrike aktive caktohet me fuqinë e dukshme dhe koeficientin Ks, i cili quhet faktori i fuqisë, dhe definohet si vijon:

8

Ks

P S

(2.4)

Për tensionin alternativ me periodë të thjeshtë, i cili lajmërohet në sistemet për prodhimi, mbartje dhe shpërndarje të energjisë elektrike, ky faktor është i barabartë me cos e këndit të shfazimit të fazorit të fuqisë së dukshme dhe fazorit të fuqisë aktive, pra:

Ks

cos

(2.5)

Kur dihet faktori i fuqisë, fuqia e dukshme, e cila nevojitet për llogaritjen e intensitetit të rrymës, caktohet me shprehjen:

S

Pd cos

(2.6)

Mirëpo, për llogaritjen e intensitetit të rrymës me anë të kësaj fuqie duhet njëkohësisht të dihet numri i fazave të shpenzuesit dhe vlera efektive e tensionit të linjës ose të fazës. Për shpenzuesit e energjisë elektrike me tension alternativ me periodë të thjeshtë, krahas fuqisë së dobishme dhe koeficientit të shfrytëzimit energjetike, duhet të dihen edhe: - numri i fazave të shpenzuesit (njëfazor ose trefazor) - vlera efektive e tensionit fazor ose të linjës ( Uf ose Ul ) - faktori i fuqisë (cos ). Në figurën 2.2. është paraqitur grafikisht shpenzuesi njëfazor me tension alternativ (a) dhe rrjedhja e energjisë gjatë shndërrimit (b). Në tabelën e shpenzuesit janë të shënuara madhësitë të cilat jepen për shpenzuesin si shënime teknike.

1,N ~ f,U j (I= S ) U

I

U

I

S= P+jQ

Re Q

P

~f,Un , cos Pdn ,

Ph

n

Pd

Fig.2.2. Paraqitja grafike e shpenzuesit njëfazor të energjisë elektrike për tension alternativ (a), dhe rrjedhja e energjisë gjatë shndërrimit të saj P - fuqia elektrike aktive Q - fuqia elektrike reaktive, dS - fuqia e dukshme (plotë), P - fuqia e dobishme, Ph -fuqia e humbjeve, - koeficienti energjetik i shfrytëzimit, U - vlera efektive e tensionit fazor

Në tabelë të shënimeve teknike të shpenzuesit jepet si shënim edhe frekuenca e cila në të vërtet nuk është e nevojshme për llogaritjen e intensitetit të rrymës, por shërben për identifikimin e shpenzuesit.

9

2.2. DEFINICIONI I VLERAVE NOMINALE TË MADHËSIVE FIZIKE ME TË CILAT PËRSHKRUHEN SHPENZUESIT Më parë treguam se çdo shpenzues elektrik përshkruhet me disa madhësi fizike, vlerat e të cilave jepen si shënime teknike të shpenzuesit. Këto vlera janë të caktuara në bazë të sforcimeve kufitare te lejuara të materialeve prej të cilave ndërtohen shpenzuesit. Materialet prej të cilave ndërtohen shpenzuesit e energjisë elektrike sforcohen në pikëpamje dielektrike (materialet elektroizoluese) elektromekanike dhe të temperaturës (të gjitha materialet e shpenzuesve). Sforcimi dielektrik i materialeve elektroizoluese varet prej madhësisë së tensionit, ndërsa ai elektromekanik dhe i temperaturës nga intensiteti i rrymës. Vlera nominale e tensionit të shpenzuesit, është e barabartë me vlerën nominale të tensionit të instalimit elektrik në të cilin ai kyçet, dhe këto vlera janë të standardizuara. Në bazë të kësaj vlere zgjidhet materiali elektroizolues si dhe caktohet mënyra e vendosjes së tij. Te shumica e shpenzuesve të tensionit të ulët është dominant sforcimi nga temperatura. Kjo është e kushtëzuar me humbjet energjetike të cilat në fund shndërrohen në nxehtësi, dhe në këtë rast në të gjitha pjesët e shpenzuesit vjen deri te rritja e temperaturës. Rritja e temperaturës nuk do të jetë e njëjtë në të gjitha pjesët e shpenzuesit. Vlera e temperaturës e cila arrihet duhet të jetë më e vogël ose e barabartë me vlerën kufitare të lejuar për atë material. Kjo, më së shpeshti është temperatura e materialeve elektroizoluese të cilat përdoren. Që kjo rritje e temperaturës, të jetë sa më e vogël në cilëndo pjesë të shpenzuesit, ai duhet të ftohet, përkatësisht nxehtësia duhet të përcillet në mjedis. Nëse kjo ftohje është më e mirë nëpër shpenzues mund të kaloj rryma e intensitetit më të lartë, përkatësisht ai mund të bëjë shndërrimin e energjisë elektrike me fuqi më të madhe. Nga shpenzuesi nxehtësia mund të përcillet në mjedis me përcjellje, rrezatim dhe rrjedhjen e fluidit të lëngët ose të gazet që gjendet përreth shpenzuesit. Se si do të zhvillohet ky proces varet prej rritjes së temperaturës, dhe kualitetit të përcjelljes i cili mund të përshkruhet me ‘rezistencën e nxehtësisë”. Kjo rezistencë e nxehtësisë është çdoherë e definuar në mes të dy pikave (në këtë rast në mes

tC

Ph =const. Tsh *

tR

T=T sh -Ta

Ta * Tlej

I(=) Ph Tsh

R(=)tR

a

Ta

sh

t

C(=)t C

Fig.2.3. Paraqitja e thjeshtësuar e procesit së nxemjes të shpenzuesit me ndihmen e modelit analog elektrik dhe grafiku i rritjes së temperaturës së ndonjë pike në shpenzues

10 të pikave me temperaturë më të lartë dhe mjedisit) si është paraqitur në fig. 2.3. Procesi i nxehtësisë në shpenzues, mund të tregohet në mënyrë të përafërt me skemën elektrike analoge të treguar në figurën 2.3, në të cilën kapaciteti elektrik paraqet masën e shpenzuesit ose kapacitetin e nxehtësisë, rezistenca elektrike paraqet rezistencën e nxehtësisë, rryma paraqet fuqinë e nxehtësisë e tensioni në kondensator paraqet rritjen e temperaturës. Rritja e temperaturës në cilëndo pikë të shpenzuesit gjatë fuqisë konstante të humbjeve mund të tregohet me barazimin. t

T Ku janë:

Ph t R 1 e

(2.7)

Ph - fuqia e humbjeve e cila është e barabartë me

1

Pd

tR - rezistenca e nxehtësisë në mes të pikës në shpenzues dhe mjedisit, t R tc ) - konstanta kohore e nxehtësisë ( Kjo është një shprehje e thjeshtësuar, sepse në të kundërtën do të ketë edhe anëtar të tjerë (tRi dhe ti). Nga grafiku i rritjes së temperaturës, i dhënë në të njëjtën figurë shihet se temperatura e cilësdo pikë në shpenzues, praktikisht pas një kohe të gjatë do të arrin vlerën më të madhe. Fuqia e shpenzuesit Pd dhe koeficienti i shfrytëzimit do të kanë vlera nominale nëse rritja e temperaturës në pikën më kritike dhe gjatë temperaturës së mjedisit Ta, është e barabartë me vlerën e lejuar. Nëse analizohen grafikët e rritjes së temperaturës të shpenzuesit të njëjtë, për fuqi më të madhe se ajo nominale si në fig. 2.4. mund të përfundojnë se shpenzuesi i njëjtë, mund të ngarkohet me fuqi më të lartë se ajo nominale (P2 > Pn), mirëpo kjo duhet të zgjas një kohë më të shkurtë, e cila caktohet me kohën t2. T T2 Tlej

P2>Pn

P

P2=Pn

P2 P1

t2 =const.

t

Pn t3 t2

T

t

P2>Pn P2=Pn t Fig.2.4. Paraqitja grafike e lakoreve për mbingarkesat e lejuara.

Nëse në një sistem të koordinatave (t,P) vendosim pikat (t2, P2) (t3,P3) do të fitohet lakorja për mbingarkesën e mundshme për shpenzuesin e paraqitur në të njëjtën figurë. Kjo tregon, se shpenzuesi mund të mbingarkohet, mirëpo si pasojë të kësaj kemi rritjen e intensitetit të rrymës nëpër instalim.

11

2.3. VETITË THEMELORE TË KOMPONENTEVE PËR INSTALIMET ELEKTRIKE Për realizimin e instalimeve elektrike përdoren komponentet elektrike dhe jo elektrike. Këtu do të bëhet fjalë për komponentet elektrike. Komponentet elektrike më në masë gjithsesi janë përcjellësit elektrike. Pas tyre vijnë çelësat e ndryshëm, komponentet mbrojtëse, etj. Të gjitha këto shërbejnë që energjia elektrike të mbartet në mënyrë të sigurt dhe kualitative deri te shpenzuesit. Kualiteti i izolimit elektrik të komponentëve ndaj mjedisit, është përcaktuar me tensionin nominal të instalimeve elektrike i cili njëherësh është tensioni nominal i komponentëve. Këto komponente janë të lidhura në seri, dhe nëpër to kalon rryma me intensitet të njëjtë për të gjitha, e të cilën e caktojnë madhësitë teknike të shpenzuesit. Secila komponent elektrike mund të paraqitet me një impedancë si në figurën 2.5.

U1

sh

Z1

Ph1= Re U 1 I*sh Ph

U n ;cos Pn ; n

U2

U1

n

Ph

Fig.2.5. Paraqitja grafike e renditjes së komponenteve elektrike në pjesën e instalimit elektrik deri te shpenzuesit

Gjatë kalimit të rrymës nëpër këto komponenta, do të paraqiten humbjet energjetike, fuqia e të cilave është e caktuar me shprehje * Phi Re U i I sh Ri I 2 sh (2.8) Ku janë:

Ui - rënia e tensionit në komponenten e i-të I sh - rryma e shpenzuesit, përkatësisht rryma nëpër komponent, dhe Ri - pjesa aktive e impedancës.

Si te shpenzuesit ashtu edhe te komponentet elektrike, në të cilat paraqiten humbjet energjetike do të paraqiten sforcimet e materialit në temperaturë. Këto do të kufizojnë intensitetin e rrymës nëpër komponentë, duke e përcaktuar vlerën e saj nominale. Nëse humbjet energjetike të komponenteve janë të vogla, atëherë vlerën nominale të rrymës e cakton sforcimi elektromekanikë më i madh i lejuar.

12

2.4. BURIMET ELEKTRIKE (ELEKTROREZISTUESE) TË NXEHTËSISË Te ky grup i shpenzuesve bëhet shndërrimi i energjisë elektrike në nxehtësi. Këto janë të vetmit shpenzues tek të cilët shndërrimi i energjisë elektrike në një formë tjetër të energjisë bëhet pa humbje. Për këtë, te këta shpenzues koeficienti i shfrytëzimit është i barabartë me një ( =1.)

P ) I (I= kU

I In 1

t

0 k, Un

k =1,3

Pn a)

b)

Fig.2.6. Simboli grafike i burimit elektrorezistues të nxehtësisë me shënimet teknike (a) dhe diagrami i rrymës fillestare (b)

Me kyçjen e shpenzuesit të tillë në tension alternativ, nëpër atë do të vendoset rryma me formë të njëjtë si e tensionit, dhe në këtë rast nuk paraqitet fuqia reaktive, e si rezultat i kësaj është se faktori i fuqisë është i barabartë me një ( cos =1). Kur këta shpenzues të kyçen në tension, atëherë rryma fillestare nuk do të jetë më e madhe se ajo nominale. Këta shpenzues konstruktohen si njëfazor ose trefazor. Në figurën 2.6 është treguar shenja grafike e shpenzuesve të tillë me madhësitë fizike, si dhe diagrami kohor i rrymës fillestare. Krahas burimeve elektrorezistuese të nxehtësisë ekzistojnë edhe lloje tjera të burimeve si p. sh. me hark elektrik ose dielektrik. Për këto lloje të burimeve, nuk vlejnë përfundimet e nxjerra më parë. Instalimet për kyçen e këtyre shpenzuesve bëjnë pjesë në lëmin e instalimeve speciale.

2.5. BURIMET ELEKTRIKE TË DRITËS Këta shpenzues sot përdoren në masë të madhe. Burimet elektrike të dritës energjinë elektrike e shndërrojnë në energji të dritës. Gjatë këtij shndërrimi shfaqen humbje të konsiderueshme, me çka edhe koeficienti energjetik i shfrytëzimit është shumë më i vogël se një ( < 1). Sipas mënyrës së shndërrimit të energjisë, dallojmë burimet me tel metalik të skuqur ose burimet inkandeshente dhe burimet me shkarkim elektrik nëpër përzierjen e gazrave dhe avujve të metalit (llambat fluoreshente, llambat e zhivës, llambat metal hollogjene dhe llambat e natriumit me shtypje të lartë). Këto burime çdoherë konstruktohen si njëfazore. Te burimet inkandeshente gjatë procesit të shndërrimit të energjisë elektrike, në atë të dritës nuk lajmërohet energjia reaktive. Për këtë, edhe faktori i fuqisë është i barabartë me një (cos =1). Mirëpo, te burimet me shkarkim elektrike, lajmërohet energjia reaktive. Kjo energji është më shumë për arsye të pajisjeve shtesë (paralidhëse), pa të cilat nuk mund të punojnë

13 këto burime, e më pak për arsye të procesit të shndërrimit. Në fig. 2.7. janë dhënë simbolet grafike për të dy llojet e burimeve si dhe shënimet teknike me të cilat përshkruhen: Për të dy llojet e burimeve rryma në fillim është më e madhe se ajo nominale, kjo shihet nga diagrami kohor i paraqitur në të njëjtën figurë. Te burimet inkandeshente, regjimi nominal

(I=

P ) U

I

I In

(I=

P ) Ucos

I

1

Un, P n n,

I In 1

0

J

t

Un,Pn,cos n,

a)

0

t

J

b)

Fig.2.7. Simboli grafike i burimit elektrike të dritës për burimet inkadescente (a) dhe fluoreshente (b) dhe shënimet teknike të tyre

vendoset pas një kohe shumë të shkurtë (të rendit disa milisekonda), ndërsa te burimet me shkarkim elektrike kjo periodë matet me minuta, me përjashtim të llambave fluoreshente tek të cilët zgjatë disa sekonda. Te këto burime të dritës si shënime teknike janë dhënë fuqia elektrike dhe fuqia e dritës së burimit, përkatësisht fluksi i dritës. Zakonisht projektuesi i instalimeve elektrike, bënë zgjedhjen e llojit të burimeve elektrike të dritës dhe cakton numrin e nevojshëm të tyre, dhe atë më së shpeshti duke përdorur metodën më të thjeshtë e cila është metoda e faktorit të shfrytëzimit. Të njëjta llogaritje tani bëhen përmes softuerëve përkatëse ( Silicht, Relux, etj)

2.6. MOTORI (ASINKRON) ELEKTRIK PËR TENSION ALTERNATIVË Ky lloj i shpenzuesve bënë shndërrimin e energjisë elektrike në atë mekanike. Gjatë shndërrimit të tillë lajmërohen humbjet, prandaj edhe koeficienti i shfrytëzimit energjetik do të jetë më i vogël se një ( < 1). Te këta shpenzues lajmërohet edhe energjia reaktive, dhe si rezultat i saj edhe faktori i fuqisë do të jetë më i vogël se një ( cos < 1). Këta shpenzues ndërtohen (konstruktohen) si njëfazor ose trefazor dhe atë me rotor me faza (ose unaza) ose me rotor të lidhur në të shkurtër (ose me pështjellë në formë kafazi). Rryma fillestare te motori me rotor të lidhur shkurtë është disa herë më e madhe se rryma nominale, ndërsa te motorët me rotor me faza ajo mund të rregullohet (përshtatet) duke ndryshuar vlerën e rezistencës të kyçur në qarkun e rotorit. Koha e lëshimit në punë varet nga karakteristika e ngasjes. Në fig. 2.8 janë paraqitur simbolet grafike të këtyre motorëve me shënimet teknike dhe lakoret e rrymave të lëshimit. Për këta motor, si shënim teknikë jepet edhe numri i rrotullimeve në boshtin e tij, dhe i cili shërben për llogaritjen e momentit rrotullues i cili i nevojitet projektuesve të ngasjeve elektromotorike.

14

I (I=

P/ ) k Ucos

I In

I

(a)

k=1 ose 3 M k~

M k~

a)

b) k~f n ,Un, cos Pn , n n n)

P=Pn me hov të rëndë me hov të lehtë

1

(b)

tz

n

t

Fig.2.8. Simboli grafike të motorëve asinkron me rotor të lidhur shkurtë (a) dhe me rotor me faza (unaza) (b)

2.7. SHPENZUESIT E TJERË TË ENERGJISË ELEKTRIKE Krahas shpenzuesve të cekur, e të cilët më së shpeshti përdoren, ekzistojnë edhe shpenzues të tjerë. Këtu do të shqyrtohen, vetëm ata të cilët në instalimin elektrik kyçen nëpërmjet të ndonjë shndërrues elektroenergjetik, i cili mund të jetë: transformatori, ridrejtuesi, shndërruesi i frekuencës dhe kondensatori elektrik. Ridrejtuesi gati çdo herë në hyrje ka transformatorin, e shndërruesi i frekuencave ka ridrejtuesin. Për këtë, problemi nga aspekti i instalimeve elektrike mund të reduktohet vetëm në transformator me ndonjë shpenzues në qarkun e sekondarit. Ky rast është treguar në fig. 2.9. transformatori është shndërrues i energjisë elektrike të një niveli të potencialit në energji elektrike të nivelit tjetër të potencialit. Gjatë këtij shndërrimi shfaqen humbjet për çka edhe koeficienti i shfrytëzimit energjetik është më i vogël se një ( < 1). Te këta shpenzues paraqitet edhe energjia reaktive, e cila ka vlerë relativisht të vogël të fuqisë. Për këtë arsye, edhe faktori i fuqisë do të jetë afër njëshit nëse shpenzuesi i kyçur është kryesisht me fuqi aktive. Gjatë kyçjes së shpenzuesit tjetër ky faktor i fuqisë do të ndryshoj në varësi nga karakteristika e tij. T I1 Shp.

i2 ~U i1

t 2

2

S= P +Q (VA) Fig.2.9. Skema elektrike e kyçjes së shpenzuesit të energjisë elektrike në instalim përmes transformatorit dhe diagrami kohor i rrymës së kyçjes së transformatorit me sekundar të hapur

Transformatori caktohet me fuqinë e plotë nominale S dhe vlerën nominale të tensionit në primar U’n, pa marrë parasysh llojin e shpenzuesit të kyçur në qarkun e sekondarit.

15 Me ndihmën e shënimeve teknike të cekura më lartë, mund të llogaritet intensiteti i rrymës i nevojshme për zgjedhjen e komponenteve të instalimit elektrik. Me rastin e kyçjes së transformatorit me sekondar të hapur, në instalimin elektrik do të paraqiten rryma fillestare më të larta (1,5 – 2,5) In të cilat zgjasin shkurtë. Me rastin e kyçjes së transformatorit me shpenzues në qarkun e sekondarit, atëherë rryma fillestare caktohet me rrymën fillestare të shpenzuesit. Përmes transformatorit më së shpeshti kyçen shpenzuesit me karakteristika të posaçme, të cilët përveç tjerash mund të kanë rryma të mëdha fillestare, lidhje të shkurta të shpeshta dhe formë të deformuar të rrymës periodike. Këto mund të jenë shkaktare të rënieve të mëdha të tensionit, lëkundjeve të tensionit dhe paraqitjen e harmonikave të larta. Mirëpo, në instalimet elektrike për qëllime të përgjithshme, shpenzues të tillë nuk do të kyçen, përjashtim mund të bëhet për ata me fuqi të vogël me të cilin rast mund të mos merret parasysh ndikimi i tillë. Kondensatori është shpenzues, i cili energjinë elektrike nuk e shndërron në ndonjë formë N i S=Q(VAr) ~U

C

I=

Q= CU 2

i

Q U t

a)

b)

Fig.2.10. Paraqitja grafike e kyçjes së kondenzatorit elektrike (a) dhe grafiku i rrymës fillestare (b)

tjetër (me përjashtim të nxehtësisë dhe atë me fuqi të papërfillshme), por vetëm këtë e shkëmben me burimin. Për këtë, mund të konsiderohet gjenerator i energjisë reaktive, fazori i fuqisë reaktive të së cilit është para tensionit për këndin /2. Pasi që fazori i fuqisë reaktive të shumicës së shpenzuesve të tjerë mbetet pas tensionit për këndin /2, atëherë kondensatori elektrik përdoret për kompensimin e energjisë reaktive të shpenzuesve të tillë. Pasi që, pjesëmarrja e energjisë reaktive në instalime dhe sisteme për prodhim, mbartja dhe shpërndarja të energjisë elektrike është e padëshirueshme atëherë bëhet kompensimi i saj. Shpenzuesi i tillë është përshkruar me vlerën nominale të fuqisë reaktive Qn dhe tensionit në kyçje Un. Me kyçjen e shpenzuesit të tillë në instalimin elektrik, mund të lajmërohet rryma fillestare e cila është e afërt me rrymën e lidhjes së shkurtë në atë vend. Ajo do të varet nga momenti i kyçjes së tij. Grafiku i rrymës fillestare është treguar në (fig. 2.10. b.), në të kundërtën gjatë shkyçjes së shpenzuesit të tillë mund të lajmërohet mbitensioni, vlera e të cilit varet nga çasti i shkyçjes. Paraqitja e rrymave të mëdha dhe e mbitensioneve nuk është e dëshirueshme në instalimet elektrike, prandaj këto duhet të pengohen. Kjo arrihet duke vendosur induktivitet/shuarse pa qark magnetik, para kondensatorit elektrik, dhe i cili gjatë kyçjes zvogëlon intensitetin e rrymës fillestare. Qe të pengohet dukuria e paraqitjes së mbitensionit gjatë kohës së shkyçjes, në skajet e kondensatorit duhet kyçur rezistencat shkarkuese, të cilat energjinë e akumuluar në kondensator e shndërrojnë në nxehtësi. Skema elektrike e kyçjes së këtyre dy komponenteve në kondensator elektrik është treguar në fig. 2.11.

16

Instalimi elektrik

21

1

3

5

31

22

2

4

6

32

R

L KONDENZATORI

Fig.2.11. Skema elektrike tripolëshe e kyçjes së shuarses dhe rezistencës shkarkuese në qarkun e kondenzatorit

2.8. FUQIA NË QARKUN ME RRYMË ALTERNATIVE ME PERIOD TË THJESHTË Nocioni i fuqisë merret kur analizohet dukuria me të cilën kryhet ndonjë punë ose bëhet transformimi i energjisë. Nëse është i dhënë tensioni alternativ në mes të dy skajeve të qarkut elektrik u 2U cos t dhe rryma alternative në qark i 2 I cos( t ) në raport me kahun referent të njëjtë ( këndi , i cili tregon ndryshimin në fazë të rrymës dhe tensionit, ka vlerën pozitive nëse rryma është pas tensionit, dhe negative nëse rryma është para tensionit). Vlera momentale e fuqisë në qark është:

p u i 2UI cos

t cos(

t

)

(2.9)

Kjo mund të paraqitet si shumë e anëtarit konstant dhe anëtarit me frekuencë të dyfishtë ( fig. 2.12), pra:

p UI cos

UI cos( 2

t

)

(2.10)

Në shprehjen e fundit, T

- UI cos

1 pdt paraqet vlerën mesatare të fuqisë momentale, dhe T0

) P vlerën momentale të komponentës të frekuencës së dyfishtë, amplituda - UI cos(2 t e së cilës është e barabartë UI S . Komponenta P mund të shprehet si:

P UI cos cos 2

t UI sin sin 2

t

(2.11)

Kështu vlera momentale e fuqisë mund të transformohet në shumën e fuqisë aktive dhe reaktive ( si në fig. 2.12 b).

17

p UI cos ( 1 cos 2

t ) UI sin sin 2

t

(2.12)

I

II

I. Vlera momentale e fuqisë aktive

II. Vlera momentale e fuqisë reaktive

Vlera momentale e kësaj komponente oshilon me frekuencë të dyfishtë në mes UI sin dhe UI sin . Vlera mesatare e kësaj komponente është e barabartë me zero. Amplituda e kësaj komponente Q UI sin quhet fuqia reaktive.

Pjesa konstante e këtij anëtari, P UI cos , është i barabartë me vlerën mesatare të fuqisë momentale në qark dhe quhet fuqia aktive. Vlera momentale e fuqisë aktive oshilon me frekuencë të dyfishtë në mes të 0 dhe 2P. Amplituda e anëtarit oshilues është e barabartë me fuqinë aktive P.

p=u i u i P t

a)

I S

P

II

Q t

b) Fig.2.12. a) Tensioni, rryma dhe vlera momentale e fuqisë së qarkut; b) fuqia momentale dhe komponenta aktive dhe reaktive e saj.

18 Amplituda e komponentës P e shënuar me S UI , quhet fuqia e dukshme. Raporti i fuqisë P ) quhet faktori i fuqisë. Kështu mund të nxirren këto aktive dhe asaj të dukshme ( cos S shprehje: S P 2 Q 2 (VA) Q P tg (VAr) P S cos (W)

(2.13)

2.9. INTERPRETIMI FIZIK PËR QARQET ELEMENTARE Nëse qarku elementar përbëhet nga rezistenca termogjene ideale R ndryshimi i fazës së rrymës në krahasim me tensionin është 0 , dhe fuqia momentale ka vetëm komponentin aktive, pra:

p UI ( 1 cos 2

t ) P ( 1 cos 2

t ),

P

U2 R

RI 2

(2.14)

Vlera mesatare e fuqisë momentale është pozitive. Vlera momentale e fuqisë është çdoherë pozitive në raport me kahun referent të aprovuar në qark, çka nënkupton se rezistenca termogjene gjithnjë absorbon energjinë elektrike, e cila nëse në skajet e qarkut që ka tension shndërrohet në nxehtësi. Kështu, kahu i mbartjes së energjisë dhe fuqisë është në pajtim me kahun referentë në qark në bazë të së cilit janë caktuar tensioni dhe rryma.

Nëse qarku elementar përbëhet nga bobina induktive me induktivitet L, ndryshimi i fazës së rrymës në krahasim me tensionin është / 2 , dhe fuqia momentale ka vetëm komponenten reaktive, pra:

p UI sin 2

t

Q sin 2

t,

Q UI

U2 L

LI 2

(2.15)

Vlera mesatare e fuqisë momentale është zero. Vlera momentale e rrymës ndërron në mënyrë alternative kahun në krahasim me kahun referentë të aprovuar në qark, çka nënkupton se në intervalet kur rrymën në qark e mban tensioni i burimit ( duke e mposhtur FEM të vetinduksionit) rryma do të rritet nga zero deri në vlerën maksimale, deri sa puna elektrike të cilën e bën tensioni i rrjetit shndërrohet në energjinë e fushës magnetike. Fuqia e burimit në këtë interval është pozitive. Në intervalet kur rryma zvogëlohet nga vlera maksimale deri në zero, energjia magnetike nëpërmjet FEM të vetinduksionit shndërrohet në punë elektrike e cila kthehet në burim. Për këtë, në këto intervale fuqia e burimit është negative. Puna të cilën qarku e kthen në burim është e barabartë me punën të cilën burimi i ka dhënë qarkut në intervalin e mëparshëm. Në gjysmë periodat e ardhshme të rrymës, të gjitha dukurit e përshkruara përsëriten me radhitje të njëjtë, vetëm se me ndryshimin e kahut të rrymës edhe fusha magnetike e ndërron kahun. Sipas marrëveshjes, merret se burimi ia dërgon fuqinë reaktive bobinës induktive, përkatësisht bobina shpenzon fuqinë reaktive. Në qarkun i cili përbëhet vetëm prej kondensatorit ideal rryma është para tensionit të burimit për këndin / 2 ( ( / 2) , dhe fuqia momentale ka vetëm komponenten reaktive, pra :

19 p

UI sin 2

t

Q sin 2

t,

Q

UI

CU 2

I2 . C

(2.16)

Vlera mesatare e fuqisë momentale është zero. Vlera momentale e rrymës ndërron në mënyrë alternative kahun në krahasim me kahun referentë të aprovuar në qark, çka nënkupton se në intervalet kur rrymën në qark e mban tensioni i burimit, duke e mposhtur FEM të kondensatorit, fusha elektrike në kondensator rritet, ndërsa puna elektrike të cilën e kryen tensioni i rrjetit shndërrohet në energjinë elektrostatike të fushës elektrike. Fuqia e burimit në këtë interval është pozitive. Në intervalet që pasojnë fusha elektrike dobësohet dhe energjia elektrostatike zvogëlohet deri në zero. Kjo nëpërmjet FEM të kondensatorit shndërrohet në punë elektrike e cila i kthehet burimit. Për këtë, në këto intervale fuqia e burimit është negative. Puna të cilën qarku e kthen në burim është e barabartë me punën të cilën burimi i ka dhënë qarkut në intervalin e mëparshëm. Në gjysmë periodat e ardhshme tensioni përsëritet me radhitje të njëjtë, vetëm se me ndryshimin e kahut të tensionit ndërrohet edhe kahu i fushës elektrike. Në qarkun me kondensator energjia reaktive është madhësi negative për kahet referente të dhëna. Sipas marrëveshjes kondensatori konsiderohet si gjenerator i fuqisë reaktiv, dhe themi se kondensatori i dërgon energji reaktive burimit, i cili shpenzon fuqinë reaktive. Të gjitha analizat e bëra janë për sistemin njëfazor. Pasi sistemi trefazor ka specifikat e veta duhet të përmenden ngjashmëritë dhe ndryshimet e përkufizimeve të fuqisë aktive dhe reaktive. Për sistemin trefazor të balancuar kemi: -

Fuqia momentale është e barabartë me shumën e fuqive momentale të secilës fazë. Fuqia momentale është konstante dhe e barabartë me trefishin e vlerës të fuqisë aktive të një faze: p3 f

-

3 P

(2.17)

Sipas marrëveshjes fuqia reaktive e sistemit trefazor të balancuar është e barabartë me trefishin e vlerës të fuqisë reaktive të një faze: Q3 f

-

3 UI cos

3 Q

(2.18)

Për arsye të simetrisë së plotë në mes të fazave, e mjaftueshme është të caktohet rryma dhe tensioni i një faze.

2.10. KOMPENZIMI I ENERGJISË REAKTIVE Shumë pajisje elektrik për kryerjen e punës normale përveç energjisë aktive shfrytëzojnë edhe energjinë reaktive. Kur shpenzuesit të furnizohen me energji reaktive nga sistemi energjetik paraqitet rritja e rënieve të tensionit dhe humbjet shtesë të energjisë në gjeneratorë, transformatorë dhe linja. Mirëpo, nëse energjia reaktive kompensohet drejtpërdrejt në vendin ku shpenzuesi furnizohet me energji, duke përdorur aparaturën për prodhimin e energjisë reaktive, mund të përmirësohen vlerat e tensionit në sistemin energjetik dhe të zvogëlohen humbjet energjetike në prodhim dhe mbartje. Me kompensim bëhet shkarkimi i burimeve ekzistuese të energjisë dhe rrugëve mbartëse, dhe kështu pajisjet ekzistuese për prodhimin dhe mbartjen e energjisë mund të prodhoj dhe mbartë energji me fuqi aktive më të madhe. Energjia reaktive e nevojshme për punën e numrit më të madh të shpenzuesve është ajo induktive, çka do të thotë se fazori i fuqisë Qsh mbetet pas fazorit të tensionit për këndin /2.

20 Nëse paralel me shpenzuesin e tillë kyçet kondensatori elektrik me fuqi Qc ku Qc
Qsh-Qk

Ik

Qk

Pk =0

I

Q sh

Ish

Psh

S=

P sh

+j(Q sh-Q k )

P sh

Ph

Fig.2.13. Paraqitja grafike e shkëmbimit të energjisë reaktive në mes të shpenzuesit me kondenzatorin dhe burimin

me fuqinë Qsh-Qk. Në këtë mënyrë, do të bëhet kompensimi i një pjese të energjisë reaktive, në pjesën e instalimit në mes të burimit dhe shpenzuesit. Nëse Qk=Qsh, energjia reaktive do të shkëmbehet vetëm në mes të kondensatorit dhe shpenzuesit. Kjo do të thotë se ajo plotësisht do të kompensohet. Në fig. 2.13 është dhënë paraqitja grafike e këtij procesi. Për kompensimin e energjisë reaktive, përkatësisht të fuqisë reaktive në sistemet elektroenergjetike përdoren këto pajisje: -

Kompensatorët rrotullues ( Kompensatori sinkron dhe motori sinkron), Kondensatorët ( të lidhur në seri ose paralel për kompensim të veçantë, grupor ose qendror si dhe kompensimi dinamik), Filtrat pasiv, Filtrat aktiv.

Në kohët e fundit teknologjia e prodhimit të kondensatorëve për kompensim aq shumë është zhvilluar dhe ata kanë arrit të bëhen zgjidhje universale, dhe atë si për stabilimentet industriale ashtu edhe për ato shpërndarëse.

2.11. PËRCAKTIMI I FUQISË SË NEVOJSHME PËR KOMPENSIM Duke shfrytëzuar përkufizimin për vlerat momentale të fuqisë aktive dhe reaktive si dhe përkufizimin për faktorin e fuqisë dhe lidhjen në mes të Q1 P- fuqia aktive fuqisë aktive reaktive dhe asaj Q- fuqia reaktive të dukshme, mund të formohet S- fuqia e dukshme diagrami vektorial i fuqive. Për QC S1 kompensimin e fuqisë reaktive nga vlera fillestare e faktorit të fuqisë cos 1 në faktorin e S2 Q2 fuqisë cos 2 cos 1 , është e 1 nevojshme të prodhohet fuqia 2 P reaktive QC P (tg 1 tg 2 ) . Në figurën 2.14 është treguar Fig.2.14. Diagrami i fuqive për sistemin e pakompensuar (ideksi 1) dhe të kompensuar (indeksi2); Q C fuqia reaktive e prodhuar e nevojshme për kompensim në cos 2

21 diagrami vektorial i fuqive për gjendjen para dhe pas kompensimit. Pas kompensimit shpenzuesi nga rrjeti merr fuqinë reaktive më të vogël se ajo fillestare, Q2 Q1 kështu që gjatë vlerës së fuqisë aktive P të pandryshueshme fitohet vlera e zvogëluar e fuqisë së dukshme ( S 2 S1 ) . Mbi kompensimit QC Q1 , duhet ti shmangemi sepse në atë rast do të mbartet fuqia reaktive prej shpenzuesit kah burimi i furnizimit, çka nënkupton se krahas kompensimit të bërë do të kemi humbje të rritura të energjisë dhe tension të rritur në shpenzues.

2.12. KOMPENSATORËT SINKRON DHE MOTORËT SINKRON Te shpenzuesit industrial të fuqive të mëdha, është e justifikueshme në pikëpamje ekonomike investimi në stabilimentet për kompensim, puna e të cilave bazohet në aplikimin e makinave rrotulluese. Këtu duhet të dallohet rasti kur makina sinkrone punon vetëm si burim i fuqisë reaktive ( atëherë ajo quhet kompensator sinkron dhe praktikisht punon si motor sinkron me mbi eksitim në punë pa ngarkesë) dhe rasti kur makina punon si motor (sinkron) me ngarkesë normale. Për rastin e dytë është e paraparë që motori të punon me rrymën nominale për ngarkesën e dhënë ( pra ai as nuk shpenzon dhe as nuk prodhon fuqi reaktive). Nëse parashihet që motori sinkron të shfrytëzohet edhe për prodhimin e fuqisë reaktive atëherë makina duhet të ketë konstruksion të posaçëm për atë regjim pune. Një ngasje e këtillë elektromotorike do të jetë e leverdishme, sepse njëkohësisht vepron edhe si kompensator i fuqisë reaktive, prandaj për uzina industriale mund të jetë me rëndësi të madhe ekonomike. Por këtu duhet pas kujdes gjatë përzgjedhjes së sistemit përkatës të eksitimit, si dhe gjatë projektimit të rregullatorit automatik të eksitimit me qëllim që të sigurohet stabiliteti i makinës sinkrone.

2.13. KOMPENSIMI I FUQISË REAKTIVE ME KONDENSATORË Kompensimi i fuqisë reaktive në sistemin elektroenergjetik mund të bëhet me përdorimin e kondensatorëve serik apo paralel. Nëse në linjat e tensionit të lartë, të cilat janë kryesisht induktive, lidhen në seri kondensatorët atëherë kemi të bëjmë me kompensimin serik. Efekti i ndërtimit të kondensatorëve serik vërehet në zvogëlimin e rënieve të tensionit dhe humbjeve të fuqisë reaktive, si dhe në rritjen e rezervës së stabilitetit të sistemeve mbartëse. Kondensatorët e lidhur në seri praktikisht nuk ndikojnë në humbjet e fuqisë dhe energjisë aktive në mbartje. VSHM

VSH - vendi shpërndarës VSHM - vendi shpërndarës matës

VSH

VSH

SH - shpenzuesi

c) SH b)

a)

Fig.2.15. Skema principiele elektrike e mënyrës së realizimit të kompenzimit të energjisë reaktive:kompenzimi i veçant (a), grupor(b), qendror (c)

22 Nëse te shpenzuesit kondensatorët i lidhim paralel, do të zvogëlohet vlera e fuqisë reaktive të mbartur. Kjo do të ndikojnë në mënyrë të volitshme në zvogëlimin e rënieve të tensionit dhe humbjeve të fuqisë dhe energjisë reaktive në mbartje. Ekzistojnë katër mënyra të mundshme për realizimin e kompensimit paralel: i veçantë, grupor, qendror dhe i përzier (fig..2.15). Përzgjedhja e zgjidhjes konkrete teknike duhet të marrë parasysh karakteristikat teknike dhe ekomomike të secilit rast të cekur. 2.13. 1. Kompensimi i veçantë

Pajisja për kompensimin e energjisë reaktive lidhet drejtpërdrejt në skajet e shpenzuesit dhe kyçet dhe shkyçet së bashku me te (fig. 2.16). Nëse nuk bëhet fjalë për motorët me masa volante të mëdha, nuk paraqitet nevoja për çelës të veçantë për kondensatorin, si dhe nevoja për rezistencat për shkarkim. Shpenzuesi dhe kondensatori janë të mbrojtur me pajisjen mbrojtëse të përbashkët. Pa marrë parasysh që kompensimi i veçantë është i dedikuar për shpenzuesit të cilët janë të kyçur për një periudhë më të gjatë të kohës, me shkyçjen e shpenzuesve nga rrjeti atëherë edhe bateria e kondensatorëve nuk është në funksion. Kështu paraqitet nevoja për shfrytëzim më të mirë të pajisjes, e cila mund të realizohet me aplikim e llojeve të tjera të lidhjeve.

M ~

M ~

M ~

Fig.2.16. Kompensimi i veçantë

Kompensimi i veçantë i transformatorit. Transformatori me fuqi nominale Sn, tensioni e lidhjes së shkurtë uk%, i ngarkuar me fuqinë e dukshme S, shpenzon fuqinë reaktive QT, e cila përbëhet nga dy komponente: fuqinë reaktive të punës pa ngarkesë Q0 dhe fuqinë reaktive që i përgjigjet reaktancës së shkapërderdhjes. Pra fuqia reaktive QT që e shpenzon transformatori është:

QT

Q0

uk % S2 100% S n

(2.19)

Nëse bëhet kompensimi i veçantë i transformatorit me kyçjen e drejtpërdrejtë të baterisë së kondensatorëve, ajo zakonisht dimensionohet ashtu që ti përgjigjet fuqisë reaktive të transformatorit gjatë ngarkesës së plotë. Kompensimi i veçantë i motorit asinkron. Nëse motori lëshohet në punë drejtpërdrejt atëherë bateria e kondensatorëve lidhet drejtpërdrejt në skajet e motorit, pra paralel pas çelësit dhe siguresave dhe atëherë fuqia e baterisë nuk guxon të kaloj 90% të fuqisë reaktive të motorit në punë pa ngarkesë, kështu:

QC

0.9 Q0

(Q0 është fuqia reaktive e motorit në punë pa ngarkesë).

23 Ky kufizim pengon dukurin e vetë ngacmimit të motorit asinkron gjatë ndaljes, e sidomos kur makina e ngasur ka moment të inercisë të madh dhe ndalet ngadalë. Në rastin kur është e montuar mbrojtja e motorit, preferohet që ajo të programohet në vlerën më të ulët të rrymës sipas shprehjes: I Th

cos cos

1

In

(2.20)

2

ku janë: -

ITh – vlera e re e rrymës së mbrojtjes së motorit, In – rryma nominale e motorit në A ( nga tabela e shënimeve) , cos 1 – faktori i fuqisë nominal i motorit ( nga tabela e shënimeve) , cos 2 – faktori i fuqisë pas kompensimit.

Në rastin kur motori lëshohet në punë nëpërmjet ndërçelësit yll-trekëndësh, manual ose automatik, bateritë e kondensatorëve nuk duhet të lidhen drejtpërdrejt në skajet e motorit para ndërçelësit, por duhet të lidhen në skajet e motorit i cili drejtpërdrejt kyçet në furnizim. Te ndërçelësat manual për motorët me kompensim përdoren ndërçelësat special me kontakte nëpërmjet të së cilëve lidhet bateria e kondensatorëve. Këto kontakte gjatë kyçjes, i lidhin bateritë drejtpërdrejt në tensionin e plotë të rrjetit dhe ajo mbetet e lidhur edhe gjatë lëshimit në punë dhe gjatë punës së motorit. Te ndërçelësi automatik bateria lidhet në kontaktorin me të cilin dirigjon automatika e ndërçelësit. Edhe këtu njëjtë si te ndërçelësi manual bateria gjatë lidhjes drejtpërdrejt kyçet në tensionin e plotë të rrjetit, dhe mbetet kështu e lidhur deri në shkyçje. Kompensimi i veçantë i burimeve të dritës (llambave) me shkarkim elektrik. Për punën normale të burimeve të dritës me shkarkim elektrik janë të domosdoshëm elementet për kufizimin e rrymës së shkarkimit. Te llambat e natriumit me shtypje të ulët me fuqi të vogël përdoret transformatori me fushë shkapërderdhëse të madhe, ndërsa te llambat e tjera me shkarkim elektrik më së shpeshti përdoret shuarsja e lidhur në seri. Për shkak të induktivitetit të lartë faktori i fuqisë te transformatorët me fushë shkapërderdhëse është rreth 0.3, ndërsa te shuarsja e lidhur në seri është rreth 0.5. Llambadarët bashkëkohorë me pajisje paralidhëse elektronike kanë faktorin e fuqisë afër njëshit dhe nuk kërkojnë kompensim të energjisë reaktive.

Për arsye të natyrës jo lineare të rrymës së burimeve të dritës me shkarkim elektrik, e sidomos në rastin e instalimit të një numri të madh të llambadarëve, duhet të merret në konsiderim prezenca e rritur e harmonikëve të lartë. Kondensatorët e lidhur paralel në llambadarët dhe kondensatorët energjetik në aparaturat për kompensim të fuqisë reaktive së bashku me impedancën e rrjetit formojnë qarkun rezonant. Ky qark i forcon harmonikët e lartë të rrymës së llambadarit, çka mund të sjell deri te dukuria e mbitensionit dhe dëmtimin e pajisjes. Prandaj me rastin e projektimit të kompensimit të fuqisë reaktive të objekteve me konsum dominues të llambadarëve me gypa fluoreshent duhet të kemi parasysh prezencën e harmonikëve të larta dhe dukurin e rezonancës. Në objektet e mëdha, për arsye të numrit të madh të llambadarëve me gypa fluoreshent, kompensimi individual nuk është i leverdishëm, dhe në atë rast zakonisht përdoret kompensimi qendror i fuqisë reaktive. Për shkak të prezencës së harmonikëve të lartë ky kompensim realizohet më së shpeshti si stabiliment për filtrim.

24 2.13. 2. Kompensimi grupor

Në rastin kur grupi i shpenzuesve induktiv furnizohet nëpërmjet linjës së përbashkët, atëherë shfrytëzohet kompensimi grupor i treguar në fig. 2.17. Për secilin grup të shpenzuesve është paraparë pajisje e veçantë për kompensim e cila instalohet pa çelës të posaçëm. Nëse në grupin e shpenzuesve ekziston ngarkesë e ndryshueshme dhe/ose shpenzuesit e veçantë gjatë punës kyçen dhe shkyçen, efekti i rrafshimit e bënë këtë mënyrë të realizimit të kompensimit tërheqës, sepse nevojitet të bëhet kompensimi i vlerës mesatare të fuqisë reaktive të grupit.

M ~

M ~

M ~

M ~

M ~

Fig.2.17. Kompensimi grupor

2.13. 3. Kompensimi qendror

Te kompensimi qendror fuqia reaktive e tërë stabilimentit kompensohet me ndihmën e vetëm një pajisjeje për kompensim të fuqisë reaktive fig.2.18. Kjo mënyrë e realizimit të kompensimit është e përshtatshme për rastin kur ekzistojnë një numër i madh i shpenzuesve me fuqi të vogël, të cilët kanë fuqi reaktive të ndryshme dhe të cilët kyçen në intervale të ndryshme kohore. Përparësitë e kompensimit qendror janë: aparatura montohet lehtë, ndërsa zgjerimi i kompensimit dhe rritja e fuqisë së kondensatorëve realizohet shumë thjeshtë. Pasi që faktori i njëkohshmërisë është më i vogël se një, nevojitet fuqi më e vogël reaktive në krahasim me rastin e kompensimit të veçantë apo grupor. Rregullatori Gjithashtu duhet të ceket se konfigurimi i rrjetit lokal mbetet e pandryshueshme. Në këtë rast është e M M M ~ ~ ~ domosdoshme të përdoret rregullatori i posaçëm për Fig.2.18. Kompensimi qendror kyçjen dhe shkyçjen e kondensatorëve. 2.13. 4. Kompensimi i përzier

Për arsye ekonomike më së shpeshti përdoret lidhja e përzier e treguar në 2.19. Te kjo mënyrë e kompensimit të fuqisë reaktive përdoren të gjitha anët e mira të lidhjes së veçantë, grupore dhe qendrore. Pra një pjesë më e vogël e fuqisë reaktive të gjeneruar shpërndahet në rrjetin lokal nëpërmjet lidhjes së veçantë dhe grupore, ndërsa pjesa tjetër rregullohet në nivelin qendror. Aparatura për kompensimin e fuqisë reaktive që përdoret te kompensimi qendror dhe të përzier përbëhet nga: rregullatori i fuqisë reaktive, kondensatorëve paralel, siguresat për qarqet me kondensator, çelësit kryesor dhe rezistencave për shkarkimin e kondensatorëve kur

25 të shkyçen. Rregullatori bën matjen e fuqisë reaktive dhe nëse vlera e matur dallon nga ajo e rregulluar atëherë jep sinjalin komandues për kyçjen e kondensatorëve.

Rregullatori

M ~

M ~

M ~

M ~

M ~

M ~

Fig.2.19. Kompensimi i përzier

2.14. RREGULLATORËT BASHKËKOHOR PËR FUQI REAKTIVE Sot rregullimi i fuqisë reaktive i stabilimenteve për kompensim bëhet me ndihmën e rregullatorëve digjital. Ata kanë të montuar pjesët për të vendosur në lidhje me kyçjen dhe shkyçjen e kondensatorëve, kështu që për kohën më të shkurtë përmbushen nevojat për fuqi reaktive, duke minimizuar numrin e kyçeve/shkyçjeve të sekuencave kompensuese dhe duke marrë në konsideratë shfrytëzimin e njëtrajtshëm të tyre. Te rregullatorët bashkëkohor qarku për matjen e tensionit kyçet në mes të dy përcjellave fazor, drejtpërdrejt ose nëpërmjet të transformatorit matës për tensione të larta, ndërsa qarku matës i rrymës mat rrymën e një faze nëpërmjet transformatorit matës të rrymës. Herësit e transformimit të transformatorëve matës mund të programohen. Kështu rregullatori mund të shfrytëzohet si pajisje universale për kontrollimin e fuqisë reaktive në të gjitha nivelet e tensionit. 2.14. 1. Përkufizimet themelore të rregullatorit të fuqisë reaktive

Numri i shkallëve të kompensimit (NS) është numri i shkallëve kompensuese në të cilat është ndarë fuqia e tërë e stabilimentit për kompensim të fuqisë reaktive. Nëse fuqitë reaktive të shkallëve veç e veç nuk janë të njëjta, sipas rregullës fuqia e shkallës kompensuese të rendit më të lartë është më e madhe nga fuqia e shkallës të mëparshme. Rendi i fuqive për kompensim është numri prej katër shifrave, të ndara me dy pika, i cili përkufizon raportin relativ të fuqive të gjitha shkallëve kompensuese në raport me shkallën e parë. Rendet të cilat përdoren më së shpeshti janë: -

1:1:1:1 – Të gjitha shkallët për kompensim janë me fuqi të njëjtë,

-

1:2:2:2 - Të gjitha shkallët për kompensim duke filluar nga e dyta janë me fuqi dy herë më të madhe se e para,

-

1:2:4:4 –Fuqia e shkallës së dytë është dy herë më e madhe se fuqia e të parës, derisa fuqitë e shkallëve të tjera duke filluar nga e treta janë katër herë më të mëdha se fuqia e shkallës së parë.

26 Rregullatorët bashkëkohor përmbajnë në vete identifikimin e lehtë të gjendjes së kyçje së daljeve si dhe mundësin e tregimit të vlerës momentale të faktorit të fuqisë dhe koeficientit të shtrembërimit të rrymës nga harmonikët. Gjithashtu është e përshtatshme që rregullatori të ketë mundësin e detektimit dhe alarmimit të këtyre situatave: - Nivel të lartë të faktorit THD (Total Harmonic Distortion) ( faktorit i shtrembërimit të tërë të rrymës) - Vlerat ekstreme të sinjalit të rrymës së matur, - Vlerat ekstreme të tensionit të furnizimit, dhe - Mos mundësia e realizimit të faktorit të fuqisë të rregulluar. Për këtë qëllim është e domosdoshme që rregullatori të jetë i pajisur së paku me një rele për alarmim. Në fig.2.20 është treguar rregullatori i fuqisë reaktive

Fig.2.20. Rregullatori i fuqisë reaktive

2.15.

27

KONTAKTORËT ELEKTROMAGNETIK PËR KYÇJEN DHE SHKYÇJEN E KONDENSATORËVE Kyçja e kondensatorëve në rrjetë deri në vitet 80 është bërë nëpërmjet shuarseve dhe kontaktorëve elektromekanik me rrymë të mbi dimensionuar, të cilët në pikëpamje konstruktive kanë qenë të njëjtë si kontaktorët për kyçjen e motorit ose çfarëdo shpenzuesi tjetër. Roli i shuarses ka qenë që të kufizoj rrymën e kyçjes së baterive, kështu kontaktori ka qenë i mbi dimensionuar që të përball rrymën e këtillë të kyçjes së baterisë. Në fig. 2.21 është dhënë rryma e kyçjes e kondensatorit prej 50kVAr, 400V për rastin pa shuarse. Kur të përdoret shuarsja, rryma e kyçje zvogëlohet në masë të konsiderueshme, që është treguar në fig. 2.22.

Fig.2.21. Rryma e kyçjes së batersë prej 50kVAr, 72A, 400V ( kyçja nëpërmjet kontaktorit pa shuarse)

Fig.2.22. Rryma e kyçjes së batersë prej 50kVAr, 72A, 400V ( kyçja nëpërmjet kontaktorit dhe shuarses)

Kjo zgjidhje konsiderohet si e vjetruar dhe jo efikase, prandaj sot kryesisht përdoren kontaktorët special për kyçjen e baterive të kondensatorëve, të ashtuquajturit kontaktor me veprim të hershëm dhe shkarkim të shpejtë. Kontaktori me veprim të hershëm përveç kontakteve kryesore kanë edhe setin e kontakteve të cilët kyçen 5-10 ms para atyre kryesor dhe nëpërmjet rezistorëve të mëdhenj i lidhin kondensatorët në rrjet. Me kyçjen e hershme në tension kondensatori do të mbushet pjesërisht dhe në çastin e kyçjes së kontakteve kryesore ndryshimi i tensionit në kontaktor është relativisht i vogël, çka si rezultat kemi rrymë të vogël kalimtare (fig.2.23).

Fig.2.23. Rryma e kyçjes së batersë prej 50kVAr, 72A, 400V ( kyçja nëpërmjet kontaktorit me veprim të hershëm)

Në fig. 2.24 është treguar skema e lidhjes

28 së kontaktorit dhe kondensatorit. Me vija të plota janë treguar lidhjet dhe elementet brenda kontaktorit. Kontaktet 1-6 janë kontaktet kryesore, ndërsa kontaktet 7-12 paraqesin kontaktet me rezistorët për kyçje të hershme. Kontaktet 21-22 dhe 51-52 janë kontaktet ndihmëse për zbrazje të shpejtë. L1 L2 L3 Siguresat e rrjetit

Rizistorët për zbrazje të shpejtë

11

1

3 5

21

51

8 10 12

2

4 6

22

52

7

9

Kondensatorët trefazor me rezistorët intern për zbrazje të ngadalshme 3min/75V

Fig.2.24. Lidhja e kontaktorit dhe kondensatorit me rezistorët për kyçje dhe rizistorët për zbrazje të shpejtë dhe të ngadalshme

2.16. LLOGARITJA E VLERËS SË FUQISË REAKTIVE TË NEVOJSHME PËR KOMPENSIMIN E STABILIMENTIT TË RI Për të caktuar vlerën e fuqisë së baterive të kondensatorëve për kompensimin e stabilimentit të ri, duhet të bëhet vlerësimi i shpenzimit të energjisë reaktive. Përllogaritja e shpenzimit të tërë të fuqisë reaktive bazohet në mbledhjen e fuqive reaktive të shpenzuesve veç e veç duke marrë parasysh faktorin përkatës të njëkohshmërisë. Në këtë rast gjatë planifikimit të realizimit të kompensimit duhet të merret parasysh mundësia e zgjerimit pa investime të mëdha. Fuqia e tërë e cila duhet të kompensohet ndahet në disa kondensator të cilët kyçen dhe shkyçen në varësi nga ndryshimi i konsumit. Nëse parashihet kompensimi qendror, duhet të përdoren rregullatorët përkatës të energjisë reaktive. Për arsye të gabimeve të mundshme dhe konsumit të rritur duhet të parashihet mundësia e ndryshimit të hapit të rregullimit dhe duhet të lihet hapësira për montimin e baterive të kondensatorëve shtesë.

2.17. LLOGARITJA E VLERËS SË FUQISË REAKTIVE TË NEVOJSHME PËR KOMPENSIMIN E STABILIMENTIT EKZISTUES Nëse përdoret analizatori i rrjetit, i cili regjistron (memoron) konsumin e fuqisë aktive dhe reaktive, fuqia e nevojshme e kondensatorit llogaritet me shprehjen: QC

Q P

1 cos 2

1 (kVAr) 2

(2.21)

29 Ku janë: -

QC – fuqia reaktive e nevojshme e kondensatorit, Q – fuqia reaktive e matur (e tërë) e shpenzuesit, P – fuqia aktive e matur (e tërë) e shpenzuesit në (kW), dhe cos 2 – faktori i fuqisë që duhet të arrihet.

2.17. 1. ANALIZATORI I RRJETIT

Nocioni analizatori i rrjetit ka të bëjë me instrumentet speciale të cilët janë të paraparë për matjen e parametrave të ndryshëm të rrjetit elektrik. Këto janë instrumente digjitale me mikroprocesor, të cilët me vlerat e përzgjedhura të tensionit dhe rrymës llogarisin vlerat efektive të tensionit dhe rrymës, fuqinë aktive dhe reaktive, si dhe komponentët e harmonikave të larta të këtyre madhësive. Pasi që në stabilimentet bashkëkohore industriale fuqia aktive dhe reaktive ndërrohet në varësi nga teknologjia e aplikuar në procesin e prodhimit, është e domosdoshme që më matje të përcaktohen ndryshimet e vërteta të fuqisë aktive dhe reaktive dhe prezenca eventuale e harmonikëve të lartë të tensionit dhe rrymës. Matja duhet të përfshijë të gjitha ciklet karakteristike të punës së stabilimentit, çka kërkohet që instrumenti matës të ketë mundësin e regjistrimit të shënimeve matëse në periudhën prej disa ditësh ose javësh. Instrumenti është i tipit mbartës, tregon dhe regjistron parametrat e rrjetit trefazor dhe njëfazor.

Fig.2.25. Analizatori i rrjetit (fuqisë)

2.17.2. LLOGARITJA E FUQISË SË KONDENSATORIT NË BAZË TË LEXIMIT TË NJEHSORIT

Nëse nuk disponojmë me analizatorin e rrjetit, mund të shfrytëzohen vlerat e marra nga leximi i njehsorëve të energjisë aktive dhe reaktive për një periudhë të caktuar kohore. Le të marrin kohën e shikimit 8h. Në këtë periudhë regjistrohet rritja e energjisë aktive W kWh W2 W1 ( sipas vlerave të lexuara të njehsorit për energji aktive në fund W2 dhe në fillim të matjes W1), si dhe rritja e energjisë reaktive VAr kVArh VAr2 VAr1 ( sipas vlerave të lexuara të njehsorit për energji reaktive në fund VAr2 dhe në fillim të matjes VAr1). Sipas shprehjes (2.21), vlera e nevojshme e fuqisë reaktive të kondensatorit për faktorin e fuqisë cos 2 është:

30 QC

W 8

VAr W

1 cos 2

1

(kVAr)

(2.22)

2

Nëse matja bëhet me aplikimin e transformatorëve të tensionit dhe/ose të rrymës, konstanta e njehsorit duhet të korrigjohet për herësin e transformimit të transformatorit. Detyrë Për stabilimentit në tensionin e ulët janë shënuar këto gjendje të njehsorët për energjinë aktive dhe reaktive në periudhën prej 8h: W1=235.3, W2=244.6, VAr1=411.3 dhe VAr2=421.4. Konstantet e njehsorëve janë të njëjta për energjinë aktive dhe reaktive. Grupi matës është kyçur nëpërmjet transformatorëve të rrymës 500/5A. Të llogaritet fuqia e nevojshme e baterisë së kondensatorëve, nëse vlera e faktorit të fuqisë duhet të jetë cos 2=0.95. Zgjidhja:

Fuqia e kondensatorit fitohet nga shprehja(2.22): QC

( 244.6 235.3 8

421.4 411.3 244.6 235.3

1 1 0.95 2

500 5

88.12kVAr

2.17.3. LLOGARITJA E FUQISË SË KONDENSATORIT NË BAZË TË LLOGARIVE MUJORE Fuqia e nevojshme e kondensatorëve mund të llogaritet në mënyrë të lehtë në bazë të llogarive mujore për shpenzimin energjisë elektrike. Zakonisht përdoret shprehja (2.22) me atë që tani koha e vështrimit është një muaj. Gjithashtu duhet të caktohet se në cilën masë ndryshon shpenzimi i energjisë gjatë vitit dhe në bazë të kësaj të vlerësohet saktë sa është vlera e fuqisë reaktive për kompensim. Pasi që gjatë vitit, në varësi nga sezoni, numri i orëve të punës mund të jetë i ndryshëm, si dhe mund të ndryshoj edhe shpenzimi gjatë turnit të ditës dhe natës. Kështu pasi të caktohet vlera mesatare e fuqisë reaktive të kondensatorëve, duhet të verifikohet që ajo është e mjaftueshme për kompensim edhe gjatë periodave me shpenzim të rritur. 2.17.4. PËRZGJEDHJA E NUMRIT TË SHKALLËVE TE PAJISJA PËR KOMPENSIM QENDROR

Rregullimi i fuqisë reaktive arrihet me kyçje dhe shkyçje hap pas hapi të kompensimit. Në praktikë zakonisht vlera minimale e hapit të rregullimit fiksohet në 20 deri në 25% të fuqisë së tërë të kompensimit. Në shikim të parë duket se një hap kaq i madh nuk lejon rregullim të mirë. Mirëpo nga shembulli në vijim do të shohim se edhe rregullimi shumë vrazhdë do të japë rezultate të mira. Detyrë Për shpenzuesin industrial me fuqi 100kW, me faktor të fuqisë cos 1=0.707, duhet të bëhet në tërësi kompensimi i fuqisë reaktive. Kompensimi të realizohet në 5 hapa të njëjtë. Sa do të jetë ndryshimi relativ i rrymës së furnizimit në raport me vlerën minimale të saj, nëse janë kyçur 3,4 dhe 5 kondensator?

31 Zgjidhja:

2 / 2 , duhen 100 kVAr që të kompensohet fuqia e tërë reaktive. Kur të Pasi që cos 1 kyçen të gjithë kondensatorët 5x20 kVAr, rryma e furnizimit është minimale. Kur të kyçen 4x20kVAr, stabilimenti shpenzon 100kW dhe 20kVAr, dhe vlera rrymës do të jetë: 100 2

20 2 / 100 101.98

( pra ajo është 1.98% më e madhe se ajo nominale).

Nga shprehja (2.21) QC

Q P

1 cos 2

1 Q P tg 2

do të kemi se:

tg

2

Q QC P

100 80 100

0.2 ,

nga kemi se cos

2

0.98

Kur janë të kyçur 3 kondensator, stabilimenti shpenzon 100kW dhe 40kVAr, dhe vlera rrymës do të jetë: 100 2

40 2 / 100 107.7

( pra ajo është 7.7% më e madhe se ajo nominale).

Dhe faktori i fuqisë: tg

2

Q QC P

100 60 100

0.4

nga kemi se cos

2

0.928

Nëse për vlerë minimale të hapit të kompensimit do të përdoren vlerat më të vogla se 20-25% të fuqisë së tërë, ajo do të manifestohet me rritjen e numrit të kyçeve dhe shkyçjeve të kondensatorëve, dhe si pasojë do të kemi shkurtimin e jetëgjatësisë të sistemit të kompensimit për shkak të vjetrimit të elementeve të sistemit.

2.18. KOMPENSIMI DINAMIK Në uzinat në të cilat ekziston ndryshimi i madh dhe i shpejtë i ngarkesës, kompensimi i energjisë reaktive i realizuar nëpërmjet kontaktorëve elektromekanik nuk do të jetë efikase. Në rastet e tilla sistemet tradicionale nuk janë mjaftë të shpejtë që të përcjellin ndryshimet e fuqisë reaktive të uzinës, por duhet të realizohet kompensimi dinamik i fuqisë reaktive. Kompensimi dinamik mund të jetë i drejtpërdrejt dhe jo i drejtpërdrejtë. Te kompensimi i drejtpërdrejtë me ndihmën e çelësit statik (lidhja antiparalele e tiristorëve) bëhet kyçja dhe shkyçja e baterisë së kondensatorëve. Ndërsa, te kompensimi jo i drejtpërdrejtë bateria e kondensatorit është e lidhur në rrjet, dhe rregullimi i fuqisë reaktive bëhet me kyçje dhe shkyçje të shuarses nëpërmjet çelësit statik. Gjatë realizimit të kompensimit dinamik është i domosdoshëm rregullatori i shpejtë i fuqisë reaktive. Në bazë të matjes së këndit më mes të tensionit dhe rrymës, ky rregullator komandon me kyçje/shkyçje të tiristorëve. Koha e reagimit të rregullatorëve të shpejtë është zakonisht 10 ms, kështu mund të kompensohen edhe goditjet shumë të shkurta të fuqisë reaktive. Në fig. 2.26. është dhënë diagrami i rrymës IC dhe tensionit UC të baterisë së kondensatorit. Nga figura shihet se tiristorët fillojnë të përcjellin pasi që të barazohet tensioni i rrjetit dhe

32 tensioni i mbetur i baterisë së kondensatorëve, çka rezulton me trazient minimal gjatë kyçje. Nga figura e njëjtë shihet se bateria shkyçet vetëm gjatë kalimit të rrymës së baterisë nëpër zero.

Fig.2.25. Format valore të tensionit dhe rrymës së baterisë së kondensatorit te kompensimi i drejtpërdrejtë dinamik (Umains - tensioni i rrjetit)

Pasi që kyçja dhe shkyçja e baterisë bëhen me shpejtësi të madhe dhe kushte komplekse, atëherë me punën e tiristorëve dirigjon komponenta elektronike e veçantë, e ashtuquajtur kartela zero crossing. Roli i kësaj kartele është që në kohë reale të përcjell të tri tensionet e rrjetit dhe tri tensionet e mbetura në baterinë e kondensatorëve, si dhe të sinkronizon sinjalet ndezëse të tiristorëve kur rregullatori jep urdhër për kyçje/shkyçje. Në fig. 2. 26 është treguar skema e pajisjes për kompensim dinamik të drejtpërdrejtë. Rrjeti Rregullatori i shpejtë

L1

L2

L3

U1

V1

W1

ENABLE A1 Furnizimi ndihmës

A2 kartela zero crossing Bateria e kondensatorit

U1

U2

V1

V2 W1

W2

Fig.2.26. Skema e pajisjes për kompensim dinamik të drejtpërdrejtë

2.19. Metodat për kompensimin e fuqisë reaktive gjatë prezencës së harmonikëve të lartë

33 Prezenca e shpenzuesve jolinear kontribuon në paraqitjen e komponentëve të harmonikëve të larta të rrymës dhe tensionit (harmonikëve të larta) në sistemin elektroenergjetikë. Si shpenzues jolinear janë: ngasja elektromotorike e rregulluar, konvertorët e ndryshëm, sistemi për furnizim të pandërprerë, llambat fluoreshente. Në kohët e fundit kemi një rritje të fuqisë instaluese të shpenzuesve jo linear në sistem, kështu edhe rrymat e harmonikëve të larta janë më të mëdha, dhe shtrembërimi i tensionit që si pasojë ka rritjen e nivelit të harmonikëve të lartë të tensionit. Kjo rritje e harmonikëve të lartë të tensionit shkakton probleme serioze në punën e shpenzuesve të tjerë linear. Këto probleme komplikohen edhe më shumë nëse për nevojë të kompensimit të fuqisë reaktive kemi të montuar kondensatorët me kapacitet të pandryshuar ose të ndryshueshëm. Ekzistojnë dy probleme themelore të cilat ka nevojë të shqyrtohen veçantë nëse aplikohen kondensatorët, dhe këto janë: 1 Në qarkun elektrik dega me kondensator është një degë me impedancë të vogël për harmonikët e lartë të rrymës. Kështu, rritja e rrymës nëpër kondensator shkakton humbje dielektrike më të mëdha dhe ngrohje më të madhe, me çka ndikon negativisht në jetëgjatësinë e kondensatorit. Kondensatori bën reduktimin e impedancës së rrjetit, prandaj edhe mund të rrisin nivelin e harmonikëve të rrymës, edhe pse vet kondensatorët nuk prodhojnë harmonik të lartë të rrymës. Si pasojë kemi edhe paraqitjen e harmonikëve të lartë të tensionit, të cilët krijojnë sforcime shtesë dielektrike në kondensator, me çka mund të sjell edhe shpimin e dielektrikut. 2. Problemi më i rrezikshëm potencial është dukuria e rezonancës paralele. Nëse në ndonjë nyje të rrjetit instalohen kondensatorët paralel, ata formojnë qark paralel me induktivitetin e vet sistemit. Vlerat e mëdha të rrymave të harmonikëve të lartë në qarkun rezonant provokojnë mbitensione dhe mund të shkaktojnë shpimin e izolimit të transformatorit, motorit, përcjellësve dhe vetë kondensatorëve.

2.20. Filtrat pasiv Filtrat pasiv mund të janë si filtra të pa përshtatur dhe të përshtatur. Filtrat e pa përshtatur

Në sistemet me harmonikë të lartë të theksuar të tensionit dhe rrymës, për të evituar efektet e rezonancës, kondensatorët të cilët përdoren për kompensim lidhen në seri me shuarsen. Kështu fitohet qarku rezonant serik i cili është i rregulluar në frekuencën rezonante nën harmonikun e 5-të – nën 250 Hz. Prandaj, dega me kondensator është kryesisht induktive për të gjitha harmonikët që ekzistojnë në sistem, dhe nuk lejohet paraqitja e rezonancave tjera. Zgjidhja me shuarse në seri mund të shfrytëzohet si për kompensimin e veçantë, ashtu edhe për kompensimin qendror, me kriteret e njëjta për caktimin e fuqisë reaktive si dhe në rastin e shpenzuesve linear. Në literaturë kjo formë e kompensimit quhet filtër i pa përshtatur ( detuned, rejection filtër). Ky filtër formohet prej shumë degëve (shkallëve) paralele LC, kyçja /shkyçja e të cilave kontrollohet me përdorimin e rregullatorit përkatës. Te filtrat e pa përshtatur përkufizohet faktori i rritjes së tensionit p(%), i cili përkufizohet si raporti i tensioneve në shuarse dhe tensionit të kondensatorit në frekuencën nominale. Faktori p gjithashtu përcakton frekuencën rezonante karakteristike sipas shprehjes:

34 p%

U 100 L UC

2

100 R

Filtrat e përshtatur

Filtrat e përshtatur projektohen ashtu që të absorbojnë harmonikët e lartë të rrymës të cilët i gjeneron shpenzuesi, që këto rryma mos të rrjedhin në rrjetë. Këta filtra instalohen në anën e tensionit të ulët, sa më afër shpenzuesit në kuptimin elektrik. Filtrat e përshtatur janë në pikëpamje konstruktive të ngjashëm me ata të pa përshtatur dhe formohen nga shumë degë LC. Një degë e tillë apo më shumë formojnë grupin i cili është i rregulluar të absorboj harmonikët e lartë të rrymës me frekuencë të caktuar. Elementet L dhe C janë të projektuar ashtu që të mund të përballojnë rrymën e tërë të cilën duhet të absorbojnë. Për shembull nëse dëshirojmë të bëjmë llogaritjen e filtrit absorbues për harmonikun e pestë (250 Hz), duhet të bëhet llogaritja për filtrin e pa përshtatur për p=4%.

2.21. Filtrat aktiv Filtrat aktiv janë shndërrues me modulim të gjerë të impulsit (PWM), dhe qëllimi i tyre është të eliminojnë komponentët e larta të tensionit dhe rrymës në ndonjë rrjet. Ekzistojnë dy tipa të filtrave aktiv: serik dhe paralel. Qëllimi kryesor i filtrave aktiv serik është jo vetëm që të stabilizoj tensionin e furnizimit, me korrigjimin e çrregullimeve që vijnë nga ana e rrjetit ( dështimet e shkurta dhe oscilimet e tensionit), por edhe të bëjë filtrimin e harmonikëve të frekuencave të ulëta. Në fig. 2.27 është treguar bllok skema e filtrit aktiv serik. Në princip çrregullimet e cekura korrigjohen në atë mënyrë që tensionit të rrjetit i shtohet ose i merret tensioni.

Ngarekesa

APLC Moduli për komandim Kontrolla e tensionit

Fig.2.27. Bllok skema e filtrit serik

Roli i filtrit paralel aktiv është të shuaj komponentët e harmonikëve të lartë të rrymës të cilat i gjeneron ngarkesa. Principi i punës bazohet në asgjësimin e rrymës së harmonikëve të lartë, ashtu që injektohet rryma e cila ka amplitudë dhe frekuencë të njëjtë, dhe e shfazuar për 1800 në raport me rrymën e harmonikut përkatës.

35 Për optimizimin e madhësisë së filtrave paralel zakonisht ata kombinohen me aparaturën për kompensim dinamik të fuqisë reaktive si është treguar në fig. 2.28. Në këtë kombinim kompensimi dinamik përmirëson shfrytëzimin e harmonikut bazë të rrymës.

Ngarekesa

APLC Kompensimi dinamik

Moduli për kontroll

Moduli për kontroll

Rregullimi i rrymës

Rregullimi i fuqisë reaktive

Fig.2.28. Kombinimi i kompensimit dinamik dhe filtritrave paralel

Ndërsa filtri paralel kompenson shtrembërimet e harmonikëve me injektimin e sinjalit të rrymës me frekuencë dhe amplitudë përkatëse si në fig. 2.29. Si rrjedhojë faktori i fuqisë së shpenzuesit është një, dhe rryma e shpenzuesit praktikisht nuk përmban komponentë të harmonikëve të lartë.

Fig.2.29. Eliminimi i harmonikëve të lartë të rrymës me përdorimin e filtrave paralel

36

2.22. Shembuj numerikë Shembujt numerik të mëposhtëm ilustrojnë llogaritjen e kompensimit të energjisë reaktive në instalimet elektrike Shembulli 2.1. Në një palestër sportive, janë vendosur katër “kalorifer”, përkatësisht burime elektrorezistuese të nxehtësisë me ventilator, të paraparë që gjatë kohës së dimrit të shfrytëzohen për ngrohje ndërsa gjatë verës për ajrosje të saj. Karakteristikat për secilin kalorifer janë: - Fuqia e burimit elektrorezistues të nxehtësisë P=5kW, - Ventilatorin e vë në lëvizje motori asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurtë me këto karakteristika:Pn=2,2kW; Un=380V; n=0,79; cos n=0,8 dhe nn=1420 rr/min. Ndërmarrja shpërndarëse në pëlqimin energjetik për kyçje ka kushtëzuar vlerën e faktorit të fuqisë cos 0,95. Të caktohet fuqia e kondensatorit nevojshme për kompensimin e energjisë reaktive në këtë palestër sportive. Zgjidhja: Fuqia elektrike aktive e kaloriferëve gjatë dimrit është: Pe

Pn

n

P

4

n

2 ,2 0 ,79

5

31,14 kW

Ndërsa fuqia reaktive e nevojshme për punë e motorëve të kaloriferëve është:

Qe

n

Pn

tg

4

n

n

Ku për cos

2 ,2 0,75 8,35 kVAr 0,79

0,8 , do të kemi tg

n

n

0,7

Për llogaritjen e faktorit të fuqisë për kalorifer së pari do të caktohet tg , pra

tg

Qe Pe

8,35 31,14

0,268

0,966 , çka do të thotë se gjatë periudhës së dimrit i dhe tani faktori i fuqisë është: cos 0,95 . plotëson kërkesat e ndërmarrjes shpërndarëse që cos Tani do të llogarisim faktorin e fuqisë gjatë periudhës së verës kur punojnë vetëm ventilatorët për 0,8 , dhe e njëjti sipas ajrosjen e palestrës sportive. Në këtë rast faktori i fuqisë është cos 0,95 . Prandaj ky duhet të përmirësohet me ndërmarrjes shpërndarëse duhet të jetë cos kompensim. Do të aplikohet kompensimi grupor me kondensator në zbarrat e VSH në të cilën janë të kyçur shpenzuesit. Fuqia e kondensatorit e nevojshme për kompensim është: QC

n

Pn

tg

n

tg

4

2 ,2 0,75 0,329 0,79

11,14 0,421 4 ,689 kVAr

37

0,329 është për cos 0,95 ]Për kompensimin e kësaj fuqie reaktive do të merren dy ku tg bateri trefazore me fuqi Q=2,5kVAr, të cilat do të kyçen në zbarrat VSH ku janë të kyçur kaloriferët. Tani gjatë periudhës së dimrit faktori i fuqisë është: Qe

tg

Qc

8,35 4 ,689 31,14

P

0 ,1175

dhe cos

0,993

Shembulli 2. 2. Objekti i një ofiçine ka fuqinë aktive të instaluar P1=1280kW, me faktor të fuqisë cos 1=0,76. Të caktohet fuqia e dukshme dhe fuqia e kompensuar si dhe faktori i fuqisë pas kompensimit, nëse fuqia e baterisë me të cilën disponojmë është Qc=550kVAr. P P1

Zgjidhja:

Fuqia e dukshme për këtë ofiçinë është: P1 cos

S1

1280 0,76

1

S1 sin

1684 kVA

1

Qk

1

P1 tg

1

S1

k

Fuqia reaktive për këtë ofiçinë është: Q1

Sk

1280 0,855 1094 ,6 kVAr

QC Q1

Q

Fig.2.30. Për shembullin 2.2

Fuqia reaktive e kompensuar pas kompensimit me baterinë me fuqi QC=550kVAr, do të jetë: Qk

1094,6 550 544,6 kVAr

Q1 QC

Faktori i fuqisë pas kompensimit caktohet nga: tg

k

Qk P1

544 ,6 1280

0,43

pra

k=23

cos k=0,92 Shembulli 2. 3. Ofiçina ka fuqinë aktive të instaluar P1=680kW dhe faktorin e fuqisë cos =0,79. Të caktohet bateria e kondensatorit që duhet kyçur nëse duhet të bëhet kompensimi i faktorit të fuqisë në vlerën cos k=0,95. Zgjidhja:

Fuqia reaktive para kompensimit është: Q1

P1 tg

1

680 0,776

527 ,7 kVAr

Për faktorin e fuqisë cos k=0,95, dhe tg k=0,329, fuqia reaktive pas kompensimit është: Qk

P1 tg

k

680 0,329

223,5 kVAr

Për kompensim deri në këtë vlerë të fuqisë Qk=223,5kVAr, nevojitet bateria e kondensatorit me fuqi prej: Qc

Q1

Qk

527 ,7 223,5

304 ,2 kVAr.

38

Shembulli 2. 4. Një objekt industrial furnizohet nga trafostacioni 22/0,4kV/kV me fuqi të dukshme Sn=800kVA. Fuqia e tërë e instaluar në këtë objekt është P1=460kW për faktorin e fuqisë cos 1=0,79. Të caktohet:

a) Fuqia e kompensatorit për kompensimin e faktorit të fuqisë në vlerën cos k=0,95, b) Rezerva e fuqisë aktive që duhet shtuar në këtë trafostacion, nëse kërkohet që fuqia e dukshme të mbetet e pandryshueshme pas kompensimit. Zgjidhja

a) Fuqia reaktive e shpenzuesve të objektit para kompensimit është: Q1

P1 tg

460 0 ,776

1

356 ,96 kVAr

P

Sk

Pk

S1

P1 k

Fuqia reaktive e shpenzuesve të objektit pas kompensimit është: Qk

P1 tg

460 0,329 151,34 kVAr

k

1

Qk

QC Q1

Q

Fig.2.31. Për shembullin 2.4

Fuqia reaktive e nevojshme për kompensim është: Qc

Q1

357 151,34

Qk

205,66 kVAr

b) Fuqia aktive e trafostacionit para kompensimit është: P

S2

Q1

2

800 2

357 2

716 kW

Fuqia e dukshme e trafostacionit pas kompensimit sipas kushtit të detyrës është e barabartë me fuqinë e dukshme para kompensimit, pra: Sk

Sn

Pk

2

Qk

2

Pk

2

Q1

Qc

2

Nga ky barazim gjendet fuqia aktive e trafostacionit pas kompensimit,pra : Pk

Sk

2

Qk

2

800 2 1512

785 kW

Shembulli 2. 5. Të caktohen bateritë e kondensatorëve për kompensimi e energjisë reaktive të motorit asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurt me këto shënime P=40kW, =0.81, cos 1=0.83, Un=380V. Energjia reaktive për këtë motor duhet të kompensohet deri në cos k=0.95 gjatë fuqisë aktive të pandryshueshme. Zgjidhja

Fuqia të cilën motori e merr nga rrjeta është P1

P

40 0.81

49.38 kW

Fuqia reaktive për faktorin e fuqisë cos 1=0.83, është:

39

Q1

S1 sin

P1 cos

1

sin

P1 tg

1

1

49.38 0.67

33.18 kVAr

1

Për kompenzim deri në faktorin e fuqisë cos k=0.95, fuqia reaktive kompenzuese duhet të jetë: Qk

P1 tg

k

49.38 0.329 16.25 kVAr

Fuqia e baterisë së kondenzatorëve për kompenzimin efuqisë reaktive të motorit deri në vlerën Qk, është: Qc

Q1

33.18 16.25 16.93 kVAr

Qk

Këto bateri të kondenzatorëve duhet të janë të lidhur në trekëndësh si në figurë, prandaj fuqia e një kondenzatori do të jetë: P P1

C

Sk

S1

C k

C M 3~

1

Qk

QC Q1

Q

Fig.2.31. Për shembullin 2.5

Q c1

Qc 3

16.93 3

5.64 kVAr

Vlera e kapacitetit të kondenzatorëve gjendet nga shprehja Qc1

C1

5.64 10 3 2 3.14 50 380 2

Qc1 U2

124.39 10

6

C1U 2 , nga kemi:

124.39 F

Shembulli 2. 6. Për objektin industrial i cili punon në tri turne me fuqi të ndryshme dhe atë: - në turnin e parë me fuqi P1 = 140 kW gjatë faktorit të fuqisë cos 1 = 0.614, - në turnin e dytë me fuqi P2 = 96 kW gjatë faktorit të fuqisë cos 2 = 0.625, - në turnin e tretë me fuqi P3 = 72 kW gjatë faktorit të fuqisë cos 3 = 0.625.

Duhet të caktohen vlerat e baterive të kondensatorëve për kompensimin e fuqisë reaktive për të tri rastet veç e veç deri në faktorin e fuqisë cos k = 0.95. Zgjidhja

Për punën gjatë turnit të parë nevojitet kjo fuqi reaktive: Q1

P1 tg

1

140 1.286 180 kVAr

ndërsa gjatë turnit të dytë dhe të tretë nevojiten këto fuqi reaktive: Q2

dhe

P2 tg

2

96 1.249 120 kVAr

40

Q3

P3 tg

72 1.249

3

90 kVAr

Për kompensimin e këtyre fuqive reaktive deri në faktorin e fuqisë cos fuqi kompensuese:

k

=0.95, nevojiten këto

Në turnin e parë:

QC1

Q1

P1 tg

180 140 0.329 134 kVAr,

1

në turnin e dytë:

QC 2

Q2

P2 tg

2

120 96 0.329

3

90 72 0.329

88.4 kVAr

dhe në turnin e tretë:

QC 3

Q3

P3 tg

66.3 kVAr

Për kompensimin e fuqisë reaktive në këtë rast do të përdoren tri bateri me fuqi të ndryshme. Për turnin e tretë do të merret bateria e kondensatorëve me fuqi 65kVAr, për turnin e dytë do ti shtohet edhe një bateri me fuqi 25kVAr (65+25=90kVAr), ndërsa për turnin e parë edhe një bateri me fuqi 45kVAr (65+25+45=135kVAr). Shembulli 2. 7. Për shpenzuesin me fuqi aktive P1=30 kW, dhe fuqi reaktive Q1=40 kVAr, të caktohet fuqia reaktive pas kompensimit, nëse fuqia e dukshme pas kompensimit zvogëlohet për 30%. Të caktohet edhe faktori i fuqisë pas kompensimit. Zgjidhja

Fuqia e dukshme para kompensimit është: S1

P1

2

Q1

2

30 2

40 2

50 kVAr

Faktori i fuqisë para kompensimit do të jetë:

tg

1

Q1 P1

40 30

1.333

dhe

cos 1=0.6

Fuqia e dukshme pas kompensimit duhet të jetë 30% më e vogël se ajo para kompensimit, pra:

Sk

0.7 S1

Sk

P1

0.7 50

35 kVAr

ose Q1

Q2

2

Shembulli 2. 8. Në rrjetin shpërndarës duhet të kyçet motori asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurtë, me këto karakteristika: Pn =22 kW, n =0.88, cos n =0.83 (nn =970 rr/min). Kërkesa e organizatës për shpërndarje është që faktori i fuqisë nuk mund të jetë më i vogël se cos k =0.9. Të bëhet kompensimi i energjisë reaktive të këtij motori.

41

Zgjidhja

Motori asinkron është shpenzues i tipit induktiv, dhe në regjimin nominal i përgjigjet ky diagram i fazorëve i treguar në fig.2.32 a): *

*

S n =3Un I n =3Un I n

j

j Qn

Sn

Qn

I n*

Sn

QC Qk

n

Pn

n

Un =U n

Pk

Sk n

k

Pn

n

n

Un =U n

n

In

In

a)

b) Fig.2.32. Për shembullin 2.8

Pasi që, nevojitet të bëhet kompensimi i fuqisë reaktive të motorit. Kompensimi i fuqisë reaktive të motorit bëhet me lidhjen paralele të kondensatorëve. Kjo lidhje paralele mund të ekvivalentohet me shpenzuesin unik, fuqia e dukshme e të cilit është: Sk

Sn

Pn

SC

PC

n

Pasi për kondensatorët kemi se PC

Sk

Pn

j Qn

n

j Qn QC

0 , fuqia e dukshme e motorit të kompensuar është:

QC

Dhe faktori i fuqisë atëherë është: cos

Pn

k

Pn

2

n

Qn QC

n

2

Nga kushti që e paraqet organizata për shpërndarje që cos mëparshme kemi:

QC

Pn n

tg

n

tg

k

22 0.672 0.484 0.88

k

cos

C

dhe nga shprehja e

4.7kVAr

Pra, për kompensimin e fuqisë reaktive të këtij motori duhet të zgjedhim baterinë trefazore të kondensatorëve, fuqia e të cilës duhet të plotësoj kushtin e mësipërm. Nga tabela 1. në shtesën e dhënë në fund do të përzgjedhim baterinë e kondensatorëve të parën me fuqi nominale më të madhe se vlera e llogaritur, e cila në këtë rast ka vlerën QC 5kVAr . Duhet të vërtetohet se me aprovimin e kësaj baterie a mund të vjen deri te mbikompensimi. Mbikompensimi ndodh kur përdorim bateri me fuqi të panevojshme të mëdha, dhe është tregues i

42

zgjidhjes jo ekonomike, dhe mund të shkaktoj dukurin e rritjes së tensionit në pjesët e ndryshme të instalimit elektrik.

QC

Pn

tg

n

n

22 0.672 16.8kVAr QC 0.88

5kVAr

Për shkak të kompensimi të veçantë të shpenzuesve mund të vij edhe deri te paraqitja e rezonancës, përkatësisht deri te rritja e konsiderueshme e tensionit, i cili është i rrezikshëm si për shpenzuesit ashtu edhe për kondensatorët. Për këtë, duhet të analizohet puna pa ngarkesë e motorit me bateri të kondensatorëve që paraqet regjim kritik, sepse në atë rast motori merr kryesisht fuqi reaktive nga rrjeti, përkatësisht pështjellat e tij sillen si induktivitete të cilat me kondensatorët formojnë qarqe oshiluese. Për të mos ndodhur rezonanca, është e domosdoshme që reaktancat e induktiviteteve dhe kondensatorëve të ndryshojnë për 10%, pra nënkupto që fuqia nominale e baterisë së kondensatorëve nuk guxon të kaloj 90% të fuqisë nominale të cilën motori e merr nga rrjeti në punën pa ngarkesë. Dhe pasi që fuqia e dukshme e motorit në punë pa ngarkesë është 30% e fuqisë nominale të tij, atëherë kemi: Qk

5 kVAr

0.9 0.3S n

0.9 0.3S n

0 .9 0 .3

22 0.88

2

16.6 2

8.13kVAr

Nga kjo shihet se nuk ekziston rreziku për paraqitjen e rezonancës. Shembulli 2. 9. Një në ofiçinë gjatë periudhës së dimrit njëkohësisht punojnë grupi i shpenzuesve termik, fuqia trefazore maksimale e njëkohshme është Pnjm 5kW , dhe motori

trefazor asinkron me rotor të lidhur shkurtë me këto karakteristika: Pn 7 kW , n 0.78 , cos n 0.78 . Në periudhën e verës shkyçen të gjithë shpenzuesit termik. Organizatës për shpërndarje kërkon që energjia elektrike të merret ashtu që faktori i fuqisë të jetë më së paku 0.9. Të përzgjidhet bateria e kondensatorit dhe të llogariten faktorët e fuqisë gjatë periudhës së verës dhe dimrit. Zgjidhja

Nga rrjeti fuqi reaktive merr vetëm motori asinkron, atëherë fuqia reaktive është e njëjtë gjatë periudhës së dimrit dhe të verës. Fuqia aktive të cilën e marrin shpenzuesit është më e madhe në periudhën e dimrit, shihet qartë se në pikëpamje të kompensimit të fuqisë reaktive më kritike është periudha e verës. Gjatë kësaj periudhe bateria e kondensatorit e cila i plotëson kërkesat e organizatës shpërndarëse gjatë periudhës së verës, gjithashtu do të përbush kërkesën e njëjtë edhe gjatë periudhës së dimrit. Gjatë periudhës së verës duhet të bëhet kompensimi i veçantë i motorit asinkron me baterinë e kondensatorëve me fuqi, QC

Pn n

tg

n

tg

k

7 0.802 0.484 0.78

2.85kVAr

Nga tabela 1. në shtesën e dhënë në fund, përzgjedhim baterinë e kondensatorëve të parën me fuqi nominale më të madhe se vlera e llogaritur, e cila në këtë rast ka vlerën QC 3kVAr , dhe më përdorimin e kësaj bateria nuk mund të vjen deri te mbikompensimi e as dukuria e rezonancës gjatë periudhës së verës, pasi është:

43

QC

3 kVAr

Qn

Pn

tg

7 0.80 7.2kVAr përkatësisht 0.78

n

n

QC

3 kVAr

0.9 0.3S n

0.9 0.3S n

0 .9 0 .3

7 0.78

2

7 .2 2

3.1kVAr

Në periudhën e verës faktori i fuqisë është: cos

Pn

1

2

Pn

Pn

n

7 0.78

n n

tg

n

2

QC

7 0.78

2

7 0.78 0.80 2.85

0.906

Në periudhën e dimrit faktori i fuqisë është: Pn

cos

1

Pn

Pnjm

n

Pnjm

n

2

Pn

n

tg

n

QC

2

0.958

Detyrë 2.10. Për shpenzuesin industrial me fuqi 100kW, me faktor të fuqisë cos 1=0.707, duhet të bëhet në tërësi kompensimi i fuqisë reaktive. Kompensimi të realizohet në 5 hapa të njëjtë. Sa do të jetë ndryshimi relativ i rrymës së furnizimit në raport me vlerën minimale të saj, nëse janë kyçur 3,4 dhe 5 kondensator? Zgjidhja

2 / 2 , duhen 100 kVAr që të kompensohet fuqia e tërë reaktive. Kur të kyçen të Pasi që cos 1 gjithë kondensatorët 5x20 kVAr, rryma e furnizimit është minimale. Kur të kyçen 4x20kVAr, stabilimenti shpenzon 100kW dhe 20kVAr, dhe vlera rrymës do të jetë: 100 2

20 2 / 100 101.98

( pra ajo është 1.98% më e madhe se ajo nominale).

Nga shprehja (2.21) QC

Q P

1 cos 2

1 Q P tg 2

do të kemi se: tg

2

Q QC P

100 80 100

0.2 ,

nga kemi se cos

2

0.98

Kur janë të kyçur 3 kondensator, stabilimenti shpenzon 100kW dhe 40kVAr, dhe vlera rrymës do të jetë: 100 2

40 2 / 100 107.7

( pra ajo është 7.7% më e madhe se ajo nominale).

Dhe faktori i fuqisë: tg

2

Q QC P

100 60 100

0.4

nga kemi se cos

2

0.928

44

Detyrë 2.11. Në një kuadër shpërndarës janë kyçur dy motor trefazor asinkron me rotor të lidhur shkurtë me këto karakteristika:

Pn1 12kW , Pn 2 10kW ,

0.80 , cos 0.78 , cos

n1

n2

n1

n2

0.79 0.76

si dhe grupi i shpenzuesve termik fuqia e angazhuar e të cilëve sillet në intervalin prej 8.5kW 18.2kW . a) Të caktohet fuqia e baterisë së kondensatorëve të cilën duhet kyçur në zbarrat e këtij kuadri shpërndarës, nëse kërkohet që faktori i fuqisë në kabllon furnizuese të tij të jetë cos k 0.95 . b) Me shkyçjen e të gjithë shpenzuesve termik a do të vjen deri te mbikompensimi? c) Nëse në vend të një baterie të kondensatorëve vendosen dy bateri me fuqi të njëjtë, dhe nëse për shkak të prishjes është e kyçur vetëm njëra dhe nëse shpenzuesit termik punojnë me fuqinë maksimale të angazhuar (18.2kW), sa do të jetë faktori i fuqisë në kabllon furnizuese të këtij kuadri shpërndarës? Zgjidhja QC

Pn tg

Pn

tg

n

k

Qn Pn

Pn

për Qn të njëjtë

tg

k

Qn

Pn tg

k

QC

rasti më kritik është kur fuqia e shpenzuesve termik është minimale ( P3 a) Fuqia e dukshme është: Sn

S n1 S n 2

P3

Fuqia aktive është: Pn

Pn1

Pn 2

n1

n2

Pn1

Qn

tg

Pn 2

n1

n1

dhe

tg cos QC

Qn Pn

n

k

tg

n2

n2

23.28 36.96

0.95

Pn tg

12 10.5 8.5 36.96kW 0.8 0.78

P3

n

10.5 12 0.86 23.28kVAr 0.78 0.78 0.8

0.630

tg

k

tg

k

0.329 36.96 0.63 0.329

marrin baterinë e kondensatorëve me fuqi QC

11.12kVAr

12.5kVAr

P3 min

8.5kW ).

45

b) Fuqia reaktive Qn QC ndryshimi i fuqisë aktive të shpenzuesve termik nuk mund të sjell deri te dukuria e mbi kompensimit. c) Fuqia aktive e tërë kur shpenzuesit termik punojnë me fuqinë maksimale të angazhuar është: Pnm

'

Pn1

Pn 2

n1

n2

P3m

12 10.5 18.2 46.66kW 0.8 0.78

Nëse në vend të baterisë së kondensatorëve QC

12.5kVAr marrin dy bateri me fuqi

'

QC 6kVAr dhe njëra prej kësaj është e prishur, atëherë fuqia reaktive e cila mbetet pa u kompensuar do të jetë: Qk

'

'

Qn QC

23.28 6 17.28kVAr

dhe faktori i fuqisë do të jetë: cos

Pnm

' k

Pnm

'2

46.66 Qk

'2

46.66 2 17.28 2

0.94

Detyrë 2.12. Në një qark të rrymës janë kyçur 6 llambadar, dhe secili prej tyre përmban nga 4 gypa fluoreshent me fuqi 65W. Të caktohet bateria njëfazore e kondensatorëve të cilën duhet kyçur në fillim të këtij qarku të rrymës me kusht që faktori i fuqisë mos të jetë më i vogël se cos k 0.95 Zgjidhja

Nga tabela 1.1 kemi se për gypat fluoreshent me fuqi 65W i përgjigjet : -

faktori i fuqisë cos k 0.53 , dhe fuqia e balastit (shuarjes) Pbal=13W

Fuqia reaktive e baterisë së kondensatorëve duhet të përmbush kushtin: QC

P tg

tg

k

6 4 65 13 1.6 0.329

2380VAr

Dhe kapaciteti i baterisë për këtë fuqi do të jetë: C

QC U2

2380 1.566 10 220 2 314

4

156.6 F

Nga tabela 1. shihet se për kompensimin e fuqisë reaktive për gypa fluoreshent përdoren kondensatorët me kapacitet deri në 30 F. Kështu do të përvetësojmë 8 kondensator me kapacitet prej 20 F, të cilët lidhen paralel me tensionin e furnizimit. Detyrë 2.13. Dy motor trefazor me rotor të lidhur shkurtë (M1 dhe M2) me këto karakteristika:

Pn1 12kW , Pn 2 16kW ,

n1 n2

0.83 , cos 0.85 , cos

n1 n2

0.80 0.78

Punojnë pa ndërprerje në ngasje elektromotorike, me të cilin rast kyçet kohë pas kohe edhe motori M3 ( Pn3 20kW , n3 0.87 , cos n3 0.82 , I f 3 / I n3 6 , cos f 3 0.61 ). Të caktohet

46

fuqia nominale e baterisë së kondensatorëve e cila do të mundëson që gjatë kohës së punës vetëm të motorëve M1 dhe M2 faktori i fuqisë të kësaj ngasje elektromotorike të jetë së paku 0.95. Sa është faktori i fuqisë së ngasjes kur është i kyçur edhe motori M3 ( me baterinë e kondensatorëve të kyçur), dhe atë: a) në regjimin nominal të këtij motori, b) gjatë lëshimit në punë të tij. Zgjidhja

Në regjimin nominal të punës, motorët M1 dhe M2 mund të jenë ekuivalent me shpenzuesin fuqia e dukshme komplekse e të cilit është e barabartë me shumën e fuqive komplekse të këtyre motorëve: Sn

S1 S 2

Atëherë kemi: Pn

Pn1

Pn 2

n1

Qn

Pn1

12 0.83

n2 3

tg

Pn 2

n1

n1

cos

16 0.85

tg

12 16 0.75 0.80 25.90kVAr 0.83 0.85

n2

n2

Pn

n

Pn

2

33.28kW

33.28 Qn

2

33.28 2

25.90 2

0.79

Fuqia nominale e baterisë së kondensatorëve duhet të përmbush kushtin QC

Pn tg

tg

n

33.28 0.776 0329

k

14.88kVAr

Kështu nga tabela 1. mund të zgjedhim baterinë e kondensatorëve me fuqi nominale QC

15kVAr

a) Faktori i fuqisë i ngasjes nëse do të kyçet edhe motori M3 në regjimin nominal të punës do të jetë:

cos

Pn

' n

Pn3

33.28

n3

Pn

Pn3

2

Qn

Pn3

n3

2

tg

n3

33.28

QC

n3

20 0.87

2

b) Rryma e lëshimit në punë – rryma fillestare është: Pn3 If3

6 I n3

6

n3

3 U cos

6 n3

22.98 3 380 0.82

6 42.6

20 0.87

255.6 A

25.90

0.90 20 0.70 15 0.87

47

Faktori i fuqisë i ngasjes nëse do të kyçet edhe motori M3 gjatë regjimit të lëshimit në punë do të jetë: cos

Pn

' n

Pn

3 U I f 3 cos

3 U I f 3 cos 2

33280 33280

3 380 255.6 0.61

Qn

f3

f3

3 U I f 3 sin

f3

QC

2

3 380 255.6 0.61 2

25900

3 380 255.6 0.79 15000

2

0.69

Detyrë 2.14. Motori trefazor asinkron me rotor të lidhur shkurtë me këto karakteristika: Pn 7 kW , U n 380V , n 0.7 , cos n1 0.80 , I f / I n 7 , t f 3s , cos f 0.6 , furnizohet

nga një kuadër shpërndarës, nga e cila furnizohen edhe shpenzuesit termik me fuqi trefazore maksimale të njëkohshme Pnjm 12kW . Gjatë punës së motorëve fuqia e shpenzuesve termik të kyçur asnjëherë nuk është më e vogël se 4kW. a) Të bëhet kompensimi i fuqisë reaktive të këtij kuadri shpërndarës, nëse kërkohet që faktori i fuqisë në punën normale mos të jetë më i vogël se 0.95. b) Nëse motori dhe bateria e kondensatorëve, të lidhur në paralel, i përkasin të njëjtit qark të rrymës, përkatësisht nëse kyçen nëpërmjet çelësit të përbashkët, të caktohet rryma nominale e çelësit dhe e siguresave në këtë qark të rrymës. Zgjidhja

a) Nga aspekti i kompensimit të fuqisë reaktive, më kritik është rasti gjatë të së cilit fuqia e shpenzuesve termik të kyçur është minimale, pra rasti kur ajo është Ptm 4kW . Atëherë motori dhe shpenzuesit termik mund të jenë ekuivalent me shpenzuesin e përbashkët, me këto karakteristika: Pn

Pne

7 4 14kW 0.7

Ptm

n

Qne

Qn

Pn1

tg

n1

n1

tg

ne

Qn Pne

7.5 14

7 0.75 7.5kVAr dhe 0.7

0.536

Fuqia nominale e baterisë së kondensatorëve duhet të përmbush kushtin QC

Pn tg

n

tg

k

14 0.536 0329

2.9kVAr

Kështu nga tabela 1. mund të zgjedhim baterinë e kondensatorëve me fuqi nominale

48

QC

3kVAr

b) Në regjimin nominal të motorit faktori i fuqisë të lidhjes paralele motor - bateri e kondensatorëve është: cos

Pn /

mC

2 n)

( Pn /

7 / 0 .7

n

(Qn QC ) 2

( 7 / 0 .7 ) 2

(7.5 3) 2

0.912

Rryma nominale e qarkut elektrik të dhënë do të jetë: Pn /

I mC

7000 / 0.7 16.7 A 3 380 0.912

n

3 U cos

mC

( në këtë rrymë, përkatësisht në një vlerë më të madhe p.sh. 17A rregullohet releu bimetalik). Në bazë të kësaj rryme përzgjidhet çelësi me rrymë nominale 36A. Nga tabela 2. përzgjedhim çelësin me elektromagnet, kontaktori , me rrymë nominale 36A ( është zgjedh çelësi rryma nominale e të cilit është për dy shkallë mbi rrymën prej 22A, përkatësisht rrymës së çelësit e cila do të përcaktohet vetën në bazë të rrymës nominale të motorit - ky princip i projektimit është i nevojshëm ashtu që çelësi të jetë i “aftë” që në mënyrë efikase të bënë shkyçjen e furnizimit të motorit edhe deri sa zgjat lëshimi në punë i tij). Rryma fillestare gjatë lëshimit në punët të motorit do të jetë: If

7 In

7

Pn /

n

3 U cos

7 n

7000 / 0.7 3 380 0.8

7 19.01 133 A

Gjatë lëshimit në punë të motorit, faktori i fuqisë i lidhjes paralele motor – bateri e kondensatorit do të jetë: cos

3 U I f cos fmC

2

3 U I f cos

f

3 U I f sin

f

QC

f

3 380 7 19 0.6 3 380 7 19 0.6

2

3 380 7 19 0.8 3000

2

2

0.617

Dhe rryma fillestare e qarkut të rrymës të përshkruar është: I fmC

3 U I f cos 3 U cos

f

fmC

If

cos cos

f fmC

133

0.6 129,3 A 0.617

Në bazë të kësaj rryme dhe kohë zgjatjes së saj , e cila është e barabartë me kohën e lëshimit në punë të motorit (3s), zgjidhet siguresa shkrirëse me fishek me rrymë nominale 35A.

49

Tabela 1. Kondensatorët për kompensimin e energjisë reaktive Fuqitë nominale të baterive trefazore të kondensatorëve elektrik (U=380V)

1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12.5, 15, 20, 25 dhe 50 kVAr

Për shpenzuesit me fuqi të vogël ( gypat fluoreshent) kompensimi bëhet me 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 18, 20, 25 dhe 30 F kondensator për të cilët jepet kapaciteti ( F). Këto ndërtohen për tensione 250V dhe 380V.

Tabela 1.1. Pgf (W)

20 (18)

40(36)

65(58)

Pbal (W) cos

5

9

13

0.47

0.53

0.53

Tabela 2. Rrymat nominale të kontaktorëve Rrymat nominale të kontaktorëve trepolar për rrymë alternative të cilat i cakton prodhuesi janë: 9A, 12A, 16A, 22A, 30A, 36A, 45A, 60A, 75A, 110A, 170A, 250A dhe 400A.

49

KAPITULLI I TRETË

3. PROCEDURA E PUNIMIT TË INSTALIMEVE ELEKTRIKE 3.1. PROJEKTI I INSTALIMEVE ELEKTRIKE Më parë janë definuar instalimet elektrike si bashkësi e komponentëve elektrike të shpërndara (vendosura) në mënyrë funksionale nëpër objekt, të cilat duhet të sigurojnë mbartje kualitative dhe të sigurt të energjisë deri te shpenzuesi. Dokumenti i cili quhet “PROJEKTI I INSTALIMEVE ELEKTRIKE NË OBJEKT…” duhet të përcaktoj se çfarë do të jetë bashkësia e cekur sipas kualitetit dhe kuantitetit. Në atë dokument më së pari caktohen funksionet, numri, lloji dhe madhësia e komponentëve, sipas dedikimit dhe karakteristikave të shpenzuesve, që gjenden në objekt e pastaj definohet shpërndarja e tyre nëpër objekt. Për të punuar një dokument të tillë duhet të njohim: -

objektin për të cilin janë të dedikuara instalimet elektrike

-

procesin teknologjik i cili do të zhvillohet në atë objekt (me funksion, numër dhe lloj të definuar si dhe shpërndarjen e shpenzuesve elektrik nëpër te),

-

katalogët e prodhimeve serike të komponentëve elektrike për instalime elektrike,

-

kushtet që dominojnë në objekt dhe mjedis, dhe

-

“Rregullat dhe standardet për përpunimin e instalimeve elektrike”.

Objekti për te cilin përpunohet instalimi elektrik është ndërtuar që në te ose me ndihmën e tij të kryhet ndonjë proces teknologjik si p. sh. shkollimi, mjekimi, prodhimi, transporti etj. Ato munden me qenë objektet ndërtimore si janë: shkollat, spitalet, hallat e fabrikave etj ose mekanike si janë: automobilat, vagonët hekurudhor për pasagjer, anijet, etj. Për të bërë projektimin e instalimit elektrik për këto objekte patjetër duhet disponuar me projeksionin e prerjes horizontale ose “bazën e objektit”. Këto projeksione shpesh quhen edhe shkurt “bazat” për përpunimin e projektit të instalimeve elektrike. Procesi teknologjik për të cilin shërben objekti duhet të jetë i përshkruar me anë të specifikimit të pajisjeve teknologjike me anë të së cilave zhvillohet ai proces. Në te duhet të gjenden shënimet për numrin, llojin dhe karakteristikat e shpenzuesve të energjisë elektrike. Kushtet në objekt dhe mjedis janë jashtëzakonisht të rëndësishme për zgjedhjen e komponentëve të instalimeve elektrike. Disa prej tyre janë: -

lartësia mbidetare e objektit, nga e cila do të varet kualiteti i ftohjes së komponentëve për arsye të dendësisë së ajrit, temperatura më e lart nga e cila varet fuqia e ftohjes, prania e pluhurit dhe lagështisë, nga e cila varet shkalla e mbrojtjes mekanike të komponentëve, prania e materialeve djegëse dhe eksploduese, nga të cilat do të varen masat e ndërmarra të sigurisë,

50 -

mundësia e sforcimeve të posaçme, si janë ato mekanike, kimike, biologjike, etj.

Nga kjo shihet se ndikimi i mjedisit në instalimet elektrike, dhe anasjelltas i tyre në mjedis, mund të jetë i llojllojshëm dhe me intensitet të ndryshueshëm. Për këtë arsye shkallët e mbrojtjes janë të sistematizuara me standarde. Komponentët elektrike dhe joelektrike, që përdoren në instalime elektrike prodhohen në seri. Prodhuesit i prezantojnë me katalogë, në të cilat jepen karakteristikat e rëndësishme të cilat janë të nevojshme, për projektimin e instalimeve elektrike. Disa komponentë, për shkak të ndikimit të mjedisit, duhet të kanë shkallë të caktuar të mbrojtjes nga këto, e disa tjera duhet të kanë shkallë të caktuar të sigurisë për punë në kushte speciale. Me dokument i cili quhet “DETYRA PROJEKTUESE” jepen shënimet për objektin, procesin teknologjik me specifikimin e shpenzuesve elektrik, dhe kushtet në objekt dhe mjedis. Ky paraqet dokumentin nismëtar për përpunimin e projektit të instalimeve elektrike. Atë e përpilon, dhe e nënshkruan investitori i cili financon ndërtimin e objektit. Në te duhet të gjendet edhe “Pëlqimi për kyçje të objektit në rrjetin shpërndarëse”, me kushtet për atë kyçje. Duke u bazuar në detyrën projektuese, dhe me përdorimin e “Standardit dhe rregullave për punimin e instalimeve elektrike” bëhet zgjedhja e instalimeve elektrike e cila tregohet përmes tekstit në pjesën e projektit, e cila quhet ”PËRSHKRIMI TEKNIK” dhe në mënyrë grafike. Në përbërjen e pjesës tekstuale të projektit hyjnë edhe ”Llogaritë” me të cilat tregohet arsyeja e përvetësimit të komponentëve. Në fund të pjesës së tekstit të projektit jepet specifikimi i komponentëve të përvetësuara dhe i punëve të nevojshme, për përpunimin e instalimeve elektrike, duke cekur shënimet komerciale dhe çmimet (pjesa e projektit me emrin “Paramasa dhe Përllogaria”).

3.2. STANDARDET NACIONALE Të gjitha prodhimet e një vendi pra edhe komponentët për instalimet elektrike prodhohen në bazë të dokumenteve të cilët quhen “STANDARD” nacional. Domethënë ky është dokument i cili cakton se si duhet të prodhohen komponentët elektrike, përkatësisht ai përcakton karakteristikat dhe kualitetin e tyre. Kështu p. sh. përcjellësit elektrik për “Instalimet e rrymës së fortë” prodhohen me vlera të caktuara të seksionit e jo me çfarëdo vlere (1,5; 2,5; 4,…70; 95 mm2…) dhe ata për “Instalimet e rrymës së dobët me këta diametra (0,6; 0,8…); çelësat prodhohen vetëm për vlera të caktuara të intensitetit të rrymës (10; 16; 25; 40;….A). Në standarde jepet edhe mënyra e dëshmimit të kualitetit, përkatësisht përcaktohet procedura e shqyrtimit. Krahas standardizimit të komponentëve, janë standardizuar edhe kushtet në objekt dhe mjedis. Kjo bëhet me një varg të shenjave prej shkronjave dhe numrave. Ndikimi i mjedisit në komponentët, përshkruhet me dy shkronja dhe një numër pas shkronjave. Shkronja në vendin e parë cakton ndikimin e përgjithshëm të mjedisit. Ajo ka tri vlera A- ndikimi i mjedisit, B-ndikimi i aplikimit dhe C- ndikimi i konstruksionit të objektit. Shkronja në vendin e dytë cakton ndikimin e posaçëm të mjedisit. Ajo mund të ketë disa vlera: A- trego temperaturën e mjedisit, D- prezencën e ujit, E -prezencën e trupave të huaj të fortë, G-sforcimet mekanike, etj. Numri në vendin e tretë tregon intensitetin e ndikimeve të posaçme. Ai mund ti ketë këto vlera 1-8 (1-tregon se nuk ka ndikim të qenësishëm 2 - ka ndikim me gjurmë, etj.). Në objektet në të cilat lajmërohen çurgjet e ujit, si në vendin ku lahen

51 automobilat, ndikimi i mjedisit do të shënohet me AD5, ndërsa në objektin ku bëhet derdhja e benzinës ku mund të lajmërohet atmosfera eksplozive, ndikimi do të shënohet me BE3. Në bazë të ndikimit të mjedisit në komponentët e instalimeve elektrike dhe ndikimit të tyre në mjedis janë standardizuar shkallët e mbrojtjes, përkatësisht shkallët e mbrojtjes së mjedisit. Kështu p.sh: -

mbrojtja e komponentëve nga prezenca e pluhurit dhe ujit, shënohet me IPN1N2 ku shifra e parë N1 e cila vendoset pas shkronjave IP, shënon shkallën e mbrojtjes nga pluhuri, e shifra N2 shkallën e mbrojtjes nga uji. Kështu për shembull, për një komponent të instalimit elektrik ( tabela shpërndarëse në një fabrikë të çimentos), e cila duhet të vendoset në objekt në të cilin ka pluhur të imët dhe ujë spërkatës, atëherë shkalla e mbrojtjes do të ketë shenjën IP 64,

-

mbrojtja nga ndezja e përzierjes eksplozive shënohet me ExNST2, ku numri romak N, pas shenjës Ex, tregon se a ndodhet objekti nën tokë (I), ose mbi te (II), shkronja S tregon llojin e përzierjes eksplozive, Ti temperaturën e ndezjes së përzierjes. Për shembull, për komponentin e instalimit elektrik e cila duhet të vendoset në vendin ku derdhet gazi-buton shkalla e sigurisë do të shënohet me ExIIAT. Simbolet grafike të shpenzuesve elektrik dhe komponentëve me anë të së cilave tregohet grafikisht zgjidhja e përvetësuar në projekt, janë gjithashtu të standardizuara.

Secili shtet ka standardet e veta nacionale. Standardet më të njohura janë: ai i Gjermanisë DIN, i Rusisë GOST, i Anglisë BS, etj. Për shkëmbim ndërkombëtar të prodhimeve pra edhe të komponentëve elektrike janë hartuar standardet ndërkombëtare. Për lëmin e elektroteknikës ai quhet IEC standardi (INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION). Të gjitha standardet nacionale duhet ti përshtaten këtij standardi.

3.3 RREGULLAT PËR REALIZIMIN E INSTALIMEVE ELEKTRIKE Më parë është përmend dokumenti me emrin “Rregullat për realizimin e instalimeve elektrike”. Ky dokument në të gjitha shtetet ka fuqinë e aktit ligjor, dhe si i tillë domosdo duhet të zbatohet. Me këto “RREGULLA” përcaktohet (rregullohet) si zgjidhen dhe vendosen komponentët e instalimeve elektrike, sipas intensitetit të rrymës të llogaritur, kushteve në objekt dhe mjedis dhe shkallët e domosdoshme të mbrojtjes nga veprimi i mjedis, goditjes së rrymës, etj. Kështu për shembull për vlerën e njëjtë të llogaritur të intensitetit të rrymës, seksioni përkatës i përcjellësit do të varet nga temperatura e mjedisit, mënyrës së vendosjes, tipit të përcjellësit etj. Për ndonjë rrethanë në objekt nevojitet të përdoren komponentët me shkallë mbrojtëse të caktuar, ose duhet të aplikohet sistemi i caktuar i mbrojtjes së personave nga goditja e rrymës, etj.

52

KAPITULLI I KATËRTË

4. KOMPONENTET THEMELORE TË INSTALIMEVE ELEKTRIKE Për realizimin e instalimeve elektrike shfrytëzohen komponentët e ndryshme elektrike dhe jooelektrike. Këtu do të bëhet fjalë për ato komponentë të cilat më së shpeshti shfrytëzohen (përdoren). Nga ato elektrike janë: përcjellësit, çelësat, komponentët mbrojtëse sipas rrymës dhe tensionit dhe programuesit e kohës, ndërsa ato joelektrike janë: gypat instalues, kutitë dhe dollapët shpërndarës. Këto të dytat shërbejnë që në to të vendosen komponentët elektrike. Ato në kushte normale nuk janë në potencial, mirëpo në rast të prishjes mund të janë.

4.1. PËRCJELLËSIT ELEKTRIK Përcjellësit elektrik janë komponentët elektrike që më së shumti dhe më së shpeshti përdoren. Këta shërbejnë për mbartjen e energjisë elektrike me përcjellje. Në mënyrë që mbartja të bëhet me rënie sa më të vogla të tensionit, përkatësisht me humbje më të vogla, atëherë materiali nga të cilat prodhohen përcjellësit duhet të ketë veçori të shkëlqyeshme elektropërçuese. Për prodhimin e tyre, përdoret bakri ose alumini. Seksioni i përcjellësve elektrik më së shpeshti është në formë rrethore ose katërkëndëshi. Mirëpo, është e mundur të prodhohen përcjellës me forma të komplikuara (p.sh. litari, e cila fitohet me thurjen (gërshetimi i disa përcjellësve me seksion rrethor). Duke marrë parasysh qëllimin, përcjellësit elektrik duhet të janë të izoluar në pikëpamje elektrike nga mjedisi. Kjo mund të realizohet në dy mënyra. Sipas mënyrës së parë përcjellësit elektrik të zhveshur mbështeten ose varen në izolatorët elektrik, ndërsa sipas mënyrës së dytë përcjellësit nëpër tërë gjatësinë e tij mbulohen me izolim elektrik. Për mbështetje dhe varje të përcjellësve shfrytëzohen izolatorët e ndërtuar nga materialet elektroizoluese si janë elektroqeramika ose ndonjë material i fortë sintetik. Për mbulimin e përcjellësve elektrik nëpër tërë gjatësinë e tyre, shfrytëzohen materialet elektroizoluese si janë polivinilkloruri, polietileni, tefloni, letra, tekstili, etj. Për mbulim mund të shfrytëzohen edhe disa shtresa, prej të cilave shtresa e fundit (e jashtme) mund të jetë edhe prej materialit elektropërcjellës, e cila shërben si mbrojtje nga ndikimet negative të mjedisit. Në instalimet elektrike “të rrymave të forta” shfrytëzohen përcjellësit të cilët në tërë gjatësinë e tyre janë të mbuluar me material elektroizolues. Madhësia fizike e cila i përshkruan përcjellësit elektrik, të cilët i destinohen instalimeve elektrike “të rrymës së dobët“ është diametri d (mm), ndërsa për instalimet e “rrymës së fortë” ajo është sipërfaqja e prerjes tërthore S (mm2). Të gjithë përcjellësit elektrik mund të klasifikohen në katër grupe.

53 Grupit të parë i përkasin përcjellësit elektrik të cilët nëpër tërë gjatësinë janë të mbuluar me një shtresë prej materiali elektroizolues, e trashësia e saj caktohet nga tensioni nominal. Përcjellësit e tillë nuk durojnë kurrfarë sforcime shtesë. Për këtë, nevojitet të janë të ndarë nga mjedisi me futje në gypa ose të vendosur në hapësira të ndara nga mjedisi me mure. Për prodhimin (punimin) e shtresës elektroizoluese sot më së shpeshti shfrytëzohen polivinilkloruri (PVC-ja). Në fig. 4.1. është dhënë paraqitja e prerjes tërthore të një përcjellësi të tillë (a) dhe ndarja e tij nga mjedisi (b). Me rastin e vendosjes së këtyre përcjellësve elektrik në gyp duhet pasur kujdes, se në gyp me diametër të brendshëm D(mm) mund të vendosen numër i kufizuar i përcjellësve me seksion të caktuar S (mm2). Shënimet për këtë gjenden në tabelën përkatëse, të cilat i japin prodhuesit. NRr 3 NRr

D

1

2 a) NRr 4 b)

NRr

Fig.4.1. Prerja tërthore e përcjellësit elektrik të grupit të I (a) dhe mënyra e vendosjes në gyp dhe kutia (b) 1- mbështjellësi elektroizolues, 2 - pjesa elektropërcjellëse, 3 - muri i gypit, 4 - muri i kutisë dhe NRr - ndikimi i rrethinës

Grupit të dytë i përkasin përcjellësit, në të cilët një apo më shumë përcjellës elektrik të grupit të parë, mbulohen me mbështjellës të përbashkët, i cili mund të jetë i ndërtuar prej materialit të njëjtë, prej të cilit është ndërtuar shtresa elektroizoluese e përcjellësve të grupit të parë, por nuk është e domosdoshme. Ky mbështjellës plotësues ka për detyrë që përcjellësit elektrik t’i mbroj nga ndikimet negative të mjedisit. Për këtë, këta përcjellës mund të vendosen edhe pa NRr 2 3

NRr NRr

1 a)

NRr b)

Fig.4.2. Prerja tërthore e një përcjellësi të grupit të II (a) dhe mënyra e vendosjes së tij (b) 1- përcjellësi, 2 - shtresa elektzroizoluese, 3 - mbështjellësi i përbashkët, dhe NRr - ndikimi i rrethinës

54 gypa mbrojtës, nëpër elementet e konstruksioneve ndërtimore dhe mekanike, në ato raste kur ndikimi i mjedisit nuk është i madh. Këta përcjellës quhen “përcjellës të ngjashëm me kabllo”. Në fig. 4.2 është treguar prerja e seksionit (a) dhe mënyra e vendosjes (b), e përcjellësit të këtij grupi. Grupit të tretë i përkasin përcjellësit elektrik të “zhveshur” të mbështetur në disa vende në izolator elektrik. Ata zakonisht vendosen në hapësirat (lokalet) e mbyllura, dhe janë të ndarë nga mjedisi me mur të fortë, sikurse janë p.sh. hapësirat në dollapët shpërndarës. Ata mund të vendosen edhe në kanalet veçantë të ndërtuar, të cilët vendosen përgjatë murit ose nën plafon, duke formuar “shpërndarje me kanale”. Kjo mënyrë e “shpërndarjes me kanale” përdoret në ato lokale ku gjendet një numër i konsiderueshëm i shpenzuesve të vendosur në rresht. Në fig. 4.3 është treguar seksioni i një “shpërndarje me kanal”. Fig.4.3. Prerja tërthore nëpër një "shpërndarje me kanal" 1 përcjellësi i zhveshur , 2 - izolatori mbajtës, 3 - mbështjellja metalike e kanalit

Grupit të IV i përkasin përcjellësit të cilët quhen “kabllo”. Ata kanë konstruksion të ngjashëm me përcjellësit e grupit të II-të, mirëpo kanë mbështjellës të shumëfishtë, i cili është i ndërtuar prej materialeve të ndryshme. Çdonjëra prej shtresave ka funksion të caktuar për mbrojtje nga ndikimi i mjedisit. Ata durojnë sforcime më të mëdha të mjedisit, dhe kjo gjë i dallon nga përcjellësit e grupit të II-të. Duke marrë parasysh këtë veti ata mund të vendosen lirisht në tokë, në kanalet e kabllove në tokë, në kanalet e kabllove në dysheme të objektit dhe në mbajtës të ndryshëm në hapësira (rafte kabllove). Në fig. 4.4. është treguar seksioni i kabllos (a) dhe mënyra e vendosjes (b) (c) dhe (d). Përcjellësit elektrik të këtyre katër grupeve ndërtohen prej materialeve të llojllojshme elektroizoluese ose prej materialeve tjera. Lloji i materialit që do të përdoret varet nga mënyra e vendosjes, përkatësisht nga lloji dhe intensiteti të ndikimit të mjedisit. 2

3

8 1

a) F 0

F>0

6 4

b)

7

5

d)

c)

Fig.4.4. Prerja tërthore e një kablli (me tre dej) (a) dhe mënyra e vendosjes së tyre: në kanale në objekt (b), në tokë (c) dhe në rafta (d); 1- përcjellësi, 2 shtresa izoluese, 3 - shtresa shtesë, 4 - raftat në kanale në dysheme, 5 - shresa e rërës, 6 - shiriti për shënimin e trases së kabllit, 7- kanali kabllovik në tokë dhe 8-raftet në mur.

55 Për përcjellësit elektrik të grupit të I-rë dhe të II-të të cilët quhen përcjellës elektroinstalues dhe të grupit të IV-të të cilët quhen kabllo, është futur sistemi i shënimit i cili mundëson dallimin (njohjen) e tyre. Ky shënim realizohet me ndihmën e vargut të shenjave prej shkronjave dhe numrave, ku secila ka domethënien e vet. Radhitja është si vijon: -

Në vendin e parë gjendet shenja germë (kjo shfrytëzohet vetëm për përcjellës të grupit të I-rë dhe II-të) e cila shënon lëmin e posaçëm në të cilën përdoret përcjellësi nëse ajo ekziston (sepse kjo shenjë shpesh nuk është) p.sh. Për automobilat është A:

-

Në vendin e dytë gjenden aq shenja prej shkronjave sa shtresa ka përcjellësi, dhe ato shënojnë materialin e secilës shtresë: p.sh. kur shtresa elektroizoluese dhe mbështjellësi i përbashkët është prej PVC-së, shenja është PP;

-

Në vendin e tretë te përcjellësit e grupit të I-rë dhe të II-të gjendet bashkësia e shkronjave e cila përshkruhen veçorit e konstruksionit të përcjellësve (nëse ajo ekziston); këto shkronja nëse ekzistojnë atëherë vijnë pas vijës së pjerrët: p.sh. përcjellësi i ndërtuar prej disa përcjellësve të hollë dhe në formë rrethi ka shenjën F, ndërsa përcjellësit e distancuar dhe të vendosur në një rrafsh kanë shenjën R. Te përcjellësit e grupit të IV-të në këtë vend gjenden numrat, të cilët shënojnë mbrojtjen e kabllos nga ndikimi i mjedisit p.sh. kabllo pa mbrojtje ka shenjën 00;

-

Në vendin e katër – mund të gjendet shenja Y, e cila vjen pas vijës, e cila shënohet atëherë kur ndonjëri prej përcjellësve ka funksionin e përcjellësit mbrojtës.

-

Në vendin e pestë, gjendet shenja e llojit të materialit elektropërçues, i cila i përket vetëm kabllove dhe forma e prerjes tërthore e secilit damar të përcjellësit. Kjo shenjë jepet në rastin kur si material nuk është bakri, dhe seksioni nuk është rreth p.sh. nëse është në pyetje alumini dhe seksioni sektor, shenjat do të janë AS;

-

Në vendin e gjashtë gjendet shenja e numrit të përcjellësve në mbështjellësin e përbashkët dhe seksioni i tyre: p.sh. 4 x 16 mm2 ose 3 x 95+50 mm2, dhe

-

Në vendin e shtatë gjendet vlera e tensionit nominal nëse ai është më i madh se 1000V, p.sh. 10 kV.

Shembull: Përcjellësi i grupit të parë është i ndërtuar me shumë fije të holla nga bakri, me seksion të tërë 1,5 mm2 me izolim nga PVC-ja, i dedikuar për automobila (për kandela) do të ketë shenjën: AP/F 1,5 mm2, 15000V -

përcjellësi i njëjtë për qëllime të përgjithshme, me seksion të plotë do të ketë shenjën: P 1,5 mm2. ( HO7V-U

-

1,5.....16 mm2 VDE (Cenelec))

përcjellësi i grupit të dytë për qëllime të përgjithshme ku të dy shtresat janë nga PVCja me tre përcjellës me seksion 2,5 mm2 prej të cilëve një ka funksionin e përcjellësit mbrojtës, do të ketë shenjën: PP/R – Y 3 x 2,5 mm2 ( NYIF

-

1,5.....2.5 mm2 VDE (Cenelec)), PP (NYM)

përcjellësi i grupit të IV-të ose kabllo, te të cilat janë dy shtresa nga PVC-ja dhe ka mbrojtje nga sforcimet e rritura mekanike, në trajtë të dy shtresave nga shiriti i çeliktë dhe shtresa nga PVC-ja mbi to për mbrojtje nga ndryshkja, me tre përcjellës nga bakri me seksion të plotë 10 mm2, një prej të cilëve ka funksionin e përcjellësit mbrojtës, do të ketë shenjën: PP41 – Y 3 x 10 mm2. ( NYBY 25.....500 mm2 VDE )

56

4.1.1 NXEHJA E PËRCJELLËSVE Gjatë mbartjes së energjisë elektrike me përcjellje, nëpër materialet elektropërçuese të pa përkryera, do të lajmërohen humbjet. Këto humbje janë shkaktare të nxehjes së përcjellësve, pra edhe rritjes së temperaturës. Për arsye të rritjes së temperaturës do të shfaqet këmbimi i energjisë në mes të përcjellësit dhe mjedisit, pra përcjellja e energjisë në formë të nxehtësisë, përkatësisht përcjellësi njëkohësisht do të ftohet. Me barazimin e fuqisë së humbjes dhe të ftohjes do të ndalet rritja e temperaturës së përcjellësit. Dukuria e përshkruar mund të

i(=)Phg

R(=)t R

Tp p UC(=) T

g

R(=)t R

g

i0(=)qg Trr rr

C(=)t Cg

Phg

qg

P

Trr

Tp a)

b)

Fig.4.5. Paraqitja e procesit të nxehtësisë në përcjellës me modelin analog elektrik të thjeshtësuar: P- fuqia e mbartjes së energjisë elektrike nëpër përcjellës, P hg fuqia e humbjeve për gjatësi, qg - fuqia e ftohjes për gjatësi, Tp - temperatura e pjesës elektropërçuese, T rr- temperatura e rrethinës, t R g -rezistenca për gjatësi e nxehtësisë nëpër shtresat e mbështjellësit, t R g - rezistenca për gjatësi e nxehtësisë gjatë kalimit të nxehtësisë në rrethinë me rrymim ose me përcjellje, tCg - kapaciteti për gjatësi i nxehtësisë.

ilustrohet me modelin analog elektrik të thjeshtësuar i cili është paraqitur në fig. 4.5. Nëse rritja e temperaturës së pjesës elektropërçuese do të arrin vlerën mbi atë të lejuar për materialin elektroizolues të dhënë, së pari ai do të sforcohet më tepër e pastaj do të dëmtohet. Rritja e temperaturës së përcjellësit në krahasim me mjedisin, për këtë arsye, është e kufizuar. Rritja e kufizuar e temperaturës mund të sigurohet me intensitet më të vogël të rrymës, ose me fuqi më të madhe të ftohjes, çka varet nga mënyra e vendosjes së përcjellësit. Ky ndikim vërehet nga standardet për vlerat e lejuara të intensitetit të rrymave, sipas kategorive të mënyrave të vendosjes. Për shembull nëse kabllo PP 41 4 x 10 mm2, do të vendoset i vetëm në tokë me veçori të mira të përcjelljes së nxehtësisë, vlera maksimale e intensitetit të rrymës do të jetë I = 75A, ndërsa nëse ai vendoset i vetëm në kanalin e kabllos nën dysheme të objektit ajo do të jetë I = 54A. Temperatura maksimale e cila arrihet në gjendje të stabilizuar mund të llogaritet si vijon: Fuqia e humbjeve për gjatësi të një përcjellësi për shkak të rritjes së temperaturës caktohet me shprehjen:

Phg

Rg I 2

Ku janë: Rg – rezistenca elektrike për gjatësi të përcjellësit I – intensiteti i rrymës nëpër përcjellës.

(4.1)

57 Fuqia e ftohjes për gjatësi të përcjellësit, për gjendje të stabilizuar caktohet me shprehjen:

Tsh Trr tR g tR g

qg

(4.2)

Ku janë: Tsh- temperatura e pjesës elektropërçuese në gjendje të stabilizuar

Trr – temperatura e pandryshueshme e mjedisit tR g , tR

g

- rezistenca termike e ftohjes për gjatësi ku t R

l S

dhe t R

1 S

;

- përçueshmëria termike specifike (W/m 0C) - koeficienti i kalimit të nxehtësisë me rrymim (W/m2) Duke marrë parasysh kushtin e domosdoshëm që Tsh Tlej (me qëllim të ruajtjes së kualitetit të materialit elektroizolues), vlera më e madhe e lejuar e intensitetit të rrymës, caktohet nga shprehja:

I lej

Tlej Trr R1 t R

g

tR

(4.3) g

Duke shfrytëzuar këtë shprehje, janë llogaritur vlerat më të mëdha të lejuara të intensitetit të rrymës, për lloje të ndryshme të përcjellësve, si dhe seksionet e tyre për lloje të ndryshme të materialeve elektroizoluese dhe mënyrat e ndryshme të vendosjes.

4.2. ÇELËSAT Këto komponent shërbejnë për vendosjen ose ndërprerjen e rrjedhjes së rrymës elektrike në mes të burimit dhe shpenzuesit. Këtu do të trajtohen vetëm çelësat me kontakt. Pjesa konstruktive themelore e këtyre çelësave janë kontaktet, me lëvizjen e të cilëve, përkatësisht me mbylljen ose hapjen, do të vendoset ose ndërpritet rrjedhja e rrymës elektrike. Kjo lëvizje bëhet me forcë, dhe atë me veprim të drejtpërdrejtë, kur dora e njeriut është burim force ose me veprim indirekt (jo drejtpërdrejtë), kur është ndonjë burim tjetër force (p.sh. susta ose elektromagneti). Në fig. 4.6 janë paraqitur simbolet grafike të çelësave me veprim të drejtpërdrejt dhe jo drejtpërdrejt. Burimi i forcës te çelësat me veprim indirekt mundet me qenë: -

susta, e hapur më parë me dorë, susta më parë e hapur me motor elektrik, elektromagneti, motori pneumatik

58 Procesi i ndërprerjes së rrymës elektrik, është më i ndërlikuar se procesi i vendosjes, sepse gjatë këtij procesi mund të lajmërohet harku elektrik. Ai paraqitet atëherë kur në instalimin elektrik pas çelësit ndodhet burimi i energjisë reaktive. Harku i tillë që paraqitet është i Me veprim të drejtëpërdrejtë

Me veprim jo të drejtëpërdrejtë

Elektromagneti

Motorri

Susta

M

Fig.4.6. Simbolet grafike të çelësave me veprim të drejtëpërdrejtë dhe jo të drejtëpërdrejtë

rrezikshëm për kontaktet sepse ata i shkatërron. Te çelësat për intensitete të larta të rrymës, që të pengohet ndezja e harkut për një kohë më të gjatë, atëherë përreth kontaktit vendosen dhomat për shuarjen e harkut. Për shuarjen e harkut është qenësore edhe koha e hapjes së kontaktit. Kjo kohë nevojitet të jetë sa më e shkurtër, për çka i kushtohet rëndësi e veçantë mekanizmit të hapjes. Në fig. 4.7 janë paraqitur grafiket e rrymës dhe tensionit në mes të kontakteve, gjatë hapjes (ndërprerjes) së një çelësi trefazor.

U1

U2 U3

Fig.4.7. grafikët e rrymës dhe tensionit në mes të kontakteve të një çelësi trefazor, gjatë kohës së hapjes së tij.

Çelësat mund të janë njëpolar ose shumë polar me dy pozita ose me shumë pozita. Ata me dy pozita mund të janë me vetë kthim ose monostabil (të cilët kthehen vet në pozitën fillestare në çastin kur ndërpritet veprimi i forcës), pa kthim ose bistabil (të cilët mbesin në pozitën e re deri sa të veproj forca me kah të kundërt). Te çelësi monostabil, rivendosja sigurohet me sustë e cila do të zgjatet me rastin e mbylljes, pa marrë parasysh se a kemi të bëjmë me çelësa drejtpërdrejt apo jo drejtpërdrejt. Në fig. 4.8 janë paraqitur simbolet grafike të çelësave bistabil dhe monostabil me dy pozita. Çelësi me elektromagnet si ndërmjetës, i mbyll kontaktet atëherë kur magneti ngacmohet me ndonjë rrymë, dhe i hap me sustë të zgjatur gjatë mbylljes, atëherë kur ndërpritet rryma. Me

59 çelësa të tillë të cilët quhen “kontaktor” mund të komandohet në largësi me dorë ose me automat. Në fig. 4.9. janë paraqitur disa çelësa. Me dy pozita Monostabil (me vetë kthim)

Me dy pozita Bistabil (pa vetë kthim)

Me veprim të Me veprim jo të Me veprim të Me veprim jo të drejtëpërdrejtë drejtëpërdrejtë drejtëpërdrejtë drejtëpërdrejtë

Fig.4.8. Simbolet grafike të çelësave me dy pozita bistabil dhe monostabil me veprim të drejtëpërdrejtë dhe jo të drejtëpërdrejtë

Çelësat me motor ose pneumatik si ndërmjetës ndërtohen për intensitete të mëdha të rrymave (deri në disa mijë amperë). Pasi instalimet elektrike, me rryma të larta bëjnë pjesë në instalime speciale, atëherë për këto, në këtë kurs nuk do të bëhet fjalë . Çelësat instalues ndahen në çelësat: -

njëpolar, dypolar, grupor, alternativ, dhe kryqëzues.

Skemat e lidhjeve të tyre janë si në vijim:

60

61

Fig.4.9. Paraqitja e disa çelësave dhe skemave elektrike të tyre: a) çelësi pako, b) tastieri, c) kontaktori (çelësi me elektromagnet) për intenzitete të vogla të rrymës, ç) kontaktori për intenzitete të mëdha të rrymës, d) çelësi mbrojtës për motor

4.3. KOMPONENTET ELEKTRIKE MBROJTËSE Këto komponente janë të dedikuara që në pjesët e instalimit elektrik të kufizojnë intensitetin e rrymës ose madhësinë e tensionit (vlerën më të vogël ose më të madhe). Të gjitha këto komponente, përveç siguresave shkrirëse, në përbërjen e tyre kanë çelësin i cili me hapjen e kontakteve ndërpret rrymën ose ndanë pjesën mbrojtëse të instalimeve elektrike nga pjesa tjetër e mbetur. Këtu do të bëhet fjalë për siguresat shkrirëse dhe ato automatike, relet me kohë të varur (bimetalik) dhe me kohë të pavarur (mbirrymor) dhe ata me kohë të pavarur pra relet e mbitensionit dhe nëntensionit. Këta rele në kompozicion me çelësat formojnë komponentët mbrojtëse. 4.3.1. SIGURESAT SHKRIRËSE Kjo siguresë është komponentë e vetme mbrojtëse nga rrymat e mëdha, e cila e ndërpret vet rrymën pa ndërmjetësimin e çelësit. Kjo është arritur me konstruksionin e posaçëm të fishekut shkrirës i cili është paraqitur në fig. 4.10.

62 Te fisheku shkrirës në një hapësirë të mbyllur, e cila është e ndarë nga mjedisi me një mur nga qeramika e qëndrueshme ndaj temperaturës, gjendet një pjesë elektropërçuese në formë të posaçme, nëpër të cilën kalon rryma, me dendësi sipërfaqësore më të madhe se në pjesët tjera elektropërçuese jashtë saj. Për këtë arsye, kjo pjesë nxehet më shumë dhe arrihen temperatura më të larta. Hapësira në mes të murit nga qeramika dhe kësaj pjese elektropërçuese mbushet me kokrra prej rërës së kuarcit. Me rastin e kalimit të rrymës me intensitet konstant nëpër pjesën elektropërçuese posaçërisht të përpunuar, temperatura do të rritet deri në ndonjë vlerë, të cilën e cakton rezistenca termike në mes të sajë dhe mjedisit (tR). Kjo rritje e temperaturës do të përshkruhet me funksion eksponencial, të ngjashëm me funksionin me të cilën janë përshkruar nxehjet e shpenzuesve të energjisë elektrike dhe përcjellësve elektrik. Ky funksion për fishekun e siguresës shkrirëse është treguar në fig. 4.10. I/In

ng ng

2

sh

sh

1

3

T

qf

Trr

t

b)

T=T-Trr

tR

1

I=const.

a)

sh

b)

t

ng

Fig.4.10. Paraqitja grafike e konstrukcionit të fishekut shkrirës të siguresës dhe lakoret e rritjes së temperaturës në te (a) dhe lakoret e ngarkesës rrymore të lejuar (b) 1- pjesa shkrirëse e fishekut, 2- rëra e imtë, 3- trupi nga qeramika e fishekut, ng dhe sh- konstante kohore të nxehtësisë për fishekët e ngadalshëm dhe të shpejtë.

Vlera nominale e intensitetit të rrymës së fishekut shkrirës, është definuar njëjtë sikurse te shpenzuesit dhe përcjellësit, me atë ndryshim se këtu temperatura e lejuar kufitare është caktuar me temperaturën e shkrirjes së pjesës elektropërçuese të bërë në mënyrë të veçantë, e jo me qëndrueshmërinë e materialit elektroizolues. Për ndryshim nga shpenzuesit dhe komponentët tjera, fishekët shkrirës për rrymë të njëjtë nominale ndërtohen në dy variante: disa prej tyre temperaturën kufitare të lejuar e arrijnë shpejtë, e disa më ngadalë, pra ndërtohen fishek të shpejtë dhe të ngadalshëm. Kjo veti varet para së gjithash nga sasia e rërës përreth pjesës elektropërçuese. Me sasinë e rërës në të vërtet ndërrohet kapaciteti termik (fig. 2.3 dhe 4.5.) pra edhe vlera e konstantes kohore termike. Nëse, nëpër fishekun shkrirës do të rritet intensiteti i rrymës mbi vlerën nominale, atëherë temperatura e pjesës elektropërçuese në te, do të rritet mbi vlerën kufitare, për çka edhe kjo pjesë do të shkrihet duke shkaktuar ndërprerjen e rrymës. Sa më i madh të jetë intensiteti i rrymës atëherë deri te shkrirja do të vihet më shpejtë, pra për kohë më të shkurtë. Për këtë arsye, edhe për fishekët shkrirës mund të vizatohet lakorja e mbingarkesës së lejuar, mirëpo

63 me një vërejtje se vlera më e madhe e lejuar e mbingarkesës është megjithatë e kufizuar për shkaqe konstruktive. Kjo paraqitet zakonisht gjatë lidhjeve të shkurta në instalimet elektrike. Duke marrë parasysh këto kufizime, ndërtohen dy lloje të siguresave shkrirëse për vlerë nominale të njëjtë të intensitetit të rrymës. Disa durojnë vlerën më të vogël të intensitetit të rrymës së lidhjes së shkurtë, e disa të tjerë vlerën më të madhe e cila është përcaktuar me “ngurtësinë e rrjetës shpërndarëse” në të cilën është i kyçur objekti. Të parët quhen me siguresa me “efekt të ulët” e të dytët “me efekt të lartë”. Zgjidhja konstruktive e këtyre dy llojeve të siguresave është e ndryshme dhe kjo është treguar në figurën 4.11 (a) dhe (b). Siguresat shkrirëse me efekt të ulët mund të kanë edhe dimensione më të vogla se ato standarde. Siguresat shkrirëse me efekt të lartë, nuk kanë shtëpizë por vetëm bazë me nofulla për thikat e fishekut shkrirës, dhe fishekun shkrirës si është treguar në fig. 4.11 (b). Baza e tyre ndërtohet për katër madhësi deri në 100A, deri 200A, deri 400A dhe deri 630A. 2

2 3

3

3

1

1

1 K1

5 K1

1

K2

4

2

3

2

5

K1 4 K2

5

K2 4

a) 4

b)

Fig.4.11. Paraqitja grafike e zgjidhjeve konstruktive të siguresës shkrirëse, me efekt të ulët (a):1- shtëpiza, 2-kapuçi, 3- fisheku shkrirës, 4- bazamenti i kalibruar dhe 5bornat; dhe siguresat shkrirëse me efekt të lartë (b): 1- bazamanti, 2- nofullat për thikat e fishekut, 3- fisheku shkrirës, 4- lidhjet.

Me rastin e ndërprerjes së rrymës me intensitet të lartë, (p.sh. rrymës së lidhjes së shkurtë) në fishek nuk ndodh vetëm procesi i thjeshtë i ndërprerjes së rrymës me shkrirjen e pjesës elektropërçuese, por ai është shumë i komplikuar. Me fjalë të tjera, gjatë kalimit të rrymës me intensitet të lartë në mes të skajeve të pjesës elektropërçuese të ndara me shkrirje, lajmërohet harku elektrik i fuqishëm. Me rritjen e distancës në mes të skajeve, të cilët edhe më tej shkrihen, do të rritet edhe tensioni i harkut. Me rritjen e tensionit të harkut (U1 në fig. 4.12.a) do të zvogëlohet intensiteti i rrymës së lidhjes së shkurtë, sepse ai i kundërvihet tensionit themelor (u). Kur intensiteti i rrymës zvogëlohet deri në një vlerë, harku elektrik do të fiket, dhe në atë mënyrë bënë ndërprerjen e rrymës. Në këtë mënyrë siguresa nuk ndërpret vetëm rrymën e lidhjes së shkurtë, por nuk e lejon që të arrijë as vlerën maksimale si është treguar me grafik në fig. 4.12 (a). Ai këtë vlerë e prenë gjatë gjysmë periodës së parë pas paraqitjes së lidhjes së shkurtë.

64 U Ip 3 kA 12 10

U1 u t i

In=50A 50A

7

10A 5A

4 I mlsh

1,4 1

I mp

t sh

th

t

a)

1

Imlsh - rryma maksimale e lidhjes së shkurtë I lsh - vlera efektive e rrymës së lidhje së shkurtë Imp - vlera maksimale e rrymës prerëse I p - vlera efektive e rrymës prerëse I n - rryma nominale e siguresës

a

10 b b)

50 100 Ilsh

b- zona e prerjës

Fig.4.12. Grafikët e rrymës së lidhjes së shkurtë dhe tensionit të harkut elektrik, gjatë "prerjes" së rrymës (a) dhe grafiku i vlerës së prerë (b).

Intensiteti i rrymës së ndërprerjes për çdo siguresë tregohet me grafik, si funksion i rrymës së lidhjes së shkurtë të pritur, e cila do të paraqitej nëse siguresa nuk do të ekzistonte (fig. 4.12-b). Kjo shfrytëzohet me rastin e verifikimit të sforcimeve mekanike dhe të temperaturës për komponentë, dhe verifikimit të sigurisë së njerëzve prej goditjes së rrymës. 4.3.2. RELEU MBROJTËS ME BIMETAL Kjo komponent mbrojtëse përbëhet prej një lidhje bimetalike nëpër të cilën kalon rryma e cila bënë nxehjen e sajë. Për arsye të koeficientit termik të bymimit të ndryshëm të metaleve në lidhjen bimetalike, ajo gjatë nxehjes do të përkulet, dhe kjo përkulje është më e madhe me rritjen e temperaturës, përkatësisht me rritjen e intensitetit të rrymës ose kohën e zgjatjes së saj. Përballë lidhjes (bimetalit) e cila përkulet është i vendosur llozi (si është treguar në fig. 4.13), largësia fillestare e të cilit deri te bimetali (l0) mund të rregullohet. Nëse bimetali gjatë kalimit të ndonjë rryme do të përkulet për gjatësinë ( l), atëherë do të vijë deri te lëvizja e llozit për gjatësinë . Kjo lëvizje mund të bartet në kontaktet e një çelësi të vogël “mikro çelësi”, ose në ndarës me sustë të zgjatur në ndonjë çelës. t l 01

l 02

1

2

a)

l l0

b) In1

In2

Im

I

Fig.4.13. Koncepti themelor i konstruksionit të releut mbrojtës me bimetal (a) dhe familjet e lakoreve të funksionit I-f(I ,t) (b); 1 - lidhja me bimetal, 2 - llozi lëvizës

Përkulja e lidhjes bimetalike për gjatësinë ( l), mund të arrihet edhe gjatë intensiteteve më të vogla të rrymës që zgjasin më gjatë, ose gjatë intensiteteve më të mëdha që zgjasin më shkurtë, çka do të thotë se ekzistojnë karakteristikat rrymëkohë si janë paraqitur në fig. 4.13. (b). Për çdo gjatësi l0, do të ekziston rryma më e madh për të cilën ajo asnjëherë nuk do të mbërrihet, e që mund të merret si

65 vlerë nominale e rrymës për atë gjatësi. Me ndryshimin e gjatësisë edhe vlera e kësaj do të ndryshohet, e kjo mundëson përdorimin e këtij releu si mbrojtje nga mbingarkesat për shpenzues dhe komponentët e tjera. Kjo rele ndërtohet për vlera të ndryshme të rrymës. Për intensitete të mëdha të rrymës duhet të kyçen në qarkun e rrymës nëpërmjet transformatorit rrymor. Te kjo komponent për shkaqe konstruktive është e kufizuar vlera më e madhe e lejuar e rrymës së mbingarkesës Im (fig. 4.13 b) për çka duhet të mbrohet nga rrymat e tilla. Në figl. 4.14 është treguar simboli grafik për këtë rele si dhe bllok diagrami i veprimit të tij. I RI2

tR

T I n(l0)

a)

b)

Fig.4.14. Simboli grafik i releut mbrojtës me bimetal (a) dhe blok diagrami i veprimit të tij (b)

4.3.3 RELEU MBIRRYMOR Kjo komponent mbrojtëse përbëhet prej elektromagnetit dhe llozit lëvizës me sustë të zgjatur, si është treguar në fig. 4.15 (a). Forca e magnetit, e cila është proporcionale me intensitetin e rrymës nëpër te (F’ = k’ I) e tërheq llozin, të cilës i kundërvihet forca e sustës e cila është proporcionale me lëvizjen (l0) te sustës gjatë tërheqjes së sajë (F”=k” l0). Kur forca e magnetit triumfon (mundë), atëherë vjen deri te ndryshimi “momental” i pozitës së llozit për distancën , pra ky rele ka karakteristikën e rrymës të pavarur nga koha si është treguar në fig. 4.15.(b). Nëse në rele është i mundur rregullimi i forcës zgjatëse të sustës me ndryshimin e largësisë l0, k' l0 ). Këto atëherë te lëvizja e llozit vjen gjatë intensiteteve të ndryshme të rrymës ( I k" vlera janë vlerat referente të rrymës për atë rele. (F'=k'I) 3 F'

I

I> 1

2

l0

(F"=k"l0) a)

I m(l0) b)

c)

Fig.4.15. Koncepti themelor i konstruksionit të releut mbirrymor (a) diagrami i veprimit të tij (b) dhe simboli grafik për atë rele (c); 1- elektromagneti, 2- llozi lëvizës i elektromagnetit dhe 3 - susta e cila zgjatet

Edhe te ky rele, lëvizja e llozit , mund të bartet në kontaktet e një “mikro çelësi” ose në ndarës me sustë të zgjatur me ndonjë çelës, duke siguruar në atë mënyrë rolin mbrojtës nga rrymat shumë të mëdha në qarkun rrymor. Edhe këta rele, sikurse relet me bimetal ndërtohen për vlera të ndryshme të rrymës. Për rryma të mëdha, pra në qarqet e rrymave të tilla, duhet të kyçen nëpërmjet transformatorëve rrymor.

66 4.3.4. RELET E MBITENSIONEVE DHE NËNTENSIONEVE Këto dy komponente mbrojtëse bazohen në principin e njëjtë sikurse releu mbirrymor, me ndryshim se elektromagneti nxitet me tension, vlera e të cilit kontrollohet dhe forca e magnetit tani është proporcionale me tensionin (F’ = k’ U). Te releu i mbitensionit llozi i drejtpeshuar me spiralen, me rastin e rritjes së tensionit do të lëvizë në drejtim te veprimit të forcës magnetike, e tek ai i nëntensionit gjatë rënies së tensionit, ai do të lëviz në drejtim të veprimit të forcës së sustës. Kjo lëvizje është momentale çka do të thotë se karakteristika e tensionit është e pavarur nga koha. Me rastin e rritjes përkatësisht të zvogëlimit të tensionit, do të vij deri te këto lëvizje, në varësi nga gjatësia e zgjatjes së sustës e cila mund të ndryshohet. Në fig. 4.16 janë dhënë simbolet grafike dhe bllok diagramet e punës të releut të mbitensionit (a) dhe nëntensionit (b).

U

U

U>

U

U

U<

Umin (l0) a)

Umax(l0) b)

Fig.4.16. Simbolet grafike dhe blok diagrami i veprimit për releun e mbitensionit (a) dhe nëntensionit (b)

4.4 KOMPOZIMI I ÇELËSAVE MBROJTËS Reletë mbrojtëse të përshkruara më parë, kompozohen me çelësat duke ju dhënë atyre rolin mbrojtës. Këta atëherë do të thirren çelësa mbrojtës. Çelësi mbrojtës i kompozuar më së t shpeshti, është çelësi njëpolar me sustë e cila zgjatet gjatë mbylljes së tij. Këtij çelësi i janë shtuar I> relet mbrojtëse t bimetalike dhe mbirrymore, të cilët In I Im kanë vlera konstante a) b) referente të rrymës. Llozi i tyre vepron Fig.4.17. Elementet përbëre dhe simboli grafik i siguresës automatike njëpolare (a) dhe veprimi rrymë-kohë (b) në ndarësin e sustës e cila hapë kontaktet e çelësit. Çelësi i tillë quhet edhe siguresë automatike. Elementet përbërëse të tij dhe simboli grafik është dhënë në fig. 4.17 (a), e në fig. 4.17 (b) është paraqitur diagrami rrymë–kohë i veprimit të tij. Nga ky diagram mund të shihet se për rrymat I n I I m vepron releu bimetalike, e për rryma I I m releu mbirrymor (për kohën t ). Duhet cekur se releu mbirrymor është i

67 përshtatur (i rregulluar) në rrymën In, e cila është e njëjtë (e barabartë) ose diç më e vogël se rryma e lejuar dhe e kufizuar në releun bimetalik.

t

U>

I>

t

In1 In2

Im

I

b)

a)

Fig.4.18. Elementet përbëre dhe simboli grafik i çelësit mbrojtës të motorit me rregullim të rrymës së veprimit (a) dhe karakteristika e veprimi rrymë-kohë (b)

Kompozimi i tillë është i mundur edhe me çelësat tre polar dhe atëherë fitohet siguresa tre polare automatike. Mirëpo, shpesh herë çelësi tre polar është i pajisur jo vetëm me releun mbrojtës bimetalik me rrymë referente të ndryshueshme dhe releun mbirrymor, por edhe me releun e nëntensionit (si është treguar në fig. 4.18). Ky çelës quhet çelësi mbrojtës i motorëve. Është gjithashtu i mundur, kompozimi i relesë mbrojtëse me çelësin me elektromagnet si ndërmjetësues përkatësisht me “kontaktor”, kur duhet të përdoren relet, lëvizja e llozit të së cilit bartet në kontaktet e një “mikroçelësi”. Me komponim të këtillë, veprimi i releut manifestohet me lëvizjen e atyre kontakteve, të cilët pastaj ndërpresin rrymën e ngacmimit të elektromagnetit të çelësit. Një lidhje e tillë është treguar në fig. 4.19. instalimi 1

3 5

2 4 6

shpenzusi

(a) (b)

U<

Fig.4.19. Kompozimi i çelësit mbrojtës me ndihmen e releut mbrojtës dhe kontaktorit, ku veprimi mbrojtës i teleut manifestohet me hapjen e kontakteve në qarkun ngacmues të elektromagnetit

4.5. KOMPONENTET PËR PROGRAMIMIN E KOHËS Me ndihmën e këtyre komponentëve është i mundur programimi kur ndonjë shpenzues ose grup i shpenzuesve do të janë të kyçur ose të shkyçur, ose kur do të ndërrohet ndonjëra karakteristikë e shpenzuesit p. sh. numri i rrotullimeve të motorit.

68 Ekzistojnë dy lloje të komponentëve të tilla. Te të parat koha numërohet pandërprerë dhe ato quhen ”orët për futje-nxjerrje” ose “orë për kyçje – shkyçje”, ndërsa tek të dytat koha fillon të numërohet pas shqiptimit të urdhrit dhe kanë zgjatje të kufizuar. Këto të dytat quhen edhe “rele kohore”. Te ora për kyçje – shkyçje numërimi i i kohës bëhet nëpërmjet mekanizmit të orës =variabile h klasike, madje edhe e atij i me sustë e cila zgjatet me T=24h T=24h t dorë ose me motor a) b) elektrik. Në atë rast, momenti i programuar Fig.4.20. Simboli grafik i orës kyçje- shkyçje (a) për kyçje përkatësisht për dhe diagrami i veprimit të tij (b) shkyçje realizohet me mbylljen e kontakteve. Në fig. 4.20. janë treguar simboli grafik i “orës kyçje-shkyçje” dhe diagrami kohor i punës për te. Këto orë, më së shpeshti përdoren për kalimin e intervalit tarifor te njehsori i energjisë elektrike, ose për kyçje dhe shkyçje të disa burimeve elektrike të dritës. Për këto qëllime përdoret edhe pajisja e cila quhet “komanda tingull frekuente e rrjetit” ose KTRR. Ky është një marrës i sinjaleve të frekuencave të larta, të cilat nga ndonjë qendër dërgohen nëpër rrjetin shpërndarëse. Në te gjendet kontakti elektrik për mbyllje, i cili reagon në ato sinjale. Releu kohor fillon të numëron kohën atëherë kur për te jepet urdhri me sinjal rryme, dhe ndërpritet (pushon) kur ai sinjal hiqet, si është treguar i i me diagramin e veprimit në fig. 4.21. Në të njëjtën t1 t2 t figurë janë dhënë edhe t2< t
69

4.6. KOMPONENTET JOELEKTRIKE TË INSTALIMEVE ELEKTRIKE Krahas komponentëve elektrike të cilat janë analizuar më parë, për realizimin e instalimeve elektrike marrin pjesë edhe komponentët joelektrike. Në këto komponentë, zakonisht vendosen komponentët elektrike, në mënyrë që këto të ndahen prej ndikimit të mjedisit, dhe që të arrihet siguria e mjedisit prej tyre. Këto komponentë në kushte normale nuk janë pjesë e asnjë qarku elektrik, mirëpo ato mund të bëhen pjesë e qarkut elektrik me rastin e prishjes. Këtu do ti përmendim vetëm disa prej tyre: -

gypat metalik dhe të plastikës në të cilët futen përcjellësit, dhe të cilët vendosen mbi dhe në elementet e konstruksioneve të makinerisë dhe ato ndërtimore, fig. 4.22 (a),

-

kutitë instaluese ose shpërndarëse metalike dhe plastike me dimensione të vogla, të cilat shërbejnë për vazhdimin dhe degëzimin e përcjellësve,

-

ose për vendosje veçantë të ndonjë komponentë elektrike (p.sh. prizës ose çelësit të burimeve të dritës), këto vendosen mbi dhe në elementet e konstruksioneve të makinerisë dhe ndërtimore, fig. 4.22.b.

-

kutitë shpërndarëse metalike dhe të plastikës, në të cilat hyrja në brendi është nga pjesët anësore dhe përpara, me ndihmën e të cilave formohen “bateritë” e këtyre kutive të cilat vendosen në elementet e konstruksioneve të makinerisë dhe ndërtimore fig. 4.22. c, dhe shërbejnë për vendosjen e një numri të madh të komponentëve elektrike.

-

dollapi shpërndarës i varur metalik ose plastik me dimensione mesatare, për vendosje mbi ose në elementet e konstruksioneve të makinerisë ose ndërtimore, në të cilët vendoset një numër i madh i komponentëve elektrike fig. 4.22. ç;

-

dollapi shpërndarës që qëndron lirë prej metali ose plastike me dimensione të mëdha (lartësi 2m, gjerësi dhe thellësi 0,5-1m), në të cilët vendoset një numër i konsiderueshëm i komponentëve elektrike, fig. 4.22. d;

70 -

mbajtësit e përcjellësve dhe kabllove (rafti i kabllove) të cilët vendosen nëpër elementet e konstruksioneve të makinerisë ose ndërtimore ose në kanalet për kabllo në dysheme të objektit.

-

Shiriti nga çeliku i zinkuar me dimensione 20 x 3 mm dhe 25 x 4 mm, për lidhjen e pjesëve konstruktive elektropërçuese në objekt me qëllim të barazimit të potencialit.

a D

a)

a

b)

a a a

a

a

a) gypat instalues b) kutiat c) "bateritë" e kutiave shpërndarëse ç)dollapët shpërndarëse të varur d) dollapët shpërndarëse që qendrojnë lirisht

c)

ç)

h

d) Fig.4.22. Disa komponente joelektrike të instalimeve elektrike

71

KAPITULLI I PESTË

ZGJEDHJA, VENDOSJA DHE LIDHJA E KOMPONENTAVE NË INSTALIMET ELEKTRIKE 5.1. ZGJEDHJA E KOMPONENTËVE ELEKTRIKE Në kapitujt e më parmë instalimet elektrike i kemi definuar si bashkësi e komponentëve elektrike dhe joelektrike, të cilat janë të shpërndara nëpër objekt dhe mundësojnë bartjen e sigurt dhe kualitative të energjisë elektrike deri te shpenzuesi. Kështu të përbëra ato kanë disa pjesë funksionale të rëndësishme të treguara në fig. 1.3. Funksioni i secilës prej këtyre pjesëve realizohet me ndihmën e numrit të caktuar të komponentëve të ndryshme, ku secila e ka funksionin e vetë të veçantë. Për këtë arsye zgjedhja e komponentëve fillon me zgjedhjen e llojit dhe numrit të komponentëve që sigurojnë funksionin e caktuar dhe i përgjigjen tensionit nominal në pjesën e instalimit elektrik që vështrohet. Pas zgjedhjes së llojit dhe numrit të komponentëve për çdo pjesë funksionale, trajtohet përkufizimi i tyre, në bazë të vlerës së llogaritur të intensitetit të rrymës në atë pjesë të instalimeve dhe gjendjes së mjedisit në objekt si është treguar më parë, pra sipas standardeve. Zgjedhja e llojit dhe numrit të komponentëve dhe caktimi i madhësive fizike, duke i kushtuar kujdes edhe gjendjes së mjedisit, bëhet me ndihmën e dokumentit të cekur më parë i cili quhet rregullat për punimin e instalimeve elektrike.

5.2. VENDOSJA E KOMPONENTËVE ELEKTRIKE Shpërndarja e komponentëve sipas funksionit nëpër objekt do të varet nga numri, lloji dhe shpërndarja e shpenzuesve, duke marrë parasysh se instalimet elektrike për ta punohen. Për këtë arsye, duhet filluar prej shpenzuesit. Secili prej shpenzuesve në objekt do të kyçet në qark rryme të veçantë i cili përbëhet prej përcjellësve dhe komponentëve të tjera elektrike të cilat janë të përcaktuara sipas rrymës së shpenzuesit. Qarqet e rrymave të një numri më të madh të shpenzuesve sidomos të atyre që i përkasin pjesës së njëjtë të procesit teknologjik, do të kyçen në vendin e njëjtë shpërndarës (KSH). Vendi (kuadri) shpërndarës (KSH) është vendi prej nga bëhet shpërndarja e një linje elektrike në shumë linja me seksion më të vogël. Shumë vende shpërndarëse prej të cilave nisen qarqet e rrymave për në shpenzues, kyçen në vendin shpërndarës në nivel më të lartë hierarkie me ndihmën e linjës përcjellëse në të cilën përveç përcjellësve me seksion përkatës gjenden edhe komponentët tjera elektrike. Ato dimensionohen sipas rrymës maksimale të njëkohshme pra sipas rrymës e cila do të llogaritet në kapitullin 6. Në qarkun e rrymës, intensitetin e rrymës e cakton shpenzuesi i cili është i kyçur në te. Disa shpenzues të energjisë elektrike si janë p.sh. burimet elektrike të dritës dhe burimet elektrorezistuese të nxehtësisë nuk mund të mbingarkohen, dhe rryma më e madhe e mundshme në këtë qark do të jetë rryma nominale e shpenzuesit. Mirëpo, disa shpenzues të tjerë (si p.sh. motori elektrik asinkron) mund të mbingarkohet, dhe në ato qarqe intensiteti i rrymës mund të jetë më i madh se intensiteti i rrymës nominale të shpenzuesit të tillë. Në këto qarqe duhet të gjenden komponentët mbrojtëse nga mbingarkesat e rrymës. Për këtë qëllim

72 zakonisht përdoret releu mbrojtës bimetalik në kombinim me ndonjë çelës. Një çelës i tillë nëse ka vetëm këtë qëllim, mund të vendoset në cilëndo pjesë të qarkut të rrymës. Vlera e llogaritur e intensitetit të rrymës në ndonjë linjë shpërndarëse, është vetëm vlera më të mundshme e rrymës në te. Pasi në te mund të lajmërohen edhe intensitete më të mëdha të rrymës, se sa është vlera sipas së cilës është caktuar përcjellësi në secilën linjë shpërndarëse, duhet të gjenden komponentët mbrojtëse nga mbingarkesat e rrymës. Për këtë qëllim më së shpeshti përdoret siguresa shkrirëse, e cila njëkohësisht mund të shfrytëzohet si mbrojtje nga lidhja e shkurtë, ose releu bimetalik mbrojtës në kombinim me ndonjë çelës i cili përmban rele mbirrymor. Nëse këto komponentë kanë vetëm funksionin mbrojtës nga mbingarkesat atëherë mund të vendosen në linjë në cilindo vend. t VK (KKK) 2 3 1 3 t VSH1 (KSH1) 1 In

I1

VK (KKK)- vendi i kyçjes VSH (KSH)- vendi shpërndarës

Im

I

N 2 3 1 3

KSH11

KSH1N

KSH1S

1

1

S

KSH1SS

KSH111

I1N

KSH1N1

K

2 3 1 3

1 2 3

a)

t

I1NK KSH1NK i

2 3 1 3

I1NKi (I n)sh

Shp

(In)sh

c3 c2 c 1

sh c4

b4 a4

(In)sh

b3

1. komponenta mbrojtëse nga mbingarkesa (b i), 2. komponenta mbrojtëse nga lidhja e shkurtër (ai ), 3. çfarëdo komponente tjetër elektrike (c i ).

b1 b2 a3

a3 a2

I1nk I1n I1

a1

I

Sh- shpenzuesi

b) Fig.5.1. Paraqitja grafike e mënyrës të hierarkisë së shpërndarjes së energjisë elektrike në instalimet elektrike me rrydhitjen e komponteve elektrike (a) dhe varësit I=f(t) për këto komponenta (b)

Deri te lidhja e shkurtë, mund të vijë në cilëndo pjesë të cilitdo qark të rrymës ose linjë shpërndarëse. Për të penguar paraqitjen e rrymave të mëdha, në fillim të qarkut të rrymës ose linjës shpërndarëse duhet të vendoset komponentë e cila do të bëjë mbrojtjen nga këto rryma. Për këtë qëllim si komponentë mbrojtëse përdoren siguresat shkrirëse ose çelësi me releun mbrojtës mbirrymor. Të gjitha komponentët tjera mund të vendosen në cilëndo pjesë të qarkut të rrymës, përkatësisht të linjës shpërndarëse pas komponentës për mbrojtje nga lidhja e shkurtë.

73 Në fig. 5.1. është paraqitur interpretimi themelor i radhitjes së komponentëve elektrike në instalimet elektrike në fig. 5.2. janë paraqitur disa shembuj konkret të kësaj radhitje.

1,N~50,230V s OZ s In Ss

s+1 OZ s+1 In Ss+1

3,N~50,400/230V i+1 N i OZ i In Si Si+1

3

a)

b)

1,N~50,230V k OZ i In Si

k+1 N

c)

ç)

3,N~50,400V j

j+1 N

3

3

Si+1

3 3 3

V

d)

M

1~

dh)

a - siguresë shkrirëse dhe çelës b,c - me siguresë shkrirëse ç - me siguresë automatike

M

3~

e)

M

3~

ë)

d - me siguresë shkrirëse dhe çelës dh - me siguresë automatike e - me siguresë automatike dhe çelës ë - me siguresë shkrirëse çelës me veprim indirekt përmes magnetit dhe releu mbrojtës me bimetal

Fig.5.2. Disa shembuj të vendosjes së komponentëve elektrike në qarqet e rrymës

Gjatë renditjes së komponentëve elektrike nëpër objekt duhet të tentohet që të gjitha komponentët të vendosen në kutia ose dollapë shpërndarës, ndërsa deri te shpenzuesi vijnë vetëm përcjellësit e qarqeve të rrymës, përkatësisht deri te dollapët shpërndarës vijnë vetëm përcjellësit e linjave shpërndarëse. Në fig. 5.3 janë treguar shembuj të vendeve shpërndarëse me përqendrimin e komponentëve elektrike në to.

74

75

76

5.3. DIRIGJIMI ME PUNËN E ÇELESIT Çelësi si komponent elektrike shërben për vendosjen ose ndërprerjen e kalimit të rrymës elektrike deri te shpenzuesi, përkatësisht për kyçje të tij në instalim elektrik ose shkyçjen nga ai. Çelësi gjithashtu shërben për vendosjen e pjesëve të instalimit elektrik nën tension pa marrë parasysh se a janë kyçur shpenzuesit në te. Te çelësat me veprim të drejtpërdrejtë dirigjohet me dorë duke vepruar në llozin për lëvizjen e kontaktit. Te ata me veprim të tërthorët (jo drejtpërdrejt) dirigjohet me dorë ose me ndonjë automat logjik, pra në mënyrë tërthore duke liruar energjinë e cila prodhon forcën për lëvizjen e kontakteve. Këtu do të bëhet fjalë për dirigjimin e çelësit me elektromagnet si ndërmjetës ose si quhet “kontaktor” (simboli grafik i të cilit është treguar në fig. 4.9.c dhe ç) sepse aplikimi i tij është më i shpeshtë dhe më i shumtë. Te ky çelës, mbyllja e kontakteve shkaktohet nën veprimin e elektromagnetit të ngacmuar (nxitur) ndërsa hapja nën veprimin e sustës më parë të zgjatur e cila vepron me ndërprerjen e ngacmimit. Magneti mund të ngacmohet me rrymë alternative ose të vazhduar. Këtyre çelësave ju shtohet edhe kontakti ndihmës i cili duron rrymën deri në 6A dhe shërben për formimin e funksioneve logjike për dirigjim. Në rastin e elektromagnetit të pa ngacmuar këto kontakte mund të janë të hapura ose “punues” dhe të mbyllura ose “të qetë”. Kur ai të ngacmohet të parët mbyllen e të dytët hapen. Për dallim më të lehtë skajet kyçëse të kontakteve të punës shënohen me shifrat 3 dhe 4, ndërsa ata të qetë me shifrat 1 dhe 2. Nëse ka më shumë kontakte të tilla atëherë para këtyre shifrave i shtohet edhe numri rendor i pozicionit të kontaktit ndihmës në kontaktor. Psh. skajet e kontaktit të qetë në pozicionin e tretë do të shënohen me 31 dhe 32. Në vazhdim do të analizohen vetëm funksionet logjike për shkyçje (ndërprerje) më të thjeshta me komponimin e të cilave mund të formohen skemat dirigjuese të cilat ju përkasin kërkesave të komplikuara të ngasjes. Ato do të formohen me ndihmën e kontakteve ndihmëse të çelësit, kontakteve të çelësit dirigjues dhe ndonjë automati.

F.L.Sh.

Ud K id i sh

id

Shp Fig.5.4. Paraqitja grafike e mënyrës së dirigjimit me KONTAKTOR, ish - rryma e shpenzuesit, K - elektromagneti, Ud - tensioni dirigjues, F.L.Sh. - funksioni logjik shkyçës

5.3.1. FUNKSIONI EDHE Funksioni logjik “edhe” formohet ashtu që në rend me elektromagnetin e kontaktorit (në vendin F.L.SH – funksioni logjik shkyçës) lidhen “n” kontakte të punës dirigjuese si është treguar në fig. 5.5. Për ngacmimin e elektromagnetit duhet të mbyllen të gjitha kontaktet e punës (edhe i pari, edhe i dyti, edhe i n-ti).

77

(3) (4) (3) (4) (3)

id

(4) (a)

X1

X2

X1

Xn

(3) (4)

X2

(3)

(3)

(4)

(4)

id

X1

(a)

K

K

(b)

(b)

Fig.5.5. Paraqitja grafike e formimit të funksionit " edhe"

Fig.5.6. Paraqitja grafike e formimit të funksionit " ose"

5.3.2. FUNKSIONI OSE Funksioni logjik “ose” formohet ashtu që në qarkun e elektromagnetit të kontaktorit lidhen paralel “n” kontakte dirigjuese të punës si është treguar në fig. 5.6. Për ngacmimin e elektromagnetit nevojitet që të mbyllet së paku njëri kontakt i punës (ose i pari, ose i dyti, ose i n-ti).

5.3.3. FUNKSIONI JO Funksioni logjik “jo” formohet ashtu që në qarkun e elektromagnetit të kontaktorit lidhen në rend “n” kontakte dirigjuese të qeta, si është treguar në fig. 5.7. Për ndërprerjen e ngacmimin të elektromagnetit nevojitet të hapet së paku një prej tyre.

5.3.4. FUNKSIONI KUJTESË Te komandimi me kontaktor shpeshherë nevojitet të ruhet në kujtesë ndonjë urdhëresë, e cila mund të fshihet me funksionin jo. Kjo realizohet si në fig. 5.8. Urdhëresa për kyçje të

(1) (2) (1) (2)

X1 (3) (4)

X2

K

(1) (1)

id

(2) (a)

Xn

K (b) Fig.5.7. Paraqitja grafike e formimit të funksionit "jo"

id

(2)

(3) (4)

K

Xn

(a)

K (b) Fig.5.8. Paraqitja grafike e formimit të funksionit "kujtesë"

kontaktorit e dhënë me një funksion “ose”, të cilin e formon kontakti i punës i një tasti do të

78 futet në kujtesë me kontaktin ndihmës punues të këtij kontaktori. Për anulimin e kësaj urdhërese duhet të përdoret ndonjë funksion jo. Në fig. 5.9. është paraqitur grafikisht zgjidhja për kyçje të një motori asinkron me rotor të lidhur shkurtë, për rrotullim vetëm në një drejtim, me ndihmën e “tasti TK”. Ai shkyçet me “tasti Tsh, ose me “rele mbrojtëse bimetalik B” nëse vjen deri te mbingarkesa. Në fig.5.10. është treguar grafikisht zgjidhja për kyçje me ndihmën e “tastit “Td” për një drejtim të rrotullimit (djathtas) dhe “tastit TM” për drejtimin tjetër (majtas), për një motor asinkron me rotor të lidhur shkurtë. Sikurse edhe në shembullin e mëparshëm ky do të shkyçet me “tastin Tsh” ose me releun bimetalik mbrojtës B. Në të dy rastet janë dhënë: - skema njëpolare dhe komanduese elektrike në pjesët e figurës (a) dhe - skema trepolare për pjesën e figurës (c ). Skemat dirigjuese janë të ndara në pozicione në të cilat ndodhen kontaktet dirigjuese edhe/ose të magnetit të kontaktorit. Këto shënohen me numrat 1-n. Pasi për formimin e skemave komanduese marrin pjesë kontaktet e komponentëve të ndryshme, pra edhe kontaktet PE L1 L2 L2 N

1,N ~ 50,230V

B (a)

K

Tshk

(2)

(1) (2)

(2) (1)

(b)

B

(1)

Tk

K

(3)

M

a)

3

5

2

4

6

(4)

(b) (a)

(13) (14)

Tk

Tshk

(4) (3) (2) (1)

(a)

K 3~

1

(b)

(0) N

1

2

Q

P

-

2

b)

c)

Fig.5.9. Skema elektrike për lëshimin në punë të motorit asinkron me rotor të liodhur shkurtë me një kahe të rrotullimit; a) njëpolëshe, b) komanduese, c) e lidhjes trepolare .

ndihmëse të kontaktorit, është e nevojshme të shënohet lloji i tyre numri dhe pozicionet në të cilat gjenden. Te skemat e komplikuara kjo realizohet në atë mënyrë, që poshtë skemës komanduese jepen shenjat grafike të gjitha kontakteve të ndonjë komponentë. Në këto raste janë dhënë vetëm për kontaktor dhe rele kohor.

79

3, ~ 50,400V

(1) (a)

(a)

Kd

(b)

Km

B

(2) (1)

(b)

Tshk

(2)

KD

(4)

B

(2)

(23)

(3)

TD

(1)

(24)

(11) (12)

M

(4)

(24)

(11)

KM

(12)

KM KM

1

(a)

K

(b)

(0) N a)

(23)

(a)

K

3~

(3)

TM

(b)

2

Q

P

3

2

b)

4

3 Q

P

1

4

PE L1 L2 L2 N

1

3

5

(b) (11) (23)

2

4

6

(a) (12)

KD

KM (24)

(b) (11)

(23)

(a) (12)

(24)

TD

Tshk

(4) (3)

TM

(2) (1)

(4) (3)

c) Fig.5.10. Skema elektrike për lëshimin në punë të motorit asinkron me rotor të liodhur shkurtë për dy drejtime të rrotullimit; a) njëpolëshe, b) komanduese, c)e lidhjes trepolare .

5.4. VENDOSJA NË HAPËSIRË E KOMPONENTËVE ELEKTRIKE Shpenzuesit e energjisë elektrike janë të vendosur nëpër objekt sipas kërkesave të procesit teknologjik dhe në këtë renditje nuk mund të ndikohet. Mirëpo, mund të ndikohet në vendosjen e vendeve shpërndarëse e më këtë edhe në vendosjen e pjesës më të madhe të komponentëve elektrike të cilat gjenden në ato, dhe linjat elektrike të cilat nga ato nisen. Në një vend shpërndarës duhet kyçur të gjithë shpenzuesit të cilët i përkasin një tërësie teknologjike. Ai vendoset në vendin i cili arrihet lehtë, dhe nga i cili do të shpenzohet sasia

80 më e vogël e përcjellësve për formimin e qarqeve të rrymës. I njëjti princip duhet të vlej edhe për formimin e vendeve shpërndarëse të niveleve më të larta hierarkie. Me keqardhje mund të thuhet se rregulla e tillë nuk mundet çdo herë të zbatohet, dhe për marrjen e vendimit do të jetë dominuese përvoja e projektuesit. Në vendet shpërndarëse vendosen kutitë e varura dhe dollapët e varur dhe ata të cilët qëndrojnë lirë. Kutitë dhe dollapët e varur vetëm prej anës së përparme kanë hyrje në brendësi. Te kutitë hyrja bëhet duke hequr kapakun me vidhosje, e te dollapi me hapjen e derës. Te dollapët që qëndrojnë lirë hyrja bëhet prej anës së prapme dhe të përparme. Nga ana e prapme duhet të hiqet kapaku me vidhosje e nga ana e përparme duke hapur derën. Kutitë shpërndarëse dhe dollapët e varur vendosen atëherë kur prej vendit shpërndarës nisët një numër më i vogël i qarqeve të rrymës dhe atë për shpenzuesit me fuqi të vogla. Ndërsa dollapët që qëndrojnë lirë vendosen atëherë kur numri i qarqeve të rrymës është i madh ose kur shpenzuesit janë me fuqi të mëdha, e veçmas kur qarqet e rrymës realizohen me kabllo me seksione të mëdha të cilët më së shpeshti vendosen në kanalet për kabllo në dysheme të objektit. Pasi që komponentët elektrike përveç çelësave dhe përcjellësve kryesisht vendosen në dollapët shpërndarës në vendet shpërndarëse, pra si problem i vendosjes së komponentëve elektrike nëpër objekt mbetet vetëm vendosja e çelësave dhe përcjellësve. Çelësat më së shpeshti vendosen afër shpenzuesit ose pranë derës së lokalit. Përcjellësit e grupit të I-rë vendosen të futur në gypa, të cilët vendosen në ose mbi elementet e konstruksioneve të makinerisë ose ndërtimore. Në një gyp mund të vendosen përcjellësit të cilët i përkasin vetëm një qarku të rrymës. Zakonisht tentohet që disa gypa të tillë të vendosen në një trase, e cila caktohet ashtu që të mos i pengoj instalimet tjera, dhe përgjatë saj mos të ketë ndikime jo të mira të mjedisit p.sh. temperaturë të ngritur për shkak të linjës së instalimeve për ngrohje. Meqenëse, pjesa më e madhe e komponentëve elektrike gjendet në kutitë dhe dollapët shpërndarës të cilët janë të ndarë me mure nga ndikimet e mjedisit, dhe për lidhjen e komponentëve në to përdoren përcjellësit e grupit të dytë të cilët nuk futen në gypa. Mirëpo, që ne dollap të sigurohet një rend, atëherë prej përcjellësve të qarqeve komanduese formohen tufat e përcjellësve ose këta vendosen në kanale plastike të vendosura në trase të përcaktuara. Përcjellësit e grupit të dytë vendosen nëpër elementet e konstruksioneve të makinerisë dhe ndërtimore të objektit, të mbështetur në mbajtësit e veçantë (“kapëset mbajtëse”), të vendosura nëpër ta në distancë (0,5-1,0)m ose në mbajtës (“raftet e kabllove”), në të cilët mbështeten nëpër tërë gjatësinë. Vetëm në rastin e rreziqeve e veçanërisht nga sforcimet mekanike, përcjellësit e këtij grupi duhet futur në gypa. Shpeshherë, edhe nëse nuk ka rreziqe nga sforcimet mekanike, përcjellësit e këtij grupi vendosen në mur nën suva në vend të përcjellësve të grupit të parë dhe të futur në gypa. Edhe këtu një përcjellës i cili është me shumë dej guxon të përdoret vetëm për një qark rryme. Përcjellësit e grupit të IV përkatësisht kabllot mund të vendosen nëpër objekt sikurse edhe përcjellësit e grupit të II-të, por edhe ndryshe nga ata. Ata mund të vendosen edhe në kanalet e kabllove në dysheme të objektit, nëpër gypat e futur në dhe, madje edhe drejtpërdrejt në tokë. Duke marrë parasysh mënyrën e vendosjes (shtrirjes) duhet të zgjidhet tipi i përshtatshëm i kabllot. Ngarkesa e tyre në rrymë do të varet nga mënyra e vendosjes (shtrirjes) së linjave elektrike dhe llojeve të përcjellësve që janë përdorur. Në fig. 5.11 është treguar një prej mundësive të mundshme të vendosjes së vendeve shpërndarëse dhe linjave në pjesën e një objekti i cili është treguar me planin e bazës së tij.

81

KSH11

KSH131 PP 00-Y 3x2,5mm2 132.3 PP 00 4x25mm2 13.1

KSH12

V

PP 00-Y 5x10mm2 1.1

PP 00-Y 5x10mm2 13.2 PP 00-Y 5x2,5mm2 132.2

KSH13

PP 00 4x4mm2 132.1

KSH132

M

3~

PP 00-Y 5x10mm2 1.2 PP 00 4x50mm2 1.3

KSH1

Fig.5.11. Shembulli i vendosjes së kuadrave shpërndarëse dhe linjave në pjesën e një objekti

80

5.5. Shembuj numerikë Shembujt numerik të mëposhtëm ilustrojnë llogaritjen e kompensimit të energjisë reaktive në instalimet elektrike Shembulli 5.1. Të jepet skema njëpolare e rrymës për motorin asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurtë, nëse ai ka këto karakteristika: Pn 3kW , U n 380V , n 0.80, cos n 0.75, nn 975rr / min, I f / I n 5, t f 3s, Zgjidhja: Në fillim të qarkut të rrymës vendosen tri siguresa shkrirëse të tensionit të ulët me efekt të ulët. Këto shërbejnë si mbrojtje e motorit dhe komponentëve elektrike të tjera të qarkut të rrymës në rast se ndodh lidhja e shkurtër. Mirëpo siguresat shkrirëse nuk mund ta mbrojnë motorin nga mbingarkesa. Të analizojmë këtë në rastin tonë konkret. Rryma nominale e motorit në bazë të së cilës caktohen vlerat nominale të rrymës së komponentëve elektrike të këtij qarku është: In

Pn /

n

3U n cos

n

3 / 0.80 3 380 0.75

7 .6 A

Sipas kësaj rryme do të aprovohet fisheku shkrirës i siguresës për rrymën e parë më të madhe sipas të cilës këta fishek konstruktohen, pra për 10A ( Në shtojcë në tabelën 5 janë dhënë rrymat nominale të fishekëve të siguresave shkrirëse të tipit D). Edhe pse fisheku shkrirës prej 10A nuk do të paraqet mbrojtje të mjaftueshme të motorit nga mbingarkesa (do të lejon mbi ngarkesë prej 30%), duhet të kontrollojmë se a mundët të përballoj lëshimin në punë të motorit e mos të digjet. Në fig. 5.1 në shtojcë janë dhënë dy diagrame për fishekët e shpejtë dhe të ngadalshëm. Nga këto diagrame kemi se rrymën fillestare I f / I n 5 7.6 38 A, për kohën e shartimit prej 3s nuk mund ta durojnë as fishekët e shpejtë e as të ngadalshëm prej 10A. Që kjo të pengohet duhet të zgjidhen fishekët për rryma më të mëdha ( të shpejtë 20A dhe të ngadalshëm 16A). Do të marrin fishekët e ngadalshëm për rrymë 16A, të cilët gjatë shartimit të motorit nuk do të reagojnë dhe të cilët do të paraqesin mbrojtje efikase nga lidhja e shkurtër, por jo edhe nga mbingarkesa. Këto vendosen në fillim të qarkut të rrymës pasi nga lidhja e shkurtë mbrohet jo vetëm motori por edhe të komponentëve elektrike të tjera të qarkut. Si mbrojtje nga mbingarkesa do të përdoret releu mbrojtës me bimetal për diapazon të rrymës 4-8A (shtojca 4) i cili do të rregullohet në rrymën nominale 7.6A. Qarku i rrymës së motorit duhet të ketë edhe çelësin. Do të aprovohet çelësi trepolar me elektromagnet ( shtojca 6) i ashtuquajturi kontaktor me rrymë nominale 16A ( është përvetësuar çelësi me rrymë nominale për dy shkallë më të madhe se rryma 9A, e cila do të caktohet vetëm në bazë të rrymës nominale, kjo për arsye se çelësi duhet të jetë në gjendje të shkyç furnizimin e motorit edhe deri sa të zgjatë shartimi i tij. Supozohet se përcjellësi me të cilin motori kyçet në rrjet do të vendoset nën suvë apo mbi mur me kapëse, atëherë do të merret përcjellësi PP-Y 4x2.5mm2, sepse është një rregull e pashkruar projektues sipas së cilës përcjellësit me seksion 1.5mm2 përdoren vetëm qarqet e ndriçimit. Përcjellësi përveç tre telave të fazave përmban edhe telin mbrojtës i cili lidhen në shtëpizën e motorit. Releu mbrojtës me bimetal mbron nga mbingarkesa edhe çelësin dhe përcjellësin. Nga kjo çka u tha mund të formohet skema elektrike njëpolare si është treguar në fig. 5.12.

81

i -1

3,N~50Hz, 380/220V

i

i +1

S N16A K1

1

(4-8)A

2

B1 PE

PP Y 4x2.5 mm

Mi 3~

Fig.5.12. Skema elektrike njëpolare për instalim e motorit në shembullin 5.1

Shembulli 5.2. Nga kuadri shpërndarës KSH furnizohet qarku i rrymës për ndriçim, të cilit i përkasin llambadarët Ll1, Ll2, dhe Ll3, të cilat janë me burime të dritës me tel metalik të skuqur. Llambadarët kyçen me rend me çelësat Ç1, Ç2 dhe Ç3. Kutitë shpërndarëse A, B, C, Ç dhe D janë radhitur si në fig. 5.13. a). Degëzimi i përcjellësit të fazës bëhet në kutinë Ç. Të caktohet numri i telave në traset RSH-A, A-B, B-C, C-Ç, Ç-D dhe D-DH nëse dihet se teli mbrojtës nuk është marrë. Zgjidhja: Numri i telave në traset RSH-A, A-B, B-C, C-Ç, Ç-D dhe D-DH është treguar në fig.5.13. b).

A

B

C

Ç

D

Ll 1

Ç3

Ll 2

Ç1

Ç2

Ll 3

DH

DH

KSH

a)

A

B

C

Ç

D

Ll 1

Ç3

Ll 2

Ç1

Ç2

KSH Ll 3

b) Fig.5.13. a) Skema elektrike njëpolare për instalimin e llambadarëve në shembullin 5.2, b) Skema elektrike me numrin e telave në secilën trase

82

Shembulli 5.3. Në një apartament kuadri shpërndarës furnizohet me linjën e tensionit me pesë tela, në një çast kanë filluar të ndodhin këto dukuri:

- burimet e dritës me fije të skuqur të metalit ( të gjithë të kyçur në një qark të rrymës) edhe pse kanë qenë të kyçur nuk kanë punuar edhe në rastin kur të gjithë shpenzuesit e tjerë kanë qenë të shkyçur, ose kanë qenë të kyçur ndonjë prej tyre. - atëherë kur kanë punuar, intensiteti i dritës është varë nga kyçja e shpenzuesve të tjerë, dhe ka qenë më i madh sa më e madhe ka qenë fuqia e instaluar e shpenzuesve të kyçur ( në disa raste burimet e dritës shumë shpejtë janë djegur). Të jepen sqarimet e shkaqeve të këtyre dukurive, përkatësisht të shpjegohet prishja që ka ndodhur në instalimin elektrik të analizuar. Zgjidhja:

Ka ndodh këputja e përcjellësit nular të linjës kryesore. Nga fig. 5.14. a) shihet se për shkak të këputjes së përcjellësit nular të linjës kryesore burimet e dritës me fuqi të tërë P1, edhe pse të kyçur, nuk do të punojnë në rastin kur të gjithë shpenzuesit e tjerë janë të shkyçur, si dhe kur janë të kyçur vetëm shpenzuesit të kyçur në të njëjtën fazë në të cilën është i kyçur qarku i rrymës i burimeve të dritës ( faza L1). Me kyçje të ndonjërit prej shpenzuesve të cilët janë të kyçur në dy fazat e tjera ( p. sh. Shpenzuesit me fuqi P3, i kyçur në fazën L2), mundësohet puna e burimeve të dritës, dhe intensiteti i dritës i të cilëve do të varet nga lloji dhe fuqia e shpenzuesve të kyçur. Në këtë përfundim vijmë në bazë të skemës të treguar në fig. 5.14. b), e cila i përgjigjet rastit kur janë të kyçur vetëm burimet e dritës me fuqi P1 dhe shpenzuesit termik me fuqi P3. L1 L2 L3 N

P1

P2

P3

P4

a) L1 L2

U=380V I R1

R3

U1 b) Fig.5.14. a) Skema elektrike për instalimin e shpenzuesve në shembullin 5.3, b) Skema elektrike kur janë të kyçura burimet e dritës dhe shepnzuesi P3

Rezistencat e shpenzuesve janë: R1

U2 , 3 P1

R3

U2 , 3 P3

83

Rryma në këtë qark është: I

U R1 R3

3P1 P3 , U P1 P3

Dhe tensioni në skajet e burimeve të dritës do të jetë: U1

U P3 , P1 P3

Rryma e tërë në qarkun e rrymës së burimit të dritës në këtë rast është: I

3P1 P1 , 1 U P1 P3

Nga kjo shprehje mund të përfundojmë se rryma është në përpjesëtim të zhdrejtë me fuqinë P3, çka nënkupton faktin se intensitetit i dritës i burimit, i cili është në përpjesëtim me rrymën I, ka qenë më i madh nëse fuqia e shpenzuesve të kyçur ka qenë më e madhe. Pasi që tensioni në skajet e burimeve të dritës (U1) varet nga raporti i fuqive P1 dhe P3, atëherë burimet e dritës mund të digjen nëse fuqia P3 ( p. sh. fuqia e bojlerit) do të jetë shumë më e madhe se fuqia e tërë e burimeve të dritës.

Tabela 4.1. Relet mbrojtës bimetalik -

(0.125-0.250; 0.250-0.500; 0.500-1.0; 1-6; 6-10; 10-16)A,

-

(1-2; 2-4; 4-8; 8-16; 16-32; 24-45; 40-63)A,

-

(16-25; 20-30; 28-45; 40-63; 50-80; 63-100; 80-120)A,

-

45-70; 63-100; 90-140; 125-200; 180-280; 250-400; 335-560; 450-630)A

84

Tabela 4.2 Shtëpizat, dhe rrymat nominale të fishekëve të siguresave të tipit D Shtëpiza e siguresës të tipit D

D II 25A

D III 63A D IV 100A D V 200A

Rryma nominale e fishekut In (A) 2 4 6 10 16 20 25 35 50 63 80 100 125 160 200

Tabela 4.3 Shënimet teknike të siguresave të tipit N të prodhuesit ETI-IZLAKE dhe shënimet për bazën dhe fishekun Madhësitë dhe rryma nominale e bazës Madhësia Rryma nom. 00

100A

0

160A

1

250A

2

400A

3

630A

4

1000A

Shënimet teknike të siguresave të tipit N Madhësia dhe rryma nominale e fishekut Karakteristika e shkrirjes: gL-gG (fishekët universal) ose aM (fishekët e ngadalshëm); Aftësia nominale e ndërprerjes 120kA; Tensioni nominal i fishekut 500V 00 0 1 2 3 4 2 224 224 4 250 250 250 6 6 6 280 280 10 10 10 300 300 16 16 16 16 315 315 20 20 20 20 355 355 25 25 25 25 400 400 32 32 32 32 425 35 35 35 35 450 40 40 40 40 500 50 50 50 50 560 63 63 63 63 630 630 80 80 80 80 710 100 100 100 100 800 125 125 125 900 160 160 160 1000 200 200 1250

85

Shtojca 4. Karakteristikat e fishekëve të siguresave shkrirëse të tipit D

Fig. 4-1 Karakteristika e shkrirjes e fishekut të tipit D- universal ( shpejtë-ngadalshëm)

86

Fig. 4-2 Karakteristika e shkrirjes e fishekut të tipit D- ( shpejtë)

87

Fig. 4-3 Karakteristika e shkrirjes e fishekut të tipit NV/NH gL-gG

Tabela 4.4. Kontaktorët 9A, 12A,16A,22A,30A, 36A, 45A,60A,75A, 110A,170-A, 250A dhe 400A.

84

KAPITULLI I GJASHTË 6. LLOGARITJA E INTENSITETIT TË RRYMËS DHE RËNIES SË TENSIONIT NË PJESËT E INSTALIMIT ELEKTRIK 6.1. LLOGARITJA E INTENSITETIT TË RRYMËS Në kapitullin e dytë është treguar se intensiteti i rrymës në qarqet e rrymës llogaritet sipas karakteristikave të njohura të shpenzuesit. Mirëpo, në linjën shpërndarëse e cila furnizon vendin shpërndarës me më shumë qarqe të rrymave, ose në linjën shpërndarëse e cila furnizon vendin shpërndarës nga i cili nisen më shumë linja shpërndarëse të nivelit më të ulët hierarkie, llogaritja e intensitetit të rrymës është mjaft e komplikuar. Të gjithë shpenzuesit e energjisë elektrike të kyçur në një vend shpërndarës, nuk do të janë të kyçur doemos njëkohësisht, e as doemos të janë të ngarkuar me fuqinë e tërë. Nga procesi teknologjik në të cilin marrin pjesë shpenzuesit, varet se kur do të jetë i kyçur ndonjëri prej tyre, dhe me çfarë fuqie do të jetë ai i ngarkuar. Ekzistojnë procese në të cilat shpenzuesit kyçen veç e veç njëri pas tjetrit, si dhe ato në të cilat të gjithë shpenzuesit kyçen njëkohësisht dhe secili prej tyre është i ngarkuar me ngarkesë nominale. Në ato raste intensiteti i rrymës llogaritet thjeshtë. Njëkohshmëria e kyçjes së shpenzuesve për pjesën e procesit teknologjik në objekt ose për tërë objektin zakonisht caktohet në mënyrë empirike duke u bazuar në përvojë. Të rralla janë proceset ku mundet të shqyrtohet në mënyrë analitike. Por, pa marrë parasysh mënyrën me të cilën vihet te rezultati, në procesin e llogaritjes së intensitetit të njëkohshëm të rrymës futet “koeficienti i njëkohshmërisë” knj, ashtu që intensiteti i rrymës së njëkohshme nëpër ndonjë linjë shpërndarëse caktohet me shprehjen: n

I nj

k nj

Ii

6.1

i 1

Ku janë:

Inj- rryma e njëkohshme maksimale Ii – rryma nominale e llogaritur e shpenzuesit të i-te, n – numri i shpenzuesve

Kjo shprehje është përafërsisht e saktë sepse niset nga supozimi se të gjithë faktorët e fuqisë (cos ) janë të njëjtë, çka nuk është e saktë çdoherë. Në praktikë, rëndom në shprehjen 6.1 në vend të rrymës merret fuqia elektrike e shpenzuesit. Atëherë, gjatë llogaritjes së intensitetit të njëkohshëm të rrymës duhet të supozohet vlera rezultante e faktorit të fuqisë, e cila gjithashtu caktohet në mënyrë empirike. 6.1.1. LLOGARITJA E INTENSITETIT TË RRYMËS SË NJËKOHSHME NË OBJEKTET E BANIMIT Në objektet e banimit zhvillohet procesi teknologjik në të cilin shfrytëzohen shpenzuesit e energjisë elektrike si janë: burimet elektrike të dritës, burimet elektrorezistuese të nxehtësisë, motorët elektrik për fuqi të vogla, etj. Disa prej tyre shfrytëzohen kohë pas kohe si p.sh. shporeti ose fshirësja elektrike, disa periodikisht (p.sh. burimet elektrike të dritës). Në apartamentet të cilat kanë nxehje jo elektrike, në varësi nga madhësia e saj paraqiten (8-15)

85 qarqe të rrymës, në të cilët janë kyçur shpenzuesit, fuqia e tërë instaluese e të cilëve ka vlerën Pi = (15-20) kV. Koeficienti i njëkohshmërisë për këto apartamente, nëse ndodhen në qytete do të jetë knj = 0,7 e nëse ndodhen në vende më të vogla është Knj = 0.3. Në apartamente, në të cilat nxehja bëhet me energji elektrike, koeficienti i njëkohshmërisë do të lidhet me temperaturën e jashtme e në disa raste do të ketë vlerën afër njëshit. Mirëpo, këtu për apartamente të tilla nuk do të bëhet fjalë. Në objektet e banimit në të cilat ka më shumë njësi banimi me veti të cekura më lartë koeficienti i njëkohshmërisë mund të caktohet me shprehjen:

k nj (n) k

1 k n

6.2

Ku janë: knj (n) – koeficienti i njëkohshmërisë për objektin (KKSH-VSHM) me n apartamente, k - konstanta, e cila ka vlera të ndryshme për qytete të ndryshme, të cilin e cakton distribucioni territorial (k = 0,25) n – numri i apartamenteve në objekt (KKSH-VSHM). Duke pasur parasysh karakteristikat e shpenzuesve të energjisë elektrike të cilët përdoren nëpër apartamente, atëherë gjatë llogaritjes së rrymës së njëkohshme për objektet e tilla mund të supozohet se cos = 1. 6.1.2. LLOGARITJA E RRYMËS SË NJËKOHSHME PËR OBJEKTET INDUSTRIALE DHE SHOQËRORE

Në objektet industriale dhe shoqërore koeficienti i njëkohshmërisë varet prej procesit teknologjik në ato dhe tregohet (shprehet) në mënyrë empirike në bazë të përvojës së arritur ose me analiza detale të proceseve në te. Në tabelën 6.1. janë dhënë vlerat për disa raste. Mirëpo, në bashkëpunim me projektuesin e procesit teknologjik i cili edhe i ka përcaktuar karakteristikat e shpenzuesve është e mundur mjaft saktë të caktohet vlera e atij koeficienti. Tab. 6.1. Destinacioni i objektit Hotel Spital Stacion i pompave Ofiçina metal përpunuese

knj 0,7 0,8 0,75-0,90 0,15

cos 0,95 0,87 0,80-0,50 0,40-0,50

6.2. LLOGARITJA E RËNIES SË TENSIONIT Përcjellësit elektrik nga të cilët është i ndërtuar instalimi elektrik janë të papërsosur, dhe për këtë arsye në procesin e mbartjes së energjisë elektrike lajmërohen edhe rëniet e tensionit. Këto rënie, lajmërohen edhe në ndonjë komponent tjetër elektrike. Mirëpo, për shumicën e komponentëve rënia e tensionit në to është e papërfillshme, në krahasim me atë që lajmërohet në përcjellësit elektrik, dhe këtu do të bëhet fjalë për rëniet e tensionit në ta. Çdo njeri përcjellës elektrik mund të paraqitet me impedancë si në vijim: Z

R

jX

6.3

Nëpër këtë impendancë vendoset rryma e cila mund të tregohet me shprehjen:

86 I

Ir

6.4

jI q

Ku janë: Ir - komponenta aktive e rrymës (Ir = I cos ) Iq - komponenta reaktive e rrymës (Iq= Isin ) dhe - shfazimi në mes të fazorit të tensionit të shpenzuesit dhe rrymës së tij si është treguar në fig. 6.1.

U1

U2

Z =R+jX

Shp

I

1,N k=1 3 k= 3

U1 kZ I U2 I

jkX I

kR I

Fig.6.1. Diagrami fazor i tensionit dhe rrymës në skajet e një impedanse

Rënia e tensionit në impedancën e cila paraqet përcjellësin është caktuar më shprehjen: U1 U 2

u

6.5.

kZ I

ku janë: U1- fazori i tensionit të shpenzuesit U2 - fazori i tensionit në fillim të përcjellësit u - fazori i rënies së tensionit I - fazori i rrymës së shpenzuesit, dhe k - koeficienti i fazës së sistemit (k =1 për sistem njëfazor, dhe k = 3 për sistem trefazor). Në formë të zhvilluar shprehja 6.5 do të merr formën : u

kI R cos

X sin

j R sin

6.6

X cos

Kjo formë mund të thjeshtohet nëse nuk e marrim parasysh komponenten tërthore, me një gabim më të vogël se 10%. Atëherë ajo do të jetë: u

kI R cos

X sin

6.7.

kjo shprehje mundet edhe më tej të thjeshtohet, nëse aplikohet për llogaritjen e rënies së tensionit në instalimet elektrike, të cilat janë realizuar me përcjellës te të cilët mund të moa merret parasysh induktiviteti (X 0). Atëherë ajo do të jetë:

u

kIR cos

u%

100

ose

k I R cos U

ku është

u

u% U 100

6.8.

Në pjesët e instalimit elektrik të sistemit njëfazor, te të cilët është k = 1, Un=Uf dhe R shprehja do të bëhet, S

u%

100

2

l I cos Un

ose

2

l S

87 S

u%

100

l P

2 Un

6.9.

2

ndërsa në pjesët e sistemeve trefazore simetrike me tre përcjellës dhe katër përcjellës ku l k 3 , Un=Ul dhe R S

S

u%

100

S

u%

100

l I cos Un

3 l P

6.10

U n2

Në shprehjet (6.9) dhe (6.10) janë: l – gjatësia e linjës në m, S – seksioni i përcjellësit në mm, - rezistenca specifike elektrike e përcjellësit I – intensiteti i rrymës në A, P – fuqia elektrike në W, dhe U – tensioni nominal në V.

mm2/m,

Nëse vlerësohet se në disa instalime elektrike nuk mund të mospërfillet induktiviteti i përcjellësve të përdorur (p.sh. nëse në vend të kabllos me tre dej, përdoren tre kabllo me një dell të cilët janë të vendosur njeri pranë tjetrit), rënia e tensionit nuk do të mund të llogaritet me shprehjen e thjeshtësuar (6.8) dhe shprehjet e nxjerra nga ajo, por me ndihmën e shprehjes 6.7. Kjo rënie e tensionit për sistem njëfazor ka formën: u%

100

2 P l U n2

R1

X 1tg

6.11

dhe për sistem trefazor u%

100

P l U n2

R1

ku janë: R1 - rezistenca gjatësore në X1 - reaktanca gjatësore në

X 1tg

6.12

/m dhe /m.

Rëniet e lejuara të tensionit në disa pjesë të instalimeve elektrike janë të caktuara me “rregullat për ekzekutimin e instalimeve elektrike”. Pjesë të nxjerra nga këto rregulla janë dhënë në vazhdim. Sipas rregullave më të reja rëniet e lejuara të tensionit në mes të pikës së kyçjes të instalimeve elektrike (VK-KKK) dhe çfarëdo pike në instalime, nuk guxojnë të janë më të mëdha se: -

për qarqet e rrymës së ndriçimit elektrik 3%, e për qarqet e rrymës për shpenzues të tjerë 5%, nëse instalimi elektrik kyçet në rrjetën shpërndarëse, dhe për qarqet e rrymës së ndriçimit elektrik 5% e për qarqet e rrymës për shpenzues të tjerë 8% nëse instalimi kyçet në TS vetjak.

Për përcjellësit elektrik me gjatësi më të madhe se 100 m rënia e lejuar e tensionit rritet për 0,005% për çdo metër mbi 100 m, e jo më shumë se 0,5%. Kufizimet e mëparshme për rëniet e tensionit gjatë lëshimit në punë të shpenzuesit më nuk ekzistojnë. Projektuesi duhet të vërtetoj nëse rënia e tensionit gjatë lëshimit në punë do të dëmtoi shpenzuesin.

88

6.3. Shembuj numerikë Shembujt numerik të mëposhtëm ilustrojnë llogaritjen e intensitetit të rrymës dhe rënieve të tensionit. Shembulli 6.1. Për objektin e banimit i cili është i kyçur në rrjetin shpërndarës kabllor duhet të caktohet kabllo për furnizimin e tij me energji elektrike. Në këtë objekt ndodhen 15 njësi banimi (apartamente)të njëjta secila prej tyre me fuqi maksimale të njëkohshme Pnj=10500W. Zgjidhje: Koeficienti i njëkohshmërisë për objektet e banimit me shumë njësi banimi llogaritet me shprehjen: k nj

0,25

1 0 ,25 15

0 ,44

Fuqia e njëkohshme për objektin e banimit me 15 njësi banimi është:

Pnj

k nj ( n Pnj )

0,44( 15 10500 )

69300W

Rryma e njëkohshme për këtë objekt është: I nj

Pnj 3 Ul

69300 3 380

105 A

Sipas rrymës së njëkohshme të llogaritur për këtë objekt, në kuadrin kabllovik për kyçje (KKK) do të vendosen siguresat me efekt të lartë apo thikash për rrymë In=125A. Këto siguresa zgjidhen nga tabela 4.3 ose katalogu i prodhuesve të siguresave shkrirëse. Nga (KKK) deri në vendin shpërndarës matës(KSHM) apo kuadrin kryesor shpërndarës(KKSH) do të vendoset kabllo PP 00 4x50mm2( i cili zgjidhet nga tabela 6.6) i vendosur në gypin nga PVC-ja të vendosur në mur. Shembulli 6.2. Në një linjë kabllore duhet të kyçen 7 objekte banimi me 80apartamente me fuqi maksimale të njëkohshme Pnj =350kW. Të gjitha objektet janë të vendosura përgjatë linjës. Të caktohet kabllo që duhet të furnizoj këtë linjë. Zgjidhje:

Koeficienti i njëkohshmërisë për këto 7 objekte me 80 njësi banimi do të jetë: k nj

0,25

1 0.25 80

0,334

Fuqia e njëkohshme për këto objekte të banimit është:

Pmnj

k nj Pnj

0,334 350 116,9 kW

Rryma e njëkohshme për këto objekte është:

89

I nj

Pnj 3 U

116.9 3 380

178 A

Kësaj rryme nga tabela 6.6 i përgjigjet kabllo me seksion PP 41 3x95+50mm2 , pasi 179 178 A . Shembulli 6.3. Në një objekt banimi me ngrohje qendrore, përveç kuadrit për kyçje të kabllove ekzistojnë edhe tre kuadro shpërndarës kryesor të cilët furnizojnë:

KKSH1; n1=9 apartamente, secili me fuqi instaluese Pin1=20 kW, KKSH2; n1=8 apartamente, secili me fuqi instaluese Pin1=18 kW, KKSH3; n1=12 apartamente, secili me fuqi instaluese Pin1=18 kW, Të caktohen: a) Rrymat nominale të siguresave dhe prerjet tërthore (seksionet) e kabllove të linjave furnizuese me izolim nga PVC-ja, nëse ata në një pjesë janë të vendosur së bashku, në kanalin për kabllo me ventilim në të cilin temperatura nuk e kalon vlerën 250C, b) Rrymën në kabllon furnizues të këtij objekti, nëse ai është objekti i fundit në rendin e objekteve në të njëjtin kabllo shpërndarës, dhe c) Seksioni i kabllos furnizuese të objektit me izolim nga polietileni, nëse ai është drejtpërdrejt i futur në tokë me rezistencë termike 1K m / W . Të merret që temperatura e tokës nuk e kalon 150C. Zgjidhja:

a) Nga kuadri për kyçje të kabllove dalin tre kabllo (tri linja furnizuese) të cilat i furnizojnë me energji elektrike tre kuadro shpërndarës. Rrymat nominale të siguresave të cilat vendosen në kuadrin për kyçje ( në fillim të këtyre kabllove) do të llogariten sipas rrymave maksimale të njëkohshme. Së pari të caktojmë fuqinë maksimale të njëkohshme të secilit prej tre kuadrove shpërndarës. Fuqia maksimale për n apartamente me fuqi të njëjtë të instaluar, të cilat janë të kyçura në të njëjtin kuadër shpërndarës dhe të cilët nuk ngrohen me përdorimin e energjisë elektrike, mund të përcaktohet me përdorimin e kësaj shprehjeje: Pmnj

' k nj (n) n Pmnj ,

ku janë: Pmnj – fuqia e tërë maksimale e njëkohshme ( fuqia maksimale me të cilën energjinë e mbart linja furnizuese e cila e furnizon kuadrin shpërndarës përkatës), Knj – koeficienti i njëkohshmërisë për n apartamente, dhe P’mnj – fuqia maksimale e njëkohshme e një apartamenti. Koeficienti i njëkohshmërisë knj(n) mund të përcaktohet nga shprehja: k nj (n)

k

1 k n

Ku me k është shënuar koeficienti i njëkohshmërisë për numër pakufi të madh të apartamenteve. Për një qytet të madh ky koeficient mund të merret se është k =0.25.

90 ' Fuqia maksimale e njëkohshme e një apartamenti është përcaktuar me shprehjen Pmnj

k nj Pin ,

ku Pin është fuqia e tërë e instaluar e të gjithë shpenzuesve në një apartament, dhe knj koeficienti i njëkohshmërisë për apartament, i cili për qytete të mëdha është 0.7. Fuqia e tërë maksimale e njëkohshme e apartamenteve që furnizohen nga kuadri shpërndarës KKSH1 është: Pmnj1

' k nj (n1 ) n1 Pmnj

(0.25

0.75 ) 9 0.7 20 9

63kW

Rryma maksimale e njëkohshme është: I mnj1

Pmnj1

63000 95.7 A 3 380 1

3 U cos

Faktori i fuqisë është marr i barabartë me një, pasi kemi të bëjmë me shpenzuesit në objektet e banimit. Në mënyrë të njëjtë llogaritet edhe fuqia maksimale e njëkohshme për KKSH2 dhe KKSH3, pra: Pmnj 2 I mnj 2 Pmnj 3

I mnj 3

' k nj (n2 ) n2 Pmnj

Pmnj 2

(0.25

0.75 ) 8 0.7 18 8

51.9kW ,

51900 78.9 A 3 380 1

3 U cos ' k nj (n3 ) n3 Pmnj

Pmnj 3

(0.25

0.75 ) 12 0.7 18 12

70.57kW ,

70570 107.2 A 3 380 1

3 U cos

Në bazë të rrymave maksimale të njëkohshme të llogaritura do të përzgjedhim fishekët e siguresave shkrirëse me fuqi të lartë me këto rryma nominale: I n1

100 A,

I n2

80,

I n 3 125, ( Tabela 4.3)

Për të përcaktuar seksioni e kabllove, duhet të merren parasysh si mënyra e shtrirjes së kabllove, ashtu edhe faktorët korrigjues me të cilët merret parasysh shtrirja e përbashkët e kabllove dhe fakti që temperatura e mjedisit është e ndryshme prej 300C. Nga shtesa 6 shihet se mënyra e shtrirjes së kabllove është B1, k 250 C 1.06 dhe k (3) 0.70 , rryma termike e kabllos së parë furnizuese është: I t1

I n1 k 25 C k 3 0

100 134.8 A 1.06 0.70

Rryma termike e kabllos së dytë është:

It2

I n2 k 25 C k 3 0

80 1.06 0.70

107.8 A

91

Rryma termike e kabllos së dytë është: It3

I n3 k 25 C k 3 0

125 168.5 A 1.06 0.70

Tani nga tabela 6.6 do të përvetësohen këto seksione të kabllove: S1

50mm 2 (134 A 134.8 A) , S 2

35mm 2 (110A 107.8A) , S2

70mm 2 (1171A 165.5A) .

b) Duke pasur parasysh se fuqitë instaluese të të gjitha apartamenteve të këtij objekti janë përafërsisht të njëjta ( Pin1 20kW , Pin 2 Pin 3 18kW ). Mund të aplikohet shprehja: Pmnj 0

k nj (n1

n2

n3 ) (n1

n2

' n3 ) Pmnj 0

' k nj 29 29 Pmnj 0,

' ku me Pmnj0 është shënuar fuqia maksimale e njëkohshme e tërë objektit të banimit, e më Pmnj 0

fuqia maksimale e njëkohshme mesatare e një apartamenti, e cila është: ' Pmnj 0

0.7 n1 Pin1 n2 Pin 2 n3 Pin 3 n1 n2 n3

0.7 9 20 8 18 12 18 9 8 12

13.03kW

Koeficienti i njëkohshmërisë është: k nj (29) 0.25

0.75 0.389 29

Dhe fuqia maksimale e njëkohshme e tërë objektit të banimit është: Pmnj 0

' k nj 29 29 Pmnj 0

0.389 29 13.03 146.99kW

Rryma e njëkohshme e tërë objektit është: I mnj 0

Pmnj 0 3 U cos

146.99 223 A 3 380 1

c) Nëse supozohet se linja furnizuese e këtij objekti është siguruar me siguresa prej 224A, atëherë (tab. 6.2 dhe 6.3) kemi: It

I mnj 0 0

k 15 C k 1K m / W

224 1.04 1.18

182.5 A

Pasi kemi të bëjmë me mënyrën D të shtrirjes së kabllos dhe pasi izolimi i kabllos është nga polietileni nga tabela 6.7 fitohet që seksioni i kabllos duhet të jetë S1 95mm 2 (211A 182.5 A) . Shembulli 6.4. Një objekt banimi ka 12 kate ( përdhes dhe 11 kate), në secilin kat ka nga 4 apartamente. Fuqia e instaluar e secilit apartament është e njëjtë dhe ka vlerën Pin 25kW .

a) Në mënyrë analitike të caktohet numri më i vogël i kuadrove shpërndarëse kryesor në këtë objekt, nëse siguresat e linjave furnizuese duhet të kanë fishekët prej 200A.

92

b) Të caktohet seksioni i linjave furnizuese ( me kabllo me izolim nga PVC), nëse kuadri për kyçje është në fasadë të objektit dhe nëse temperatura në objekt nuk e kalon 300C. Zgjidhja:

a) Nëse fishekët e siguresat të linjave furnizuese duhet të janë 200A, atëherë numri i apartamenteve të kyçur në një kuadër shpërndarës kryesor do të jetë: 200 A

I mnj 0

k nj (n) n I mnj 0.25 n 3

200 A

1 0.25 n n

n

30.12

0.7 25000 3 380

200 A

n 17.54

Pra numri më i vogël i KKSH është 3 (secili me nga 16 apartamente). b) Rryma termike është: It

Is k 30 C k 3 0

200 1 0.7

285.7 A

Sipas tabelës 6.6 për mënyrën e vendosjes B1nuk janë dhënë shënimet për rrymën termike më të madhe se 239A. Por me analizën e kësaj kolone të tabelës 6.6, mund të përfundohet se seksioni i kabllove pre S=185mm2 gjithsesi do të jetë i mjaftueshëm. Shembulli 6.5 Tre kabllo shpërndarës nga alumini me izolim nga polietileni janë të vendosur në kanalet e veçanta për kabllo. Kanalet për kabllo janë vendosur në tokë temperatura e të cilit ndryshon +50C deri në +150C.

a) Nëse këto kanale të kabllove takohen, a mundet njëri prej kabllove me seksion 300mm2, të furnizoj objektin e banimit me 49 apartamente (22 apartamente me fuqi të instaluar nga 18kW, dhe 27 apartamentet tjera me fuqi të instaluar prej 16kW)? b) Nëse kabllo shpërndarës i analizuar (me seksion 300mm2) është nga bakri, e jo nga alumini, a do të mund të furnizoj 49 apartamentet e këtij objekti? c) Të merret se rezistenca termike e tokës është 2.5 K m / W . Zgjidhja:

a) Fuqia maksimale e njëkohshme mesatare e një apartamenti është: ' Pmnjma

0.7 n1 Pin1 n2 Pin 2 n1 n2

0.7 22 18 27 16 22 27

11.8kW

Fuqia maksimale e njëkohshme mesatare e objektit të banimit është: Pmnjo

k nj n1

n2

n1

n2

' Pmnjma

Rryma maksimale e njëkohshme është:

(0.25

0.75 ) 49 11.8 49

206.5kW

93

Pmnj 0

I mnj 0

206500 313.7 A 3 380 1

3 U cos

I os

315 A / 400 A

Rryma termike për 3 kabllo dhe temperaturën 150C është: It

I os k 3 k 150 C

315 0.75 1.04

403.9 A

Kjo rrymë 403.9 308 A se sa rryma nga tabela 6.7 për kabllon e aluminit me seksion 300mm2, prandaj ky kabllo nuk mund të përdoret për furnizimin e këtij objekti. b) I os

I tab k 3 k 150 C

396 A 0.75 1.04 308.9 A

Rrymën e siguresave do ta marrim I os

300 A

I mnj

300 A

Rryma maksimale e njëkohshme për 40 apartamente është:

I mnj

Pmnj

0.25

0.75 40

3 380

27 13 0.7 27 16 13 18 10 3 3 380 27 13

261.1A 300 A

Pra, 40 apartamente mund të furnizohen nga kabllo prej bakri me seksion 300mm2. Shembulli 6.6 Kabllot shpërndarës me izolim nga PVC ( të tipit PP 00) i furnizojnë me energji elektrike dy objekte të banimit të njëjta (furnizohen nga KKK1dhe KKK2), dhe secili prej tyre ka nga 25 apartamente me fuqi instaluese të njëjtë. Këta kabllo kyçen në kuadrin për kyçje të objektit të parë (KKK1), nga ky kuadër deri në kuadrin për kyçje (KKK2) shtrihet kabllo e tipit të njëjtë por me seksion të ndryshëm në krahasim me kabllot në mes të TS dhe KKK1. Të caktohen seksionet e këtyre kabllove dhe siguresat përkatëse, nëse dihet që kabllot të cilët takohen janë të shtrirë drejtpërdrejt në tokë me rezistencë termike 1.5 K m / W . Dihet se temperatura e tokës nuk e kalon 250C. Të gjithë kabllot në një pjesë shtrihen së bashku. Të merret se në fillim të shfrytëzimit të objektit fuqia e instaluar e secilit apartament është 16 kW, dhe mesatarisht rritet për 1.5% në vit dhe kohëzgjatja e shfrytëzimit të kabllove është 15 vjet. Zgjidhja:

Fuqia maksimale e njëkohshme e dy objekteve është: Pmnj1

k nj n n k nj P 1.01515

0.25

0.75 50 0.7 16 1.01515 50

249.25kW

Rryma maksimale e njëkohshme për dy objektet (KKK1) është: I mnj

Pmnj 3 380

249250 3 380

378.70 A

Duhet të marrim dy kabllo prej TS deri KKK1 ( mënyra D e shtrirjes së kabllove), dhe rryma e siguresave duhet të jetë I os1 200 A do të kemi se rryma termike për shtrirjen e tre kabllove në tokë me temperaturë 250C dhe rezistenca termike e tokës 1.5 K m / W do të jetë:

94

I t1

I os1 k 3 k 25 C k 1.5K m / W

200 A 0.65 0.95 1.10

0

294.4 A

Pra do të merren dy kabllo me S1=240mm2 ndërmjet të TS dhe KKK1 (Itab=297A). Fuqia maksimale e njëkohshme e një objekti nga KKK1 në KKK2 është: Pmnj 2

k nj n1 n1 k nj P 1.01515

0.25

0.75 25

25 0.7 16 1.01515 140kW

Rryma maksimale e njëkohshme për objektin e dytë (KKK2) është: I mnj

Pmnj 3 380

140000 3 380

212.7 A

Nga tab. 4.3 marrim siguresat me rrymë I os 2 224 A . Kështu, rryma me termike për këtë kabllo, për shtrirjen e tre kabllove në tokë me temperaturë 250C dhe rezistenca termike e tokës 1.5 K m / W do të jetë: It2

224 A 0.65 0.95 1.10

329.2 A

Nga tabela 6.6 do të marrim kabllon me seksion 300mm2 dhe rryma e ngarkesës për këtë kabllo është (Itab=336A). KKSH2

KKSH1 224A

3x300mm 2 +185mm2) 2x(3x240mm 2 +150mm2) 200A

200A

Fig.6.2. Për shembullin 6.6

Shembulli 6.7 Nga kuadri për kyçje e një objekti të banimit niset dy kabllo, me izolim nga polietileni, deri në dy kuadro kryesor shpërndarës. Kuadri i parë furnizon n1 12 apartamente të njëjta me fuqi ( Pin1 25kW ashtu që në secilin apartament ndodhet nga një stufë termoakumuluese me fuqi 5000W ) dhe motori i ashensorit ( Pn 6kW , U n 380V , n 0.73,

cos

n

0.78, I f / I n

7, cos

f

0 . 58 ), ndërsa kuadri i dytë n2 18 apartamente të

njëjta me fuqi ( Pin1 28kW ashtu që në secilin apartament ndodhet nga një stufë termoakumuluese me fuqi 5000W) dhe llambadarët për ndriçimin e shkallëve ( Pnll 1.6kW ). Kabllot janë shtrirë në kanalin për kabllo me ventilim ( mënyra e shtrirjes B1). Temperatura e mjedisit nuk e kalon vlerën 300C. Gjatësia e kabllos që e furnizon KKSH1 është 20m. Gjatësi e linjës me përcjellës të kategorisë së parë (tipi P) i cili lidh KKSH1 dhe kuadrin shpërndarës më të largët është 30m. Të llogaritet rënia e tensionit i cili me rastin e startimit të motorit të ashensorit do të paraqitet në mes të KKK dhe kuadrit shpërndarës më të largët që furnizohet nga KKSH1. Mos të merret parasysh reaktanca e kabllos furnizuese KKSH1. Të merret se distanca e gypave

95

instaluese, në të cilët janë futur linjat furnizuese të KSH-ve ( mënyra B2), është e mjaftueshme, pra faktori korrigjues i shtrirjes së përbashkët është I barabartë me një. Zgjidhja:

Rryma fillestare e motorit të ashensorit është: 7 In

If

6000 / 0.73 112.1A 3 380 0.78

7

Fuqia maksimale e njëkohshme e apartamenteve që furnizohen KKSH1 është: ' Pmnj

5 0.7(25 5) 19kW

Rryma maksimale e njëkohshme e apartamenteve që furnizohen KKSH1 është: 19000 3 380

' I mnj

I s'

28.9

35 A I t' , k (12) 1

S ' 10mm 2

Nga tabela 6.4 mënyra e shtrirjes A2 fitohet sesioni i përcjellësve S ' 10mm 2 për furnizimin KSH të apartamenteve. Fuqia maksimale e njëkohshme për KKSH1 është: p MNJ

12 5

0.25

0.75 6 12 0.7 20 146.6kW 0.73 12

Rryma maksimale e njëkohshme për kabllon furnizuese për KKSH1 është: 146600 3 380

' I mnj

I s'

222.7 A

224 A / 250 A

Rryma termike për shtrirje të dy kabllove dhe për temperaturë 300C do të jetë: It

224 k (2)

224 0.80

280 A

S1 120mm 2

Për kabllon me izolim nga polietileni për mënyrën e shtrirjes B1 I tab

312 A .

Rënia e tensionit prej KKK deri në KKSH1 është:

Pmnj

Pn /

n 2 S1 U n

l

u KKK

KKSH 1

100

146600 6000 / 0.73 20 100 56 1201 380 2

100

100

3 I f cos

f

l

S1 U n

3 112.1 0.58 20 56 120 380

0.37%

Rënia e tensionit prej KKSH1 deri në KSH të apartamentit më të largët është:

u KKSH 1

KSH

100

' Pmnj l

S1 U n2

100

19000 30 56 10 380 2

0.70%

Rënia e tërë e tensionet nga KKK deri në KSH të apartamentit më të largët është:

96

u KKK

0.37% 0.70% 1.07%

KSH

Shembulli 6.8 Në kuadrin shpërndarës duhet të kyçet shpenzuesi njëfazor termik me fuqi nominale Pn 2500W . Të caktohet rryma nominale e siguresave dhe seksioni i përcjellësit të tipit PP, nëse ai si i vetëm, do të shtrihet në mur nën suvë, ( me rezistencë termike 1.5 K m / W ), nëse rënia e tërë e tensionit në përcjellësit në mes të tranfostacionit dhe këtij kuadri shpërndarës është 3%, dhe nëse gjatësia e qarkut elektrik të shpenzuesit është l 20m . Temperatura e mjedisit nuk kalon 250C. Zgjidhja:

Rryma nominale e shpenzuesit njëfazor termik ( me koeficient të shfrytëzimit të barabartë me një dhe me faktor të fuqisë gjithashtu të barabartë me një ) është:

In

Pn Un

2500 11.4 A 220

dhe merret fisheku i siguresës shkrirëse me rrymë prej 16A. Tani sipas rrymës 16A, të cilën fisheku shkrirës mund ta duroj, dhe në bazë të faktorit korrigjues të temperaturës k ( 250 C ) 1.06 ( tabela 6.1), mund të caktohet rryma termike e këtij qarku të rrymës:

It

Is k 250 C

16 15.1A 1.06

Pasi mënyra e shtrirjes së përcjellësve (qarku njëfazor) i përgjigjet mënyrës të shtrirjes C (fig.6.6d), dhe pasi që rezistenca termike e murit është më e vogël se 2 K m / W , nga tabela 6.4 është e mjaftueshme që seksioni i përcjellësit të jetë 1.5mm 2 ( 15.1A 19.5 A ). Mirëpo, në praktikën projektuese dhe ekzekutuese përcjellësit me seksion 1.5mm 2 shfrytëzohen kryesisht për qarqet e ndriçimit, prandaj do të përvetësohet përcjellësi i tipit PP-Y 3x2.5mm2. Duhet gjithashtu të vërtetohet që përcjellësi i përzgjedhur a i plotëson kërkesat e përkufizuar sa i përket rënies së tensionit. Rënia e tensionit në përqindje për shpenzuesit njëfazor llogaritet me shprehjen: u%

100

Pasi që tg

2 I l cos

(r

x tg )

Un

0 ( cos

1 ) dhe r 1 /

2

56 Sm / mm dhe rezistenca specifike

u%

100

2 Pn l

S

U n2

100

100 S

2 P l ( r x tg U n2

(përçueshmëria specifike për bakër është

0.0178 m / mm 2 ), atëherë në këtë rast do të kemi:

2 2500 20 56 2.5 220 2

1.48%

Sipas normave teknike rënia e lejuar e tensionit në mes të pikës së furnizimit të instalimit elektrik dhe shpenzuesit të këtillë është 5%. Pasi që në rastin e analizuar rënia e tërë e tensionit në mes të shpenzuesit dhe trafostacionit është: 1.48% 3%

4 .8 %

dhe pasi që ky është më i vogël se rënia e lejuar prej 8%, përcjellësi i përzgjedhur i plotëson kërkesat edhe nga aspekti i rënies së tensionit.

97

Shembulli 6.9 Në kuadri shpërndarës në apartament duhet kyç një shpenzues trefazor termik me fuqi nominale Pn 600W . Të caktohet rryma nominale e siguresave dhe seksionin e përcjellësve ( të tipit PP) të këtij qarku të rrymës, nëse ky së bashku me 8 qarqe të tjera formojnë një shtresë në mur nën suvë ( me rezistencë termike 2 K m / W ), nëse rënia e tërë e tensionit prej kuadrit për kyçje të objektit deri te kuadri shpërndarës i shqyrtuar është 2.1%, dhe nëse gjatësia e qarkut të rrymës së shpenzuesit është l 15m . Temperatura e mjedisit mund të arrij deri në 250C. Zgjidhja:

Rryma nominale e shpenzuesit është: Pn

In

3 Un

6000 3 380

9 .1 A

Qarku i shpenzuesit në kuadrin shpërndarës do të kyçet nëpërmjet të tre siguresave me fishek shkrirës prej 10A. Pasi që k 250 C 1.06 dhe k 9 0.70 ( tabela 6.1 dhe 6.8), atëherë rryma termike do të jetë:

It

Is k 25 C k 9 0

10 A 13.5 A 1.06 0.70

Kësaj rryme termike do ti përgjigjet seksioni i përcjellësve të tipit PP prej S 1.5mm 2 ( mënyra e vendosjes C (shiko figurën 6.6 d), tabela 6.6 ( 13.5 A 17.5 A ).Mirëpo, për arsyet e cekura në detyrën e mëparshme do të përvetësohet seksioni i përcjellësit PP-Y 5x2.5mm2. Nëse përcjellësit do të ishin vendosur në tufë ( e jo në një shtresë), rryma termike do të jetë:

It

Is k 25 C k 9 0

10 A 18.9 A 1.06 0.50

Kësaj rryme i përgjigjet seksioni S 2.5mm 2 ( tabela 6.6) shihet qartë se me përvetësimin e këtij seksioni projektuesit lënë mundësinë që shtrirja e përcjellësve të bëhet edhe në formë tufe, mënyrë jo e volitshme termike. Rënia e tensionit për shpenzuesin trefazor llogaritet nga shprehja: u%

100

3 I l cos ( r Un

x tg )

100

P l ( r x tg U n2

ku Un – është tensioni nominal i linjës. Në rastin tonë për tg u%

100

0 , do të kemi: Pn l S U n2

100

6000 15 56 2.5 220 2

0.45%

Rënia e tërë e tensionit prej shpenzuesit e deri te vendi i kyçjes është: 0.45% 2.1%

2.55%

dhe është më e vogël se rëniet e lejuara të tensionit prej 5%, pra përcjellësi i përzgjedhur i i plotëson kërkesat edhe nga aspekti i rënies së tensionit.

98

Shembulli 6.10 Në linjën ajrore të ndërtuar me përcjellës Al/Çe 4x35/6mm2, është i kyçur një objekt. Ky objekt është objekti i parë i kyçur përgjatë linjës në largësinë l=50m nga TS, më tej në këtë linjë janë kyçur edhe shpenzues të tjerë. Në pjesën e linjës deri te shpenzuesi i parë kalon rryma me intensitet. I=125A, e cila është pas tensionit për këndin =27 , ndërsa faktori i fuqisë është cos =0.89 (tg =0,51). Shënimet elektrike për këtë linjë janë:

r1=0,835 /km dhe x1=0,35 /km. Zgjidhja:

Rënia e tensionit deri në vendin e kyçje (KKK) së objektit të parë llogaritet me shprehjen: u%

100

u%

100

P l Un

2

r1

x1 tg

100

3 U n I cos Un

2

l r1

x1 tg

3 380 125 0.89 0,050 0.835 0.35 0.51 380 2

2.57%

Shembulli 6.11 Motori asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurtë me këto shënime: Pn 7kW , U n 380V , n 0.70, cos n 0.80, I f / I n 7, cos f 0.50 , me kabllon PP00-Y 4x4mm2

( r1 4.7 / km , x1 0.107 / km ), me gjatësi l 20m , furnizohet nga kuadri shpërndarës KSH1, nga i cili përveç tij furnizohen edhe shpenzuesit termik me fuqi trefazore maksimale të njëkohshme Pmnj 12kW . KSH1 furnizohet nga kuadri kryesor shpërndarës KKSH, me kabllon PP00-Y 5x10mm2 ( r1 1.84 / km , x1 0.094 / km ), me gjatësi l 40m . Të vërtetohet se këta kabllo janë zgjedhur mirë, nëse dihet se rënia më e madhe e tensionit prej motorit deri në KKSH në regjimin e punës nominale të motorit është 4%, dhe lëshimit në punë 7%. KSH1

KKSH

Pmnj1 2

PP00-Y 5x10mm, l=40m Pmnj , cos mnj

2

PP00-Y 4x4mm, l1 =20m

M 3~

Fig.6.3. Për shembullin 6.11

Zgjidhja:

Gjatë regjimit nominal të motor, dhe nëse supozohet se shpenzuesit termik punojnë me ngarkesën maksimale të njëkohshme, fuqia aktive, fuqia reaktive dhe faktori I fuqisë së KSH1 janë:

Pmnj

Pn

7 12 22kW 0.7

Pmnj1

n

Qmnj

Qn

Pn n

tg

n

7 0.75 7.5kVAr 0.7

99

cos

Pmnj mnj

2 Pmnj

22

2 Qmnj

22

2

7.5

0.95

2

Në këtë regjim të punës së motorit, rënia e tensionit në mes të motorit dhe KKSH është: u nM

u nM

KKSH

Pn

l1 r1

u nKSH 1

KSH 1

x1 tg

n

n

100

100

U n2

KKSH

Pmnj l r

xtg

U2

7000 20 4.7 0.107 0.75 10 100 0.7 380 2 0.66% 1.14% 1.80% 4%

3

100

22000 40 1.84 0.094 0.329 10 380 2

3

( nëse nuk do të merren parasysh reaktancat e kabllove, do të fitohet rënia e tensionit prej 1.77% , e cila ndryshon nga vlera e llogaritur për 3%). Gjatë lëshimit në punë të motorit ( duke supozuar fuqinë maksimale të njëkohshme të shpenzuesve termik), fitohet se: 7000 / 0.7 133 A 3 380 0.8

If

7 In

Pmnj

f

3 I f U n cos

f

Pmnj

3 133 380 0.5 12000 55769W

Qmnj

f

3 I f U n sin

f

Pmnj

3 133 380 0.866 12000 75808VAr

cos

mnj

7

Pmnj f 2 Pmnj f

55769

2 Qmnj f

55769 2

758082

0.59

Gjatë lëshimit në motorit rënia e tensionit në mes të motorit dhe KKSH e ka vlerën:

u fM 100

KKSH

u fM

3 I f l1 cos

KSH 1 f

Un

r1

u fKSH 1

KKSH

x1 tg

f

100

Pmnj f l r xtg

3 133 20 0.5 4.7 0.107 1.732 10 380 2.96% 3.04% 6% 7%

100

U 3

100

mnj f

2

55769 40 1.84 0.094 1.368 10 380 2

Pra, këto kabllo nga aspekti i rënieve të tensionit janë zgjedhur mirë.

3

100

Shembulli 6.12 Në një qark të rrymës janë të kyçura katër llambadar me burime të dritës të zhivës me shtypje të lartë me fuqi 250W ( si në figurë). Ky qark i rrymës furnizohet nga kuadri shpërndarës KSH ( me përcjellës të tipit PP-Y 3x2.5mm2). Kuadri shpërndarës KSH furnizohet nga trafostacioni, me kabllo të tipit PP 00-Y 4x25mm2. Të llogaritet rënia e tensionit për llambadarin më kritik. Përcjellësit a janë përzgjedh mirë? Zgjidhja: Ll 2

KSH

TS

2

PP00-Y 4x25mm

l 3=15m l1 =50m 1

l=230m, Pmnj =20kW

l6 =25m

cos mnj=0.95 r=0.71 /km x=0.105 /km

2

l 5=25m

Ll 4

l2 =25m l 4=20m

Ll 3

Ll 1

Fig.6.4. Për shembullin 6.12

Për sa i për ketë rënies së tensionit më kritike do të jetë llambadari Ll4 (l5 > l3, l4). Fuqia aktive e shuarjes (balastit) të llambës së zhivës me shtypje të lartë me fuqi 250W është 27W, dhe fuqia e tërë aktive me pajisjen paralidhëse është Pi=277W. Për kabllon (përcjellësin) me seksion deri në 16mm2 reaktanca mund të mos merret parasysh, dhe rënia e tensionit në përcjellës në mes të llambadarit Ll4 dhe pikës 2 të skemës njëpolare është: u1 100

2 Pi l5 S1 U n2

100

2 277 25 56 2.5 220 2

0.21%

Rënia e tensionit në përcjellës në mes të pikës 1 dhe 2 është: u2

100

2 3Pi l 2 S1 U n2

100

2 3 277 25 56 2.5 220 2

0.62% ,

Ndërsa rënia e tensionit në përcjellës në mes të pikës 1 dhe kuadrit shpërndarës KSH është: u3 100

2 4 Pi l1 S1 U n2

100

2 4 277 5 56 2.5 220 2

1.65%

Rënia e tensionit në përcjellës në mes të KSH dhe TS është: u4

100

Pmnj l r x tg U n2

mnj

100

20000 0.23 0.71 0.105 0.329 380 2

2.37%

Kështu rënia e tërë e tensionit nga Ts deri te llambadari më kritik është: u

u1

u2

u3

u4

0.21% 0.62% 1.65% 2.37%

4.85% 5%

Si përfundim, mund të thuhet se në pikëpamje të rënies së tensionit përcjellësit e këtij instalimi elektrik janë përzgjedh mirë.

101

Shembulli 6.13 Një objekt është i kyçur në linjën kabllore në largësinë l=20m nga TS. Kabllo furnizues prej TS është PP 41 3x95+50mm2, dhe siguresat janë 160A. Kyçja e objektit është bërë nëpërmjet kuadrit kabllovik për kyçje dhe siguresave me madhësi 100A. Prej këtij kuadri KKK deri në KKSH është shtrirë kabllo PP 00 4x50mm2, me gjatësi 5m. Prej kuadrit KKSH deri në KSH të një objekti të banimit është vendosur përcjellësi PP-Y-5x6mm2 me gjatësi 10m, i cili në KKSH është i mbrojtur me siguresa 35A.

Të llogaritet rënia e tërë e tensionit deri te shpenzuesi në objektin e banimit i cili është i kyçur në qarkun njëfazor me gjatësi 10m. Ky qark është i realizuar me kabllo PP-Y 3x2,5mm2 dhe i mbrojtur me siguresa shkrirëse 16A

TS

KKK

KKSH

160A

KSH

100A 35A

16A

PP41 3x95+50mm2 PP00 4x50mm

SH

2

PP-Y 5x6mm

2

PP-Y 3x2.5mm 2

Fig.6.5. Për shembullin 6.13

Zgjidhja:

Rënia e tensionit nga TS deri në KKK është: u1 %

100

l P S U2

3 U I cos S U2

u1 %

100

3 0.0178 20 160 1 0.273% 95 380

100

100

3

l I cos S U

Rënia e tensionit nga KKK deri në KKSH është: 100

u2 %

3

l I cos S U

3 0.0178 5 100 1 0.08% 50 380

100

Pastaj, rënia e tensionit nga KKSH deri në KSH është: 100

u3 %

3 0.0178 10 35 1 0.473% 6 380

Ndërsa rënia e tensionit në qarkun njëfazor deri te shpenzuesi në objekt të banimit është: u4 %

100

2

l P 2 100 2 S U

l U I cos S U2

100

2 0.0178 10 16 1 1.035% 2.5 220

Rënia e tërë e tensionit deri te shpenzuesi më i largët është: u%

u1 %

u2 %

u3 %

u4 %

1.861%

102

Shembulli 6.14 Kuadri shpërndarës KSH1 furnizon një motor asinkron trefazor me rotor të lidhur shkurtë ( Pn 8kW , U n 380V , n 0.77, cos n 0.80 ) dhe grupin e shpenzuesve termik, me fuqi maksimale të njëkohshme Pmnj1 18kW . Motori furnizohet me kabllon

PP 00-Y 4x6mm2, me gjatësi 30m. Kuadri kryesor shpërndarës KKSH i cili përveç KSH1 furnizon dhe kuadro të tjerë shpërndarës, fuqia maksimale e njëkohshme e të cilëve gjatë fuqisë maksimale të njëkohshme të KSH1 është Pmnj 2 82kW , dhe faktori i fuqisë cos 2 0.90 . KKSH furnizohet nga trafostacionit me kabllon PP 41-Y 4x120mm2, me gjatësi 60m. Rezistancat aktive dhe reaktive në njësi të gjatësisë për këta kabllo janë dhënë në tabelë: S(mm2) r( /km) x( /km)

6 3.22 0.104

16 1.21 0.091

120 0.16 0.066

Të llogaritet rënia e tërë e tensionit në përcjellësit në mes të motorit dhe trafostacionit, gjatë punës nominale të motorit. Zgjidhja:

KKSH

TS

KSH1 M

L''' =60m S''' =120mm 2 r''' =0.16 /km x''' =0.066 /km

L'' =40m S'' =16mm2 r'' =1.21 /km x'' =0.091 /km

3~ L' =30m S' =6mm2 r' =3.22 /km x' =0.104 /km

Fig.6.5. Për shembullin 6.14

Për llogaritjen e rënies së tërë të tensionit në mes të motorit dhe trafostacionit , së pari duhet të llogariten faktorët e fuqisë të KSH1 dhe KKSH, dhe kemi: Pn

' Pmnj

n

cos

n

8 10.4kW 0.77

0.80, tg

n

0.75

Fuqia reaktive për KSH1 do të jetë: Qn

' Pmnj tg

n

10.4 0.75 7.8kVAr

Fuqia e tërë maksimale e njëkohshme për KSH1 do të jetë: '' Pmnj

' Pmnj

Pmnj

10.4 18 28.4kW

Faktori i fuqisë i KSH është:

103

cos

'' Pmnj

''

'' 2 Pmnj

28.4 Qn2

28.4 2 7.8 2

0.964 ,

tg

0.275

n

Fuqia e tërë maksimale e njëkohshme për KKSH do të jetë: ''' Pmnj

'' Pmnj

Pmnj 2

28.4 82 110.4kW

Fuqia reaktive për KKSH do të jetë: ''' Qmnj

Qn Qmnj 2

Qn

Pmnj 2 tg

2

7.8 82 0.484 47.5kVAr

Faktori i fuqisë i KKSH është: cos

'''

''' Pmnj ''' 2 Pmnj

110.4

''' 2 Qmnj

110.4 2

47.5 2

0.919 ,

tg

n

0.43

Rënia e tërë e tensionit në mes të motorit dhe trafostacionit do të jetë: u (%)

100 ' ' ' ( Pmnj L (r U n2

x 'tg

n)

'' Pmnj L'' (r ''

x ''tg

''

''' ) Pmnj L''' (r '''

x '''tg

'''

))

100 (10400 0.03(3.22 0.104 0.75) 28400 0.04 (1.21 0.091 0.275) 380 2 110400 0.06 (0.16 0.066 0.43)) 2.55%

Shembulli 6.15 Nga zbarrat e sekondarit të TS, kabllo PP00 –Y 4x240mm2 ( r 0.076 / km dhe x 0.079 / km ), me gjatësi 60m, furnizohet kuadri shpërndarës KSH1. Në këtë kuadër me kabllo PP00-Y 4x50mm2 ( rm 0.365 / km dhe xm 0.083 / km ), me gjatësi 15m, janë kyçur

dy motor asinkron trefazor të njëjtë me rotor të lidhur shkurtë, me këto shënime Pn 40kW , U n 380V , n 0.88, cos n 0.87, I f / I n 5.5, cos f 0.62 . Në KSH1 me kabllo PP 00-Y 5x10mm2, me gjatësi 30m, është kyçur edhe kuadri shpërndarës KSH2. Në KSH” janë të kyçur vetëm burimet elektrike të dritës i tipit të zhivës me shtypje të lartë, me fuqi të tërë 18kW dhe faktorit të fuqisë cos 0.55 , të renditura në 10 qarqe elektrike ( secili me nga 4 burime). Qarku elektrik më gjatë është ekzekutuar me përcjellësin PP-Y 3x4mm2, dhe është treguar në fig. 6.6. Të llogaritet tensioni në llambën e zhivës nr. 4 gjatë lëshimit në punë të njërit motor (M1), me kusht që motori i dytë dhe të gjitha llambat e tjera janë të ngarkuar me ngarkesë nominale. Të llogaritet edhe tensioni në skajet e motorit i cili starton. Të supozohet se tensioni në zbarrat e tensionit të ulët të trafostacionit është 380V. KSH2 1

l =10m

2

l =15m

4

3

l =15m

Fig.6.6. Për shembullin 6.15

l =15m

104

Zgjidhja:

Në figurë 6.7 është treguar skema njëpolare e shpërndarjes së instalimit elektrik të përshkruar. TS, 380V L =60m S =240mm 2

KSH1

L1 =30m

S1 =10mm 2

Lm=15m Sm=50mm 2

' Pmnj =18

KSH2 1

M1 3~

2

10

M1 3~

(x 1 0)

kW, cos

=0.55

l1 =10m, P1 =1.8 kW l2 =15m, P2 =1.35 kW

S i =4mm,2 (x i =0) cos =0.55

l3 =15m, P3 =0.9 kW l 4=15m, P4 =0.45 kW

Fig.6.7. Për shembullin 6.15

Sipas normave teknike për instalimet elektrike të tensionit të ulët kërkohet që rryma fillestare e motorit duhet të kufizohet në vlerën e cila nuk është e dëmshme për instalimin nga i cili motori furnizohet, dhe e cila nuk ndikon dëmshëm në aparatet e tjera të kyçura në të njëjtin burim të energjisë elektrike. Fuqia maksimale e njëkohshme dhe faktori i fuqisë me të cilin energjisë elektrike e mbartë linja e cila lidh TS me KSH1, gjatë punës nominale dhe lëshimit në punë të motorit M1, do të jenë: Pmnj

2

Pn

' Pmnj

2

n

3 I f U n cos

Pmnjf

40 18 108.91kW 0.88 Pn

f

' Pmnj

3 436.7 0.62

n

If

5.5I n

Qmnj

2

5.5 79.4 A 436.7 A

Pn

tg

n

' Pmnj tg

2

n

Qmnjf

40 18 241.66kW 0.88

3 I f U n sin

f

Pn

tg

40 0.567 18 1.518 78.87 kVAr 0.88 n

' Pmnj tg

n

40 3 436.7 0.38 0.785 0.567 18 1.518 278.73kVAr 0.88

105

Pmnj

cos

mnj

cos

mnjf

2 Pmnj

108.91

2 Qmnj

2

108.91

Pmnjf 2 Pmnjf

78.87

2

0.81

241.66

2 Qmnjf

241.66

2

278.73

2

(tg

0.655

mnj

(tg

0.724)

mnj

1.153)

Gjatë regjimit nominal të motorëve M1 dhe M2, rëniet e tensionit në kabllot të cilët lidhin TS me motorin M1 do të janë: uTS 100

100

KSH 1

Pmnj L r

x tg

mnj

U n2

108910 0.06 0.076 0.079 0.724 380 2

u KSH 1

M1

100

P/

0.60%

Lm rm xm tg U n2

n

n

40000 0.015 0.365 0.083 0.567 0 . 88 100 380 2 uTS

0.19%

0.60% 0.19% 0.79% 8%

M1

Gjatë punës nominale të motorëve M1 dhe M2, rëniet e tensionit në kabllot që lidh TS me llambën e zhivës nr. 4 është: uTS

0.60%

KSH 1

u KSH 1

KSH 2

100

' Pmnj L1

100

S1 U n2

18000 30 56 10 380 2

0.67%

4

Pi Li u KSH 2 uTS

Ll 4

Ll 4

200

i 1

200

S i U 2f

1800 10 (1350 900 450) 15 1.08% 56 4 220 2

0.60% 0.67% 1.08% 2.35% 5%

Sipas normave teknike për rënie të tensionit, instalimi elektrik i përmbush këto gjatë regjimit nominal të punës. Rënia e tensionit në mes të TS dhe M1, që do të jetë gjatë startimit të këtij motori, është: 100

Pmnjf L r

x tg

mnjf

u fTS

KSH 1

100

241660 0.06 0.076 0.079 1.153 380 2

U n2 1.68%

106

3 I f Lm cos

f

rm

xm tg

u fKSH 1

M1

100

3 436.7 0.015 0.62 0.365 0.083 1.265 380

u fTS

M1

100

f

Un 0.87%

1.68% 0.87% 2.55%

Kështu, gjatë startimit të motorit tensionit në borrnat e tij do të jetë: U M1 u

100 2.55 380 370.31V 100 u% 2.55 U 380 9.69; U M 1 U u 380 9.69 370.31V 100 100

Rënia e tensionit në mes të TS dhe llambës së zhivës nr.4, që do të jetë gjatë startimit të motorit M1, është: u fTS

Ll 4

u fTS

KSH 1

u KSH !

KSH 2

u KSH 2

Ll 4

1.68% 0.67% 1.08% 3.43%

Dhe tensioni në llambën e zhivës nr.4 është:

U Ll 4

100 3.43 2200 212.5V 100

( gjatë startimit të motorit M1, rënia e tensionit në llambën e zhivës nr.4 dot të rritet për 1.08% (3.43%-2.35%)) Përfundim: zvogëlimi i tensionit në pikat e kyçjes së motorit dhe llambës së zhivës janë të pranueshëm në tërësi.

107

Shtesa 6. Shtrirja e përcjellësve dhe kabllove Rryma maksimale e lejuar e ngarkesës së vazhdueshme e kabllove pa armatura nga çeliku dhe përcjellësve varet nga ndikim i një numri të faktorëve. Këta faktor janë: Faktor i rëndësishëm është materiali nga i cili janë të bëra dejtë. Kështu përcjellësit me dell nga bakri i përballojnë rrymat më të mëdha të ngarkesës nga përcjellësit me tela nga alumini. Faktor i rëndësishëm është edhe numri i dejve të ngarkuar. Kështu në qarqet e rrymës njëfazore ekzistojnë dy dej të ngarkuar, ndërsa në ato dyfazore tre dej. Qarqet e rrymës trefazore pa përcjellës neutral, si dhe ato me përcjellës neutral, por me shpërndarje të njëtrajtshme të ngarkesës nëpër faza, gjithashtu përmbajnë nga tre dej të ngarkuar. Nëse në qarkun e rrymës trefazore fazat janë të ngarkuara jo njëtrajtësisht, përcjellësi neutral mund të jetë i ngarkuar. Mirëpo, merret se ky rast, sa i përket rritjes së temperaturës së izolimit, ekuivalent me rastin e fazave me ngarkesë të njëjtë. Përcjellësit PE nuk paraqesin përcjellës të ngarkuar, ndërsa përcjellësit PEN duhet të merren si përcjellës të pastër neutral. Faktori i tretë i ndikimit është materiali i shtresës izolues. Zakonisht përcjellësit dhe kabllot kanë shtresat izoluese nga polivinil kloruri ( masa PVC) dhe polietileni. Kabllot dhe përcjellësit me izolim nga PVC mund të durojnë temperaturën maksimale deri në 700C, ndërsa ata me izolim nga polietileni deri në 900C. Faktori i katërt i ndikimit është temperatura e mjedisit, e cila përkufizohet si temperatura e mediumit përreth e cila është në rastin e përcjellësve të pangarkuar. Të gjitha tabelat në vazhdim duke marrë këto temperatura të mjedisit: - 300C për përcjellësit dhe kabllot në ajër, pa marr parasysh mënyrën e shtrirjes, - 200C për kabllot të futur drejtpërdrejt në tok, ose të vendosur në kanalet për kabllo ose gypa të futur në tokë. Në tabelën 6.1 janë dhënë faktorët korrigjues për temperaturat e mjedisit (ajrit) të ndryshme nga 300C. Me këtë faktor shumëzohen rrymat maksimale të lejuara nga tabelat përkatëse. Tabela 6. 1 Faktorët korrigjues për temperaturat e mjedisit (ajrit) të ndryshme nga 300C, i cili aplikohet në ngarkesat e rrymës së përcjellësve dhe kabllove në ajër Temperatura e mjedisit 0C 10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Lloji i izolimit Polivinil kloruri (PVC) 1.22 1.17 1.12 1.06 0.94 0.87 0.79 0.71 0.61 0.50 -

Polietileni 1.15 1.12 1.08 1.04 0.96 0.91 0.87 0.82 0.76 0.71 0.65 0.58 0.50 0.41

108

Në tabelën 6.2 janë dhënë faktorët korrigjues për temperaturat e mjedisit (tokës) ndryshme nga 200C. Tabela 6. 2 Faktorët korrigjues për temperaturat e mjedisit (tokës) të ndryshme nga 200C, i cili aplikohet në ngarkesat e rrymës së kabllove të cilët janë të futur drejtpërdrejt në tokë ose ndodhen në kanalet e kabllove ose gypat e futur në tokë. Temperatura e mjedisit 0C 10 15 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Lloji i izolimit Polivinil kloruri (PVC) 1.10 1.05 0.95 0.89 0.84 0.77 0.71 0.63 0.55 0.45 -

Polietileni 1.07 1.04 0.96 0.93 0.89 0.85 0.80 0.76 0.71 0.65 0.61 0.53 0.46 0.38

Tabelat të cilat përmbajnë vlerat e ngarkesave të rrymave maksimale të lejuara të kabllove të futur në tokë janë bërë duke e marrë rezistencën e nxehtësisë së dheut 2.5K m / W . Nëse kjo ndryshon nga kjo vlerë, duhet të merret parasysh faktori korrigjues vlerat e të cilit janë dhënë në tabelën 6.3 Tabela 6. 3 Faktorët korrigjues për kabllot të futur në tokë me rezistencë të nxehtësisë të ndryshme nga 2.5K m / W Rezistenca e nxehtësisë K m / W Faktori korrigjues

1.0 1.18

1.5 1.10

2.0 1.05

2.5 0.96

Faktori korrigjues në tabelën 6.3 ka të bëjë me kabllot të cilët janë të futur drejtpërdrejt në tokë, gjithashtu edhe për kabllot e futur më parë në kanale ose gypa mbrojtës ( mënyra D e shtrirjes). Faktor tjetër i rëndësishëm është mënyra e shtrirjes së përcjellësve (kabllove). Mënyra A1 e shtrirjes ka të bëj me përcjellësit e izoluar me një dell ose kabllot në gypat instalues, të shtrirë në mur me izolim termikë, si dhe për përcjellësit dhe kabllot me shumë dej ( si në fig. 6.2 a dhe b).

109

a)

b)

Fig.6.2. Mënyra A1 e shtrirjes së përcjellësve dhe kabllove a) përcjellësit e izoluar me një dell, b) përcjellësit dhe kabllot me shumë dej

Mënyra A2 e shtrirjes ka të bëj me përcjellësit ose kabllot me shumë dej në gypat instalues në mur të me izolim termik ( si në fig. 6.3).

Fig.6.3. Mënyra A2 e shtrirjes së përcjellësve dhe kabllove me shumë dej

Mënyra B1 e shtrirjes ka të bëj me përcjellësit e izoluar me një dell ose kabllot në gypat instalues në mur nga druri ose muri nga tullat ose betoni. Gypi instalues ( me diametër D) nga metali ose plastika, është i vendosur drejtpërdrejt në mur ose nga ai është i larguar për 0.3D ( si në fig. 6.4).

Fig.6.4. Mënyra B1 e shtrirjes së përcjellësve dhe kabllove me një dell në gypa instalues në mur

110

Mënyra B2 e shtrirjes ka të bëj me përcjellësit e izoluar me shumë dej ose kabllot në gypat instalues në mur nga druri ose muri nga tullat ose betoni ( si në fig. 6.5).

Fig.6.5. Mënyra B2 e shtrirjes së përcjellësve dhe kabllove me shumë dej në gypa instalues në mur

Mënyra C e shtrirjes ka të bëj me përcjellësit e izoluar me një dell ose përcjellësit me shumë dej ose kabllot në gypat instalues në mur nga druri ose muri nga tullat ose betoni. Gypi instalues ( me diametër D) nga metali ose plastika, është i vendosur drejtpërdrejt në mur ose nga ai është i larguar për 0.3D ( si në fig. 6.6a dhe b), dhe të shtritë drejtpërdrejt në tavan ( si në fig. 6.6c). Mënyrës C të shtrirjes i përket edhe shtrirja e kabllove dhe përcjellësve njëdellësh apo me shumë dej në mur me rezistencë termike jo më të madhe se 2 K m / W , me ose pa mbrojtje nga dëmtimet mekanike si në fig. 6.6 d.

a)

b)

c)

d) Fig.6.6. Mënyra C e shtrirjes së kabllove me një dell ose përcjellësve dhe kabllove me shumë dej të shtritë a) drejtpërdrejt në mur b) në murë në largësi, c) në tavan, d) në mur me mborjtje dhe pa mbrojtje nga dëmtimet mekanike

111

Mënyra D e shtrirjes ka të bëj me kabllot me një dell ose me shumë dej në kanalet për kabllo ose në gypat mbrojtës të futur në tokë me rezistencë termike 2.5K m / W ( si në fig. 6.7), ose të shtrirë drejtpërdrejt të futur në tokë, pa varësisht nga ekzistimi i mbrojtjes nga dëmtimet mekanike ( si në fig. 6.8).

Fig.6.7. Mënyra D e shtrirjes kabllove me një dell apo me shumë dej të shtrirë në kanalet për kabllo apo në gypa mbrojtës të futur në tokë.

Fig.6.8. Mënyra D e shtrirjes kabllove me një dell apo me shumë dej të futur drejtpërdrejtë në tokë.

Mënyra E, F dhe G e shtrirjes ka të bëj me kabllot me një dell dhe përcjellësit ose kabllot me shumë dej të shtrirë në ajër, ashtu që distanca e kabllos më të afërt nga muri nuk është më e vogël nga distanca përkatëse e treguar në fig. 6.9.

112

Në tabelat 6.4-7 përmbajnë vlerat rrymave të lejuara maksimale të ngarkesës së përcjellësve dhe

d

Dc

d

d

0.3Dc

d D

d

D

Së paku i barabartë me diametrin e kabllos

Mënyra E e shtrirjes së kabllos me shumë dej në ajër

Mënyra F e shtrirjes së kabllove me një dell të cilët takohen, të shtrirë në ajër

Mënyra G e shtrirjes së kabllove me një dell të shtrirë në ajër në distancë

Fig.6.9. Mënyra E F dhe G e shtrirjes kabllove së kabllove

kabllove me seksione standarde, të dhënë në varësi nga lloji i materialit, lloji i materialeve izoluese, numri i dejve të ngarkuar dhe mënyra e shtrirjes.

113

Tabela 6.4 Rrymat e lejuara maksimale të ngarkesës (në amperë) për izolim nga PVC dhe dy dejve të ngarkuar (temperatura e mjedisit 300C për ajërt dhe 200C për tokë) S (mm2)

Mënyra e shtrirjes

1

A1 2

A2 3

1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

14.5 19.5 26 34 46 61 80 99 119 151 182 210 240 273 321 367

14 18.5 25 32 43 57 75 92 110 139 167 192 219 248 291 334

2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

15 20 26 36 48 63 77 93 118 142 164 189 215 252 289

14.5 19.5 25 33 44 58 71 86 108 130 150 172 195 229 263

B1 4 Cu 17.5 24 32 41 57 76 101 125 151 192 232 269 Al 18.5 25 32 44 60 79 97 118 150 181 210 -

B2 5

C 6

D 7

16.5 23 30 38 52 69 90 111 133 168 201 232 -

19.5 27 36 46 63 85 112 138 168 213 258 299 344 392 461 530

22 29 38 47 63 81 104 125 148 183 216 246 278 312 361 408

17.5 24 30 41 54 71 86 104 131 157 181 -

21 28 36 49 66 83 103 125 160 195 226 261 298 352 406

22 29 36 48 62 80 96 113 140 166 189 213 240 277 313

114

Tabela 6.5 Rrymat e lejuara maksimale të ngarkesës (në amperë) për izolim nga polietileni dhe dy dejve të ngarkuar (temperatura e mjedisit 300C për ajërt dhe 200C për tokë) S (mm2)

Mënyra e shtrirjes

1

A1 2

A2 3

1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

19 26 35 45 61 81 106 131 158 200 241 278 318 362 424 486

18.5 25 33 42 57 76 99 121 145 183 220 253 290 329 386 442

2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

20 27 35 48 64 84 103 125 158 191 220 253 288 338 387

19.5 26 33 45 60 78 96 115 145 175 201 230 262 307 352

B1 4 Cu 23 31 42 54 75 100 133 164 198 253 306 354 Al 25 33 43 59 79 105 130 157 200 242 281 -

B2 5

C 6

D 7

22 30 40 51 69 91 119 146 175 221 265 305 -

24 33 45 58 80 107 138 171 209 269 328 382 441 506 599 693

26 34 44 56 73 95 121 146 173 213 252 287 324 363 419 474

23 31 40 54 72 94 115 138 175 210 242 -

26 35 45 62 84 101 126 154 198 241 280 324 371 439 508

26 35 42 56 73 93 112 132 163 193 220 249 279 322 364

115

Tabela 6.6 Rrymat e lejuara maksimale të ngarkesës (në amperë) për izolim nga PVC dhe tre dejve të ngarkuar (temperatura e mjedisit 300C për ajërt dhe 200C për tokë)

S (mm2)

Mënyra e shtrirjes

1

A1 2

A2 3

1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

13.5 18 24 31 42 56 73 89 108 136 164 188 216 245 286 328

13 17.5 23 29 39 52 68 83 99 125 150 172 196 223 261 298

2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

14 18.5 24 32 43 57 70 84 107 129 149 170 194 227 261

13.5 17.5 23 31 41 53 65 78 98 118 135 155 176 207 237

B1 4 Cu 15.5 21 28 36 50 68 89 110 134 171 207 239 Al 16.5 22 28 39 53 70 86 104 133 161 186 -

B2 5

C 6

D 7

15 20 27 34 46 62 80 99 118 149 179 206 -

17.5 24 32 41 57 76 96 119 144 184 223 259 299 341 403 464

18 24 31 39 52 67 86 103 122 151 179 203 230 258 297 336

15.5 21 27 36 48 62 77 92 116 139 160 -

18.5 25 32 44 59 73 90 110 140 170 197 227 259 305 351

18.5 24 30 40 52 66 80 94 117 138 157 178 200 230 260

116

Tabela 6.7 Rrymat e lejuara maksimale të ngarkesës (në amperë) për izolim nga polietileni dhe tre dejve të ngarkuar (temperatura e mjedisit 300C për ajërt dhe 200C për tokë)

S (mm2)

Mënyra e shtrirjes

1

A1 2

A2 3

1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

17 23 31 40 54 73 95 117 141 179 216 249 285 324 380 435

16.5 22 30 38 51 68 89 109 130 164 197 227 259 295 346 396

2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300

19 25 32 44 58 76 94 113 142 171 197 226 256 300 344

18 24 31 41 55 71 87 104 131 157 180 206 233 273 313

B1 4 Cu 20 28 37 48 66 88 117 144 175 222 269 312 Al 22 29 38 52 71 93 116 140 179 217 251 -

B2 5

C 6

D 7

19.5 26 35 44 60 80 105 128 154 194 233 268 -

22 30 40 52 71 96 119 147 179 229 278 322 371 424 500 576

22 29 37 46 61 79 101 122 144 178 211 240 271 304 351 396

21 28 35 48 64 84 103 124 156 188 216 -

24 32 41 57 76 90 112 136 174 211 245 283 323 382 440

22 29 36 47 61 78 94 112 138 164 186 210 236 272 308

117

Faktorët e fundit që ndikojnë rrymën e lejuara maksimale të ngarkesës së përcjellësit ose kabllos paraqet numri i qarqeve të rrymës të shtrirë së bashku ( në grup). Ky merret parasysh nëpërmjet faktorit vlerat e të cilit janë dhënë në tabelat 6.8-10. Ky faktor varet si nga numri i qarqeve të rrymës të shtrirë së bashku, ashtu edhe nga mënyra e shtrirjes. Qarkun e rrymës e përbëjnë përcjellësi me shumë dej ose kabllo, dy përcjellës të ngarkuar ose kabllo ( qarku i rrymës njëfazore), ose tre përcjellës me një dell ose kabllo (qarku i rrymës dy fazore ose trefazore). Tabela 6.8 Faktori korrigjues për grupin e qarqeve të rrymës Radhitja e (përcjellësit takohen) Tufa në ajër ose në ndonjë sipërfaqe; Tufa e përcjellësve të futur ose të mbyllur Një shtresë në mur apo dysheme Një shtresë drejtpërdrejt nën tavan

Mënyra e shtrirjes

Numri i qarqeve të rrymës 1

2

3

4

5

6

7

8

9

12

16

20

1.00

0.80

0.70

0.65

0.60

0.57

0.54

0.52

0.50

0.45

0.41

0.30

A-F

1.00

0.85

0.79

0.75

0.73

0.72

0.72

0.71

0.70

0.70

0.70

0.70

C

0.95

0.81

0.72

0.68

0.66

0.64

0.63

0.62

0.61

0.61

0.61

0.61

C

Tabela 6.9 Faktori korrigjues për grupin e qarqeve të rrymës të shtrirë drejtpërdrejt në tokë Numri i qarqeve të rrymës

2 3 4 5 6

Distanca në ndërmjet qarqeve fqinje të rrymës – a (m) 0 ( qarqet e rrymës takohen)

Të barabartë me diametrin e qarkut të rrymës

0.75 0.65 0.60 0.55 0.50

0.80 0.70 0.60 0.55 0.50

0.125

0.250

0.500

0.85 0.75 0.70 0.65 0.60

0.90 0.80 0.75 0.70 0.70

0.90 0.85 0.80 0.80 0.80

Kabllot me shumë dej

a

a Kabllot me një dell

a

a

118

Diametri i qarkut të rrymës Dc është - diametri i përcjellësit (kabllos) me shumë dej, - 2.2x diametri i kabllos në rastin kur tre kabllo me nga një dell të vendosur në trekëndësh, - 3 x diametri i kabllos në rastin kur tre kabllo me nga një dell të vendosur në një rrafsh, Tabela 6.10 Faktori korrigjues për grupin e qarqeve të rrymës të shtrirë në gypa të futur në tokë A. Kabllot me shumë dej në gypa Numri i kabllove 2 3 4 5 6

Gypat takohen 0.85 0.75 0.70 0.65 0.60

Distanca në mes të gypave të afërm –a (m) 0.25 0.5 0.90 0.95 0.85 0.90 0.80 0.85 0.80 0.85 0.80 0.80

1.0 0.95 0.95 0.90 0.90 0.90

Kabllot me shumë dej

a

B. Kabllot me një dell në gypa Numri i qarqeve të rrymës me një dell apo me shumë dej i formuar nga kabllot njëdellëshe 2 3 4 5 6

Distanca në mes të gypave të afërm –a (m) Gypat takohen

0.25

0.5

1.0

0.80 0.70 0.65 0.60 0.60

0.90 0.80 0.75 0.70 0.70

0.90 0.85 0.80 0.80 0.80

0.95 0.90 0.90 0.90 0.90

Kabllot me një dell

a

a

119

KAPITULLI I SHTATË

7. TOKËZIMI NË INSTALIMET ELEKTRIKE 7.1. TOKËZIMI Gjatë procesit të shfrytëzimit të pajisjeve elektrike dhe instalimeve elektrike në objekte, mund të ndodhin lidhje të qarqeve nën tension me tokën. Në këtë rast në tokë do kalojë një rrymë elektrike, dhe si rrjedhim i kësaj, në vendin e lidhjes së qarkut me tokën, si dhe në zonën përreth kësaj lidhjeje do të shfaqen potenciale elektrike. Potenciali i pjesëve përçuese në vendin e lidhjes me tokën, nga madhësia n që është para kësaj lidhjeje, do të ulet në mënyrë të theksuar deri në madhësinë t

t,

e cila është:

I t Rt

(7.1)

Ku janë: - I t - rryma që kalon në tokë, - Rt - rezistenca që i paraqet toka kalimit të rrymës elektrike. Kjo ulje e potencialit të pjesëve përçuese në vendin e lidhjes me tokën është një dukuri e rëndësishme nga pikëpamja e sigurimit teknik dhe shfrytëzohet për mbrojtjen nga goditjet që mund të vijnë si rezultat i prekjes nga njeriu i shtëpizave metalike që normalisht nuk janë nën tension, por që mund të vihen nën tension si rezultat i shpimit të izolimit. Për këtë qëllim shtëpizat e pajisjeve elektrike lidhen me tokën me anë të elektrodave metalike. Këto elektroda metalike të futura në tokë, quhen tokëzues dhe shërbejnë për krijimin e një lidhjeje të mirë elektrike me tokën, me qëllim që të përcjellin rrymën elektrike në tokë me një rezistencë sa më të vogël. Kështu, do të ulet potenciali t që lind në vendin e lidhjes me tokën dhe si rrjedhim ulet edhe rrezikshmëria nga goditjet elektrike. Pra, me tokëzim nënkuptojmë lidhjen e ndonjë pike të instalimeve elektrike me tokën, e cila paraqet përcjellësin elektrik gjeologjik me rezistencë të papërfillshme dhe kondensator me kapacitet shumë të madh. Kjo lidhje i ka dy qëllime. Qëllimi i parë është që, ndonjë pikë e instalimit elektrik kur të lidhet me tokën, të sillet në potencialin e sajë të pandryshueshëm, ashtu që potenciali i të gjitha pikave tjera të caktohet në krahasim me te si referente (krahasuese). Qëllimi i dytë është që, disa pika të instalimeve elektrike të cilat gjatë punës normale nuk janë në ndonjë potencial në krahasim me tokën, mirëpo për shkak të prishjes mund të vihen në potencialë të lartë të palejueshëm dhe të rrezikshëm për mjedisin, të mbrohen duke u lidhur me tokën. Në rastin e parë tokëzimi quhet “punues” e në rastin e dytë “mbrojtës”. Tokëzimi, si lidhje elektropërçuese e ndonjë pike të instalimit elektrik me tokën përbëhet prej dy pjesëve themelore: -

“tokëzuesit” i cili paraqet pjesën elektropërçuese të vendosur nën sipërfaqen e tokës, dhe përcjellësit (linjës) tokëzues, i cili paraqet pjesën elektropërçuese mbi tokë, (fig. 7.1).

120

1 2

U Ut

Up Uh y

Fig.7.1. Paraqitja grafike e tokëzimit dhe shpërndarjes së potencialit përreth tokëzuesit; 1- përcjellësi tokëzues, 2- tokëzuesi, Ut - tensioni i tokëzuesit, Up tensioni i prekjes, Uh- tensioni i hapit.

Gjatë kalimit të rrymës elektrike nëpër tokë, lindin edhe dukuri të padëshiruara si është shfaqja e potencialeve në tokëzues dhe në shtëpizat metalike të lidhura me te, si dhe shfaqja e potencialeve në sipërfaqen e tokës në zonën e përhapjes së rrymës në tokë. Diferenca e potencialeve midis pikave të ndryshme të tokës, ku mund të ndodhen njerëzit, mund të arrij vlera të rrezikshme për ta. Vlerat e potencialeve, diferencat midis tyre si dhe rrezikshmëria që paraqesin këto varet nga shumë faktor, si janë: madhësia e rrymës që kalon në tokë, forma gjeometrike, numri dhe pozita reciproke e tokëzuesve, rezistenca specifike e tokës, etj. Kështu, vlerat e diferencës së potencialeve mund të ulën duke vepruar në disa nga këto faktor. Për të vepruar në këta faktor, duhet të analizojmë dukurit që ndodhin gjatë kalimit të rrymës nëpër tokë, tensionet në të cilat mund të bjerë njeriu si dhe rezistencën specifike të tokës.

7.2. PËRHAPJA E RRYMËS NË TOKË NGA NJË TOKËZUES I VETËM Me kalimin e rrymës nëpër tokëzues dhe më tej në tokë, do të shfaqen potencialet në tokëzues dhe në sipërfaqen e tokës përreth tokëzuesit. Për të gjetur vlerën e potencialeve në zonën përreth tokëzuesit, supozojmë që rryma It kalon nëpër tokë nëpërmjet një elektrode metalike në formë të gjysmësferës dhe që qarku i saj mbyllet në një tjetër elektrodë e cila ndodhet pambarimisht larg elektrodës së zgjedhur si në fig. 7.2. Që të lehtësojmë llogaritjet tokën do ta supozojmë me karakteristika elektrike homogjene, pra rezistenca specifike e saj ( cm )është e pandryshueshme. Në këtë rast rryma nga tokëzuesi do të përhapet në tokë në mënyrë të njëtrajtshme sipas rrezeve të elektrodës gjysmësferike. Dukuria e ngjashme ndodh edhe në elektrodën tjetër ku mbyllet qarku i rrymës. Dendësia e rrymës në pikën me largësi x nga qendra e elektrodës gjysmësferike është:

It 2

x2

(7.2)

Hapësira përreth tokëzuesit, në të cilën përhapet rryma quhet fusha e përhapjes së rrymës. Teorikisht kjo fushë shtrihet deri në pambarim, ndërsa në praktik kjo largësi merret 20m. Në këtë largësi seksioni i tokës është aq i madh, sa që dendësia e rrymës mund të konsiderohet e

121 barabartë me zero. Pra, fusha e përhapjes së rrymës mund të konsiderohet se kufizohet nga gjysmësfera me rreze të barabartë me 20m.

It dx

r

V

x A

t

=

t

r x

t

-x

x 0

Fig.7.2. Përhapja e rrymës në tokë nëpërmjet një elektrode gjysmësferike

Fusha e përhapjes së rrymës së vazhduar dhe asaj alternative me frekuencë 50Hz mund të konsiderohet si fushë elektrostatike. Potenciali në pikën A, në largësinë x nga qendra e tokëzuesit (fig. 7.2) është e barabartë me punën që shpenzohet për të zhvendosur ngarkesën njësi, nga pika A e fushës në një pikë P në largësinë , pra kemi: (7.3)

E dx

A x

ku E - është intensiteti i fushës elektrike që sipas ligjit të Omit në formë diferenciale është:

E ku

(7.4)

është rezistenca specifike e tokës.

Në rastin të cilin e kemi marrë në shqyrtim E dx E dx , pasi që këndi E dx është i barabartë me zero. Duke zëvendësuar shprehjet (7.2) dhe (7.4) në shprehjen (7.3) do të kemi:

E dx

A x

It 2

dx 2 x x

It 2

x

(7.5)

Potencial më të madh do të kenë pikat mbi tokëzues, pra: t

It 2

r

Ku r – është rrezja e tokëzuesit gjysmësferik.

(7.6)

122 Tokëzuesi konsiderohet si një trup, të gjitha pikat e të cilit kanë të njëjtin potencial. Rezistenca e tokëzuesit, nga çfarëdo metali qoftë, është shumë herë më e vogël se rezistenca e tokës. Nëse i pjesëtojmë të dy anët e shprehjeve (7.5) dhe (7.6) do të kemi: A

ku

t

r

t

r x

K

1 x

(7.7)

K është një madhësi konstante.

Shprehja (7.7) na jep ekuacioni e hiperbolës, përkatësisht potencialin në sipërfaqen e tokës përreth tokëzuesit. Ky potencial, me largimin prej tokëzuesit zvogëlohet në një vlerë minimale e cila praktikisht është zero në largësinë 20m nga tokëzuesi. Edhe me matje të bërë është vërtetuar që shpërndarja e potencialeve përreth një tokëzuesi të tillë ka formën e hiperbolës (fig.(7.2). Nga forma e lakores e paraqitur në figurë vërehet se rënia më e madhe e tensionit është në zonën pranë tokëzuesit. Kjo shpjegohet me faktin se rryma elektrike e cila përhapet nga tokëzuesi në tokë ndesh në rezistencën më të madhe në zonën pranë tokëzuesit, pasi këtu rryma kalon nëpër një seksion më të vogël. Me largimin nga tokëzuesi seksioni i përcjellësit tokë rritet, rezistenca e tokës zvogëlohet, si rrjedhim zvogëlohet edhe rënia e tensionit. Në rastin e analizuar mësipërm, është marrë elektroda në formë gjysmësferike për të thjeshtuar konkluzionet matematikore. Në praktikë, për realizimin e tokëzimit më shumë përdoren elektroda vertikale, si gypat e çelikut, thupra hekuri, etj. Pasi përdorimi i elektrodave gjysmësferike është i papërshtatshëm. Shpërndarja e potencialeve edhe në këto lloj tokëzuesish në zonën përreth tokëzuesit, ka pak a shumë të njëjtën formë me shpërndarjen e potencialeve përreth tokëzuesit gjysmësferike.

7.2.1. Rezistenca e tokëzimit e një tokëzuesi të vetëm Rryma elektrike, duke kaluar nga tokëzuesi në tokë, ndesh në një rezistencë që quhet rezistencë e përhapjes, e cila praktikisht mund të përqendrohet në gjysmësferën me rreze 20m. Në praktikë, në vend të termit rezistenca e përhapjes përdoret termi rezistenca e tokëzimit. Kjo rezistencë përbëhet nga tri komponente: rezistenca e vetë tokëzuesit, rezistenca e kalimit nga tokëzuesi në tokë dhe rezistenca e tokës. Dy komponentet e para janë shumë të vogla kundrejt komponentes së tretë, prandaj si rezistencë e tokëzimit merret rezistenca që i paraqet toka rrymës elektrike që kalon nëpër të. Sipas shprehjes (7.6) rezistenca e tokëzimit për elektrodën në formë gjysmësferike do të jetë:

Rt

t

It

2

r

(7.8)

Për tokëzuesit e formave të tjera siç janë ata në formë gypi, thupre, shiriti, etj, rezistenca e tokëzimit përcaktohet në mënyrë të ngjashme me tokëzuesin gjysmësferike, vetëm se për nxjerrjen e shprehjeve të potencialeve për këta tokëzues ndiqet rrugë më e vështirë. Në vazhdim do të japim disa shprehjet për llogaritjen e rezistencës së tokëzuesve që kanë gjetur përdorim më të gjerë në praktikë. Tokëzuesi gypor në thellësi ndërtohet, me futje vertikale në tokë, të gypit metalik të zinkuar në sipërfaqe, me diametër 50 mm dhe gjatësi (2-3)m. Gypi, futet në fundin e gropës më parë të hapur me thellësi 0,5 m dhe e cila pas lidhjes së tokëzuesit me përcjellësin tokëzues do të mbulohet, si është treguar në fig. 7.3. Rezistenca e përhapjes për tokëzuesin në formë gypi të treguar në fig. 7.3 i cili vendoset në sipërfaqe në mjedisin homogjen caktohet me shprehjen:

123 R

2

L

ln

4 L d

(7.9)

ku janë: - rezistenca specifike elektrike e tokës përreth tokëzuesit ( m) L -gjatësia e gypit në (m) dhe d -diametri i jashtëm i gypit (m)

t0 t L L d d Fig.7.4. Paraqitja grafike e vendosjes së tokëzuesit gypor në thellësi

Fig.7.3. Paraqitja grafike e vendosjes së tokëzuesit gypor në sipërfaqe të tokës

Rezistenca e përhapjes për tokëzuesin në formë gypi të treguar në fig. 7.4 i cili vendoset në thellësi në mjedisin homogjen caktohet me shprehjen: R

2

L

ln

2 L d

1 4t 1 ln 2 4t 1

(7.10)

ku janë: - rezistenca specifike elektrike e tokës përreth tokëzuesit ( m) L - gjatësia e gypit në (m) dhe d - diametri i jashtëm i gypit (m) t0 – thellësia e futjes së gypit (m), t0 > 0.5m. Tokëzuesi horizontal në formë shiriti ndërtohet me shtrirje, në gropën e hapur me thellësi h=(0,5-0,8)m, të shiritit nga çeliku i zinkuar, ashtu që pasi të mbulohet ajo mbetet paralel me sipërfaqen e tokës si është treguar në fig. 7.5. Para se të mbulohet gropa, për tokëzuesin e tillë lidhet përcjellësi tokëzues. d h

a

L

b L Fig.7.5. Paraqitja grafike e ndërtimit të tokëzuesit horizontal në formë shiriti në tokë në thellësi h

Fig.7.6. Paraqitja grafike e ndërtimit të tokëzuesit horizontal në formë gypi në sipërfaqe të tokës

Rezistenca e përhapjes së tokëzuesit të tillë në mjedisin homogjen caktohet me shprehjen: 2 L2 R ln (7.11) 2 L a h

124 ku janë:

- rezistenca specifike elektrike e tokës përreth ( m) L - gjatësia e shiritit (m) a - gjatësia e brinjës më të gjatë të seksionit katërkëndësh (m) h - thellësia e futjes (m)

Tokëzuesi horizontal në formë gypi shtrihet në sipërfaqen e tokës (fig. 7.6), rezistenca e këtij tokëzuesi në mjedisin homogjen caktohet me shprehjen: R

2

L

ln

4 L2 d

(7.12)

7.3. PËRHAPJA E RRYMËS NË TOKË NGA NJË GRUP TOKËZUESISH 7.3.1. Shpërndarja e potencialeve në sipërfaqen e tokës Në shumicën e rasteve, për të arritur vlerën e nevojshme të rezistencës së tokëzimit, sipas kushteve teknike të mbrojtjes, kërkohet të përdoren disa tokëzues të lidhur paralel. Për

t

It

d>40m

d>40m

Fig.7.7. Përhapja e rrymës në tokë në grupin e tokëzuesve me distancë 40m midis elektrodave

distanca të mëdha midis elektrodave tokëzuese ( 40m) fusha e përhapjes së rrymës, së secilës elektrodë nuk ndikohet nga veprimi i fushave të elektrodave fqinjë (fig. 7.7), pasi si kemi përmendur më parë, fusha e përhapjes së secilës elektrodë shtrihet në hapësirën që kufizohet nga gjysmësfera me rreze 20m. Nga kjo del se edhe potencialet që lindin në sipërfaqen e tokës përreth tokëzuesve do të përcaktohen nga kurbat e potencialeve të tokëzuesve të veçantë. Në praktikë gjatë realizimit e tokëzimit të objekteve dhe stabilimenteve elektrike të ndryshëm elektrodat e tokëzimit vendosen në distancë më të vogël se 40m për dy arsye: 1. Përmasat e komplet tokëzimit do të jenë shumë të mëdha, dhe kjo rezulton me punime të mëdha gërmimi, në disa raste lindin vështirësi realizimi për shkak të kufizimit të territorit etj; 2. Në raste të veçanta në stabilimentet elektrike të tensionit 110kV e lart, me mjete të zakonshme nuk mund të sigurohet parrezikshmëria e personelit që i shfrytëzon. Nëse elektrodat vendosen në distancë midis tyre më të vogël se 40m, atëherë fushat e përhapjes së rrymave të tokëzuesve të veçantë bashkëveprojnë midis tyre ose siç thuhet

125 shpesh ndodh, ekranimi reciprok midis tokëzuesve. Në këtë rast lakoret e shpërndarjes së potencialeve në zonën përreth tokëzuesve të veçantë ( lakoret 1 në fig. 7.8) do të ndërpriten midis tyre. Si pasojë e kësaj edhe potencialet në sipërfaqen e tokës përreth tokëzuesve do të shpërndahen sipas lakores potenciale shumare 2 (fig.7.8) It

2

1 t

1

1

d<40m

d<40m

d<40m

Fig.7.8 Përhapja e rrymës në tokë në grupin e tokëzuesve me distancë 40m midis elektrodave

7.3.2. Rezistenca e tokëzimit e grupit të tokëzuesve Shpeshherë me tokëzues të vetëm nuk mund të realizohet vlera mjaft e vogël e rezistencës së përhapjes të tokëzuesit. Për këtë, ata lidhen në mes veti dhe formohet tokëzuesi i përbërë. Për distanca të mëdha të elektrodave tokëzuese ( 40 ) rezistenca ekuivalente e tokëzimit Rt e grupit të përbërë prej n tokëzuesish të njëjtë të lidhur në paralel do të jetë: Rt

Rv n

(7.13)

ku Rv është rezistenca e tokëzimit e një tokëzuesi. Nëse elektrodat janë të vendosura në distanca më të vogla se 40m, për shkak të ekranimit reciprok, në pjesën e tokës midis elektrodave do të kalojnë rrymat e disa tokëzuesve, dhe kështu do të rritet densiteti i rrymës. Kjo rritje e densitetit shkakton rritjen e rënies së tensionit, dhe pasoj e kësaj edhe rritjen e rezistencës elektrike të tokëzuesve. Rritja e rezistencës së tokëzuesve të veçantë merret parasysh nëpërmjet koeficientit të shfrytëzimit që shënohet me germën . Rezistenca ekuivalente e grupit të përbërë nga n elektroda të lidhura në paralel duke marrë parasysh dhe koeficientin e shfrytëzimit nga shprehja: n

1 Rt

1 1 Ri

i

Rt

n

(7.14)

ose: 1 i

1 R i 1

(7.15)

126 Për grupin e përbërë nga n elektroda të njëjta shprehja (7.15) merr formën: Rt

Rv n

(7.16)

Për realizimin e një stabilimenti tokëzimi në shumicën e rasteve, përdoren dy lloj elektrodash (gypat, shufrat) si dhe ato horizontale (shirit nga hekuri) të cilat shërbejnë për lidhjen e elektrodave vertikale në mes tyre. Në këtë rast veprimi reciprok i fushave të përhapjes jo vetëm midis elektrodave vertikale, por edhe midis tyre dhe elektrodave horizontale. Shkalla e veprimit reciprok midis këtyre elektrodash është e ndryshme, prandaj merret parasysh me anë të koeficienteve të veçantë të shfrytëzimit. Rezistenca e një instalimi tokëzimi të përbërë nga n elektroda të njëjta vertikale dhe të lidhura midis tyre me anë të elektrodave horizontale llogaritet nga shprehja: 1 Rt

1 R

1 v

R

v

Rv

h

n

h

(7.17)

Rh

prej nga kemi: Rt

Rv

Rv Rh Rh h

(7.18)

n

v

ku Rv dhe Rh - janë rezistencat e tokëzimit të tokëzuesve vertikal përkatësisht horizontal në ; v

horizontal.

dhe

h

– janë koeficientet e shfrytëzimit të tokëzuesve vertikal përkatësisht

Koeficientet e shfrytëzimit të elektrodave varen nga: numri dhe forma e elektrodave, nga distanca midis tyre, vendosja reciproke si dhe nga përmasat e elektrodave. Vlerat e këtyre koeficienteve në varësi nga faktorët e mësipërm, jepen në tabelat 7.1, 7.2 dhe 7.4. Në rastin kur instalimi i tokëzimit është realizuar me elektroda vertikale dhe horizontale koeficienti i shfrytëzimit h përcaktohet nga tabela 7.2, ndërsa rezistenca e tokëzuesve horizontal përcaktohet në bazë të gjatësisë së përgjithshme të shiritave lidhëse horizontale. Tokëzuesit e këtillë të përbërë më së shpeshti bëhen prej tokëzuesve gypor në thellësi dhe ata shirit në sipërfaqe, dhe në atë mënyrë që me shirit të lidhen shumë gypa duke u shtrirë në vijë të drejtë, ose duke formuar ndonjë figurë gjeometrike ( kontur) si është treguar në fig. 7.9.

x

Tokëzuesit e përbërë më së shpeshti bëhen prej tokëzuesve gypor në thellësi dhe ata shirit në

x

x

h

d

Fig.7.9. Paraqitja grafike e tokëzuesit të përbërë

sipërfaqe, dhe në atë mënyrë që me shirit të lidhen shumë gypa duke u shtrirë në vijë të drejtë, ose duke formuar ndonjë figurë gjeometrike si është treguar në fig. 7.9.

127 Në rastin kur instalimi i tokëzimit realizohet vetëm me tokëzues në formë shiriti. Koeficienti i shfrytëzimit të tyre h përcaktohet nga të dhënat e tabelës 7.3, dhe atëherë rezistenca e tokëzuesve horizontalë Rh llogaritet nga shprehja: Rh

R 0h h n

[

]

(7.19)

ku janë: R0h – është rezistenca e tokëzimit e një shiriti horizontal me gjatësi l, pa marrë parasysh ekranimin, në ; n – numri i shiritave. Në rastin kur tokëzuesi në formë shirit është bërë në formë të vijës së drejtë, rezistenca e tij llogaritet me shprehjen 7.11. Mirëpo, kur është në formë të ndonjë figure gjeometrike rezistenca caktohet më shprehjen 2 8 L0 Rsh ln (7.11 a) L0 a h 2 Tabela 7.1

Koeficienti i shfrytëzimit të tokëzuesve vertikale

v

(në formë gypi, thupre,etj pa marrë parasysh ndikimin e shiritave lidhës) Numri i tokëzuesve n 2 4 6 10 15 20 40 60 100

Raporti a/l 1 2 3 4 5 6 Për tokëzuesit të vendosur Për tokëzuesit të vendosur në radhë Sipas konturit 0.94 0.91 0.85 0.85 0.78 0.69 0.89 0.83 0.73 0.80 0.73 0.61 0.85 0.77 0.65 0.76 0.68 0.55 0.81 0.74 0.59 0.73 0.65 0.51 0.78 0.69 0.53 0.71 0.63 0.47 0.76 0.67 0.48 0.66 0.58 0.41 0.64 0.55 0.39 0.62 0.52 0.36 -

a – distanca midis tokëzuesve vertikalë në m. l – gjatësia e tokëzuesit vertikal, në m Tabela 7.2 Koeficienti i shfrytëzimit të tokëzuesve shirit të shtrirë në horizontale Që lidhin tokëzuesit vertikalë (në formë gypi, thupre,etj ) Raporti

h

Numri i tokëzuesve vertikalë n

a/l

2

4

1 2 3

0.85 0.94 0.96

0.77 0.89 0.92

1 2 3

-

6

10

20

40

Për tokëzues vertikalë të vendosur në radhë 0.72 0.62 0.42 0.84 0.75 0.56 0.88 0.82 0.68 -

60

100

-

-

Për tokëzues vertikalë të vendosur sipas konturit 0.45 0.40 0.34 0.27 0.22 0.20 0.55 0.48 0.40 0.32 0.29 0.27 0.70 0.64 0.56 0.45 0.39 0.36

0.19 0.23 0.33

128 Tabela 7.3 Koeficienti i shfrytëzimit të tokëzuesve shirit të shtrirë në horizontale

h

të lidhur në paralel (gjerësia e shiritit a=20-40 mm, thellësia e vendosjes h=30-80cm ) Gjatësia e secilit shirit, m

15

25 50

Numri i shiritave në paralel

2 5 10 20 5 10 20 2 5 10 20

Distanca midis shiritave paralel, m

1 0.63 0.37 0.25 0.16 0.35 0.23 0.14 0.60 0.33 0.20 0.12

2.5 0.75 0.49 0.37 0.27 0.45 0.31 0.23 0.69 0.40 0.27 0.19

5 0.83 0.60 0.49 0.39 0.55 0.43 0.33 0.78 0.48 0.35 0.25

10 0.92 0.73 0.64 0.57 0.66 0.57 0.47 0.88 0.58 0.46 0.36

15 0.96 0.79 0.72 0.64 0.73 0.66 0.57 0.93 0.65 0.53 0.44

7.4. TOKËZUESI I THEMELIT Tokëzuesi i themelit ka disa përparësi në krahasim me tokëzuesit të ndërtuar veçanërisht për këtë qëllim: -

nuk kërkojnë hapësirë të lirë, pjesët e hekurta në beton janë të mbrojtura nga ndryshkja, dhe më pakë janë të nënshtruara ndikimeve atmosferike, etj.

Edhe pse, rezistenca specifike elektrike e betonit rritet me vjetrimin e tij, për arsye të sipërfaqeve kontaktuese të mëdha, nuk vjen deri te rritja karakteristike e vlerës së rezistencës së tokëzuesit të themelit. Për arritjen e lidhjes së mirë galvanike në mes të elementeve të armaturës të punuar nga betonarmeja, ato duhet të lidhen me saldim ose të shtrihet shiriti në të cilin me saldim lidhen të gjitha pjesët e armaturës. Tokëzuesit e themelit të bërë në këtë mënyrë mund të klasifikohen në dy grupe themelore. Në grupin e parë, klasifikohen ata tek të cilët si armaturë paraqitet rrjeti dy dimensionesh i vendosur paralel me sipërfaqen mbështetëse në tokë, ndërsa në të dytin, klasifikohen ata tek të cilët paraqitet rrjeti tri dimensionesh. Në fig. 7.10. janë treguar këto dy grupe tokëzuesish. Rezistenca e tokëzuesve të themelit të klasifikuar në këtë mënyrë caktohet në mënyra të ndryshme. Disa prej autorëve marrin parasysh vetëm rezistencën elektrike specifike të tokës përreth ( t), ndërsa të tjerët marrin parasysh edhe rezistencën elektrike specifike të betonit ( b). Përveç kësaj, disa autor rezistencën e tokëzuesit të themelit në formë të rrjetit dy dimensionesh e tregojnë në funksion të sipërfaqes takuese me tokën, dhe ate në formë të rrjetit tri dimensionesh në funksion të vëllimit të rrjetit. Krahas këtyre ekzistojnë autor të cilët në të dy rastet rezistencën e tregojnë si funksion të sipërfaqes takuese me tokën. Kështu p. sh., rezistencën e tokëzuesit të themelit i cili mund të reduktohet në rrjetin dy dimensionesh autori FLISOVSKI prej Polonisë, e jep me shprehjen:

129

Fig.7.10. Paraqitja e disa konstruksioneve të betonarmes për themel (a)dhe paraqitja ekvivalente me anë të rrjetit dydimenzional dhe tridimenzional

R

0,45 0,60

t

(7.20)

S

në këtë rast vlerat më të vogla të koeficientit i korrespondojnë sipërfaqes takuese më të vogël dhe anasjelltas. Një autor propozon këtë shprehje: R

ku janë:

0,45 t 0.075 b S t

0,865

(7.21)

rezistenca specifike elektrike e betonit ( m), t - rezistenca specifike elektrike e tokës ( m) S – madhësia e sipërfaqes së shtrirë. Autori i njëjtë rezistencën e tokëzuesit të themelit i cili mund të reduktohet në rrjetën tri dimensionesh e caktojnë me shprehjet: R

b-

t 3V

(7.22)

(7.23) 0,32 t 0,067 b 0.0935 S t ku është V vëllimi i rrjetit, e S sipërfaqja e shtrirë e tokëzuesit të themelit. Duhet theksuar se rezistencat e tokëzuesve të caktuara me shprehjet e mësipërme vlejnë vetëm për mjediset me tokë homogjene. R

130

7.5. TENSIONI I PREKJES Tensioni i prekjes Up quhet tensioni në të cilin mund të vihet trupi i njeriut që ka prekur pjesët (shtëpizat) metalike të makinave dhe pajisjeve elektrike gjatë dëmtimit të izolimit të tyre. Nga kjo prekje nëpër trupin e njeriut me rezistencë Rnj do të kaloj rryma Inj, e cila përcaktohet nga shprehja: I nj

Up

(7.24)

Rnj

Në pajisjet e tokëzuara, në të cilat ka ndodhur dëmtimi i izolimit, njëra nga pikat ka potencialin e tokëzuesit t, ndërsa pika tjetër ka potencialin e bazamentit ku qëndron njeriu. Në këtë rast tensioni i prekjes do të jetë:

ose

Up

t

Up

t

(7.25)

b

1

b

t

(7.26)

1

t

ku

1

1

b

quhet koeficienti i tensionit të prekjes ose shkurt koeficienti i prekjes, i cili ka

t

vlerën më të vogël se 1. Koeficienti i prekjes dhe kështu edhe tensioni i prekjes varet shumë nga numri i tokëzuesve si dhe distanca në mes tyre. Le të analizojmë këto tri raste për të kuptuar ndikimin e këtyre faktorëve. Rasti i parë. – Tokëzimi realizohet nëpërmjet një tokëzuesi.

Në fig.7.10 janë treguar tre elektromotor të tokëzuar nëpërmjet të një tokëzuesi. Nëse në njërin nga këta elektromotor ndodh shpimi i izolimit në shtëpizën metalike të tij (p.sh. në

M1

M2

x

M3

A

a

b Up = t

t

B

d

U p = t=I tR t

d

20m Fig.7.11 Tensioni i prekjes për rastin e një tokëzuesi. a- lakorja e shpërndarjes së potencialeve, b - varësia Up=f (x)

elektromotorin 2). Në tokëzuesin dhe në gjithë shtëpizat metalike të elektromotorëve të padëmtuar (1 dhe 3) do të shfaqet potenciali t I t R t . Në sipërfaqen e tokës përreth tokëzuesit shfaqen potenciale vlerat e të cilëve përcaktohen nga lakorja a në fig. 7.11

131 Nëse përdoruesi e prek shtëpizën metalike të njërit prej elektromotorëve ( të dëmtuar ose të padëmtuar) do të marrë potencialin e tokëzuesit t, që nuk varet nga largësia x e këmbëve të njeriut nga tokëzuesi. Ndërsa këmbët e njeriut do të marrin potencialin e dyshemesë d vlera e të cilit varet nga largësia x dhe ndryshon sipas lakores a në fig. 7.11. Njeriu që ka prekur pajisjen e tokëzuar ndodhet nën veprimin e tensionit të prekjes, që përcaktohet sipas shprehjes (7.25) dhe që ndryshon sipas lakores b në fig. 7.11. Lakorja b na jep ndryshimin e tensionit të prekjes në varësi të largësisë së njeriut nga tokëzuesi. Kështu njeriu që ka prekur shtëpizën metalike të elektromotorit 3 i cili ndodhet në largësi ( x 20m ) nga tokëzuesi është nën tensionin e prekjes që ka vlerën maksimale U p3 1 1 . Ndërsa nëse njeriu qëndron t dhe mbi tokëzues, pra si në rastin kur njeriu ka prekur elektromotorin 1 në fig. 7.11, tensioni i prekjes ka vlerën më të vogël të mundshme U p1 0 , ndërsa 1 0 . Nga kjo analizë rezulton se rrezikshmëri më të madhe për njeriun paraqet prekja prej tij e shtëpizave metalike të elektromotorëve të vendosur sa më larg prej tokëzuesit. Rasti i dytë. – Tokëzimi realizohet nëpërmjet grupit të tokëzuesve në largësi midis tyre 40m .

Për rastin e lidhjes së qarkut elektrik me shtëpizat e tokëzuara, lakoret e shpërndarjes së potencialeve në sipërfaqen e tokës përreth tokëzuesve, si e kemi analizuar në 7.2 do të jetë e njëjtë me atë të veçantë. Ndërsa përsa i përket vlerës së tensionit të prekjes, ky rast është plotësisht i njëjtë me rastin e parë. Rasti i tretë. – Tokëzimi realizohet nëpërmjet grupit të tokëzuesve në largësi midis tyre 40m .

Për rastin e lidhjes së qarkut elektrik me shtëpizat e tokëzuara, potencialet e pikave në sipërfaqen e tokës ndërmjet tokëzuesve, do të përcaktohen nga potenciale shumare ( lakorja 1

Up =

d

t

1 t

d

M1

2

x

40m

Fig.7.12 Tensioni i prekjes për rastin e grupit të tokëzuesve në largësi midis tyre < 40m. 1- lakorja e shpërndarjes së potencialeve, 2 - varësia Up=f (x)

në fig. 7.12). Nga vështrimi i kësaj lakore shihet se sipërfaqja e tokës në zonën ndërmjet tokëzuesve do të ketë një vlerë të potencialit. Në secilën pikë të kësaj zone do të kemi potencialin U p 0 . Edhe në këtë rast si në rastin e parë , kur njeriu qëndron t , ndërsa 1 mbi njërin tokëzues të grupit të tokëzuesve, do të kemi: U p

0 , ndërsa

1

0.

132 Nga analiza e tri rasteve të mësipërme mund të nxirret ky përfundim që për zvogëlimin e koeficientit të prekjes 1 pra edhe për zvogëlimin e tensionit të prekjes, duhet që elektrodat e tokëzimit t’i vendosim sa më afër njëra tjetrës.

7.6. TENSIONI I HAPIT Tensioni i hapit është diferenca e potencialeve midis dy pikave të sipërfaqes së tokës, brenda zonës së përhapjes së rrymës, në të cilat ndodhen këmbët e njeriut. Në fig. 7.13 është paraqitur rasti kur njeriu mund të ndodhet nën veprimin e tensionit të hapit. Nëse shënojmë me x dhe x+a pikat e sipërfaqes së tokës në të cilat ndodhen këmbët e njeriut, atëherë tensioni i hapit do të jetë: Uh

x

(7.27)

x a

ku a është madhësia e hapit të njeriut që për llogaritje praktike merret se është a=0.8m.

U h mak Uh = 1

2

A B

x

x+a

t

It R t

3

x x+a

a

a

x 20m

Fig.7.13 Tensioni i hapit për rastin e një tokëzuesi

Tensioni i hapit, njëlloj si dhe tensioni i prekjes mund të shprehet edhe nëpërmjet rënies së tensionit në rezistencën e trupit të njeriut. Uh

I nj R nj

(7.28)

ku Inj është rryma që kalon nëpër trupin e njeriut nëpër rrugën këmbë-këmbë. Potencialet x dhe x+a janë pjesët të potencialit të tokëzuesit t, pra edhe diferenca e tyre është pjesë e këtij potenciali. Kështu shprehja (7.27) mund të shkruhet në formën: Uh

x

x a

t

(7.29)

1

ku 1 është koeficienti i tensionit të hapit ose shkurtimisht koeficienti i hapit, i cili merr parasysh lakoren potenciale dhe është i barabartë me: 1

x

x a

1

t

Tensioni i hapit për tokëzuesin e veçantë përcaktohet nga segmenti AB (fig. 7. 13) vlera e të cilit varet nga forma e lakores së shpërndarjes së potencialeve në zonën përreth tokëzuesit si dhe nga largësia e njeriut nga tokëzuesi.

133 Tensioni i hapit dhe koeficienti 1 kanë vlerën më të madhe për distancë më të vogël nga tokëzuesi, pra nëse njeriu qëndron me një këmbë në tokëzues dhe me këmbën tjetër në distancën e hapit. Kjo tregohet me formën rënëse të lakores së potencialeve në pjesën afër tokëzuesit (fig. (7. 13). Tensioni i hapit dhe koeficienti i hapit 1 kanë vlerën më të vogël për distancën 20m nga tokëzuesi (pozita 3 në fig.7.13). Në këtë pozitë U h 0 dhe 1 0 .

Për rastin e grupit të tokëzuesve të vendosur në largësi midis tyre 40m , tensioni i hapit dhe koeficienti 1, do të jenë të njëjtë si në rastin e tokëzimit të realizuar me një tokëzues. Ndërsa, për rastin kur tokëzimi realizohet nga një grup tokëzuesish të vendosur në distancë midis tyre 40m , tensioni i hapit në zonën midis tokëzuesve është më i vogël se në rastin kur kemi një tokëzues. Kjo tregohet me faktin që lakorja potenciale rezultante në zonën midis tokëzuesve (lakorja 2 fig. 7.14) është më pak e pjerrët sesa lakorja potenciale e një tokëzuesi të vetëm (lakorja 1 fig. 7.14). Tensioni i hapit do të ketë vlerën maksimale, kur njëra këmbë e njeriut qëndron mbi tokëzues, ndërsa këmba tjetër në distancën sa madhësia ( njeriu në pozitën A si në fig. 7.14) A

B

Uhmak = 1

D

C

t- a Uh=0

2

t a

0

Uhmak =

1

2 c

c

t

-

a

t a

x r

a

a

0.5 S-0.5a 0.5 S

a

a 2 a r

S-a-r S

Fig.7.14 Tensioni i hapit për rastin e tokëzuesve në grup në distancë <40m 1)Lakorja potenciale e tokëzuesit të vetëm. 2) Lakorja potenciale rezultante.

Tensioni i hapit do të ketë vlerë më të vogël ( U h 0 ) kur njeriu qëndron në pikat me të njëjtin potencial siç është rasti në pozicionin C në figurën 7.14. tensioni i hapit e ka vlerën pothuajse zero edhe kur njeriu i ka këmbët e bashkuara. Nga kjo analizë mund të nxirren këto përfundime që për zvogëlimin e koeficientit të hapit dhe tensionit të hapit duhet që elektrodat tokëzuese ti vendosim sa më afër njera tjetrës.

1

7.7. REZISTENCA ELEKTRIKE E TOKËS 7.7.1. Njohuri të përgjithshme Më parë kemi thënë se rezistenca që i paraqet tokëzuesi përhapjes së rrymës, përcaktohet kryesisht nga rezistenca e tokës. Toka nuk është përçues i mirë i elektricitetit, pasi përçueshmëria e saj është shumë më e vogël se e metaleve. Megjithëkëtë, për shkak të seksionit shumë të madh të saj, rezistenca e tokës është relativisht e vogël.

134 Rezistenca elektrike e tokës, karakterizohet nga rezistenca specifike e dheut që e përbën atë. Me rezistencë elektrike të dheut kuptojmë rezistencën që i paraqitet kalimit të rrymës elektrike kubi prej dheu me brinjë 1cm ose 1m, dhe kështu njësia matëse e saj është cm ose m. Rezistenca specifike elektrike e tokës varet nga shumë faktor si: përbërja e dheut, lagështi, temperatura e dheut, ngjeshja e tij dhe koha e vitit. Në tabelën 7.4. janë dhënë disa vlera orientuese të rezistencës elektrike specifike për lloje të ndryshme të tokës (dherave) homogjen. Tabela 7.4. Lloji i tokës (dheut) Moçale Toka punuese, argjila, e imët e lagësht

Rëra e lagësht Rëra e imët e thatë Rëra e thatë dhe zhavori Shkëmbinjtë

Rezistenca specifike elektrike ( 30 100 200 500 1000 3000-10000

m)

Nga të gjithë këta faktor, në rezistencën specifike të dheut ndikim të madh ka lagështia. Çdo lloj dheu në gjendje krejtësisht të thatë ka rezistencë elektrike shumë të madhe dhe mund të konsiderohet si dielektrik. Nëse dheu do të laget rezistenca e tij do të zvogëlohet për shumë herë për shkak të tretjes së kripërave, acideve dhe alkalineve që ndodhen në te. Rritja e sasisë së lagështisë mbi një vlerë të caktuar ( 70-80%) nuk do të shkakton zvogëlimin e rezistencës, por përkundrazi do të shkakton rritjen e saj. Rritja e tepërt e sasisë së ujit do të ul koncentrimin e lëndëve të tretura në të në njësi të vëllimit të dheut, dhe kështu ulet numri i joneve, pra ulet përçueshmëria, ose rritet rezistenca e dheut. Temperatura e dheut ndikon shumë në rezistencën specifike të tij. Ulja e temperaturës në 00C shkakton ngrirjen e dheut dhe si pasojë, rritjen e rezistencës së tij pasi rezistenca elektrike e akullit është disa herë më e madhe sesa e ujit. Rritja e temperaturës së dheut rrit shkallën e zbërthimit të molekulave të tretura në ujë, dhe kështu rritet koncentrimi i joneve në tretësirë, dhe do të ulet rezistenca e dheut. Nxehja e dheut në temperatura të larta ( 1000C e më lart), e cila shkaktohet gjatë lidhjeve të shkurtra me tokë, shkakton avullimin e lagështisë, pra edhe rritjen e rezistencës së tij. Mirëpo, avullimi i lagështisë së dheut ndodh edhe nga veprimi i temperaturës së ajrit rrethues. Në këto raste, avullon vetëm lagështia e shtresave të sipërme të dheut ( zakonisht jo më thellë se 50-60cm nga sipërfaqja e tokës). Për këtë arsye, gjatë realizimit të instalimit të tokëzimit, duhet që tokëzuesit të vendosen në tokë në thellësi më të madhe se kjo. Përbërja e dheut ndikon gjithashtu në rezistencën specifike të tij, pasi dherat e ndryshme kanë sasi të ndryshme lëndësh të tretura, kanë veti të ndryshme të mbajnë ujin,etj. Shkalla e ngjeshjes së dheut ndikon drejtpërdrejt në rezistencën specifike të ti. Kështu sa më i ngjeshur të jetë dheu aq më e vogël është rezistenca specifike e tij. Kjo shpjegohet nga fakti se ngjeshja e dheut zhduk hapësirat boshe midis pjesëve përbërëse të dheut, dhe çon në rritjen e seksionit i cili përcjellë rrymën, dhe si rrjedhim uljen e rezistencës specifike. Për këtë arsye, gjatë instalimit të tokëzimit duhet të bëhet ngjeshja e dheut përreth tokëzuesit. Koha gjatë vitit, ndikon shumë në rezistencën specifike të dheut, për shkak të ndikim të saj në sasinë e lagështisë, të temperaturës dhe sasisë së lëndëve të tretuar në ujin e dheut. Ndikimi më i madh është në shtresat e epërme të dheut.

135 Gjatë llogaritjes së tokëzimit, marrja parasysh e faktorëve të mësipërm është e pamundur, prandaj llogaritja e tokëzimit duhet të bazohet në të dhënat e matjeve të rezistencës specifike të dheut në vendin ku parashikohet të instalohet tokëzimi. Për llogaritjen e rezistencës së tokëzimit të tokëzuesit, rezistenca specifike e dherave të ndryshme merret nga tabela 7.4.

7.7.2. Matja e rezistencës specifike të dheut Gjatë projektimit të tokëzuesve, përkundër këtyre vlerave orientuese është e domosdoshme të bëhen matjet e rezistencës specifike sepse është vështirë të përcaktohet lloji i tokës, përveç në rastin e hapësirave të hapura. Objektet për të cilat bëhet tokëzimi zakonisht ndërtohen në tokën të derdhur, në të cilën si material i derdhur përdoren mbeturinat, pra kështu fitohet një mjedis heterogjen, me çka edhe më tej komplikohet caktimi i vetive elektrike të tokës. Matja e rezistencës specifike të dheut bëhet me rrugë indirekte. Në fillim matet rezistenca e tokëzuesit Rmat dhe pastaj ma anë të shprehjes përkatëse llogaritet mat. Si elektrodë për matje e përshtatshme është të përdoret ajo elektrodë me të cilën do të realizohet instalimi i tokëzimit. Zakonisht, si elektroda tokëzuese përdoren gypat e çelikut me diametër 3-5cm dhe ma gjatësi 2,5-3m të ngulura në tokë në mënyrë që skaji i sipërm i saj të jetë nën sipërfaqen e tokës 0.5-0.7m. Prandaj, edhe për qëllime të matjeve përdoren por që ngulen në tokë deri në nivel me sipërfaqen e tokës. Pasi të matet rezistenca e elektrodës kontrolluese Rmat, atëherë me anë të shprehjes (7.9) llogaritet vlera e kërkuar e rezistencës specifike të tokës, pra: mat

Rmat

L 4 L ln d 2

(7.30)

Këto matje duhet të bëhen në 4-10 pika të ndryshme në hapësirën ku parashikohet të instalohet tokëzimi, për të mënjanuar rezultatet e rastit, dhe si mat merret vlera mesatare e rezultateve të llogaritura me anë të shprehjes (7.30). Vlera e rezistencës specifike të dheut që përdoret për llogaritjen e tokëzimit përcaktohet me anë të shprehjes: l log

ki

(7.31)

mat

Ku ki është koeficienti klimatikë që në varësi të lagështisë së tokës në kohën kur bëhet matja merret nga tabela 7.5. Tabela 7.5 Koeficientet klimatikë Nr.

Lloji i tokës

Thellësia e nguljes, m

1 2

Argjili ranore Dheu i kopshteve; 0.6m nën këtë shtresë argjile Zhavor me përzierje argjile përmbi argjile Shkëmb gëlqeror Zhavor me përzierje rëre Rërë Argjile

0.8-3.8

3 4 5 6 7

Lagështia e tokës në kohën e matjes k1 k2 k1 e lartë normale e ulët 1.4 1.5 2.0

0-3

-

1.32

1.2

0-2 0-2 0-2 0-2 0-2

1.8 2.5 1.5 2.4 2.4

1.2 1.51 1.3 1.56 1.36

1.1 1.2 1.2 1.2 1.2

Për matjen e rezistencës së tokëzuesit Rmat mund të përdorim ampermetrin dhe voltmetrin ose aparatin për matjen e rezistencës së tokëzimit.

136 Matja me anë të ampermetrit dhe voltmetrit bëhet duke i lidhur këta sipas skemës së paraqitur në fig. 7.15. ~

T Ix

A V

Ix A

Ux

Rx X

N

S 6m d

6m d

Fig.7.15 Matja e rezistencës së tokëzuesit me voltmetër dhe ampermetër dhe elektrodën kontrolluese

Në këtë skemë përveç elektrodës kontrolluese X, gjendet edhe dy elektroda ndihmëse S dhe N, të cilat shërbejnë: S (sonda) elektroda për të pasur një pikë me potencial zero, të nevojshme për matjen e tensionit dhe N elektroda për krijimin e qarkut të rrymës Ix. Distanca midis tokëzuesve X dhe N mjafton të jetë përafërsisht 20m. Nëpër elektrodën kontrolluese kalon rryma Ix që matet me anë të ampermetrit, ndërsa rënia e tensionit Ux në këtë elektrodë matet me anë të voltmetrit. Nga vlerat të cilat na tregojnë voltmetri dhe ampermetri gjejmë rezistencën e elektrodës së kontrollit:

Rmat

Ux Ix

Si burim elektrik për skemën matëse të paraqitur në fig. 7. 15 transformatori ulës me tension në sekondar 50 ose 12V. Tensione më të larta nuk lejohen nga ana e sigurimit teknik.

137

7.8. Shembuj numerikë Shembujt numerik të mëposhtëm ilustrojnë llogaritjen e rezistencës së tokëzimit Shembulli 7.1. Të caktohet rezistenca e përhapjes për tokëzuesin në formë gypi me gjatësi l=3m dhe diametër d=75mm, nëse rezistenca specifike e tokës është =100 m. Zgjidhje: Rezistenca e përhapjes e tokëzuesit në formë gypi llogaritet me shprehjen:

Rg

2

l

ln

4 l d

100 4 3 ln 2 3.14 3 0.075

26.9

Shembulli 7.2. Të caktohet rezistenca e përhapjes për tokëzuesin në formë gypi me gjatësi l=3m dhe diametër d=75mm, i cili është i futur në thellësinë t0=0.7m, nëse rezistenca specifike e tokës është =150 m. Zgjidhje:

Rezistenca e përhapjes e tokëzuesit në formë gypi llogaritet me shprehjen: R

2 L ln L d

2

100 2 3 ln 2 3.14 3 0.075

t0

1 4t 1 ln 2 4t 1 1 4 2.2 1 ln 2 4 2.2 1

t L

23.82 d 74 P

itj

fik

d

j

ë

Shembulli 7.3. Të caktohet rezistenca e përhapjes për tokëzuesin në formë shiriti Fe/Zn 25mmx4mm me gjatësi 10m i cili është i vendosur në thellësinë h=0,8m në tokën me rezistencë specifike =100 m. Brinja më e gjerë e prerjes tërthore të shiritit është paralel me sipërfaqen e tokës. Zgjidhje:

Rezistenca e përhapjes së tokëzuesit në formë shiriti llogaritet me shprehjen: Rsh

Detra 62

2

L

ln

2 L2 a h

100 2 10 2 ln 14.66 2 3.14 10 0.025 0.8

138

Në rastin kur tokëzuesi në formë shirit është bërë në formë të vijës së drejtë, rezistenca e tij llogaritet me shprehjen 7.2. Mirëpo, kur është në formë të ndonjë figure gjeometrike rezistenca caktohet më shprehjen 2 8 L0 Rsh ln L0 a h 2 Shembulli 7.4. Të caktohet vlera e rezistencës së tërë të përhapjes për tokëzuesin e kombinuar i cili përbëhet prej dy tokëzuesve në formë gypi të lidhur në mes vedi me shiritin Fe/Zn 25x4mm2. Gypa ka gjatësin l=3m dhe diametër d=75mm, ndërsa gjatësia e shiritit është L=11m. Rezistenca specifike e tokës është =100 m.

5m

6m

75mm 0.8m 3m

Fig.1.

Zgjidhje:

Rezistenca e përhapjes së tokëzuesit në formë gypi është: Rg1

2

ln

l

4 l d

100 4 3 ln 2 3,14 3 0 ,075

26 ,9

Rezistenca e dy gypave mund të llogaritet si rezistencë e lidhjes paralele të dy rezistencave, dhe ate: Rg

Rg1

Rg1

n

2

26.9 2

13.45

Rezistenca e shiritit është:

Rsh

2

L

ln

2 L2 a h

100 2 112 ln 2 3,14 11 0,025 0,8

13,6

Rezistenca e tërë e përhapjes do të llogaritet si rezistenca e lidhjes paralele të tokëzuesve dhe të shiritit.

139

R

Rg Rsh Rg

13,45 13,6 13,45 13,6

Rsh

6,76

4. Të caktohet vlera e rezistencës së tërë të përhapjes për tokëzuesin e kombinuar (fig,2.) i cili përbëhet prej tre tokëzuesve në formë gypi të vendosur në kulmet e trekëndshit barabrinjës me brinje 6m dhe të lidhur në mes vedi me shiritin e dyfisht Fe/Zn 25x4mm2. Gypa ka gjatësin l=3m dhe diametër d=75mm, ndërsa gjatësia e tërë e shiritit është L=41m. Rezistenca specifike e tokës është =100 m.

6m

5m Fe/ Zn 25x4mm Fig.2. Zgjidhje:

Rezistenca e përhapjes së tokëzuesit në formë gypi është: Rg1

2

ln

l

4 l d

100 4 3 ln 2 3,14 3 0 ,075

26 ,9

Rezistenca e tre gypave mund të llogaritet si rezistencë e lidhjes paralele e tri rezistencave, dhe ate: Rg

Rg1

Rg1

n

3

26.9 3

8.967

Rezistenca e shiritit është: Rsh

2

L

ln

2 L2 a h

100 2 412 ln 2 3.14 41 0.025 0.8

4.67

Rezistenca e tërë e përhapjes do të llogaritet si rezistenca e lidhjes paralele të tokëzuesve dhe të shiritit.

140

R

Rg Rsh Rg

8.967 4.67 8.967 4.67

Rsh

3.07

5. Për tokëzimin e një trafostacioni tokëzuesi përbëhet prej tri unazave koncentrike nga shiriti i çelikut të zinkuar Fe/Zn 25x4mm2 të vendosura përreth trafostacionit. Unaza e parë është e vendosur në largësin 1m nga themelet e objektit të TS ndërsa e dyta dhe e treta në largësin 2m nga e para përkatësisht nga e dyta si në fig.3. Unaza e parë është e vendosur në thellësin h1=0.5m, e dyta në thellësin h2=0.75m, dhe e treta në thellësin h3=1.0m. Të caktohet vlera e rezistencës së përhapjes për këtë tokëzues. Fe/ Zn 25x4mm

10m 12m 14m

TS

Fig.3.

Zgjidhje:

Rezistenca e shiriti nëse ai është i bërë në formë të ndonjë figure gjeometrike, llogaritet me shprehjen: Rsh

2

L0

ln

8 L2 0 a h

Rezistenca e unazes së parë e cila ka gjatësinë L01=40m dhe thellësin e vendosjes h1=0.5m është: 2

Rsh 1

2

L01

ln

8 L01 a h1

100 8 40 2 ln 2 3.14 40 3.14 0.025 0.5

5.05

Rezistenca e unazes së dytë e cila ka gjatësinë L02=48m dhe thellësin e vendosjes h2=0.75m është: 2

Rsh 2

2

L02

ln

8 L02 a h2

100 8 482 ln 2 3.14 48 3.14 0.025 0.75

4.17

Rezistenca e unazes së treta e cila ka gjatësinë L03=56m dhe thellësin e vendosjes h3=1.0m është:

141 2

Rsh 3

L03

2

8 L03 ln a h3

100 8 56 2 ln 2 3.14 56 3.14 0.025 1.0

3.59

Rezistenca e tërë e përhapjes e këtij tokëzuesi mund të llogaritet si rezistenca ekvivalente e lidhjes paralele të tri rezistencave, pra: R

R

Rsh1

Rsh1 Rsh 2 Rsh 3 Rsh 2 Rsh1 Rsh 3 Rsh 2 Rsh 3

5.05 4.17 3.59 5.05 4.17 5.05 3.59 4.17 3.59

1.397

6. Për pajisjen mbrojtëse nga rryfeja të një objekti janë përdorur dy tipe të përtokëzuesve. Njeri tokëzues është sipërfaqsorë i realizuar me shiritin Fe/Zn 25x4mm2, dhe gjatësi 34m i vendosur në kanalin me thellësi 0.8m, dhe i dyti është tokëzues gypor me diametër D=0.05m dhe gjatësi L=2.5m. Toka përreth është tokë gline e lagët, me vlerë të rezistencës elektrike specifike =50 m. Zgjidhje:

Rezistenca e tokëzuesit në formë shiriti llogaritet me shprehjen: Rsh

2

L

ln

2 L2 a h

50 2 34 2 ln 2 3.14 34 0.025 0.8

2.73

Rezistenca e tokëzuesit në formë gypi llogaritet me shprehjen: Rg1

2

l

ln

4 l d

50 4 2 .5 ln 2 3,14 2.5 0 ,05

16 ,9

7. Është llogaritur se një tokëzues duhet të ketë vlerën e rezistencës R=2 . Rezistenca me vlerë kaq të vogël mund të arrihet, edhe përkundër tokës me rezistencë specifike të mirë (vogël), vetëm përmes tokëzuesit të kombinuar. Do të merret figura në formë të katrorit me gjatësi të brinjës L=10m, e bërë me vendosjen e shiritit Fe/Zn 25x4mm2. Në kulmet e katrorit dhe në mes të brinjëve janë vendosur n=8 gypa me gjatësi l=3m dhe diametër d=0.05m, ashtuqë distanca në mes tyre është X=5m. Rezistenca specifike elektrike e tokës përreth është =50 m. Zgjidhje: X= 5m

L= 10m

Tokëzuesi i kombinuar prej tokëzuesit në formë Shiriti dhe tokëzuesve në formë gypi është treguar në fig.4.

142

Rezistenca e tokëzuesit në formë gypi është: Rg1

2

l

ln

4 l d

50 4 3 ln 2 3,14 3 0,05

14.5

Rezistenca e tokëzuesit në formë shiriti llogaritet me shprehjen: Rsh

2

L

ln

2 L2 a h

50 2 40 2 ln 2 3.14 40 0.025 0.8

2.38

Koeficientët e ndikimit të në mes të tokëzuesve në formë gypi nga tabela përkatëse dhe shiriti janë: gsh=0.63 gg=0.55. Rezistenca ekvivalente llogaritet me shprehjen: 1 Rz

gsh

Rz

1.96

ose

1 Rsh

n Rg

gg

0.63

1 2.38

8 0.705 14.5

0.509 S

145

KAPITULLI I TETË 8. KYÇJA E OBJEKTIT ME INSTALIME ELEKTRIKE NË RRJETIN ELEKTRIKE SHPËRNDARËSE PUBLIK 8.1. RRJETI ELEKTRIK SHPËRNDARËSE PUBLIK Në kapitullin e parë rrjeti elektrik shpërndarëse publik është treguar si pjesë e sistemit për mbartjen e energjisë elektrike prej burimit-centralit, deri te shpenzuesit e energjisë elektrike të vendosur nëpër objekte. Kjo është pjesë e cila ndërtohet në mjediset e urbanizuara dhe rreth tyre. Në qytete kjo më së shpeshti realizohet me kabllo të vendosur në tokë e në vendbanimet e vogla me përcjellës të zhveshur të mbështetur në izolator në shtyllat mbajtëse. Tensionet nominale të rrjetit elektrik shpërndarës publik mund të janë: 110, 35 (20), 10 kV dhe 400/230V dhe 230V. Madhësia e tensionit do të varet nga madhësia e vendbanimit përkatësisht nga vlera e fuqisë së tërë mbartëse. Kështu p. sh. në ndonjë fshat të vogël rrjeta shpërndarëse mund të jetë e realizuar me linjë ajrore me dy përcjellës me tension nominal 230V, e në qytete të mëdha me linjat me kabllo me tensione nominale 110, 35, 10 kV dhe 400/230V, Me rastin e përkufizimit të pjesëve të instalimeve elektrike në ndonjë objekt, vendi i kyçjes në rrjetin elektrik shpërndarës publikë është quajtur “vendi i kyçjes”.

8.2. DEFINIMI I VENDIT TË KYÇJES (VK). Vendi i kyçjes është vendi ku bëhet kyçja e instalimeve elektrike të ndonjë objekti në rrjetin shpërndarës publik. Ky vend sipas funksionit është pjesë e kësaj rrjete por edhe pjesë e instalimeve elektrike. Për këtë ai do të caktohet së bashku me ndërmarrjen territoriale për shpërndarjen e energjisë elektrike. Zgjidhja që do të përvetësohet, varet nga lloji i rrjetit shpërndarës dhe nga madhësia e objektit përkatësisht, të energjisë elektrike të instaluar në te. Ky vend kyçës mund të ndërtohet si “përfundimtar” dhe “kalimtar”. Vendi kyçës “përfundimtar” shfrytëzohet në rastin e rrjetit shpërndarës ajror. Ky realizohet ashtu që nga rrjeti realizohet një degëzim “T” deri në objekt si është treguar në fig. 8.1. (a) dhe (b). Nëse do të ndërrohet seksioni, atëherë degëzimi duhet të mbrohet në fillim nga

vendi i kyçjes

VK (KKK)

vendi i kyçjes

VK (KKK)

(LKJ)

(LKJ)

VSHM(KKSH)

(LKB)

a)

S(RrSh)

S(RrSh)

S(RrSh)

vendi i kyçjes

S(RrSh)

KKK S1

VSHM(KKSH)

(LKB)

(LKB)

VSHM(KKSH)

b)

Fig.8.1. Paraqitja grafike e mënyrës së kyçjes së objektit në rrjetin elektrik shpërndarës përmes vendit përfundimtar të kyçjes (a)dhe (b) dhe kalimtar (c):VK- vendi i kyçjes, RrSh-rrjeti shpërndarës, LKJ- linja kyçëse e jashtme, LKB-linja kyçëse e brendëshme, VSHM(KKSH)- vendi kyçës matës

146 mbingarkesa dhe lidhja e shkurtë. Degëzimi deri te objekti mund te realizohet si linjë ajrore ose me kabllo. Kjo linjë quhet “linja kyçëse” e objektit. Ajo ka pjesën e jashtme që ndodhet jashtë objektit dhe pjesën e brendshme e cila ndodhet në objekt. Nëse pjesa e jashtme e linjës është linjë kyçëse ajrore, ajo mund të realizohet me përcjellës veç e veç të ngrehur në mes të izolatorëve elektrik në shtyllë dhe saxhakut mbrojtës në objekt ose me kabllon ajror vetëbartës të shtrirë në mes të shtyllës dhe saxhakut. Në ditën e sotme kjo kyçje zakonisht realizohet me kabllo vetëbartës ajror. Nëse pjesa e jashtme e linjës kyçëse është linja nëntokësore me kabllo, ajo prej shtyllës deri te objekti shtrihet nëpër tokë. Izolatorët elektrikë në shtyllë, nga të cilët niset linja kyçëse janë me konstruksion të posaçëm.

Fig.8.2 Paraqitja e izolatorit të shtyllës me siguresë shkrirëse (a) dhe mënyra e lidhjes (b). 1.- lidhja në përcjellësin ajror; 2. - lidhja e ëinjës lidhëse; 3. - siguresa shkrirëse

Këto si pjesë përbërëse kanë edhe siguresën shkrirëse si është treguar në fig. 8.2. kjo siguresë shërben për mbrojtjen e linjës nga mbingarkesat dhe lidhja e shkurtë. Pjesa e brendshme e linjës kyçëse mund të realizohet me përcjellësit e kategorisë së I dhe të ose me kabllo me të cilët është ndërtuar pjesa e jashtme e linjës, pra si zgjatje e sajë.

II-

Vendi kyçës kalimtar përdoret në rastet kur rrjeta shpërndarëse është me kabllo. Kjo realizohet në atë mënyrë që linja kabllore kalimtare prehet dhe skajet lidhen në zbarrat e vendosura në një dollap i cili quhet “kuadri kabllovik kalimtar si në instalimet elektrike. Nga ky dollap, në të cilin ndodhen siguresat shkrirëse si komponenta mbrojtëse, niset linja për kyçje e cila ka vetëm pjesën e brendshme. Linja kyçëse e objektit gjithmonë përfundon në zbarrat e vendit shpërndarës matës (VSHMKKSH) si vend i nivelit më të lartë hierarkie nga i cili fillon shpërndarja e instalimeve në objekt.

8.3. VENDI SHPËRNDARËS MATËS (VSHM-KKSH) Vendi shpërndarës matës është vendi i nivelit më të lartë hierarkie nga i cili fillon shpërndarja e energjisë elektrike deri në vendet shpërndarëse të nivelit më të ulët hierarkie. Në këtë vend, përveç komponentëve mbrojtëse ndodhen edhe komponentet matëse elektrike, para së gjitha ato për matjen e energjisë elektrike të shpenzuar. Deri në këtë vend vjen linja kyçëse prej

147 rrjetës elektrike shpërndarëse ose prej TS shpërndarës, i cili në objektet e mëdha ndodhet në vetë objektin. Në vendin shpërndarës matës, matet energjia elektrike e shpenzuar, dhe atë diku matet vetëm ajo aktive e diku edhe ajo reaktive e cila lëkundet mes shpenzuesit dhe rrjetës. Kjo matet vetëm në ato objekte në të cilat ekzistojnë shpenzuesit tek të cilët kjo është e domosdoshme për punën e tyre. Te objektet e banimit në parim kjo nuk matet. Energjia reaktive, matet dhe në bazë të saj llogaritet vlera mesatare e fuqisë reaktive përkatësisht faktori i fuqisë mesatar gjatë një muaji, sepse çdo ndërmarrje shpërndarëse e kufizon vlerën e tij mesatare (kufizimi më së shpeshti është në cos = 0.93). Kapacitetet prodhuese, mbartëse dhe shpërndarëse të një shteti janë të kufizuar. Ato objekteve mund ti sigurojnë energjinë elektrike vetëm me fuqi të caktuar. Në rast të mbingarkesës, do të vjen deri te “rënia e sistemit”, i cili shkaktohet për arsye të veprimit të komponentëve mbrojtëse, në disa pjesë prodhuese me çka ato shkyçen prej sistemit. Përkundër kësaj, sistemi mund të jetë më pak i ngarkuar, përkatësisht jo mjaft i shfrytëzuar dhe me këtë rast do të ketë amortizim jo të mirë të sistemit. Në mënyrë që të mos ndodh asnjëra prej këtyre rasteve, ndërmarrja shpërndarëse bënë kontratë me shfrytëzuesit e objekteve me fuqi të instaluar të madhe të shpenzuesve dhe shpenzim të madh të energjisë elektrike, për kërkesat vjetore për energji elektrike, dhe vlerën maksimale të fuqisë me të cilën do të merret kjo energji. Për kontrollimin e realizimit të kësaj kontrate, në komponentet matëse e cila matë energjinë elektrike aktive të shpenzuar (në njehsorin e energjisë elektrike aktive) vendoset një pajisje shtesë (maksigrafi i fuqisë), i cili regjistron vlerën më të madhe të fuqisë aktive gjatë ndonjë periode (më së shpeshti gjatë një muaji). Ky nuk i regjistron mbingarkesat që zgjasin shkurt e të cilat mund të paraqiten gjatë lëshimit në punë të ndonjë motori të madh, por vetëm ato të cilat zgjasin kontinualisht më gjatë se koha e dhënë (p.sh. 15 minuta). Tejkalimi i fuqisë së caktuar me marrëveshje tërheq edhe sanksionet përkatëse dënim me para. Në të gjitha objektet të cilat janë të kyçura në rrjetën shpërndarëse, proceset teknologjike nuk zgjasin 24h në disa prej tyre ato zhvillohen në një ndërresë p.sh. (06-14)h e diku në të tri ndërresat. Për këtë, në sistemin e shpërndarjes, diagrami i fuqisë së ngarkesës edhe më shumë është jo i njëtrajtshëm, si është treguar në fig. 8.3.

Fig.8.3.Paraqitja e një diagrami ditor të fuqisë së ngarkesës në rrjetin shpërndarës elektrik

Gjatë periudhave të pikut të fuqisë, sistemit i kërcënohet rreziku për rënie, ndërsa në periudhat e “luginave” sistemi do të amortizohet keq. Me politikën tarifore të caktuar, çdo ndërmarrje shpërndarëse tenton që diagramin e tillë ta “rrafshoj” pra vlerat momentale të fuqisë së ngarkesës ti përafrohen vlerës mesatare gjatë 24 orëve. Kjo politikë përbëhet në shitjen e energjisë elektrike me çmim më të ulët në periudhat e “luginës”. Që kjo të mund të realizohet teknikisht, ndërtohen komponentet për matjen e energjisë elektrike të shpenzuar me dy dhe më shume sisteme matëse. Prej njërit sistem në

148 tjetrin kalohet me komandë nga “ora për kalim”, ose nga ndërmarrja shpërndarëse me ndihmën e “komandës tingullfrekuente të rrjetit”, përkatësisht me pajisjen KTRR, nëpërmjet të së cilës dërgohen nëpër rrjetin shpërndarës impulse të frekuencave të larta. Disa ndërmarrje shpërndarëse në këtë mënyrë kanë arrit, që në masë të mjaftueshme të rrafshojnë diagramin e fuqisë së tyre. Prej kësaj, mund të përfundohet se në vendet shpërndarëse matëse të objekteve të ndryshme do të vendosen komponente matëse të ndryshme. Mundësit që ekzistojnë janë treguar me 1,N 50,230V

3, 50,400V

Wh

3,N 50,400V/230V 3,N 50,400V/230V

Wh

1,N 50,230V

Wh

Wh

KTRr

h

Wh

VArh

a)

c)

b)

3,N 50,230V/400V

3,N 50,230V/400V

ç)

3 50,400V

3 50,400V

KTRr KTRr

Wh

Wh

h

h

4

Wh W/max

6

Wh W/max

KTRr

VArh VArh d) ë) e) dh) Fig.8.4. Skemat njëpolëshe të sistemeve që më së shpeshti përdoren për matjen e energjisë elektrike. a) matja me njehsor njëfazor e energjisë aktive, b)matja me njehsor trefazor e energjisë aktive, c) matja me njehsor trefazor për energji aktive dhe reaktive, ç)matja me njehsor njëfazor dytarifor për energji aktive, d)matja me njehsor trefazor dytarifor për energji aktive me pajisjen KTRr, dh) matja me njehsor trefazor dytarifor për energji aktive dhe reaktive, e) matja me njehsor trefazor të energjisë aktive me maksigraf të kyçur përmes Tr rrymor, ë) matja me njehsor trefazor të energjisë aktive dhe reaktive me maksigraf të kyçur përmes Tr rrymor dhe pajisjes KTRr.

skemat elektrike në fig. 8.4.Në objektet e mëdha të banimit, në vend të një vendi, bëhen më shumë vende shpërndarëse matëse, të cilat vendosen nëpër kate në mënyrë që të zbatohet minimizimi i gjatësisë së tërë të traseve për linjat shpërndarëse, dhe shfrytëzimi më i mirë i hapësirës. Kjo sot realizohet në kuadrot shpërndarës metalik ku “njehsori i energjisë elektrike” dytarifësh vendoset në pllakën metalike me dimensione 450 x 250 mm. Në këta kuadro përveç njehsorit ndodhen edhe komponentët mbrojtëse. Ekzistojnë përkufizime që mos të vendosen më tepër se tri pllaka në një kolonë, në mënyrë që të mund të bëhet leximi i njehsorit prej dyshemesë, pa mjete ndihmëse. Në pjesën e poshtme të kuadrit vendosen zbarrat shpërndarëse në të cilat vjen linja kyçëse.

149

KAPITULLI I NËNTË 9. VERPIMI I RRYMËS ELEKTRIKE NË TRUPIN E NJERIUT DHE NDIHMA E PARË NË RASTIN E GODITJEVE NGA RRYMA ELEKTRIKE 9.1. LLOJET E DËMTIMEVE NGA RRYMA ELEKTRIKE 9.1.1. Veçoritë e veprimit të rrymës elektrike në indet e gjalla Rryma elektrike, duke kaluar nëpër organizmat e gjalla, shkakton veprime termike, elektrolitike dhe biologjike. Veprimet termike dhe elektrolitike ndodhin edhe në materien jo të gjallë, ndërsa veprimi biologjik është proces i cilin ndodhë vetëm në materien e gjallë. Veprimi termik i rrymës shfaqet me djegien e pjesëve të veçanta të trupit, me ngrohjen e enëve të gjakut, me mbinxehjeje e nervave të zemrës dhe të organeve të tjera, dhe shkakton çrregullime serioze në funksionimin e tyre. Veprimi elektrolitik i rrymës elektrike shfaqet nëpërmjet zbërthimit të gjakut dhe lëngjeve të tjera organike duke shkaktuar prishje të konsiderueshme të përbërësve fiziko-kimik të tyre. Veprimi biologjik i rrymës elektrike shprehet nëpërmjet irritimit dhe ngacmimit të indeve të gjalla të organizmit, dhe shoqërohet me shkurtime të pavullnetshme të muskujve, pra edhe muskujve të zemrës dhe mushkërive. Veprimi i rrymës elektrike në indet e gjalla mund të jetë i drejtpërdrejtë ose i reflektuar. Kur ngacmohet vetëm organi nëpër të cilin kalon kjo rrymë, atëherë veprimi është i drejtpërdrejtë. Mirëpo, nga kalimi i rrymës elektrike irritohen edhe organe që nuk janë në rrugën e kalimit të saj, dhe ky është veprimi reflektues i rrymës elektrike. Veprimi reflektues realizohet nëpërmjet sistemit nervor qendror. Dëmtimet e organizmave të gjalla nga rryma elektrike mund t’i përmbledhim në dy lloje: në trauma elektrike lokale dhe në trauma elektrike të përgjithshme ose siç quhen ndryshe goditje elektrike. Në vijim, këto dy dëmtime do të analizohen veçmas.

9.1.2. Traumat elektrike lokale Traumat ose plagosjet elektrike lokale janë dëmtime të pjesëve të veçanta të organizmit, të shkaktuara nga rryma ose harku elektrik. Rrezikshmëria e traumave dhe vështirësia e mjekimit të tyre varet nga shkalla e dëmtimit të pjesë së trupit si dhe nga kundërveprimi i organizmit ndaj këtyre dëmtimeve. Traumat lokale zakonisht mjekohen lehtë dhe aftësia e të aksidentuarit rivendoset plotësisht ose pjesërisht. Por në raste shumë të rralla, zakonisht pas djegieve të rënda, këto trauma mund të shkaktojnë vdekjen e njeriut. Llojet karakteristike të traumave elektrike lokale janë: djegiet elektrike, shenjat elektrike, metalizimi i lëkurës, dëmtimet mekanike dhe sëmundja e dritës. Djegiet elektrike janë traumat më të përhapura. Dallohen dy lloj djegiesh: djegie me konakt dhe djegie nga harku elektrik.

150 Djegiet me kontakt shkaktohen nga kalimi i rrymës elektrike nëpër trupin e njeriut si rezultat i kontaktit (prekjes) ose takimit të tij me pjesët përcjellëse që ndodhen nën tension. Këto ndodhin në stabilimentet elektrike me tension deri në 1000V. Djegia me kontakt është si rezultat i shndërrimit të energjisë së rrymës elektrike që kalon në trupin e njeriut në nxehtësi. Meqë lëkura i paraqet rrymës elektrike një rezistencë disa herë më të madhe se pjesët e tjera të trupit, atëherë dhe sasia e nxehtësisë që do të zhvillohet në lëkurë do të jetë shumë e madhe dhe pikërisht në vendin e kontaktit me pjesën përcjellëse. Nga kjo rezulton se djegiet me kontakt ( prekje) janë djegie të lëkurës, por vetëm në raste të rralla mund të kemi dëmtime të indeve nën lëkurë, kur nëpër trupin e njeriut kalon një rrymë shumë e madhe. Djegiet nga rryma në të shumtën e rasteve mund të janë djegie të lehta, dhe vështirësia e mjekimit varet nga sipërfaqja që zë pjesa e djegur e lëkurës. Djegiet nga harku elektrik shkaktohen nga veprimi i harkut elektrik që lind midis pjesëve nën tension. Zakonisht këto ndodhin gjatë lidhjeve të shkurtra në stabilimentet elektrike me tension prej 220V deri në 1000V. Por në stabilimentet me tension mbi 1000V, ka raste ku përveç veprimit të harkut, kemi edhe kalimin e rrymës elektrike nëpër trupin e njeriut. Në këtë rast harku lind midis pjesëve me tension dhe njeriu, dhe në këto raste dëmtimi është i rëndë dhe shpesh çon në vdekjen e të aksidentuarit. Shenjat elektrike janë njolla me ngjyrë hiri ose në të verdhë të zbehtë që formohen në sipërfaqen e lëkurës si rezultat i veprimit të rrymës elektrike. Këto kanë formë rrethore ose vezake, por mund të janë edhe në forma gërvishtjesh, plagë të vogla, etj. Shenjat elektrike janë pa dhimb dhe me kalimin e kohës lëkura përtëritet plotësisht. Metalizimi i lëkurës vjen si rezultat i depërtimit në lëkurë të disa pjesëve të vogla të metalit të shkrirë nga veprimi i harkut elektrik që lind gjatë lidhjeve të shkurtra. Këto pjesë shpërndahen me shpejtësi në të gjitha anët, por për shkak të rezervës së vogël të energjisë termike nuk arrijnë të depërtojnë veshjen e njeriut, por mund të prekin pjesët e zbuluara të trupit, si fytyrën dhe duart. Pjesa e dëmtuar e lëkurës është e fortë dhe ndonjëherë rreth saj vihen re skuqje të shkaktuara nga nxehtësia e metalit. Me kalimin e kohës lëkura përtëritet dhe bashkë me te zhduken edhe dhembjet e shkaktuara nga kjo traumë. Në rastin e dëmtimit të syve mjekimi është i vështirë dhe i gjatë dhe në disa raste pa sukses, i aksidentuari mund të humbë shikimin. Në shumicën e rasteve njëkohësisht me metalizim e lëkurës ndodh dhe djegia e saj nga harku elektrik që përcillet me dëmtime të rënda. Dëmtimet mekanike lindin si rezultat i shkurtimeve të menjëhershme të pavullnetshme të muskujve të shkaktuara nga veprimi i rrymës elektrike që kalon nëpër trupin e njeriut. Si rrjedhim mund të lindin çarje të lëkurës, këputje të enëve të gjakut të nervave,si dhe thyerje të kockave. Në këtë lloj traume nuk hyjnë ato të shkaktuara nga rënia e njeriut nga lartësia etj. Këto trauma janë serioze dhe kërkojnë kohë të gjatë për mjekim. Sëmundja e dritës është inflamacioni i membranës së jashtme të syrit si rezultat i fluksit të fuqishëm ultravjollcë. Një rrezatim i këtillë ndodh nga harku elektrik i cili është një burim jo vetëm për rrezet e dukshme por edhe për rrezet ultravjollcë dhe infra të kuqe. Rrezet infra të kuqe paraqesin rrezikshmëri për syrin vetëm kur kanë intensitet të madh dhe për kohë të gjatë. Kjo sëmundje zhvillohet 2-6 orë pas thithjes së rrezeve ultravjollcë. I aksidentuari ka dhimbje të forta të syve dhe të kokës. Mjekimi i kësaj traume mund të zgjasë disa ditë.

9.1.3. Goditjet elektrike Goditjet elektrike shoqërohen me prishjen e punës normale të sistemeve kryesore të organizmit të njeriut. Ato shoqërohen me shkurtime të pavullnetshme të muskujve që mund të çojnë në ndalimin e punës së zemrës dhe të mushkërive, d.m.th. në vdekjen e të aksidentuarit.

151 Gjatë goditjeve elektrike mund të mos ketë dëmtime të jashtme në trupin e të aksidentuarit. Goditjet elektrike në organizmin e njeriut mund t’i ndajmë në katër grupe: -

shkurtime të pavullnetshme të muskujve, por pa humbjen e vetëdijes; shkurtime të muskujve me humbjen e vetëdijes, por me ruajtjen e frymëmarrjes dhe punës së zemrës; humbje të vetëdijes dhe çrregullime të frymëmarrjes ose të punës së zemrës, ose të të dyjave së bashku; vdekje klinike, d.m.th. mungesë e frymëmarrjes dhe e qarkullimit të gjakut.

Goditjet elektrike paraqesin rrezikshmëri të madhe për jetën e njeriut. Shkalla e rrezikshmërisë varet nga intensiteti e rezistencës elektrike të trupit të njeriut, nga intensiteti dhe kohëzgjatja e kalimit të rrymës, nga lloji dhe frekuenca e rrymës si dhe nga vetit individuale të njeriut. Goditja elektrike, nëse nuk çon në vdekjen e njeriut, ajo mund të shkaktoj sëmundje serioze të organizmit (sëmundje të zemrës, nervore, dobësime të kujtesës, të vëmendjes, etj). Këto sëmundje mund të shfaqen menjëherë ose pas kalimit të një kohe 9 disa orë, disa ditë ose muajsh).

9.2. REZISTENCA ELEKTRIKE E TRUPIT TË NJERIUT Trupi i njeriut është përçues i rrymës elektrike, dhe përçueshmëria e indeve të gjalla shkaktohet jo vetëm nga vetit fizike të tij, por edhe nga dukurit e ndërlikuara biofizike dhe biokimike që i karakterizojnë ato. Pra, rezistenca elektrike e trupit të njeriut është në varësi jolineare nga shumë faktorë, si gjendja e lëkurës, madhësitë elektrike si: tensioni, rryma elektrike, faktorët fiziologjikë dhe gjendja e mjedisit përreth. Rezistenca elektrike e indeve të ndryshme është e ndryshme, për shkak të dallimit në ndërtimin e tyre. Kështu p.sh. kockat, lëkura dhe indet dhjamore i paraqitin rrymës elektrike një rezistencë shumë më të madhe se sa gjaku, indet muskulore dhe truri. Në vazhdim po japim rezistencat specifike vëllimore të disa pjesëve të trupit të njeriut për f=50Hz: lëkura e thatë

indet dhjamore indet muskulore gjaku lëngu i palcës së kurrizit

3 10 5

2 10 6

3

3

cm ;

3 10 6 10 cm ; 150 300 cm ; cm ; 100 200 cm ; 50 60

Nga këto të dhëna shihet se lëkura ka një rezistencë specifike vëllimore më të madhe, si rrjedhim rezistenca e trupit të njeriut përcaktohet kryesisht nga rezistenca e lëkurës. Rezistenca e trupit të njeriut për lëkurë të thatë, të pastër dhe të padëmtuar, e matur për tension 15-20 V është në kufijtë 3000 100000 . Nëse në pjesën e lëkurës heqim pjesën e jashtme (epidermën) , dhe fusim elektrodat për matjen e rezistencës së trupit të njeriut, atëherë rezistenca elektrike e trupit të njeriut bie deri në vlerën 500 700 . Në fig. 9.1 a është paraqitur skema e thjeshtësuar e një qarku elektrik ku bënë pjesë trupi i njeriut. Rezistenca e trupit të njeriut, midis dy elektrodave të vendosura në sipërfaqen e trupit, mund të konsiderohet se përbëhet nga rezistencat e lidhura në seri: dy rezistenca të shtresës së jashtme (epidermës) Rj dhe një rezistence të brendshme Rb, që përfshinë rezistencë e dermës, rezistencën e shtresës nën dhjamore të nënlëkurës dhe rezistencën e indeve të brendshme të trupit. Rezistenca e jashtme përmban përveç komponentes aktive edhe komponenten kapacitive. Komponenta kapacitive shkaktohet nga kondensatori Cj, që si pllaka ka elektrodat e vendosura mbi lëkurë dhe indet e brendshme të trupit të njeriut që e përçojnë mirë rrymën elektrike, ndërsa si dielektrik ka pjesën e jashtme të lëkurës (epidermën). Rezistenca e

152 brendshme është thjesht aktive, dhe vlera e saj varet nga gjatësia dhe seksioni tërthor i pjesëve të trupit nëpër të cilat kalon rryma elektrike. elektrodat epiderma

derma Rj

Rbr

Cj

~

Rj

Rnj

Cj

Cnj

~

a)

~

b)

c)

Fig.9.1 Matja e rezistencës së trupit të njeriut a) skema elektrike e matjes së rezistencës; b) skema ekuivalente e qarkut elektrik; c) skema ekuivalente e thjeshtuar.

Në fig.9.1 (b dhe c) janë paraqitur skemat ekuivalente të trupit të njeriut të futur në qarkun elektrik. Rezistenca e tërë e trupit të njeriut sipas skemës së thjeshtuar të paraqitur në fig.9.1 c është: Z nj

Rnj 1

C nj Rnj

2

,

(9.1)

ku janë: Rnj - rezistenca aktive e trupit të njeriut që merret Rnj Cnj - kapaciteti i njeriut Cnj

Rb

2R j ;

0.5 C j Farad

=2 f - shpejtësia këndore 1/s. Në praktikë, për thjeshtësi llogaritjesh merret rezistenca e trupit të njeriut e pandryshueshme Rnj =1000 . Mirëpo, në realitet rezistenca e trupit të njeriut është madhësi e ndryshueshme, pasi varet nga një sërë faktorësh, si gjendja e lëkurës, vendi i kontaktit me elektrodat, faktorët fiziologjik etj. Gjendja e lëkurës ndikon shumë në rezistencën elektrike të trupit të njeriut. Kështu p.sh. për lëkurë të lagur nga uji ose djersa, të ndotur ose dëmtuar, rezistenca e trupit të njeriut ulet shumë. Në vlerën e rezistencës së njeriut ndikon edhe sipërfaqja e kontaktit me elektrodat, vendi i vendosjes si dhe shtypja që ato bëjnë mbi lëkurën. Vendi i vendosjes së elektrodave ndikon në rezistencën elektrike të trupit të njeriut, pasi rezistenca e lëkurës në vende të ndryshme tek i njëjti njeri është e ndryshme. Kjo rezistencë në vendin e vendosjes së elektrodave është e ndryshme për shkak të këtyre faktorëve: a) të ndryshimit të trashësisë së shtresës së jashtme të lëkurës; b) të shpërndarjes jo të njëtrajtshme të gjëndrave të djersës në sipërfaqen e trupit; c) të shkallës jo të njëjtë të mbushjes me gjak të enëve të gjakut të lëkurës. Rezistenca e lëkurës zvogëlohet me rritjen e vlerës dhe të kohës së kalimit të rrymës elektrike nëpër të. Kjo shpjegohet me faktin që rritja e vlerës dhe e kohës së kalimit të rrymës shkakton ngrohje lokale të lëkurës pra, shtimin e djersës dhe të furnizimit me gjak të enëve të gjakut të lëkurës. Në vlerën e rezistencës së lëkurës ndikim të madh ka vlera e tensionit të zbatuar si është treguar në fig.9.2.

153 Znj(k )

Inj(mA)

7

6 5 4 3

Rnj=f (Unj) I nj=f (Unj)

Znj=f (Unj )

2 1 0

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Unj(V)

Fig.9.2 Varësia e rezistencës së lëkurës nga vlera e tensionit të zbatuar: tensioni aleternativ, 50Hz; tensioni i vazhduar.

Rezistenca e trupit të njeriut varet nga lloji dhe frekuenca e rrymës elektrike që kalon nëpër të. Për frekuenca shumë të larta f (praktikisht 10 20 kHz), dhe sipas shprehjes (9.1) rezistenca e plotë është e barabartë me rezistencën e brendshme të trupit. Në frekuenca shumë të larta shtresa e sipërme e lëkurës sillet si përçues shumë i mirë i rrymës elektrike. Në vlerën e rezistencës së trupit të njeriut ndikojnë edhe faktorët fiziologjik, si gjinia, mosha, etj. Kështu, p.sh. rezistenca elektrike e grave dhe fëmijëve është më e vogël se e burrave ose të rriturve. Kjo është si rrjedhim i ndryshimit në trashësinë dhe përbërjen e lëkurës.

9.3. FAKTORËT QË NDIKOJNË NË DËMTIMET NGA RRYMA ELEKTRIKE Rrezikshmëria e veprimit të rrymës elektrike te njeriu, varet nga intensiteti i rrymës që kalon nëpër trupin e njeriut, kohëzgjatja e veprimit të saj, rruga e kalimit të rrymës nëpër trupin e njeriut, vetitë individuale të tij, etj. Madhësia e rezistencës së njeriut si dhe madhësia e tensionit të zbatuar në të gjithashtu ndikojnë në shkallën e dëmtimit, por këta dy faktor përcaktojnë madhësinë e rrymës që kalon nëpër trupin e njeriut. Intensiteti i rrymës elektrike që kalon nëpër trupin e njeriut është faktor kryesor që përcakton shkallën e dëmtimit të tij. Shkalla e dëmtimit nga rryma elektrike, në trupin e njeriut është më e madhe sa më i madh të jetë intensiteti i rrymës elektrike, që kalon nëpër të. Te njeriu, si në tërë natyrën, është i përfaqësuar principi i llojshmërisë biologjike, prandaj është e mundur të caktohet teorikisht vlera e rrymës elektrike, e cila absolutisht është e parrezikshme për njerëzit. Kjo është treguar grafikisht në fig. 9.3. ndërsa në fig. 9.4. është (%)

(%)

99.5

100

50

50

10,5

16

Im(mA)

Mesatarja Mesatarja për për femra meshkuj

Fig.9.3. Rryma e lëshuarjes për frekuencën 50Hz

50 zona jofibriluese

Im(mA)

100 zona fibriluese

Fig.9.4. Përqindja e vdekshmërisë në varësi nga Im

154 treguar përqindja e vdekshmërisë në varësi nga rryma Im. Njeriu fillon të ndiej veprimin e rrymës elektrike alternative me f=50Hz në madhësi 0.5mA dhe atë të vazhduar 3.5mA. Këto rryma quhen kufiri i ndjeshmërisë. Rryma të parrezikshme për njeriun konsiderohen: rryma alternative me f=50Hz dhe intensitet 50 75 A dhe rryma e vazhduar me intensitet 100 125 A. Këto intensitete përdoren për konstruktimin e pajisjeve të ndryshme mbrojtëse shtanga, dara, etj. Rryma alternative me f=50Hz dhe intensitet I 6mA , nëse kalon nëpër trupin e njeriut atëherë shkakton dhimbje, por pa humbur kontrollin e muskujve. Rryma alternative me dhe intensitet I 10 15mA , (f=50Hz) nëse kalon nëpër trupin e njeriut atëherë shkakton dhimbje që mezi durohen, dhe tkurrjet e muskujve janë aq të forta sa njeriu nuk është në gjendje të shkëputet nga pjesët përçuese. Këto rryma quhen kufiri i palëshueshmërisë.

Nga eksperimentet e bëra rezulton që rryma më e madhe e vazhduar, gjatë të së cilën njeriu është në gjendje të duroj dhimbje, është 50 80mA . Ky intensitet i rrymës së vazhduar është marrë si kufi që nuk të lëshon. Rrymat I 25 50mA , (f=50Hz) nëse kalojnë nëpër trupin e njeriut ngacmojnë jo vetëm muskujt e duarve, por edhe ata të kafazit të kraharorit, duke shkaktuar vështirësi në frymëmarrje. Nëse këto rryma veprojnë për një kohë të gjatë shkaktojnë ndërprerje të frymëmarrjes që, pas pak kohe çon në vdekjen e njeriut. Rrymat I 50 100mA , (f=50Hz) nëse kalojnë nëpër trupin e njeriut shkaktojnë një prishje më të shpejtë të veprimtarisë së mushkërive dhe zemrës. Rrymat I 100mA 5 A , (f=50Hz) dhe ato të vazhduara I 300mA 5 A , nëse kalojnë nëpër trupin e njeriut, në rrugën dorë-dorë, ose dorë e djathtë-këmbë, ngacmojnë muskujt e zemrës. Nëse kjo rrymë do të kaloj për një kohë 1-3 sekonda mund të shkaktoj fibrilimin e zemrës. Fibrilimi është shkurtimi i çrregullt i fijeve të muskujve (fibrileve) të zemrës, si rrjedhim zemra pushon së funksionuar si pompë d.m.th. në organizëm ndërpritet qarkullimi i gjakut. Si rezultat i fibrilimit të zemrës dhe ndërprerjes së qarkullimit të gjakut, do të kemi mungesë oksigjeni, gjë që çon në ndërprerjen e frymëmarrjes d.m.th. vdekjen e njeriut. Këto rryma janë vlerat kufitare të fibrilimit dhe paraqesin rrezikshmëri të madhe për jetën e njeriut. Rrymat mbi 5A shkaktojnë ndalimin e menjëhershëm të zemrës dhe të frymëmarrjes pa e shkaktuar fibrilimin e saj. Nëse këto rryma veprojnë për një kohë të shkurtë (1 deri në 2 sekonda) dhe nuk shkaktojnë dëmtimin e zemrës, dhe pas ndërprerjes së rrymës zemra rifillon veprimtarinë normale, ndërsa frymëmarrja nuk rivendoset vetë. Për këtë arsye, të aksidentuarit nga rryma elektrike duhet t’i bëhet menjëherë frymëmarrja artificiale. Kohëzgjatja e kalimit të rrymës elektrike nëpër trupin e njeriut ndikon shumë në përcaktimin e dëmtimit. Sa më e madhe të jetë kohëzgjatja e kalimit të rrymës në trupin e njeriut, aq më rrezikshmëri paraqet rënia nën tension. Kjo shpjegohet se me rritjen e kohëzgjatjes së kalimit të rrymës nëpër trupin e njeriut, rritet intensiteti i rrymës( si rezultat i zvogëlimit të rezistencës së trupit të njeriut). Si rrjedhim do të rriten pasojat e veprimit të rrymës në organizëm dhe rritet edhe mundësia e përputhjes së çastit të kalimit të rrymës nëpër zemër me fazën T të ciklit të zemrës. Ndjeshmëria e zemrës ndaj rrymës elektrike nuk është e njëjtë në të gjitha fazat e punës së saj. Zemra është e ndjeshme në fazën T të ciklit të saj, e cila zgjat rreth 0.2 sekonda. Në qoftë se nëpër zemër kalon rryma elektrike, gjatë fazës T të ciklit të saj, atëherë ajo fillon të fibrilojë. Në qoftë se koha e kalimit të rrymës nuk përputhet me fazën T të ciklit të zemrës, atëherë do të zvogëlohet mundësia e fibrilimit të zemrës.

155 Rruga e kalimit të rrymës elektrike nëpër trupin e njeriut ndikon shumë në atë se çka do të ndodhë në të dëmtuarin nga rryma elektrike. Nëse rryma do të kaloj nëpër organe të rëndësishme, siç janë zemra, mushkëritë, truri, rrezikshmëria e saj rritet shumë, meqë ajo vepron drejtpërsëdrejti në këto organe. Mirëpo, nëse rryma elektrike në rrugën e kalimit në trupin e njeriut nuk ndesh në organet e sipërpërmendura, kështu veprimi i saj në këto organe nuk është i drejtpërdrejtë, por i reflektuar, e më këtë ulet edhe rrezikshmëria e saj. Në rrugën e kalimit të rrymës elektrike ndikon edhe pjesa e trupit e cila ka prek pjesën përçuese, pasi rezistenca e pjesëve të ndryshme është e ndryshme. Rrugët e mundshme të kalimit të rrymës elektrike nëpër trupin e njeriut janë të shumta, për më të shpeshtat janë rrugët dorë-dorë, dorë-këmbë dhe këmbë-këmbë. Në tabelën 9.1 jepen karakteristikat e rrugëve më të shpeshta të kalimit të rrymës nëpër trupin e njeriut. Tabela 9.1 Karakteristikat e rrugëve të mundshme të kalimit të rrymës elektrike nëpër trupin e njeriut Rruga e rrymës

Mundësia e ndodhjes së kësaj rruge %

Dorë-dorë Dorë e djathtë-këmbë Dorë e majtë-këmbë Këmbë-këmbë Kokë-këmbë Kokë-dorë Të tjera

40 20 17 6 5 4 8

Pjesa e rrymës që kalon nëpër zemër (në% të rrymës që kalon nëpër trup) 3.3 6.7 3.7 0.4 6.8 7.0 -

Rastet e humbjes së vetëdijes gjatë kohës së kalimit të rrymës në % 83 87 80 15 88 92 65

Nga të dhënat në tabelë, shihet se si rrugë më e rrezikshme është rruga dorë e djathtë-këmbë. Ndërsa më pak e rrezikshme rruga këmbë-këmbë. Në praktikë nuk është regjistruar asnjë rast vdekjeje sipas rrugës këmbë-këmbë, megjithëkëtë nuk mund të thuhet se kjo rrugë është e parrezikshme. Tensionet e hapit me vlerë 50-80V shkaktojnë shkurtime të pavullnetshme të muskujve të këmbëve, si rrjedhim kemi rrëzimin e njeriut në tokë. Me rrëzim ndodh rruga këmbë-duar që është më e rrezikshme se ajo këmbë-këmbë, dhe tensioni është më i madh se ai i hapit. Lloji i rrymës dhe frekuenca e saj. Praktika e shfrytëzimit të pajisjeve elektrike ka treguar se rryma e vazhduar është më pak e rrezikshme se ajo alternative me frekuencë f=50Hz. Kjo vlen vetëm për tensione 250-300V. Me rritjen e tensionit rritet edhe rrezikshmëria, ndërsa për tensione mbi 500V rryma e vazhduar është më e rrezikshme se ajo alternative. Më parë kemi përmend se me rritjen e frekuencës për shkak të komponentes kapacitive të rezistencës së trupit të njeriut, rezistenca elektrike e tij do të ulet. Kështu, mund të pritet që, me rritjen e frekuencës do të rritej rrezikshmëria e rrymës elektrike. Kjo vlen vetëm për frekuenca nga 0 deri në 50 60 Hz. Rritjet e mëtejshme të frekuencës, pavarësisht nga rritja e rrymës që kalon në trupin e njeriut, shoqërohen me uljen e rrezikshmërisë, e cila zhduket plotësisht për frekuencën 450-500 kHz. Mirëpo, këto rryma e ruajnë rrezikshmërinë përsa u përket djegieve që shkaktohen nga harku elektrik ashtu edhe nga kalimi i tyre drejtpërdrejt nëpër trupin e njeriut. Ulja e rrezikshmërisë së dëmtimit nga rryma elektrike me rritjen e frekuencës së saj bëhet që në frekuencat 1000 2000 Hz. Vetitë individuale të njeriut luajnë një rol të rëndësishëm se çka do të ndodhë në të dëmtuarin nga rryma elektrike. Praktika ka vërtetuar se njerëzit e shëndosh dhe fizikisht të fortë i kalojnë

156 më lehtë goditjet se njerëzit e sëmurë dhe të dobët. Dëmtime më të mëdha kanë njerëzit që vuajnë nga sëmundjet e zemrës, të lëkurës, të mushkërive, sistemit nervor etj. Pastaj edhe kualifikimi i njeriut ndikon në atë se si do të përfundoj i dëmtuari nga rryma elektrike. Njeriu pa njohuri mbi elektricitetin, kur bie nën tension është në kushte më të rënda se sa ai që ka njohuri mbi te. Kjo qëndron në atë se profesionisti për shkak të eksperiencës dhe të njohuri mbi elektricitetin di të vlerësoj shkallën e rrezikut dhe të marrë masat e nevojshme për lirimin e vetes nga rryma elektrike. Me këtë shpjegohet edhe fakti se normat dhe kërkesat teknike ndaj pajisjeve elektrike të përditshme janë më rigoroze sesa ato të stabilimenteve shpërndarëse, reparteve energjetike ku punojnë profesionistët. Shkalla e rrezikut nga veprimi i rrymës elektrike e cila kalon nëpër trupin e njeriut, varet prej intensitetit të sajë, frekuencës dhe kohëzgjatjes. Për diapazonin e frekuencave f =(15-100) Hz janë futur disa zona që kufizohen me lakoret I= f (t) si është treguar në fig. 9.5. 10 000 ms

a

b

L

c1 c 2

c3

1 000

1

100

2

3

4

10 0.1

1

10

100

1000

10 000

mA

L - Lakorja referente konvencionale sipas së cilës vendoset koha e shkyçjes në varësi nga tensioni i prekjes i pritur për masën mbrojtëse me shkyçje automatike të furnizimit Zona 1 (deri te lakorja a)

Veprimi fiziologjik zakonisht pa kurrfar reaksione

2( në mes të lakores a dhe b)

Zakonisht pa veprime të dëmshme fiziologjike

3( në mes të lakores b dhe c 1)

Zakonisht pa dëmtime të organeve. janë të mundura ngërça të muskujve, pengesa në frym ëmarrje dhe çrregullim i ritmit të zemres. Njajtë si në zonën 3 me gjasë më të madhe

4 (pasë lakores c1)

Me rritjen e intenzitetit të rrymës dhe kohëzgjatjes mund të shkaktohet ndalja e zemrës, frymëmarrjes dhe djegje të ashpra. Fig.9.5. Zonat e shkallëve të rrezikshmërisë te goditja elektrike me rryma për frekuencat 15 deri 100 Hz

9.4. VLERAT E LEJUARA TË TENSIONIT TË PREKJES Janë bërë shumë studime dhe kërkime për të përcaktuar vlerat e lejuara më të mëdha të rrymës alternative ( 50 60Hz) për kohëzgjatje të ndryshme të kalimit të saj nëpër trupin e njeriut

157 sipas rrugëve dorë-dorë dhe dorë-këmbë. Ndërsa, për qëllime praktike janë më të përshtatshme vlerat e tensionit të lejuar sesa të rrymës së lejuar. Për këtë arsye në normat e shumë vendeve jepen vlerat e tensionit të lejuar të prekjes në varësi të kohës së shkyçje automatike të këtij tensioni. Tensioni i prekjes Upr quhet tensioni në të cilin mund të vihet trupi i njeriut që ka prekur shtëpizat metalike të makinave dhe aparateve elektrike me izolim të dëmtuar. Normat për vlerën e tensionit të lejuar të prekjes të vendeve të ndryshme dallojnë pak midis tyre. Në tabelën 9.2 janë dhënë vlerat për vendet e Bashkësisë Evropiane. Tabela 9.2

Vlerat më të mëdha të tensionit të lejuar të prekjes në varësi të kohës së shkyçjes së tij t(sek) Uprl (V)

Mjedis i thatë Mjedis me lagështi

0.02

0.05

0.1

0.2

0.5

1

5

350

220

150

110

90

75

50

<50

250

145

96

65

50

40

25

<25

Në stabilimentet elektrike me tension mbi 1000V të rrymës alternative me frekuencë 50Hz që i përkasin rrjetave me netër të tokëzuar vlerat e lejuara të tensionit të prekjes janë dhënë në tabelën 9.3. Tabela 9.3

Vlerat më të mëdha të tensionit të lejuar të prekjes për regjim avari në stabilimentet elektrike të rrymës alternative 50Hz me tension mbi 1000V që i përkasin rrjetave me netër të tokëzuar Kohëzgjatja e veprimit të rrymës, sek Tensioni më i madh i lejuar Upr, V

Deri 0.1

0.2

0.5

0.7

1.0

500

400

250

130

100

Mbi 1 deri 5 65

Për projektimin dhe kontrollin e efikasitetit të pajisjeve mbrojtëse si tokëzimi, nulifikimi, shkyçja mbrojtëse, etj., të përdorura në instalimet elektrike vlera e tensionit të lejuar të prekjes për kohë të gjatë është 50V, e cila vlerë është e pranuar nga shumë shtete.

9.5. NDIHMA E PARË NË RASTET E GODITJEVE NGA RRYMA ELEKTRIKE 9. 5. 1 KËRKESA TË PËRGJITHSHME Për suksesin e ndihmës së parë për të aksidentuarit nga rryma elektrike, si dhe për rastet e tjera të aksidenteve, faktorët kryesor janë: veprimi i shpejtë, shkathtësia si dhe zgjuarsia e atij që do të jap ndihmë. Dhënia e ndihmës së parë nuk kërkon pajisje speciale dhe mund të mësohet nga të gjithë. Shpëtimi i të aksidentuarit nga rryma elektrike, në shumicën e rasteve do të varet nga shpejtësia e çlirimit të tij nga rryma elektrike, si dhe nga shpejtësia dhe mënyra e drejtë e dhënies së ndihmës së parë. Vonesa dhe përgatitjet e gjata mund të çojnë në vdekjen e të aksidentuarit. Përpjekjet për ta sjell në jetë janë efektive vetëm në rastet kur kanë kaluar jo më

158 shumë se 4 minuta nga çasti i ndërprerjes të të rrahurave të zemrës. Prandaj, ndihma e parë duhet të jepet shpejtë dhe mundësisht në vendin e ngjarjes. Asnjëherë nuk duhet të heqim dorë nga dhënia e ndihmës së parë dhe ta quajmë të aksidentuarin të vdekur, në qoftë se atij i mungon frymëmarrja, të rrahurit e zemrës dhe pulsi. Në rastet e goditjeve nga rryma elektrike vdekja shpeshherë është e rreme, vetëm mjeku mund të përcaktoj nëse duhet ndërprerë masat për shpëtimin e të aksidentuarit ose jo.

9. 5. 2 ÇLIRIMI NGA RRYMA ELEKTRIKE Me rastin e goditjes nga rryma elektrike është e domosdoshme të çlirohet i aksindetuari nga veprimi i rrymës sa më shpejtë të jetë e mundur, sepse sa më e gjatë të jetë kjo kohë aq më e madhe do të jetë shkalla e dëmtimit. Prekja e pjesëve përcjellëse që ndodhen nën tension, në shumicën e rasteve shkakton shtangim të forta të muskujve. Në qoftë se i aksidentuari mban përcjellësin në dorë, duhet domosdo ta çlirojmë atë nga veprimi i rrymës. Në këto raste duhet të kemi parasysh se prekja e të aksindentuarit që ndodhet nën veprimin e rrymës, pa i marrë më parë masat e duhura, do të paraqet rrezik për atë që jep ndihmën. Prandaj, veprimi i parë duhet të jetë shkyçja e menjëhershme e asaj pjese të instalimit të cilën e ka prekur i aksidentuari. Në rastet e caktuara duhet të kemi parasysh edhe rrethanat e mëposhtme: 1 – Kur i aksidentuari ndodhet në lartësi, shkyçja e instalimit dhe çlirimi i të aksidentuarit nga rryma elektrike mund të shkaktoj rënien e tij nga lartësia, prandaj në këtë raste duhet të merren masa për shmangien e këtij rreziku. 2 – Gjatë shkyçjes së instalimit elektrik në të njëjtën mund të ndërpritet kohë edhe ndriçimi, prandaj duhet të sigurojmë ndriçim nga ndonjë burim tjetër ( ndriçim panik, llambë dore, etj.), por gjithmonë pa u vonuar në shkyçjen e instalimit dhe dhënien e ndihmës së parë. Në qoftë se shkyçja e instalimit nuk mund të bëhet shpejt është e domosdoshme që të merren masa të tjera të shpejta për veçimin e të aksidentuarit nga pjesët përcjellëse që janë nën tension. Por gjithmonë duhet të kemi parasysh që të mos biem vetë në kontakt me pjesët përcjellëse të rrymës dhe nën tensionin e hapit. Për shkëputjen e të aksidentuarit nga pjesët përcjellëse, ose nga përcjellësi nën tension, duhet të përdorim shkop, litar ose çfarëdo sendi tjetër të thatë që nuk e përcjell rrymën elektrike si është treguar në fig. 9.6.

Fig.9.6. Çlirimi i të aksidentuarit nga rryma, duke e hequr përcjellësin me dërrasë.

Përdorimi i sendeve metalike dhe të lagura për këtë qëllim nuk lejohet. Për ta shkëputur të aksidentuarin nga pjesët përcjellëse me rrymë, mund ta kapin atë nga rrobat e tij, në qoftë se ato janë të thata dhe të shkëputura nga trupi. P.sh mund ta kapim nga supet e xhaketës ose të paltos, por gjatë këtij veprimi duhet t’i shmangemi prekjes së sendeve metalike që na rrethojnë dhe prekjes së pjesëve të trupit që nuk janë të mbuluara me rroba, si është treguar në fig. 9.7.

159

Fig.9.7. Çlirimi i të aksidentuarit nga rryma, duke e tërhequr nga rrobat e thata.

Kur e tërheqim të aksidentuarin nga këmbët, nuk duhet të prekim këpucët ose rrobat e tij, pa izolim të mirë të duarve tona, pasi ato mund të jenë të lagura dhe të përcjellin rrymën elektrike. Në qoftë se duhet domosdo të preket trupi i të aksidentuarit që nuk është i mbuluar me rroba, shpëtuesi duhet të vesh doreza dielektrike ose të mbështjell dorën me shall, ose me çfarëdo lloj materiali izolues., gome, tape, etj. Gjatë shkëputjes së viktimës nga pjesët përcjellëse rekomandohet, sipas mundësive, të përdoret vetëm një dorë, si është treguar në fig. 9.8.

Fig.9.8. Çlirimi i të aksidentuarit nga pjesët përcjellëse të rrymës që ndodhen nën tension.

Kur paraqiten vështirësi për shkëputjen e të aksidentuarit, përcjellësin e rrymës mund ta presim me një sëpatë me bisht druri të thatë, si është treguar në fig. 9.9. Kryerja e këtij veprimi duhet të bëhet me kujdes, nuk duhen prekur përcjellësit në mes veti, por duhet prerë secili përcjellës veçmas dhe të përdoren mjete izoluese dhe të përdoren mjete izoluese në duar ose këmbë.

Fig.9.9. Çlirimi i të aksidentuarit nga rryma që duke prerë përcjellësin

160

9. 5. 3 NDIHMA E PARË PËR TË AKSIDENTUARIT NGA RRYMA ELEKTRIKE Ndihma e parë varet nga gjendja në të cilën ndodhet i aksidentuari pas çlirimit të tij nga rryma elektrike. Në të gjitha rastet e goditjes nga rryma elektrike është e domosdoshme të thirret menjëherë mjeku, pavarësisht nga gjendja e të aksidentuarit. Në qoftë se i aksidentuari, të cilit më parë i kish rënë të fikët ose ndodhej pa ndenja, ruan frymëmarrjen e qëndrueshme dhe pulsin, atë duhet ta vendosim në një shtresë rrobash, dhe ta lirojmë prej veshjeve që e shtrëngojnë për t’i siguruar ajrim të mirë, e fërkojmë dhe e ngrohim trupin si dhe largojmë njerëzit e tepërt. Kur të aksidentuarit i shkaktohen të vjella është e domosdoshme ta kthejmë në anë, për të nxjerrë më lehtë të vjellat. Kur i aksidentuari vjen në vete, i japim për të pirë çaj të nxehtë. Në asnjë rast nuk duhet të lejojmë të aksidentuarin të lëviz dhe aq më tepër të vazhdoj punën. Pak goditjes së rrymës elektrike nuk përjashtohet mundësia që i aksidentuari të keqësohet më vonë. Vetëm mjeku mund të përcaktoj gjendjen shëndetësore të viktimës. Në qoftë se i aksidentuari me frymë rrallë dhe me vështirësi, por pulsi i vazhdon, duhet të fillojmë menjëherë me frymëmarrje artificiale. Kur i mungon edhe frymëmarrja edhe pulsi, për shkak të keqësimit të shpejtë të furnizimit të trupit me gjak, të aksidentuarit i zgjerohen bebëzat e syve, i vazhdon mavijosja e lëkurës dhe nxjerrja e jargëve. Në këtë raste ndihma duhet të përqendrohet në vendosjen e funksioneve jetësore me anë të frymëmarrjes artificiale dhe të masazhit të jashtëm të zemrës. Lëvizja e të aksidentuarit në një vend tjetër bëhet vetëm kur atij ose personit që jep ndihmë i kërcënohet ndonjë rrezik ose kur dhënia e ndihmës së parë në atë vend është e pamundur. Për të zhvendosur të aksidentuarin nuk duhet humbur kohë, pasi ajo është e çmueshme. Nuk është e domosdoshme që për të bërë frymëmarrjen artificiale të aksidentuarin ta vendosim në pozicion horizontal. Janë të njohura rastet, kur si pasojë e dhënies së pandërprerë të frymëmarrjes artificiale dhe të masazhit të zemrës për 3-4 orë e më tepër nga goditja e rrymës, të aksidentuarit janë kthyer në jetë. Të aksidentuarit nga goditja e rrufesë iu jepet ndihma e parë njëlloj, si dhe për rastet e goditjeve nga rryma elektrike.

9. 5. 4. MËNYRAT E KRYERJES SË FRYMËMARRJES ARTFICIALE Me frymëmarrje artificiale duhet të fillohet menjëherë nëse i aksidentuari nuk merr frymë ose merr frymë me shumë vështirësi, si dhe në rastet kur frymëmarrja fillon të keqësohet gradualisht. Në shumicën e rasteve, ndihma e parë, me anë të frymëmarrjes artificiale dhe të masazhit të jashtëm të zemrës, është jetëdhënëse jo vetëm për të aksidentuarit nga rryma elektrike, por edhe për të mbyturit në ujë, të helmuar, me sëmundje ishemike të zemrës si dhe në rastet e aksidenteve automobilistike etj. Në kohën e sotme përdoret me sukses dhe rekomandohet që frymëmarrja artificiale të bëhet me metodën nga goja në gojë ose nga goja në hundë pasi me këtë arrihet të jepet sasi e bollshme ajri në mushkëritë e të aksidentuarit. Metoda nga goja në gojë ose nga goja në hundë bazohet në përdorimin e frymës që nxjerr njeriu, që për të aksidentuarin është fiziologjikisht e dobishme. Fryrja e ajrit mund të bëhet përmes garzës ose shamisë. Për

161 kryerjen e frymëmarrjes artificiale të aksidentuarin duhet ta shtrijmë në shpinë dhe t’i lirojmë rrobat që i pengojnë frymëmarrjen. Përpara se të fillojmë frymëmarrjen artificiale, është e domosdoshme t’i sigurojmë rrugën e lirë të frymëmarrjes, e cila mund të jetë mbyllur nga pjesa e prapme e gjuhës ose nga sendet e ndryshme. Kokën e të aksidentuarit e përkulim në maksimumin e mundshëm , duke vendosur njërën dorë nën qafë dhe duke ushtruar presion me dorën tjetër mbi ballë, si është treguar në fig. 9.10. Kjo bëhet me qëllim të lirimit të rrugës së frymëmarrjes, dhe me këtë pozicion të kokës goja zakonisht hapet. Nëse të aksidentuarin e kemi të shtrirë, për të ruajtur pozicionin e nevojshëm të kokës, nën shpinë i vendosim një mbështetëse prej rrobave që i kemi hequr.

Fig.9.10. Pozicioni i kokës kur të aksidentuarit duhet bërë frymëmarrje artificiale

Kur në gojë ka sende të huaja, kokën dhe shpatullat e të aksidentuarit duhet t’i kthejmë mënjanë. Për ta mbajtur në këtë pozicion nën shpatulla vejmë gjurin, gjuhën dhe fytin e pastrojmë me anë të shamisë. Pasi pastrojmë sipërfaqen e gjuhës dhe i përkulim kokën prapa bëjmë vetë një frymëmarrje të thellë pastaj mbështetim gojën tonë në gojën e të aksidentuarit dhe bëjmë në te fryrjen, si është treguar në fig. 9.11. Gjatë kësaj kohe hundën e të aksidentuarit duhet ta mbyllim me faqe ose me gishtat e dorës që kemi vënë në ballë.

Fig.9.11. Frymëmarrja artificiale nga goja në gojë

Gjatë kryerjes së frymëmarrjes artificiale duhet të kemi kujdes që fryrja e ajrit të mos shkojë në stomakun e të aksidentuarit. Nëse ajri shkon në stomak, që dallohet me lehtësi pasi nuk zgjerohet gjoksi, por fryhet stomaku, është e domosdoshme të nxjerrim ajrin nga stomaku duke ushtruar presion me dorë shpejt dhe për një kohë të shkurtës rreth stomakut. Gjatë këtij veprimi të aksidentuarit mund t’i shkaktohet vjella, prandaj kokën dhe shpatullat ja kthejmë në një anë në mënyrë që t’i pastrohen goja dhe fyti. Në qoftë se pas fryrjes së ajrit, gjoksi i tij nuk zgjerohet është e domosdoshme të lëvizim përpara nofullën e poshtme. Në këtë rast katër gishta e të dy duarve i vendosim prapa nyje së nofullës së poshtme, duke e kapur atë me të dy gishtat e mëdhenj e shtyjmë dhe e lëvizim nofullën e poshtme përpara në mënyrë që dhëmbët e poshtëm të dalin përpara atyre të sipërme, si është tregua në fig. 9.12.

162

Fig.9.12 Lëvizja e nofullës së poshtme me të dy duart.

Në qoftë se nofulla e të aksidentuarit shtrëngohet fort dhe hapja e saj është e pamundur, duhet të bëjmë frymëmarrje artificiale sipas metodës nga goja në hundë, si në fig. 9.13. duke i mbyllur më parë gojën.

Fig.9.13. Frymëmarrja artificiale sipas metodës nga goja në hundë.

Fryrjen e ajrit duhet ta bëjmë me forcë në çdo 5 sekonda që t’i përshtatet një frymëmarrje me frekuencë 12 herë në minutë. Fëmijëve të vegjël ia fryjmë ajrin njëkohësisht në gojë dhe në hundë duke përfshirë gojën dhe hundën e fëmijës. Sa më i vogël të jetë fëmija, aq më pak ajër duhet të fryjmë dhe aq më shpesh duhet ta kryejmë frymëmarrjen, duke iu përshtatur moshës së tyre (16-18 herë në minutë). Prandaj fryrjen duhet ta bëjmë jo të plotë dhe të lehtë, në mënyrë që të mos i dëmtojmë rrugët e frymëmarrjes viktimës. Pas çdo fryrjeje, bëjmë një pauzë duke liruar gojën dhe hundën e të aksidentuarit për të bërë nxjerrjen e lirë të ajrit nga mushkëritë. Për të bërë një nxjerrje të thellë duhet ta shtypim pak gjoksin me dorë, në mënyrë që të ndihmojmë daljen e ajrit nga mushkëritë e të aksidentuarit. Frymëmarrja artificiale vazhdohet derisa të vendoset një frymëmarrje e pavarur, e thellë dhe ritmike.

9. 5. 5 MASAZHI I JASHTËM I ZEMRËS Kur duam t’i rikthejmë qarkullimin e gjakut të aksidentuarit që i ka ndalur zemra ( e kjo përcaktohet me mungesën e pulsit në arterien qendrore dhe me zgjerimin e bebëzave të syve) ose ka fibrilim të saj, është e domosdoshme të bëjmë frymëmarrjen artificiale dhe masazhin e jashtme të zemrës. Masazhi i jashtëm bazohet në metodën e presimit ritmik të zemrës nëpërmjet dërrasës së kraharorit, duke presuar në vendin e caktuar të pjesës së fundit të gjoksit nën të cilën ndodhet zemra. Gjatë këtij presimi, zemra shtypet pas shtyllës kurrizore dhe gjaku prej barkusheve të saj përcillet në enët e gjakut. Për kryerjen e masazhit të jashtëm të zemrës, të aksidentuarin duhet ta shtrijmë në shpinë në një sipërfaqe të fortë ose të vemë nën te një dërrasë dhe t’i zbulojmë gjoksin. Duhet të zemë

163 një vend, nga e majta ose e djathta e të aksidentuarit, nga e cila pozitë do të kemi mundësi të përkulemi mbi të aksidentuarin, si në fig. 9.14.

Fig.9.14. Pozicioni i atij që jep ndihmën për kryerjen e masazhit të jashtëm të zemrës

Vendi i bërjes së presionit ndodhet afërsisht 2 gisht mbi fundin e butë të gjoksit, si në fig. 9.15. Në vendin e masazhit vendosim njërën dorë, ndërsa shuplakën e dorës tjetër e vendosim mbi të parën me një kënd të drejtë. Shtypjen e bëjmë lehtë duke ndihmuar veten me ndihmën e trupit, si është treguar në fig 9.16. Gishtat e dy duarve duhet t’i kemi të bashkuara dhe të mos prekim kafazin e kraharorit të viktimës.

Fig.9.15. Vendi i vendosjes së dorës për kryerjen e masazhës së jashtme

Fig.9.16. Vendosja e drejtë e duarve për kryerjen e masazhit të jashtëm zemrës dhe përcaktimi i pulsit në arterien qendrore.

Shtypjen duhet ta bëjmë me goditje të shpejta, në mënyrë që pjesën e fundit të kraharorit t’ia ulim poshtë 3-4cm, duke e fiksuar në këtë pozicion për 0,5sekonda pas së cilave lirojmë shpejtë duart, por pa i hequr ato nga gjoksi. Shtypja duhet të bëhet çdo sekondë ose pak më shpesh. Duhet të shmangemi shtypjes në pjesën e sipërme të gjoksit, në fund të brinjës së poshtme, mbasi kjo mund të shkaktoj thyerjen e saj. Nuk lejohet të shtypet pjesa e fundit e kafazit të kraharorit mbasi mund të dëmtohen organet që ndodhen në te. Fëmijëve me moshë më të madhe se 12 vjeç, masazhin e jashtëm të zemrës ua bëjmë, si dhe të rriturve me të dyja duart. Fëmijëve me moshë deri në 12 vjeç masazhin e jashtëm të zemrës duhet t’ua bëjmë me një ritëm shtypjeje 65-80 herë në minutë. Në qoftë se nuk kemi ndihmës dhe e bëjmë vetëm si frymëmarrjen artificiale, ashtu dhe masazhin e jashtëm të zemrës, këto operacione duhet t’i bëjmë sipas radhës së mëposhtme: pas dy fryrjesh të thella në gojën ose hundën e të aksidentuarit, bëjmë 15 shtypje në kafazin e kraharorit, pastaj bëjmë përsëri dy fryrje të thella dhe përsëri 15 shtypje për masazhin e zemrës, etj. Duhet të bëjmë afërsisht 60-65 shtypje në minutë. Gjatë këmbimit të frymëmarrjes artificiale me masazhin e zemrës intervali duhet të jetë sa më i vogël. Të dyja veprimet bëhen nga e njëjta anë. Kryerja e frymëmarrjes dhe masazhit të zemrës me një njeri është treguar në fig. 9.17.

164

Fig.9.17. Kryerja e frymëmarrjes artificiale dhe e masazhit të zemrës me një njeri

Kur kemi ndihmës, njëri duhet të bëjë frymëmarrjen artificiale, ndërsa ndihmësi masazhin e jashtëm të zemrës, si është treguar në fig. 9.18. Raporti midis frymëmarrjes artificiale dhe masazhit të zemrës duhet të qëndroj 1 me 5 d.m.th. pas një fryrjeje të thellë të bëhen pesë shtypje në kafazin e kraharorit. Në qoftë se kjo nuk mund të plotësohet, atëherë mund të bëhet raporti, 2 me 15, d.m.th. dy fryrje të thella me 15 shtypje. Në kohën e fryrjes nuk bëjmë masazhin e zemrës, në të kundërt ajo nuk do të shkojë në mushkëritë e të aksidentuarit.

Fig.9.18. Kryerja e frymëmarrjes artificiale dhe e masazhit të zemrës me dy njerëz

Efektiviteti i masazhit të jashtëm të zemrës duket para së gjithash në atë që pas çdo shtypjeje në gjoks shfaqet pulsi në arterien e kofshës ose në atë qendrore. Pas çdo dy minutash ndërpresin masazhin e zemrës për 2-3 sekonda për ta përcaktuar pulsin në arterien qendrore. Vendosim gishtërinjtë në qafë dhe duke e lëvizur dorën me kujdes presim sipërfaqen e qafës derisa të gjejmë arterien qendrore. Shfaqja e pulsit në kohën e pushimit tregon se është vendosur puna e zemrës, pra ka qarkullim të gjakut. Pas kësaj duhet vazhduar me frymëmarrje artificiale deri në vendosjen e një frymëmarrje të qëndrueshme dhe të pavarur. Në qoftë se mungon pulsi duhet të fillojmë menjëherë masazhin e zemrës. Shenjë të tjera të efektit të masazhit është ngushtimi i bebëzave të syve dhe zvogëlimi të mavijosjes së lëkurës dhe të jargëve. Për të rritur efektivitetin e masazhit të zemrës, ngremë këmbët e të aksidentuarit (për rreth 0,5m) për të bërë një kalim më të mirë të gjakut në zemër nga venat e pjesës së poshtme të trupit. Për vendosjen e punës së zemrës tek i aksidentuari gjykojmë nga shfaqja e pulsit që vazhdon rregullisht edhe pa masazhin.

165 Mungesa e gjatë e pulsit edhe me shfaqjen e shenjave të tjera të gjallërimit të organizmit si: frymëmarrja e pavarur, ngushtimin e bebëzave, përpjekjet e të aksidentuarit për të lëvizur këmbët e duart, etj., tregojnë shenjën e fibrilimit të zemrës. Në këto raste është e domosdoshme të vazhdojmë frymëmarrjen artificiale dhe masazhin e zemrës të aksidentuarit derisa tek ai të vijë personeli mjekësor.

67

KAPITULLI I DHJETË 10. MASAT MBROJTËSE NGA GODITJA E RRYMËS ELEKTRIKE NË INSTALIMET ELEKTRIKE 10. 1 .MBROJTJA NGA PREKJA E DREJTPËRDREJTË Mbrojtja nga prekja direkte mund të realizohet në mënyrat si në vijim: - me izolim elektrik, - me vendosjen e rrethojës dhe me shtëpiza, - me vendosjen e pengesave, - me vendosje jashtë largësisë që arrihet me dorë, dhe - me pajisje mbrojtëse plotësuese (çelësi i rrymës diferenciale PMRRD ose çelësi FID). 9.2.1. MBROJTJA ME IZOLIM ELEKTRIK. Pjesët elektropërçuese të cilat normalisht ndodhen nën tension, dhe të cilat mund të arrihen me prekje direkte, duhet të janë të mbuluara me material elektroizolues i cili vazhdimisht mund të duroj të gjitha sforcimet nga mjedisi. Izolimi i tillë mund të menjanohet vetëm me shkatërrim me qëllim. Si materiale të tilla nuk mund të konsiderohen llojet e ndryshme të ngjyrave dhe llaqeve. 9.2.2. MBROJTJA ME RRETHOJË DHE SHTËPIZA. Pjesët elektropërçuese të cilat normalisht janë nën tension, dhe të cilat nuk janë të izoluara elektrikisht, duhet të vendosen pas rrethojës ose në shtëpiza, në mënyrë që të pengohet prekja direkte e rastësishme e tyre. Këto rrethoja mund të largohen dhe shtëpizat të hapen me anë të çelësit ose veglave të cilat i posedon personi profesional. Zakonisht vendosen edhe bllokadat, me çrast ato nuk mund të largohen, deri sa tensioni në pjesët elektropërçuese të tyre, mos të shkyçet. 9.2.3. MBROJTJA ME PENGESA. Pengesat vendosen me qëllim që të pengohet afrimi në pjesët elektropërçuese të cilat gjenden nën tension dhe të cilat nuk janë të izoluara elektrikisht, ose të pengohet prekja direkte eventuale. Për largimin e tyre nuk nevojitet kurrfarë çelësi apo vegle, por duhet siguruar që ato rastësisht mos të largohen. 9.2.4. MBROJTJA ME VENDOSJE JASHTË LARGËSISË QË MUND TË ARRIHET ME DORË. Pjesët elektropërçuese të cilat normalisht janë nën tension e të cilat nuk janë të izoluara elektrikisht, mund të vendosen edhe jashtë largësisë që mund të arrihet me dorë, me çka do të pengohet pjekja direkte eventuale. Këto distanca duhet me qenë më të mëdha nga ato të paraqitura në fig. 9.4.

68

2,5m

0,75m (pikëmbështetja) vendqëndrimi

1,25m

Fig.9.4. Distancat më të vogla të cilat nevojiten që të pengohet prekja direkte me dorë

9.2.5. MASAT MBROJTËSE PLOTËSUESE ME VENDOSJEN E PAJISJES MBROJTËSE TË RRYMËS DIFERENCIALE (PMRRD) Si masë plotësuese e masave të theksuara më parë mund të bëhet edhe lidhja e pjesëve elektropërçuese, të cilat në të vërtet mbrohen me ndonjerën prej masave të cekura, me pjesët tjera të instalimit elektrik, nëpërmjet pajisjes mbrojtëse të rrymës diferenciale PMRRD përkatësisht çelësit FID. Rryma e veprimit për këtë pajisje nuk guxon të jetë më e madhe se 30 mA. Në rastin e prekjes direkte kjo pajisje shpejtë do të shkyç tensionin nga pjesët elektropërçuese të cilat i mbron.

9.3. MBROJTJA NGA PREKJA INDIREKTE E TENSIONIT Me prekje indirekte nënkuptojmë prekjen e pjesëve elektropërçuese të cilat nuk marrin pjesë në qarkun punues të rrymës, mirëpo me rastin e prishjes mund të bijnë nën tension ndaj tokës. Pra, te prekja indirekte vihet kur pjesët elektropërçuese të shpenzuesit ose komponentës elektrike për shkak të prishjes në izolim të bijnë, në ndonjë potencial në krahasim me mjedisin. Në potencial mund të vijnë edhe pjësët elektropërçuese të cilat ndodhen në objekt. Pjesët elektropërçuese të cilat janë në përbërjen konstruktive të komponentave elektrik dhe shpenzuesve quhen “pjesët elektropërçuese të ekspozuara”, ndërsa të gjitha të tjerat që ndodhen në objekt quhen “pjesët elektropërçuese të huaja”. Mbrojtja nga prekja indirekte realizohet në disa mënyra: - me ndarje elektrike (galvanike), - me barazimin e potencialit pa lidhje me tokën, - me ndërtimin e hapësirave elektrojopërçuese (të izoluara), - me përdorimin e shpenzuesve dhe komponentave të klasës së dytë, pra ato të cilat kanë izolim elektrik plotësues, dhe - me shkyçjen automatike të furnizimit të qarkut elektrik ose pjesëve të instalimeve elektrike në të cilat ka ndodhë prishja. 9.3.1. MBROJTJA ME NDARJE ELEKTRIKE Kjo mbrojtje përbëhet në lidhjen e ndonjë qarku elektrik në instalimet elektrike përmes lidhjes joelektropërçuese (psh. në zbarrat e ndonjë KSH). Lidhja joelektropërçuese mund të realizohet përmes transformatorit ose grupit motor-gjenerator, me çka arrihet që gjatë prishjes

69 në izolim mos të ndodh kursesi tensioni i prekjes. Mbrojtja me ndarje elektrike është e lejuar vetëm për rrjetin me tension deri në 500V, me kusht që tensioni nominal i sekondarit të transformatorit ndarës ose motor-gjeneratorit nuk guxon të jetë më i madhë se 400V të shpenzuesit trefazor dhe 250V te ata njëfazor. Në një qark rrymor i cili është i ndarë në mënyrë elektropërçuese nga pjesa tjetër e instalimit elektrik mund të kyçen një ose më shumë shpenzues. Pjesët elektropërçuese të shpenzuesve të tillë nuk lidhen me përcjellësin mbrojtës. Kjo mbrojtje më së shpeshti realizohet me ndihmen e transformatorit si në fig. 9.5. Ky quhet ‘transformator elektroizolues”. Ky ka veçanti në konstrukcion të cilat nuk i mundësojnë shpim direkt nga pështjella primare në ate sekondare. Nëse analizohet lidhja e këtillë, në të cilën ka ndodh prishja për shkak të shpimit të përcjellësit fazor ndaj pjesëve elektropërçuese të ekspozuara, atëherë rryma e saj (i’p) është me intenzitet të vogël. Kjo është si rezulltat i impedansës së madhe kapacitive të transformatorit dhe përcjellësit ndaj tokës. Për këtë, intensiteti e transformatorit dhe gjatësia e përcjellësit janë të kufizuara. Kjo prishje nuk është e rrezikshme, sepse nuk do të kemi vlerë të madhe të tensionit të prekjes por këte domosdo duhet menjanuar. Nëse njëkohësisht vjen deri te shpimi në izolimin e përcjellësit zero të qarkut të rrymës, ndaj 1 Rp1 U'

U''

2 Shp Rp1

Rnj Rksh

Rnj Rvq

Rp2 i'p

i'' p

Uf

Rksh Rp2

Rvq Rksh

- rezistenca kalimatre në mes të shpenzuesit dhe tokës Rp1 ,Rp2 - rezistenca në vendet e prishjes 1,2 Fig.9.5. Skema elektrike e lidhjes joelektropërçuese e qarkut rrymër përmes transformatorit. 1- transformatori, 2- shpenzuesi, i'p - rryma e prishjes së parë, i'' p - rryma e prishjes së dytë (a), skema elektrike ekvivalenet (b)

tokës, atëherë intenziteti i rrymës së prishjes do të rritet e me këte do të rritet edhe tensioni i prekjes i cili mund të ketë vlerë të rrezikshme për njeriun. Për eleminimin e mundësis së paraqitjes së rastit të tillë, duhet që përcjellësat e qarqeve të rrymës të vendosen në vendet ku vërehen, në mënyrë që prishja eventuale e izolimit me kohë të vërehet dhe të eliminohet. Një rast ku mund të aplikohet kjo mbrojtje është furnizimi i prizës afër pasqyrës në banjë. 9.3.2. MBROJTJA ME BARAZIMIN E POTENCIALIT PA LIDHJE ME TOKË Kjo masë mbrojtëse realizohet me lidhjen elektropërçuese të të gjitha pjesëve elektropërçuese të ekspozuara dhe anësore në ndonjë lokal, pa lidhjen direkte ose indirekte të tyre me tokën. Kjo masë kryesisht aplikohet në lokalet e izoluara, atëherë kur nuk mund të sigurohet distanca minimale sipas normave ose të vendosen pengesat.

70 9.3.3. MBROJTJA ME PUNIMIN E LOKALEVE JOPËRÇUESE (TË IZOLUARA) Kjo masë mbrojtëse realizohet me vendosjen e dyshemes dhe mureve izoluese, me rezistencë ndaj tokës më së paku 50 k për vlerat nominale të tensionit të instalimeve elektrike deri në 500V dhe 100 k për vlerat nominale të tensionit të instalimeve mbi 500V. Me këtë do të pengohet që nëpër trupin e njeriut të rrjedh rryma e intenzitetit të lartë, me rastin e prekjes së ndonjë pike nën tension. Kjo masë plotësohet me vendosjen e pjesëve elektropërçuese të ekspozuara ose anësore në distancë në mes tyre zakonisht më të madhe se 2 m, ashtu që njeriu mos të ketë mundësi ti prek njëkohësisht ato, ose me vendosjen e pengesave të cilat pamundësojnë afrimit të tyre. 9.3.4. MBROJTJA ME PËRDORIMIN E PAJISJEVE TË KLASËS SË DYTË OSE ME IZOLIM PËRKATËS Masa mbrojtëse me përdorimin e pajisjeve të klasës së dytë përbëhet në vendosjen e izolimit elektrik të dyfisht në pjesët elektropërçuese të komponentës ose shpenzuesit, të cilët janë normalisht nën tension. Kjo do të pengoj që, gjatë dëmtimit të izolimit elektrik themelor, pjesët elektropërçuese të bijnë në ndonjë potencial në krahasim me mjedisin. Gjithashtu ekziston edhe masa mbrojtëse me vendosjen e izolimit elektrik në pjesët elektropërçuese të ekspozuara. Në këtë masë, bënë pjesë edhe ndërtimi i shtëpizave nga materiali elektroizoluese, me çka menjanohet ekzistimi i pjesëve elektropërçuese të ekspozuara( si psh. Te shpuesja joprofesionale dhe feni). Në këto komponente dhe pajisje, nuk lejohet lidhja e pjesëve elektropërçuese të ekspozuara me përcjellësin mbrojtës, e as aplikimi i ndonjë mbrojtje tjetër. Komponentet dhe shpenzuesit në të cilët është aplikuar masa e tillë mbrojtëse kundër prekjes indirekte, shënohet me shenjë të veçant, e cila është treguar në fig. 9.6.a. Ndodh që prodhuesi për ndonjë arsye të kërkoj të shfrytzohet edhe linjën mbrojtëse e kjo duhet të shenohet me shenjën si është treguar në fig. 9.6.b.

a)

b)

Fig.9.6. Shenja për komponenta dhe shpenzues të klasës së dytë, të cilat vendosen në pajisje në të cilat aplikohet kjo masë mbrojtëse

9.3.5 SHKYÇJA AUTOMATIKE E FURNIZIMIT TË QARKUT TË RRYMËS OSE PJESËS SË INTALIMIT ELEKTRIK Kjo masë mbrojtëse vepron me shkyçjen automatike të qarkut të rrymës ose pjesës së instalimit elektrik në të cilën gjendet pjesa elektropërcjellëse e ekspozuar, pasi që është paraqitur tensioni i rrezikshëm në këtë pjesë. Shkyçjen duhet ta bëjë ndonjë komponent mbrojtëse. Kjo shkyçje duhet të jetë e shpejtë, se ekziston rreziku që njeriu në atë moment ti ekspozohet tensionit indirekt të prekjes, përmes pjesës elektropërcjellëse të ekspozuar. Në fillim do të njoftohen me mënyrat e mundshme të realizimit të rrjetit elektrike shpërndarëse.

71 Rrjeti elektrike shpërndarëse i tensionit të ulët për tension nominal 400/230V realizohet me katër përcjellësa ku pika neutrale (nuli) e transformatorit është e tokëzuar, dhe shënohet me shkronjën “T” (Terre). Mirëpo nëse ndonjë objekt më i madhë është i kyçur në rrjetin elektrik shpërndarës të tensionit të lartë, me tension nominal më të madhë se 1000V, në te do të ndodhet transformatori për uljen e tensionit, atëherë nuli mund të jetë i tokëzuar por nuk është i domosdoshëm. Nëse ajo pikë nuk është e tokëzuar, atëherë në sistemin e tensionit të ulët, përcjellësi i katërt është vetëm përcjellës “nular”, dhe sistemi shënohet me shkronjën “I” (ISOLE). Duke marrë parasysh dedikimin e objektit, është e mundur zgjidhja me vetëm tre përcjellësa. Dy këto sistemi “T” dhe “I” me nga katër përcjellësa janë treguar në fig. 9.7.

L1

L1

L2 1

"T"

Ip

L2 1

L3 N

"I"

L3 N

Ip

Fig.9.7. Skemat elektrike të mënyrave të mundshme të realizimit të sistemeve shpërndarëse, me tokëzim "T" dhe pikën neutrale të izoluar "I" dhe rrjedhjet e rrymave gjatë lidhjes së shkurtë me tokën

Nëse në sistemin “T” ndodh lidhja e shkurtë njëpolare me tokën (1), atëherë nëpër qarkun e prishjes do të rrjedh rryma e lidhjes me tokën e intenzitetit të madh. Ndërkaq, nëse në sistemin “I” ndodh prishja e njëjtë (1) atëherë në te rrjedh rryma me intenzitet të vogël, e caktuar me impedansën e madhe të transformatorit dhe përcjellësit ndaj tokës. Nëse prishja nuk menjanohet, atëherë sistemi do të mbetet i tokëzuar përmes fazës tjetër (2) dhe nëpër të dy fazat dhe nëpër tokë do të rrjedh rryma me intenzitet të madhë. Në mënyrë, që masa mbrojtëse me ndarje prej prekjes indirekte të aplikohet, duhet që pjesët elektropërcjellëse të ekspozuara të shpenzuesve dhe komponenteve elektrike të lidhen me tokën (“T”) përmes ndonjë tokëzuesi ose të lidhen me përcjellësin nular (“N”), me qëllim që me rastin e prishjes në to të formohet qarku i rrymës së prishjes dhe nëpër atë të rrjedh rrymë e madhe e prishjes. Kjo lidhje bëhet me përcjellës i cili quhet “përcjellësi mbrojtës” dhe shënohet me PE (Protection Earth). Ky përcjellës ka ngjyrë verdhë-gjelbërt. Pjesët elektropërcjellëse pasi janë të lidhura me tokën përmes përcjellësit mbrojtës dhe tokëzuesit, përkatësisht të lidhur me përcjellësin nular, do të bëhen pjesë e qarkut elektrik të prishjes dhe nëpër këto do të rrjedh rryma e prishjes. Duke marrë parasysh se në këtë qark ekzistojnë impedansa të caktuara, ato njëherit do të caktojnë intenzitetin e rrymës së prishjes. Vlerat e këtyre impendansave në qarkun e prishjes nuk do të përcaktojnë vetëm intenzitetin e rrymës së prishjes, por për shkak të rënieve të tensionit në këto, edhe do të përcaktojnë potencialin e pjesëve elektropërcjellëse të ekspozuara në krahasim me mjedisin. Rasti më kritik është kur mjedisi gjendet në potencialin e tokës, për çka më kritike do të jetë tensioni i prekjes i pjesëve elektropërcjellëse të ekspozuara ndaj tokës. Ky njëherit quhet tensioni i prekjes i cili mund të formohet në mes të duarve ose në mes të dorës dhe pikëqëndrimit (këmbëve). Ky tension mund të jetë shkaktar i rrjedhjes së rrymës nëpër trupin e njeriut, përkatësisht mund të jetë shkaktar i goditjes së rrymës. Më parë kemi thënë se rreziku nga goditja e rrymës varet nga intenziteti i rrymës dhe kohëzgjatjes së saj sipas zonave të treguara në figurën 9.3. mirëpo ai varet edhe nga madhësia

72 e tensionit të prekjes dhe kohëzgjatja e tij, pasi që mund të konsiderohet se impendansa e trupit të njeriut për rrethana normale është e njëjtë për të gjithë njerëzit. Për rrethana normale, çka nënkuptohet për lëkurë të thatë dhe për këmbë të mbathura kjo vlerësohet se është 1000 . Për këtë arsye janë kufizuar me rregulla dhe standarde vlerat e tensionit të prekjes në varësi nga kohëzgjatja. Sipas standardeve këto kufizime janë treguar me diagrame dhe shënime tabelare të dhëna në fig. 9.8. Në këto paraqiten dy grupe vlerash për dy situata të ndryshme . Me “situatën 1” nënkuptojmë lekurë të thatë ose lokal i thatë ose me lagështi dhe rezistencë elektrike të mjaftueshme të dyshemesë, e me “situatën 2” nënkuptohet lëkura e lagësht, lokali i lagët dhe dyshemeja me rezistencë elektrike të vogël. Kohëzgjatja e prishjes caktohet me kohën e reagimit të komponentës mbrojtëse të përdorur, në rrymën e prishjes. Ajo caktohet nga karakteristika (I,t) e komponentës sipas rrymës së prishjes të llogaritur.

Tensioni i prekjes i pritur U(V) 25 50 75 90 110 150 220 280 350 500

Z1 ( )

Situata 1 I (mA)

t (s)

Z1 ( )

Situata 2 I (mA)

t (s)

1725 1625 1600 1535 1475 1375 1370 1365 1360

29 46 56 72 102 160 204 256 368

>5 0,6 0,45 0,36 0,27 0,17 0,12 0,08 0,04

1075 925 825 780 730 660 575 570 565 560

23 54 91 115 151 227 383 491 620 893

>5 0,47 030 0,25 0,18 0,10 0,035 0,020 -

Fig.9.8. Paraqitja grafike dhe tabelare e vlerave të lejuara të tensionit të prekjes në varësi nga koha e zgjatjes së tij: situatës 1 i përgjigjet lakorja (L1 ) e situatës 2 lakorja (L2 ).

Pasi që madhësia dhe tipi i komponentës mbrojtëse zgjedhet sipas kërkesave tjera, atëherë mund të ndodh që komponenta e zgjedhur të jetë e ngadalshme, përkatësisht koha e ndërprerjes të jetë e gjatë, e në këtë rast njeriut i kërcnohet rreziku. Për këtë qëllim janë konstruktuar dy komponenta të posaçme mbrojtëse, dhe ate: - pajisja mbrojtëse e rrymës diferenciale (PMRrD) (e cila njihet si çelësi FID) skema elektrike e të cilit është treguar në fig. 9.9 a, dhe - pajisja mbrojtëse nga tensioni i lartë i prekjes (PMTLP) skema elektrike e të cilës është treguar në fig. 9.9 b. Te dy çelësat mbyllen me dorë me zgjatjen e sustës të cilën në rastin e PMRrD e çliron mos ekuilibri i shumës së rrymave nëpër përcjellësin nular dhe përcjellësat fazor, i cili shkaktohet për shkak të paraqitjes së rrymës së prishjes nëpër përcjellësin PE. Kurse në rastin e PMTLP shfaqja e tensionit të prekjes më të madhë se 50V (25V) e shkakton çlirimin e sustës. Të dy çelësat ndajnë qarkun e rrymës ose pjesën e instalimit elektrik për kohën më të shkurtë se 10 ms.

73 Kur ndodh prishja atëherë nëpër përcjellësin mbrojtës do të rrjedh rryma e prishjes Ipr, e cila L1 L2 L3 N PE

I1

L1 L2 L3 N PE

I2 I3 I0

Upr

Kushti i hapjes * I1+I2+I3+I0 >Ipr

a)

Kushti i hapjes Upr>U* pr=50V(25V)

b)

Fig.9.9. Skemat elektrike të çelësave mbrojtës PMRrD (a) dhe PMTLP (b); * - rryma dhe U* - tensioni i prishjes në të cilat reagojnë çelësat Ipr pr mbrojtës

prish ekuilibrin e shumës së fazorëve të rrymave në përcjellësat të cilët kalojnë nëpër qarkun magnetik. Si rezulltat i kësaj edhe fusha magnetike rezulltante do të jetë më e madhe se zero, me të cilin rast në pështjellat e sekondarit indukohet FEL e cila përmes elektromagnetit do të vepron në çark të sustës, kur të plotsohet kushti Ipr > I*pr. Këta çelësa konstruktohen për vlera nominale të rrymave deri në 80A dhe rrymave të prishjes Ipr me intenzitet prej 30 deri 500 mA, (30 mA, 300 mA dhe 500 mA). Ky çelëse (PMRrD) përdoret në rrjetat dhe instalimet e tipit TT, e me konstruksion special mund të përdoret edhe te tipi IT. Të gjithë shpenzuesit e mbrojtur me këtë mbrojtje duhet tokëzuar, ashtu që gjatë rrjedhjes së rrymës së prishjes tokëzuesi të ketë rezistencë mjaftë të vogël të tokëzimit me qëllim që në shpenzues mos të lajmërohet tensioni i lartë i prekjes. Që ky tension mos ti mbërrij vlerat e mëdha jo të lejuara duhet që rezistenca e tokëzimit të ketë vlerën:

Rt max

Up

50

*

*

I prn

I prn

Vlerat maksimale të rezistencës së tokëzimit në varësi nga vlerat nominale të rrymave të prishjes janë: 0,03 0,3 0,5 I prn (A) Rtmax( ) 1666,67 166,67 100 Nga kjo shihet se për funksionimin normal të çelësit mund të kënaqin edhe tokëzuesit me rezistencë të madhe, pra kjo mbrojtje mund të përdoret gadi në çdo truall. Lidhja e shpenzuesve që kyçën në rrjet përmes prizës, gjatë aplikimit të çelësit mbrojtës të rrymës është treguar në fig. 9.10.

74 Zt

L1 L2 L3 N PE

Çelësi FID

Rp

Rt

Fig.9.10. PMRrD (çelësi FID) dhe shpenzuesi i cili kyçet në instalim elektrik

Te çelësi mbrojtës i tensionit (PMTLP) është i konstruktuar një elektromagnet i cili lidhet në mes të përcjellësit mbrojtës dhe tokëzimit të punës (në distancë së paku 10 m nga çfarëdo tokëzimi tjetër ose pjesëve elektropërcjellëse të tokëzuara), i cili gjatë tensioneve më të mëdha se 50V, përkatësisht 25V ngacmohet dhe vepron në çark. Edhe ky çelës mbrojtës konstruktohet për rryma nominale të ndërprerjes deri në 80A. Çelësi mbrojtës nga tensioni i lartë i prekjes përdoret te rrjeti TT dhe TN. Ky çelës duhet të pengoj mbajtjen e tensioneve të larta të prekjes në shtëpiza ashtu që me rastin e lajmërimit të tyre duhet të shkyç të gjithë përcjellësat e fazave e njëkohësisht edhe përcjellsin nular nëse ekziston, brenda kohës prej 0,2 sekondave. Ky çelës mbrojtës është treguar në fig. 9.9 e lidhja e tij në rrjet përkatësisht në instalim elektrik në fig. 9.11.a, dhe skema ekvavelente në Zt

Zrrsh

L1 L2 L3 PEN L1

Rb

Rb

Rp

I

Rtn M

Rp

Rp

Rtn a)

b)

N

Fig.9.11. Lidhja e çelësit të tensionit dhe skema ekvivalente e rrymës së prishjes

fig. 9.11 b. Tokëzuesi ndihmës Rtn- duhet vendosur jashtë hinkës së tensionit të tokëzuesve të tjerë pra në largësi më të madhe se 10m prej tyre. Nëse supozohet se rryma e hapjes së çelësit është I = 0,04(A) dhe rezistenca e bobinës Rb=400( ) e tensioni i prekjes të jetë Up = 50(V) nevojitet që të realizoheet rezistenca Rtn : Rtn

Up

I Rb I

50 0,04 400 0,04

50 16 0,04

850

Nga kjo mund të vërehet se rezistenca e tokëzuesit ndihmës Rtn, guxon të jetë shumë e madhe, dhe nuk është vështirë të arrihet vlerë e kënaqshme.

75 Për arsye të sigurisë nevojitet që kjo rezistencë e tokëzimit të ketë vlerën Rtn< 800( ). Këta dy çelësa mbrojtës shfrytzohen vetëm si masë plotësuese e ndonjë mase mbrojtëse themelore të aplikuar. Duke marrë në konsiderim mundësit e përshkuara më parë, janë formuar tri sisteme të mbrojtjes nga prekja indirekte me ndarje, për tri sistemet e rrjetit të tensionit të ulët dhe ate: - sistemi TT, ose sistemi i tokëzimit mbrojtës - sistemi TN, ose sistemi i nulimit, dhe - sistemi IT. SISTEMI I TOKËZIMIT MBROJTËS (TT). Te ky system (Terre-Terre) ylli dhe masa e shpenzuesit elektrik janë të tokëzuar dhe ate përmes tokëzuesve të ndryshëm. Te ky sistem kemi tokëzimin e punës dhe ate mbrojtës si në fig. 9.12. Te kjo masë mbrojtëse përcjellësi mbrojtës Zt lidhet në ndonjë tokëzues mbrojtës “T”. Kjo L1 L2 mund të realizohet për secilin përcjellës L3 mbrojtës veç e veç, ose të realizohet si e N përbashkët. Si e përbashkët realizohet,, kur të PE gjithë përcjellësit mbrojtës bihen në vendin shpërdarës (KSH-VSH) të nivelit më të lartë R m Rp hierarkie ku pastaj lidhen në zbarrën e Fig.9.12. Rrjeti trefazor me yllin e përbashkët e cila është e lidhur me tokëzim të tokëzuar dhe masën e shpenzuesit të tillë. Në fig. 9.13 është treguar skema elektrike tokëzuar veçant e sistemit të tillë mbrojtës dhe qarku elektrik i rrymës së prishjes. Kur të ndodh prishja në vendin e shënuar atëherë rryma e prishjes fillon të rrjedh nëpër qarkun elektrik të shënuar, dhe formon ndryshimin e potencialit (tensionin e prekjes) në mes Zt

Zrrsh

L1 L2 L3 N

KKSH/KSH

L1 L2 L3 N

Rp

Ipr

KM1

KM2

Shp1

Shp2 Up PE Rtm

Fig.9.13. Skema elektrike e mbrojtjes me tokëzim mbrojtës (TT-sistemi); Rtm -rezistenca e tokëzimit mbrojtës, Ipr -rryma e prishjes, Up- tensioni i prekjes, KM- komponenta mbrojtëse

të pjesës elektropërcjellëse të ekspozuar dhe tokës përreth. Vlera e tij caktohet me shprehjen: Up

I pr Rtm

RPE

9.1.

ku janë: Up - tensioni i prekjes Ipr - rryma e prishjes Rtm - rezistenca e tokëzimit mbrojtës RPE - rezistenca e tërë e përcjellësit mbrojtës nga vendi i prishjes deri te tokëzuesi.

76 Në mënyra që mbrojtja të jetë efikase, atëherë komponenta mbrojtëse, duhet që rrymën e prishjes të mëkëmbur ta ndërpres për kohën e cila është më e shkurtë se koha e caktuar me grafikun në fig. 9.8. për vlerën e llogaritur të tensionit të prekjes. Rryma e prishjes për rastin e fig. 9.13. caktohet me shprehje, Uf 9.2 I pr Z pr Ku janë: Ip - rryma e prishjes Uf - tensioni fazor (230V) dhe Zpr - impedansa e qarkut rrymor të prishjes Z pr Ri j X i

Për rastin e transformatorit me fuqi të madhe, i cili zakonisht është i tillë, mund të mos përfillet Re (ZT) sepse vlera e saj është 0,1XT. Pastaj kur rrjeti shpërndarëse është kabllor mund të mos përfillet edhe XRrSh, dhe në fund në instalimet elektrike të cilat janë realizuar me përcjellësa të kategorisë I-rë dhe të II-të mund të mospërfillet edhe XINS. Duke marrë parasysh X i X T është me vlerë të vogël, prandaj mund të mospërfillet, të gjitha këto atëherë edhe dhe impedanca e qarkut të prishjes është Z pr

Ri .

Nëse tregohet se vlera e tensionit Up për shkak të vlerës së madhe të Rem është më e madhe se vlera e lejuar për kohën reale të shkyçjes të komponentës mbrojtëse, atëherë nevojitet të përdoren komponentat mbrojtëse PMRrD dhe PMTLP si masë mbrojtëse plotësuese. Zt

SISTEMI I NULIMIT (TN). Te ky sistem ylli është i tokëzuar me tokëzuesin e punës ndërsa pjesët elektropërcjellëse të shpenzuesve janë të kyçur në yll për mes përcjellësit mbrojtës. Përcjellësi mbrojtës është i tokëzuar në shumë vende. Ky sistem është treguar në fig. 9.14. Me nulim nënkuptojmë lidhjen e shtëpizës së shpenzuesit me përcjellësin nular, përmes përcjellësit mbrojtës. Kjo

L1 L2 L3 N

Rm

Rp

Fig.9.14. Rrjeti trefazor me yllin e tokëzuar

lidhje është treguar në fig. 9.15. Nëse prishja ndodh në pjesët elektropërcjellëse të ekspozuara atëherë qarku elektrik i rrymës së prishjes mbyllet përmes përcjellësit fazor dhe ati nular, si është treguar në fig.9.15. Këto pjesë elektropërcjellëse tani do të bijnë në ndonjë potencial në krahasim me tokën, përkatësisht formohet tensioni i prekjes. Ky tension, është i barabartë me rënien e tensionit të Zt

Ipr

Zrrsh

L1 L2 L3 PEN

KKSH/KSH

Zins

KM1 Shp1 R tp

L1 L2 L3 PEN KM2

PE Up

Shp2

Fig.9.15. Skema elektrike e sistemit të mbrojtjes me nulim TN-C; Up - tensioni i prekjes, Ipr -rryma e prishjes, KM- komponenta mbrojtëse

77 shkaktuar me rrymën e prishjes në linjen mbrojtëse dhe ate nular deri te ylli i tokëzuar i transformatorit. Vlera e tij është përcaktuar në shprehjen:

Up

9.3.

Z n I pr

ku janë: Up – tensioni i prekjes Ipr – rryma e prishjes Zn – impedansa e përcjellësit nular dhe mbrojtës Zn

RPE

RN

XN

2

Edhe në rastin e kësaj mase mbrojtëse mund të merren mospërfilljet e njëjta sikurse te sistemi RN . “TT” i mbrojtjes, me të cilin rast Zn do të merr vlerën Z N RPE Kjo masë mbrojtëse do të jetë efikase vetëm nëse komponenta mbrojtëse ndërpren rrymën e mëkëmbur të prishjes për një kohë më të shkurtuar se koha e dhënun në grafikun në fig. 9.8. Intenziteti i rrymës së prishjes te kjo mbrojtje caktohet me shsprehjen: I pr

Uf

9.4.

Z pr

Ku janë: Ip - rryma e prishjes Uf - tensioni fazor (230V) dhe Zpr - impedansa e qarkut rrymor të prishjes Z pr

Ri

j

Xi

Për arsyet e njajta si në sistemin TT të mbrojtjes mund të bëhen mospërfilljet e njajta, ashtuqë Ri . Edhe në vlera e impedancës së qarkut elektrik të prishjes do të merrë vlerën Z pr këtë rast të mbrojtjes nëse ajo nuk mjafton duhet të përdoren masat plotësuese mbrojtëse (çelësat PMRrD dhe PMTLP). Kjo masë mbrojtëse e realizuar sipas mënyrës së treguar në fig. 9.15. ka një të metë të madhe. Në të vërtetë, nëse në ndonjë vend në mes të transformatorit dhe instalimit elektrik vjen deri te këputja e përcjellësit nular, atëherë pjesët elektropërcjellëse pas kësaj do të mbesin pa mbrojtje. Dhe jo vetëm kjo: të gjitha ato do të bijnë në potencialin e vendit të prishjes, gjatë prishjes në cilëndo pjesë elektropërcjellëse të ekspozuar pas asaj pike, sepse ai atëherë mbartet me përcjellës nular deri te pika e këputjes. Me qëllim të eleminimit të kësaj të mete, kjo masë mbrojtëse mund të përdoret vetëm: - kur seksioni i përcjellësit nular nuk është më i vogël se 10 mm2 (zvoglohet gjasa e këputjes). Kur plotësohet ky kusht sistemi i tillë i nulimit mund të përdoret dhe ai ka shenjën TN-C. Kur aplikohet ky sistem përcjellësi nular ka funksion të dyfisht dhe shënohet me PEN (Protection Earth Neutral). Për këte arsye përcjellësi nular me këtë funksion nuk shënohet me ngjyrë të kaltërt, por me ngjyrën verdh-gjelbërt dhe ka shenjën “Y”. Në objektet të cilat kanë TS e vet, sistemi i mbrojtjes me nulim mund të realizohet me pesë përcjellësa me çka do të evitohet e meta e sistemit nular me katër përcjellësa, që me rastin e këputjes së përcjellësit nular dhe lajmërimit të prishjes, potenciali i vendit të prishjes të bartet edhe deri te pjesët tjera elektropërcjellëse të ekspozuara, pas pikës së prishjes. Në këtë sistem futet përcjellësi mbrojtës PE prej TS dhe ai shënohet me ngjyrën verdhë-gjelbërt, e “nuli i punës N” mbetet me ngjyrë të kaltërt. Sistemi i tillë i mbrojtjes është treguar në fig. 9.16 dhe shënohet me TN-S.

78 Vërtetimi i efikasitetit të kësaj mase realizohet në të njëjtën mënyrë si te sistemi TN-C, mirëpo këtu merret parasysh rezistenca e përcjellësit mbrojtës PE e jo e nulit mbrojtës/punuese PEN. Zt

Zrrsh

L1 L2 L3 N PEN

Ipr KM1 Up Shp1

KM2 PE

Shp2

R tp Fig.9.16. Skema elektrike e sistemit të mbrojtjes me pesë përcjellësa me nulim TN-S; Upr- tensioni i prekjes, Ip -rryma e prishjes, PE- përcjellësi mbrojtës, KM- komponenta mbrojtëse

Duke patur parasysh se në shumicën e objekteve instalimet elektrike furnizohen me përcjellësa të cilët kanë seksion më të vogël se 10 mm2, sa është vlera kufitare më e vogël për aplikimin të sistemit TN-C, atëherë del se në objektet të cilat janë të kyçura në rrjetin shpërndarës me katërpërcjellësa nuk mund të përdoret masa mbrojtëse me nulim. Mirëpo, ky problem është zgjidh në atë mënyrë që në objekt të përdoret sistemi i nulimit (TN-S) me pesë përcjellësa, dhe kalimi në sistemin (TN-C) me katër përcjellësa të rrjetit shpërndarës bëhet në vendin e kyçjes (VK-KKK), (VSHM-KKSH) ose madje edhe në ndonjë VSH-KSH, prej nga plotsohet kushti për sistemin TN-C. Kjo më së shpeshti bëhet në (VK-KKK) ose (VSHM-KKSH) ku pika e kalimit zakonisht tokëzohet. Në këtë mënyrë është formuar sistemi hibrid i nulimit i cili shënohet me (TN-C-S) dhe është treguar në fig. 9.17. Zt

Ipr

Zrrsh

L1 L2 L3 PEN

KKSH/KSH

Zins

L1 L2 L3 N PE

R*t Ipr R tp

Up

KM1 Shp1

KM2 PE

Shp2

Fig.9.17. Skema elektrike e sistemit të mbrojtjes me nulim TN-C-S; Up - tensioni i prekjes, Ipr -rryma e prishjes, PEN nuli i mbrojtur, R* t -tokëzimi mbrojtës në TN-C sistem, KM- komponenta mbrojtëse

Kur njëherë të bëhet ndarja e përcjellësit PEN në përcjellësat PE dhe N, këta nuk guxojnë sërish të bashkohen. Efikasiteti i sistemit hibrid të tillë verifikohet në mënyrë të njëjtë si

79 sistem TN-C, ashtu që në objekt merret rezistenca për përcjellësin mbrojtës PE dhe jashtë tij rezistencat për nulin e mbrojtur (PEN). Nëse verifikimi nuk mjafton, atëherë duhet të shfrytzohen edhe masat mbrojtëse plotësuese me aplikimin e çelësave PMRrD dhe PMTLD. SISTEMI I LINJËS (PËRCJELLESIT) MBROJTËSE (IT). Te ky system rrjeti është e izoluar ndaj tokës dhe shtëpizat e shpenzuesve me anë të përcjellësit mbrojtës janë të lidhura ne tokëzuesit si në fig. 9.18. Ky sistem i mbrojtjes mund të Zt aplikohet vetëm në objektet të cilat e L1 kanë TS e vetë, në të cilin pika neutrale L2 L3 nuk është e tokëzuar ose është e N tokëzuar përmes impedancës me vlerë të madhe. PE Te ky sistem të gjitha pjesët Rm elektropërcjellëse të ekspozuara lidhen me përcjellësat mbrojtës në zbarrën Fig.9.18. Rrjeti trefazor me yllin e izoluar mbrojtëse në vendin shpërndarës, nga e ndaj tokës (IT-Isole Terre) cila nisen qarqet e tyre të rrymës dhe e cila është e lidhur me tokëzimin mbrojtës. Mirëpo, tokëzimi mbrojtës nuk duhet të jetë i përbashkët, për të gjitha vendet shpërndarëse (VSH-KSH) dhe atëherë pjesët elektropërcjellëse të ekspozuara të KSH-ve të ndryshëm nuk do të janë në potencial të njëjtë. Ky sistem do të jetë i ngjajshëm me TT sistemin nëse pika neutrale e transformatorit është e tokëzuar. Në fig. 9.19. është treguar sistemi IT i mbrojtjes te i cili të gjitha vendet shpërndarëse kanë tokëzim mbrojtës të përbashkët dhe instalimi elektrik është realizuar me sistem trefazor me katërpërcjellësa. Në fig. 9.19. është treguar sistemi IT i mbrojtjes te i cili të gjitha vendet shpërndarëse kanë tokëzim mbrojtës të përbashkët dhe instalimi elektrik është realizuar me sistem trefazor me katërpërcjellësa. Zrrsh

Zt

L1 L2 L3 N

0 KM1 1F

Up R tm

KM2 1N

2F

Shp2

Shp1 PE1

PE2

Ipr2 Ipr1

Fig.9.19. Skema elektrike e sistemit të mbrojtjes me linjën mbrojtjes (IT) Up - tensioni i prekjes, Ipr -rryma e prishjes, R tm-tokëzimi mbrojtës, PE- përcjellësi mbrojtës, KM- komponenta mbrojtëse

Nëse ndodh prishja në ndonjë pjesë elektropërcjellëse të ekspozuar ose vjen deri te lidhja e ndonjë faze me te psh. faza L3 si në figurën (prishja e parë 1F) sistemi i linjës mbrojtëse “IT” kalon në sistemin e tokëzimit mbrojtës (TT) sepse atëherë faza L3 është e tokëzuar. Rryma e prishjes Ipr1 do të jetë e vogël sepse qarku i prishjes do të mbyllet nëpërmes impedansave të transformatorit dhe linjave ndaj tokës, të cilat kanë vlerë të madhe. Për këtë arsye edhe tensioni i prekjes Up do të jetë i vogël dhe i parrezikshëm për njeriun. Në këtë rrymë nuk do të vepron as komponenta mbrojtëse, kështu që shpenzuesi te i cili ka ndodh prishja e tillë mund

80 të punoj edhe më tej. Për këte, sistemet e tilla të mbrojtjes aplikohen në objektet ku prishjet e tilla në shpenzues nuk ndalin punën e procesit teknologjik të tyre, sepse nga pikëvështrimi i procesit teknologjik ndalja e tij do të jetë e padeshirueshme, dhe me humbje të konsiderueshme. Prishja e parë mund të ndodhë me lidhjen e përcjellësit neutral dhe pjesës elektropërcjellëse të ekspozuar (prishja e parë 1N). Edhe në këtë rast komponenta mbrojtëse nuk do të reagoj, mirëpo sistemi mbrojtës (IT) do të kaloj në sistemin (TT) me përcjellësin nular të tokëzuar. Shpenzuesit edhe me këtë rast vazhdojnë të punojnë. Mirëpo, që megjithate të dihet se prishja e tillë ka ndodh ajo sinjalizohet (me sinjal zëri apo drite) si zvoglim i vlerës së izolimit elektrik ndaj tokës, me anë të pajisjes për matjen e izolimit. Prishja duhet të lokalizohet, por nuk menjanohet deri në ndaljen e procesit teknologjik. Nëse pasë prishjes 1F në fazën L3 dhe për shkak të gabimit në izolimin e fazave L1 ose L2 do të ndodh gabimi i ri (prishja e dytë 2F) në vendin e treguar në fig. 9.19, dhe do të lajmërohet rryma e prishjes me intenzitet të lartë. Ky do të jetë rasti i lidhjes së shkurtë dyfazore nëpërmjet linjës mbrojtëse. Nëse prishja e parë do të ishte 1N, prishja e dytë në cilëndo fazë do të paraqitet lidhjen e shkurtë njefazore. Rryma e prishjes së dytë për rastin e 1F do të caktohet me shprehjen: I pr 2

3 Uf

9.5

Z pr 2

ku janë: Ipr2 – rryma e prishjes së dytë Uf – tensioni fazor Zpr2- impedansa e qarkut të prishjes së dytë (Zpr2=Z01+RPE1+RPE2 +Z02) Zo1- impedansa prej pikës neutrale 0 deri te vendi i prishjes 1F Zo2 –impedansa prej pikës neutrale 0 deri te vendi i prishjes 2F Për rastin e prishjes 1N rryma e prishjes së dytë caktohet me shprehjen: I pr 2

Uf

9.6

Z pr 2

ku impedansa Zpr2 është e caktuar si në shprehjen (9.5) ku Z01 është impedansa prej pikës neutrale 0 deri te vendi i prishjes 1N. Nëse plotsohen kushtet e analizuara te sistemi (TT) atëherë impedansat do të përbëhen vetëm prej rezistencës aktive, përkatësisht Z 01

R01 dhe Z 02

R02

Në këtë rrymë të prishjes mund të reagojnë të dy komponentat mbrojtëse ose vetëm një. Mirëpo, koha relevante e ndarjes, e rëndësishme për vlerësimin e efikasitetit të masës mbrojtëse do të jetë koha e veprimit të komponentës mbrojtëse e cila do të reagoj për kohë më të shkurtë. Tensionet e prekjes ndaj tokës dhe në mes të pjesëve elektropërcjellëse të ekspozuara do të janë të ndryshme. Ato do të caktohen me shprehjet: - për pjesën e parë elektropërcjellëse të ekspozuar ndaj tokës:

U p1 -

Z 01 I pr 2

për pjesën e dytë elektropërcjellëse të ekspozuar ndaj tokës:

9.7

81

U p2

Z 02 I pr 2

9.8

dhe në mes të pjesëve elektropërcjellëse të ekspozuara 1 dhe 2:

U p12

RPE1

R pe 2 I pr 2

9.9

9.4. MBROJTJA NGA PREKJA DIREKTE DHE INDIREKTE Mbrojtja nga të dy llojet e prekjes mund të realizohet: - nëse në atë pjesë të instalimit elektrik shfrytëzohet tensioni me vlerë nominale më të vogël, e cila në varësi nga kushtet e mjedisit ka vlerën 50V ose 25V, pra mund të sigurohet me aplikimin e tensioneve të vogla (SELV- tensioni i vogël i sigurt, PELVtensioni i vogël i sigurt i tokëzuar, FELV-tensioni i vogël i punës, dhe - nëse kufizohet energjia e burimit. Tensionet e vogla mund të janë alternativ ose të vazhduar me vlera nominale 6,12,24 dhe 48V, dhe mund të fitohen përmes transformatorëve të sigurt, grupeve motor-gjenerator ose baterive të akumullatorëve. Qarqet e rrymave me këtë tension duhen të shënohen vaçantë dhe duhet të janë të ndarë nga qarqet e rrymave me tensione nominale më të mëdha. Masa mbrojtëse me kufizim të energjisë së burimit është përmbush nëse energjia e shkarkimit është më e vogël se 350 mJ.

82

KAPITULLI I DHJETË

10. MBROJTJA E OBJEKTEVE NË TOKË NGA ZBRAZJET ATMOSFERIKE

10.1. ELEKTRICITETI ATMOSFERIK DHE ZBRAZJET NDAJ TOKËS. Elektriciteti atmosferik lajmërohet si pasojë e fërkimeve të pjesëve të atmosferës, të cilat vazhdimisht janë në lëvizje. Shkaku i lëvizjes së tillë mund të jetë i llojllojshëm. Kjo më së shpeshti lajmërohet për shkak të rrymimit vertikal të fuqishëm, që fillon gjatë periudhës verore me vapë, kur masat e ajrit të nxehura në sipërfaqen e tokës, rrymojnë lartë. Ato me atë rast mbajnë në vetë avujt e ujit të cilët janë avulluar në ato. Dendësia e ngarkesave elektrike të formuara me ketë proces është jashtëzakonisht e madhe. Kësaj i kontribuon edhe koncentrimi i madh i avujve të ujit, të cilët në shtresat e larta e të ftohta kondenzohen, ose edhe ngrihen dhe në formë – pikash dhe akulli bijnë në tokë. Për këte, zbrazjet atmosferike më së shpeshti janë në atë periudhë. Përreth këtyre pjesëve të atmosferës me ngarkesa elektrike/reve lajmërohet fusha elektrostatike e madhe për arsye të dendësisë së madhe të ngarkesave elektrike. Nën ndikimin e indukcionit elektrik të kësaj fushe, në pjesët elektropërcjellëse në tokë do të bëhet ndarja e ngarkesave elektrike. Kundruell indukcionit provokues do të vendosen ngarkesat elektrike me polaritet të kundërt, rreth të cilave do të formohet fusha elektrike e re, e cila do të ketë ndikim të kundërt në provokatorin e indukcionit të parë. Kështu në mes hapësirën do të formohet fusha elektrike. Intenziteti i fushës elektrike rezultuese mund të jetë jashtëzakonisht i madh. Vlera mësatare e fushës është e rendit 10 (kV/m) e mund të arrij vlerën edhe 200 (kV/m), kështu kur fusha elektrike në sipërfaqe të tokës ose në re arrin vlerën kritike, lind kurora e cila i paraprin edhe zbrazjeve tjera në këtë fushë jo të njëtrajtshme. Nëse zbrazjet ndodhin në mes të reve me polaritet të kundërt, këto zbrazje quhen lokale. Ndërsa zbrazjet në + mes të reve dhe tokës ose tokës + + + + dhe reve quhen zbrazje kryesore + ++ + + + + ++ +1+ – rrufe. + + + ++ + + ++ Në fig. 10.1. është dhënë paraqitja grafike e procesit të E formimit të fushës elektrike ndaj ER tokës. Pjesët e atmosferës mund - - - - - - të elektrizohen me ngarkesa 2 elektrike pozitive ose negative. Fig.10.1. Paraqitja grafike e formimit të elektricitetit statikdhe ndikimit të indukcionit elektrik në sipërfaqen e tokës: reja me ngarkesë elektrike (1), dhe objekti në tokë (2)

83 Për këtë edhe zbrazjet mund ti kanë dy kahe. Megjithate, më të shpeshta janë zbrazjet kah toka. Zbrazjet ndaj tokës përbëhen prej disa zbrazjeve të njëpasnjëshme, e më së shpeshti 3-5. Çdonjera prej zbrazjeve ka zbrazjen e mëparshme të padukshme e cila trason rrugën e zbrazjes kryesore. Kjo quhet “lideri” i zbrazjes kryesore. Kur “lideri” niset nga atmosfera, ai kërkon rrugën më të volitshme, pra kërkon pjesë të atmosferës me rezistencë elektrike më të vogël. Pra, në momentin e lajmërimit të liderit, ende nuk është caktuar pika e zbrazjes në tokë. Sapo lideri të mbërrij afër sipërfaqës së tokës (rreth 100 m) caktohet ajo pikë dhe ky do të zbrazet ndaj saj.

Fig.10.2. Paraqitja grafike e një zbrazje atmosferike me tri pjesë me format e rrymës të cilat e përcjellin

Pasë kalimit (kapërcimit) të liderit, do të bëhet zbrazja kryesore, nëpër trasen të cilën e ka caktuar lideri, duke jonizuar kanalin e zbrazjes. Zbrazja kryesore është e përcjellur me dritë të fortë dhe zë intenziv (bubullimë). Në literaturë zbrazja kryesore quhet “strimer i kthyer”. Në fig. 10.2 është dhënë paraqitja shematike e zbrazjes atmosferike prej tri pjesëve dhe pamja e rrymës së zbrazjes e cila ka formë impulsi. di Shpejtësia e rritjes së rrymës së zbrazjes atmosferike si dhe vlera maksimale e cila dt arrihet Im janë shumë të mëdha. Në rastin e zbrazjes me shumë pjesë vlera maksimale e rrymës zvoglohet si është treguar në figurë. Vlera maksimale e rrymës së zbrazjes varet prej sasisë së elektricitetit statik të formuar dhe vetive geofizike të tokës, çka do të thotë se vlera e saj nuk do të jetë e njëjtë në të gjitha gjatësitë dhe gjërësit gjeografike. Ajo sillet prej disa dhjeta deri në disa qinda kA. Distanca e liderit nga pika në tokë, prej momentit kur ajo është caktuar quhet “distanca goditëse”. Kjo, si dhe vendi i pikës në të cilën do të bëhet zbrazja varet prej shumë faktorëve. Megjithate, është treguar në mënyrë empirike se madje 90% të zbrazjeve bëhet ndaj pikave të cilat janë më të larta nga hapësira përreth. Në këto të dhëna bazohet organizimi i mbrojtjes së objekteve në tokë. Për vlerësimin e pasojave negative të zbrazjes dhe përcaktimin e mbrojtjes adekuate janë qenësore këto shënime për rrymën e zbrazjes: - vlera maksimale e rrymës Im (kA) e cila përcakton madhësinë e hapësirës së mbrojtur dhe karakteristikën e tokëzimit,

84 -

-

di kA nga e cila do të varet dt ms madhësia e tensionit të indukuar në qarqet sekondare, rënia induktive e tensionit në përcjellësat tokëzues, dhe rezistenca me të cilën toka i kundërvihet formës impulsive të rrymës e cila rrjedh nëpër tokëzues, dhe e cila quhet rezistenca e përhapjes së tokëzuesit. Vlerat më të shpeshta të pjerrësisë janë 100 (KA/ms) e mund të arrijnë edhe deri 250 (kA/ms). Sasia e elektricitetit gjatë zbrazjes Q i dt C , nga e cila varet erozioni sipërfaqësor shpejtësia e rritjes së rrymës, ose pjerrësia e ballit

i nxehtësisë në vendin e zbrazjes. Këto mund të arrijnë vlerat edhe deri në 400C. -

Impulsi i nxehtësisë

i 2 dt kA2 s , nga i cili varet efekti i nxehtësisë përgjatë rrugëve

elektropërcjellëse të zbrazjes. Vlerat e zakonshme janë rreth 10(kA2s) Mirëpo mund të arrihen edhe vlera më të mëdha.

10.2. ZBRAZJA NORMALE ATMOSFERIKE Që të organizohet mbrojtja adekuate nga zbrazja atmosferike në ndonjë rajon/shteti, është e domosdoshme që të definohen karakteristikat e zbrazjeve normale të pritura. Si zbrazje normale është definuar zbrazja e cila gjatë zbrazjes së parë ka rrymën në formë impulsi i cili është treguar në fig. 10.3. me vlerat karakteristike vijuese, dhe kjo quhet rryma goditëse. I Im 0,9Im 0,5Im

0 tb

t 0,5

t

Fig.10.3. Forma impulsive e rrymës së zbrazjes atmosferike normale. tb - koha e ballit të zbrazjes -2 s, t0,5 -koha e rënies së intenzitetit të rrymës në vlerënmI /2, 50ms, I m- vlera maksimale e rrymës - 60 kA

Zbrazja, me karakteristikë të tillë të rrymës së zbrazjes është e caktuar si më e mundshme dhe ate me gjasë jo më të vogël se 90%, çka do të thotë se janë të mundura edhe zbrazjet me karakteristika tjera. Mirëpo, mbrojtja është përcaktuar sipas zbrazjes së definuar në këtë mënyrë.

10.3. VEPRIMI I ZBRAZJES ATMOSFERIKE NË OBJEKTET NË TOKË Për shkak të intenzitetit të madh të rrymës së zbrazjes atmosferike, në objektet në tokë mund të paraqiten pasoja të ndryshme të padeshirueshsme, si janë: ndezja për shkak të efektit të nxehtësisë, shkatërrimet mekanike për shkak të efektit elektrodinamik, proceset kimike për shkak të tensioneve të indukuara. Posaçërisht e rrezikshme është zbrazja në qeniet e gjalla, tek të cilat menjëherë shkaktohet vdekja. Zbrazja atmosferike, për shkak të shpejtësisë së madhe të rritjes së rrymës, mundet në mënyrë indirekte ti provokoj të gjitha pasojat e padeshirueshme të përshkruara më parë, sepse për

85 arsye të indukcionit elektromagnetik të madhë në qarqet sekondare mund të paraqiten rrymat me intenzitete të mëdha. Dhe në këtë mënyrë mund të rrezikohen edhe qeniet e gjalla.

10.4. MËNYRA E MBROJTJES SË OBJEKTEVE NË TOKË Pasi nuk mund të pengohet elektrizimi i atmosferës dhe ndikimi i saj elektroinduktiv në tokë, atëherë mbrojtja e objekteve duhet të organizohet në ndonjë mënyrë tjetër. Mënyra më efikase, është treguar mënyra e rritjes së veçorive elektropërcjellëse të pjesëve në tokë ose me përmirësimin e veçorive elektropërcjellëse të pjesëve të atmosferës në largësi deri në 100 m nga toka, me çka përcaktohet pika e zbrazjes. Kjo realizohet si në mënyrat e treguara në fig. 10.4. në figurën 10.4 (a) është treguar rasti kur përreth objektit është vendosur kafazi elektropërçues (kafazi i Faradej-it) i ndërtuar prej materialit elektropërçues të mirë me thile me dimenzione të caktuara, të cilat i definon vlera maksimale e rrymës e cila pritet. Ky kafaz përmes tokëzimit është i lidhur me tokën në të cilën përcjellet rryma e zbrazjes. Indukcioni elektrik i elektricitetit atmosferik në këtë kafaz do të indukoj ngarkesa elektrike me dendësi më të madhe se sa në mjedisin përreth pra do të përcaktohet pika e zbrazjes me gjasë të madhe. 1 ++ + +

+

1

1

+ +

++ + +

E

+

+ +

++ + + +

E E

__ __ __ __ _ __ _

_

__ __ __ __ ____ ____

__

a) 1- atmosfera e elektrizuar, 2- kafazi, 3- objekti

2

_ _ _ _

3 __

2

2 3

__ _

+ +

_ _

3 _ __

b) 1- atmosfera e elektrizuar (hapësira me ngarkesa elektrike, 2- shkopi i Franklin-it, 3- objekti

3

+ + + ++ + _ _

4

3

_ _ __ _ _ _ _ _ _ _

c) 1- atmosfera e elektrizuar (hapësira me ngarkesa elektrike, 2- shkopi i Franklin-it, 3- objekti, 4- jonizimi plotësues

Fig.10.4. Mbrojtja e objektit me kafaz të Faradejit (a), me shkopin e Franklin-it (b), me jonizim plotësues të hapësirës përreth.

Në fig. 10.4-b është treguar rasti kur në objektin më të lartë vendoset shkopi (shkopi i Franklin-it) në majën e të cilit kemi dendësinë më të madhe të ngarkesave të formuara me elektroindukcion me çka tentohet të paracaktohet pika e zbrazjes. Ky shkop lidhet me tokën, përmes tokëzimit në të cilin përcjellet rryma e zbrazjes atmosferike. Në fig. 10.4.-c është treguar rasti kur në objektin më të lartë është vendosur shkopi si në rastin e mëparmë, mirpo përmes një izotopi radioaktiv bëhet jonizimi plotsues i pjesës së atmosferës (hapësirës) përreth shkopit, me çka tentohet të përcaktohet rruga e liderit pra edhe vetë shkopi si pikë e zbrazjes. Për shkak të rrezikut nga rrezatimi i izotopit radioaktiv kjo mënyrë e mbrojtjes nuk lejohet për objektet në të cilat qëndron një numër i madh i njerëzve. Madje ka filluar aksioni i ndalimit të tyre. Duhet theksuar se asnjëra prej këtyre tri mënyrave të përshkruara të realizimit të mbrojtjes nuk garantojnë mbrojtje të 100% sepse në vendin e pikës së zbrazjes në tokë ndikojnë edhe rrethanat tjera. Kështu psh. ka patur raste ku deri te zbrazja ka ardhur edhe në fundin e kullës së televizionit, edhepse në maje ka ekzistuar mbrojtja adekuate.

86

10.5. INSTALIMI MBROJTËS RRUFEPRITËS Instalimi mbrojtës rrufepritës përbëhet prej disa pjesëve. Këto pjesë janë: marrësit, linjat përcjellëse, tokëzimi dhe veglëria plotësuese. Marrësit janë pjesë elektropërcjellëse të vendosura në pjesët e objektit kah drejtimi i pritur i zbrazjes atmosferike. Këto pjesë zakonisht janë pjesët e epërme të objektit. Marrësit shërbejnë për pranimin e këtyre zbrazjeve. Si marrësi mund të shërbejnë pjesët metalike të cilat ndodhen në ato vende dhe janë të vendosura për qëllime të tjera, nëse kanë dimensione të mjaftueshme (si psh.pullazi metalik, ulluqet, etj) ose me pjesët elektropërcjellëse të vendosura vetëm për këto qëllime. Në rastin kur marrësit vendosen vetëm për këtë qëllim, atëherë ato duhet vendosur në pjesët më të qitura të objektit. Te pullazet me dy ujëra ato janë skajet e kulmit, kulmari, oxhaqet, e te pullazi i rrafshët skajet e epërme të mureve, dhe në të gjitha kanalet e ventilimit, shtëpitë e ashensorëve, direku i antenës, etj. Linjat përcjellëse janë pjesë elektropërcjellëse të cilat lidhin marrësit me tokëzimin. Me ndihmën e tyre rryma e zbrazjes atmosferike përçohet deri në tokë. Si linja përcjellëse mund të shërbejnë edhe pjesët metalike të cilat ndodhen në objekt dhe të cilat janë të vendosura për qëllime të tjera, dhe të cilat kanë dimenzione të mjaftueshme (psh. shtyllat metalike, armatura e konstruksionit betonarme ose ulluqet vertikale). Linjat përcjellëse mund të vendosen edhe vetëm për këtë qëllim. Linjat përcjellëse mund të janë kryesore dhe ndihmëse. Këto në mes vedi dallohen vetëm për nga seksioni i pjesës elektropërcjellëse. Kështu psh. ulluqet vertikale për arsye të seksionit jo të mjaftueshëm mund të përdoren vetëm si linja përcjellëse ndihmëse. Linjat përcjellëse duke marrë parasysh destinimin duhet të paraqesin rrugën më të shkurtë të rrymës së shkarkimit prej marrësit deri te tokëzimi. Për këte, ato duhet të janë zgjatje të marrësit, pa kthesa dhe kënde të theksuara sepse këto do të rrisin pjesën induktive të rezistencës së linjës përcjellëse. Në këto mund të lajmërohen edhe tensionet e mëdha çka mund të vij deri te zbrazjet sekondare ndaj mjedisit. Tokëzimi për këto instalime shërben për përcjelljen e rrymës së zbrazjes atmosferike në tokë. Ky realizohet si në mënyrën e përshkruar në kapitullin 6. Mirëpo, duke patur parasysh formën impulsive të rrymës së zbrazjes, atëherë rezistenca elektrike e tokëzuesit definohet në mënyrë tjetër. Gjatë kohës shumë të shkurtë sa zgjat rryma e zbrazjes përreth tokëzuesit nuk vendoset fusha elektrike e stabilizuar sipas së cilës është definuar vlera e rezistencës elektrike në kapitullin 6. Si është cekë edhe më parë për këtë formë të rrymës së zbrazjes futet nocioni i rezistencës goditëse të shpërndarjes së tokëzuesit. Veglërit plotësuese të instalimeve mbrojtëse rrufepritëse janë: shtrëngueset për lidhjen e pjesëve elektropërcjellëse në një tërësi elektropërcjellëse, lidhja ndarëse ose matëse, mbajtësit për marrësit në pullaz dhe linja përcjellëse në mure. Pasi që kafazi i Faradej-it paraqet masën mbrojtëse e cila më së shpeshti përdoret, prandaj do të bëhet përshkrimi i kësaj mënyre. Kafazi i objektit përreth objektit formohet me lidhjen e mirë elektropërcjellëse të marrësve, linjave përcjellëse, tokëzimit dhe të gjitha pjesëve tjera elektropërcjellëse në objekt në një tërësi. Kompozimi i kafazit duhet të jetë i formuar ashtuqë asnjë dimension i thilës së kafazit në pjesët e objektit ku pritet zbrazjes atmosferike mos të jetë më e madhe se 20m, kjo duhet të plotsohet pa marrë parasysh se marrësit dhe linjat përcjellëse janë vendosur veçmas për këtë qëllim ose për këte përdoren pjesët elektropërcjellëse ekzistuese. Kjo është përcaktuar në bazë të rrymës së zbrazjes atmosferike normale të caktuar më parë, ose në bazë të vlerës së llogaritur të zonës mbrojtëse me gjasë mbrojtëse jo më të vogël se 90%. Madhësia e thilave mund të jetë e ndryshme dhe varet nga standardet ekzistuese të shtetëve përkatëse.

87 Gjatë montimit të kafazit duhet posaçërisht të kujdesemi mos të mbesin pjesë të hapura, sepse në mes të skajeve të palidhura mund të paraqiten vlera të mëdha të tensionit të indukuara të cilët mund të janë shkaktare të zbrazjeve sekondare në mjedis. Këto tensione mund të arrijnë vlerat edhe disa qindra mija voltë. Për këtë arsye preferohet që në rastin e përdorimit të tokëzuesëve të bëhet lidhja në mes tyre. Nëse në objekt nuk ka pjesë elektropërcjellëse të cilat mund të shfrytzohen si marrës ose linja përcjellëse, ato ndërtohen nga shiriti i çelikut të zinkuar me dimenzione 20mmx3mm (60mm2). Këta shirita mbështeten në mbajtës të ndryshëm për pullaz dhe mure, ku forma e mbështetjes i përshtatet mënyrës së vendosjes (për vendosje në kulm të rrafshët si mbështetëse përdoret pllaka rrethore prej betoni, për vendosje në kulm me dy njëra në pjesën e poshtme ndodhet buloni për dru, ndërsa për vendosje në mur përdoret pjesa e ndarë e cila futet në vrimë dhe betonohet, etj.) Nëse nuk pritet zbrazje në muret anësore të objektit linjat përcjellëse mund të vendosen edhe në gypa ose nën suvë të murit. Nëse shiriti për marrës vendoset në mbajtës, atëherë distanca në mes tyre, për rastin kur marrësi vendoset në kulmar nuk guxon të jetë më e madhe se 1m e për marrës në kulm prej 1,5m për linja përcjellëse distanca më e madhe në mes të mbështetjeve duhet të jetë 2m. Pjesët e linjave përcjellëse të cilat hyjnë në tokë si dhe lidhja e tokëzuesve gypor në tokë duhet të bëhet me shiritë 25mmx4mm (100mm2). Te objektet të cilat ndërtohen me konstruksion betonarme, armatura e cila ka lidhje të mire elektropërcjellëse (e salduar) mund të përdoret si linjë përcjellëse. Mundet, gjithashtu para betonimit, afër armaturës të vendoset shiriti i çelikut të zinkuar i cili do të shërbej si linjë përcjellëse. Gjithashtu edhe shtyllat metalike të konstruksionit të pullazit nëse në vertikale kanë lidhje të mirë elektropërcjellëse (janë të salduara) mund të shfrytzohen si linja përcjellëse. Mënyra e ndërtimit të instalimit mbrojtës me rrufepritës është e rregulluar me rregulla të posaçme për këtë. Në vazhdim do të tregohen pikëpamjet themelore të këtyre rregullave. Marrësi i rrufes duhet vendosur mbi të gjitha pjesët e theksuara të objektit si janë pjesët anësore të kulmarit, dhe kulmit, oxhaqet, kanalet e ventilimit, shtëpizat e liftit, direku i antenës, ashtu që gjatë lidhjes në mes tyre asnjera prej dimensioneve të thilave të kafazit mos të jetë me e madhe se 20m, për plotësimin e këtij kushti marrësit në ndonjë vend duhet të vendosen edhe në pjesët e rrafshta të pullazit. Shiritat për marrës duhet të mbështeten në mbajtës i cili duhet të përshtatet vendit të vendosjes. Nëse pullazi është i bërë prej llamarinës së çeliktë me trashësi më të madhe se 0,55 mm, ose kur në pullaz ndodhen pjesë prej llamarinës kontinuale të bëra nga llamarina në trashësi të njajtë, seksioni i të cilave i përgjigjet seksionit të marrësit (60 mm2) ato mund të shfrytëzohen si marrës. Në objektet shumë të larta te të cilat mund të priten zbrazje, marrësit duhet vendosur edhe në pjesët anësore. Linjat përcjellëse duhet të janë vazhdimi i marrësve pa kthesa dhe kënde të ashpra. Këto duhet vendosur në pjesët anësore (skajet) e objektit dhe në vendet larg dritareve dhe dyerve, çka do të thotë se edhe vendet e vendosjes së marrësve duhet të ju përshtaten këtyre kërkesave. Duke marrë parasysh dimensionet e caktuara të thilave të kafazit, distanca më e madhe në mes të linjave përcjellëse është 20m. në objektet e mëdha këto linja përcjellëse së pari vendosen në vendet karakteristike (pjesët anësore dhe vazhdimi i marrësve) e pastaj shtohen të rejat në mënyrë që të plotsohen kushtet e theksuara. Për plotësimin e këtij kushti mund të përdoren edhe linjat përcjellëse ndihmëse, me kusht që linja përcjellëse ndihmëse të gjendet në mes të dy linjave kryesore. Në ndonjë objekt numri i linjave përcjellëse duhet të jetë më së paku 2. Në fig. 10.5. është treguar zgjidhja e instalimit mbrojtës rrufepritës për një objekt të vogël me pullaz me dy strehë (dy ujera).

88 1

12 6 2

12

7 8

11

2 5

5 3 3 10 4

12

Fig.10.5. Instalimi mbrojtës rrufepritës në një objekt të vogël me kulm me dy ujëra. 1- marrësja i rrufepritësit në mbajtësit e kulmarit (6 dhe 7), 2linjat përcjellëse në mabjtëset e murit (8), 3 -tokëzuesi gypor, 4- shiriti tokëzues në formë të unazës përreth objektit, 5 - kutia matëses, 9 - ulluku horizontal metalik i lidhur me marrësen dhe linjën përcjellëse, 10 - ulluku vertikal metalik i cili është shfrytëzuar si linjë përcjellëse ndihmëse, 11pjesa anësore metalike e cila lidhet me marrëse dhe ulluqe, 12 - lidhja elektropërcjellëse

Në fig. 10.6. është treguar zgjidhja e instalimit mbrojtës rrufepritës për një kulm të rrafshët. 7 2 1

7 5 3

4 7m

6 11m

Fig.10.6. Instalimi mbrojtës rrufepritës në një objekt të vogël me kulm të rrafshët; 1- mbulesa metalike e pullazit e cila është shfrytëzuar si marrëse, 2- pjesët metalike të murit të cilat janë shfrytëzuar si marrëse, 3- linja përcjellëse kryesore në gyp nën suvë të fasades, 4- kutia matëses, 5- ulluku vertikal metalik si linjë përcjellëse ndihmëse, 6- tokëzuesi nga shirit përreth objektit, 7- lidhja elektropërcjellëse në mes të elementeve 1 dhe 2.

Me realizimin e kafazit të Feradejit përreth objektit sipas mënyrës të përshkruar më parë do të mbrohen nga zbrazja atmosferike objekti dhe qeniet e gjalla në te. Mirëpo, nëse në objektet e tilla gjenden instalimet elektrike të rëndësishme “të rrymës së dobët” mbrojtja e tyre duhet të

89 plotsohet me ndërtimin e ekraneve të ndryshme elektromagnetike, të cilat mbrojnë këto instalime nga indukcioni i rritur elektromagnetik gjatë kohës së zbrazjes. Këto masa plotësuese janë jashtë programit të këtij kursi.

10.6. TOKËZIMI I INSTALIMEVE MBROJTËSE RRUFEPRITËSE Tokëzimi te instalimet mbrojtëse rrufepritëse, realizohet përmes tokëzuesve gypor të vaçantë dhe me shirit ose me tokëzues të përbërë i cili përbëhet prej gypave dhe shiritit. Për regjimin stacionar rezitenca e tokëzuesve llogaritet me shprehjet e dhëna në kapitullin 7. Mirëpo, për rrymën në formë impulsi që lajmërohet te zbrazja atmosferike, rezistenca e tokëzuesve të tillë e cila definohet si “rezistencë goditëse” caktohet në mënyrë tjetër. Ajo definohet me shprehjen: R gt

k g Rt

Ku janë: Rgt - rezistenca goditëse e tokëzuesit kg - koeficienti goditës k = k (t) dhe Rt - rezistenca stacionare e tokëzuesit Rezistenca goditëse e tokëzuesit është një madhësi e ndryshueshme me kohë. Vlera e saj fillestare për t=0 mund të jetë më e madhe ose më e vogël se vlera e përhershme. Sa do të jetë kjo vlerë varet nga: - forma e tokëzuesit - vetit elektrike të tokës përreth ( ) - vlera maksismale e rrymës së zbrazjes (Im) dhe di - shpejtësia e rritjes së rrymës . dt Kështu psh. nëse tokëzuesi është i bërë me shumë kthesa, atëherë rrymës së zbrazjes atmosferike e cila ka shpejtësi të madhe të rritjes do ti kundërvehet edhe rezistenca induktive e tokëzuesit, dhe vlera fillestare e saj do të jetë më e madhe nga vlera e përhershme. Përkundër kësaj, nëse vlera maksimale e rrymës së zbrazjes atmosferike është e madhe, atëherë përreth tokëzuesit do të formohet gradient potenciali i madh, përkatësisht fusha elektrike me intenzitet të madh e si rezulltat i kësaj mund të vijë deri te shpërthimi nëpër tokë. Në këtë rast vlera fillestare do të jetë më e vogël se ajo e përhershme. Se a do të ndodh shpërthimi i tillë varet prej kualitetit të tokës përreth. Nëse tokëzuesi do të jetë i gjatë, atëherë për arsye të kohës së shkurtë të impulsit të rrymës, gjatësia e tërë e tij nuk do të shfrytzohet përkundër shpejtësisë së madhe të përhapjes së valës (e cila është afërsisht 30% të shpejtësisë së dritës). Gjatë punimit të tokëzimit për këtë instalim duhet të tentohet që vlera fillestare e rezistencës goditëse të jetë e barabartë ose pak më e madhe se vlera e përhershme, sepse për rastin e vlerës më të vogël mund të vij deri te refuzimi i valës së rrymës, pasi që vlera e amplitudës rritet. Në këtë rast do të vij deri te paraqitja e mbitensioneve në tokëzues. Të gjitha këto veçori janë përfshirë përmes vlerës së koeficientit goditës kg, vlerat e të cilit për tipe të ndryshme të tokëzuesve dhe veçorive të dheut janë treguar në tabelën 10.l. Këto vlera janë fituar me analizën e sjelljes së tokëzuesit për formën impulsive të rrymës së zbrazjes atmosferike e cila është aprovuar si normale për hapësirën tonë. Për punimin e tokëzuesit i cili do ti përgjigjet qëllimit që ka, ekzistojnë disa rregulla për punimin e tij. Ato janë:

90

50 m ) duhet të përdoren - në tokën me vlera të vogla të rezistencës specifike elektrike ( tokëzuesit e vaçantë gypor, sepse atëherë koeficienti goditës do të jetë përafërsisht i barabart me një. 50 m )duhet të - në tokën me vlera të mëdha të rezistencës specifike elektrike ( shfrytëzohet tokëzuesi nga shiriti si tokëzues sipërfaqësor i vaçant, ose tokëzuesi i përbërë prej shiritave të cilët vendosen si rreze nga përcjellësi tokëzues (dy, tri ose katër rreze). Atëherë vlera rezultante e rezistencës goditëse do të fitohet nga shprehja: R gR

Rg

1

N

g

ku janë: RgR - vlera rezultante e rezistencës goditëse Rg - vlera e rezistencës goditëse të secilës rreze N - numri i rrezeve (2,3 dhe 4) g - koeficienti i shfrytëzimit të tokëzuesit të përbërë g =f (N,L) ku L është gjatësia e një rreze. Vlerat numerike të koeficientit goditës Kg për tokëzuesit e veçantë gypor dhe shiriti janë dhënë në tabelën 10.1, ndërsa vlerat e koeficientit të shfrytzimit g janë dhënë në tab. 10.2. Sipas standardeve ekzistuese për ndërtimin e stabilimentit mbrojtës rrufepritëse, vlera e koeficientit goditës për tokëzues të veçantë gypor është k =1, e për shirit këto vlera janë dhënë në tabelën 10.3. Sipas standardeve të njajta rezistenca goditëse e tokëzuesëve duhet të ketë vlerën: Për tokën ku

250 m

Rg

20

Për tokën ku

250 m

Rg

0,08

dhe

m

Vërtetimi i plotësimit të këtij kushti për ndonjë tokëzues caktohet me matje. Për këtë qëllim në mes të linjes përcjellëse dhe përcjellësit tokëzues vendoset “kutia matëse”, ose “lidhja shqyrtuese” e cila është e lidhur shkurtë. Kjo ndahet vetëm gjatë kohës së matjes. Kjo duhet të vendoset në çdo linjë përcjellëse kryesore në lartësi (0,5 – 1,7)m nga hyrja e përcjellësit tokëzues në tokë. Në fund të themi se nuk ekzistojnë shprehje për llogaritjen e rezistencës goditëse për tokëzuesit e themelit, përkundër përdorimit të tyre si tokëzues për instalimin mbrojtës rrufepritës.

91 Tabela 10.1 kg

Tipi i tokëzuesit Gypor i veçant Shiriti i veçant me Gjatësi

(2-3)m 2,5m 10,0 20,0 30,0 40,0

50 0,95 0,95 1,12 1,75

( m) 300 0,60 0,60 0,70 0,90 1,00 1,30

100 0,80 0,80 0,90 1,10 1,40 1,70

500 0,40 0,40 0,50 0,70 0,80 0,90

1000 0,35 0,35 0,40 0,60 0,70 0,80

Tabela 10.3.

L (m) 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50

50 2,0 3,0 4,0 5,0

100 1,0 1,5 2,0 2,5

( m) 150 1,0 1,3 1,7

200 1,1 1,7

Tabela 10.2.

Tipi i tokëzuesit të përbërë

L(m)

N=2 për çfarëdo gjatësie

g

1,00

N=3

10 20 40

0,75 0,80 0,85

N=4

10 20 40

0,65 0,70 0,75

250 1,0

92

ÇELËSAT INSTALUES

Këta çelësa përdoren për kyçjen dhe shkyçjen e shpenzuesve të thjeshtë si janë: burimet elektrike të dritës, nxemësit të ujit, etj. Këta çelësa janë me veprim me dorë. Këta çelësa janë njepolar me dy pozita, mirëpo për ndriçim përdoren edhe shumëpolar dhe me shumë pozita atëhere kur kërkohet kyçja dhe shkyçja e burimit të njëjtë elektrik të dritës nga shumë vende.

Simboli

Emri sipas standardit

Skema njëpolëshe e lidhjes ( për projekte)

Skema shumjëpolëshe e lidhjes ( çelësi me përkulje) L1

Njëpolar N L1

Serik N L1

Alternativ N

Kryqëzor

L1 N

190

KAPITULLI I DYMBËDHJET

12. INSTALIMIMET E TELEKOMUNIKACIONIT (INSTALIMET E RRYMËS SË DOBËT) 12.1. NJOHURI TË PËRGJITHSHME Instalimet elektrike i kemi përkufizuar si grumbull i komponentëve elektrike që mundëson mbartjen e energjisë elektrike ose informatave. Nocioni instalime të rrymës së dobët ka të bëjë me të gjitha instalimet elektrike të cilat nuk janë në funksion të drejtpërdrejtë të bartjes dhe përdorimit të energjisë elektrike. Instalimet elektrike të rrymës së dobët përkufizohen si instalime për mbartjen e energjisë elektrike me fuqi të vogël, ose si instalime elektrike për mbartjen e sinjaleve elektrike. Në objektet bashkëkohore, të banimit dhe ato për biznes, ekzistojnë mënyra të ndryshme të shfrytëzimit të pajisjeve elektrike dhe elektronike të cilat bëjnë pjesë në lëmin e rrymës së dobët. Disa prej këtyre pajisjeve janë në tërësi autonom, dhe për funksionimin e tyre nuk nevojitet asnjë instalim shtesë ( si shembuj mund të përmendet radio-pajisjet dhe pajisjet elektro-akustike). Mirëpo, për realizimin e pjesës më të madhe të këtyre funksioneve nga kjo lëmi janë të domosdoshme nga dy apo më shumë pajisje, të cilat janë të shpërndarë në hapësirë dhe të cilët duhet të janë të lidhur në mënyrë të tillë që mundëson kooperimin e tyre. Dukuria e kooperimit të pajisjeve të rrymës së dobët nënkupton shkëmbimin e sinjaleve të ndryshme në mes tyre, e cila bëhet me ndihmën e rrugëve transmetuese përkatëse. Pajisjet e rrymës së dobët mund të klasifikohen sipas funksioneve të cilat duhet t’i kryejnë. Shikuar, historikisht funksioni i parë dhe më i përhapur janë telekomunikacioni. Sipas përkufizimit të asociacionit ndërkombëtar të telekomunikacionit, ato paraqesin bashkësinë e veprimtarive të mbartjes së trajtave të ndryshme të porosive nëpërmjet proceseve elektromagnetike. Telekomunikimit përfshijnë shumë trajta të komunikimit, të cilat dallohen sipas natyrës së porosive dhe mënyrën e shkëmbimit të tyre. Telefonia paraqet trajtën e komunikimit në dy kahe me të cilën bëhet mbartja e sinjaleve te të folurit. Radio dhe TV difuzioni janë komunikime me një kah, për mbartjen e sinjaleve të zërit dhe të fotografisë. Mbartja e informatave është lëmi i telekomunikacionit e cila është në funksion të lidhjes së entiteteve të ndryshme në rrjetet kompjuterike bashkëkohore. Këtu janë përmendur vetëm lëmit themelore të telekomunikacionit, dhe brenda secilës prej tyre ka ndarje të mëtejme (p.sh. telefonia fikse dhe mobile). Funksion tjetër, i cili është shumë i përhapur përfshinë trajta të ndryshme të mbrojtjes së personelit, objekteve dhe hapësirave. Këtu vlen të përmendet, si më të përhapura, mbrojtja nga zjarri dhe vjedhja, mirëpo në rrethana speciale mund të aplikohen edhe trajta të tjera të mbrojtjes ( p.sh. mbrojtja nga gazrat helmues, etj.). Këtu mund të numërohet edhe mbrojtja elementare nga hyrja e paautorizuar në objekte- brava elektrik me interfon. Funksion shumë i rëndësishëm është rregullimi i proceseve industriale dhe teknologjike. Ajo kërkon që të ekzistoj instalimi përkatës për lidhjen e kompjuterëve të procesit me detektorët matës dhe kontrollues, si dhe me elementet e sistemit për ekzekutimin. Gjithashtu, sipas rregullës ekziston edhe rrjeti i cili, në nivel të stabilimentit, i bashkojnë aktivitete e kompjuterëve të procesit.

191 Institutet bashkëkohore të mjekësisë pajisen me aparate të ndryshme elektromedicinale, të cilët përdoren për tretman të drejtpërdrejtë të pacientëve për analiza laboratori dhe të tjera, si dhe për përcjelljen e gjendjes së pacientëve gjatë trajtimit spitalor. Këto aparate më së shpeshti janë të lidhura në mes veti, duke formuar rrjete të procesit, çka kërkon ekzistimin e instalimeve përkatëse të telekomunikacionit. Në objektet bashkëkohore të biznesit rëndësi e veçantë ju përket instalimeve të rrjetit të kompjuterëve. Për shkak të konvergjencës së komunikimeve të telefonisë dhe kompjuterëve, atëherë për këto dy qëllime mund të përdoren instalimet e njëjta. Zbatimi i shumëfishtë i instalimeve të njëjta, si dhe tentimi që ato të bëhen të pavarura nga aparaturat të cilat kyçen në to, ka kërkuar prurjen e standardeve për ndërtimin e tyre. Nga kjo ka dal nocioni instalimi kabllor i përgjithshëm. Në vazhdim në detaje do të analizohen instalimet e këtij tipi. Në objektet e banimit, si edhe në objektet e biznesit, gjithnjë e më shumë po përdoren instalimet specialet e që i zëvendësojnë ato të cilat në radhë të parë kanë qenë të dedikuara për shpërndarjen e programeve të radios dhe TV-së. Me shfaqjen dhe përhapjen e rrjeteve të mëdha për shpërndarje kabllore të programeve është mundësuar që nëpërmjet tyre të ofrohen shumë shërbime të tjera, si është qasja në internet, pranimi i programe speciale sipas dëshirës së shfrytëzuesit, etj. Duhet të përmendet se me këtë rrugë mund të bëhet edhe trafiku i telefonisë, me shpenzime të vogla, por edhe me cilësi më të ulët. Për arsye të mundësisë të përdorimit të llojllojshëm, këto rrjeta ( dhe instalimet të cilat ju përkasin) quhen multimediale. Pasi që kanë perspektivë do të analizohen veçantë.

12.2. FUNKSIONET DHE ELEMENTET E INSTALIMIVE TË TELEKOMUNIKACIONIT 12. 2. 1. PIKËPAMJET E PËRGJITHSHME Më herët cekëm se detyrë e instalimeve elektrike të rrymës së dobët është mbartja e sinjaleve në mes të pajisjeve të rrymës së dobët. Pra, këto instalime mundësojnë komunikimin në mes të entiteteve të ndryshme të sistemeve teknike në të cilët funksionojnë. Në bazë të kësaj për këto instalime mund të aprovohet nocioni instalimet e komunikacionit. Natyrisht, me nocionin komunikim i cili paraqitet në kuptim të përgjithshëm, duke përfshirë të gjitha aspektet e aktiviteteve brenda sistemit të dhënë. Nëse do të analizohet modeli gjeneral i procesit të komunikimit, në te do të dallohen: burimi i informatave, dhënësi, rruga e transmetimit, marrësi dhe shfrytëzuesi ( një apo më shumë sish). Burim i informatës mund të jetë çfarëdo fenomeni fizik si: të folurit e njeriut apo çfarëdo efekti tjetër i zërit, dukuri të ndryshme optike, ndryshimi i temperaturës e të tjera, por gjithashtu edhe fenomene elektrike të ndryshme për ndodhjen e të cilave duhet të mbartet informata përkatëse. Detyrë e dhënësit është që të gjitha ndryshimet e fenomeneve të transformoj në sinjale përkatëse elektrike. Me rrugën transmetuese sinjali mbartet deri të marrësi, ku transformohet në formën që i përgjigjet shpenzuesit. Duke u nisur nga përkufizimet e dhëna, mund të shtrohet pyetja: në modelin e procesit të komunikimit ku janë kufijtë e instalimeve të komunikimit? Përgjigje e vetme nuk ekziston. Në rastin e disa instalimeve më të thjeshta, ato përfshijnë edhe dhënësin edhe marrësin edhe rrugët transmetuese ( si shembull për këtë janë instalimet e zileve në derë të hyrjes në objekt, me ose pa internon). Në sistemet e përbëra si është telefonia publik, detyra e instalimeve është kufizuar në mbartjen e sinjaleve. Nga kjo çka treguam më lartë, mund të konstatohet se elementet themelore dhe të pashmangshme të të gjitha instalimeve- rrugët transmetuese brenda objekteve të vështruar.

192 12. 2. 2. RRUGËT TRANSMETUESE Nocioni rrugë transmetuese është shumë i gjerë, pasi ka të bëjë me bashkësinë e madhe të zgjidhjeve të ndryshme teknike, prej të cilave çdonjëra lajmërohet në shumë variante. Për këtë, është e domosdoshme të futet kufizimi në rrugët transmetuese të cilat shfrytëzohen në zgjidhjet e instalimeve të komunikimit. Ky kufizim lejon që analiza në vazhdim të fokusohet në rrugët transmetuese nëpër linjat fizike, sepse zgjidhja tjetër përdoret shumë rrallë. Në rastin e përgjithshëm, elementet e rrugëve të këtilla transmetuese ndahen në pasive dhe aktive. Elementet pasive janë linjat, me përcjellës të bakrit ose fije optike, dhe elementet e ndryshme për lidhje dhe klasifikim. Strukturat aktive, regjeneratorët ose përforcuesit, në instalime përdoren shumë rrallë. Përjashtim janë të ashtuquajturit media-konvertor, nëpërmjet të së cilëve bëhet lidhja e linjave të ndryshme ( optike dhe me bakër). Në vazhdim do të jepen përshkrim i shkurtër i karakteristikave konstruktive dhe elektrike të linjave të telekomunikacionit me përcjell nga bakri. 12.2.3. KARAKTERISTIKAT KONSTRUKTIVE TË LINJAVE TË TELEKOMUNIKACIONIT Linjat e telekomunikacionit janë tërësi konstruktive me ndihmën e të cilave bëhet përhapja e orientuar e valëve elektromagnetike. Secila linjë përbëhet nga dy përcjellës të izoluar në mes veti. Sipas pozitës reciproke të përcjellësve, linjat ndahen në simetrike dhe jo simetrike. Linjën simetrike e përbëjnë dy përcjellës të njëjtë nga bakri dhe të izoluar. Për zvogëlimin e ndikimit të mjedisit në bashkimin reciprok, përcjellësit në mënyrë të përshtatshme dredhen dhe konstruksioni i tillë quhet çifte e dredhur. Në ndonjë rast së bashku dredhen dy çifte, duke formuar katërshen e dredhur. Çiftet dhe katërshet mund të shfrytëzohen si linja të vetme, dhe shumë shpesh disa prej tyre formojnë një tërësi konstruktive të veçantë me elemente të përbashkëta për mbrojtje nga ndikimet e ndryshme të jashtme. Këto tërësi quhen kabllo të telekomunikacionit. Në kabllot e telekomunikacionet përcjellësit çdo herë bëhen nga bakri, ashtu që humbja e fuqisë së sinjalit gjatë përhapjes të reduktohet në masë më të vogël të mundshme. Për shkak të njëjtë, si materiale për izolim të përcjellësit përdoren ato të cilat kanë faktor të vogël të humbjeve dielektrik ( si për shembull polietileni ose stirofleksi). Çiftet në kabllo mund të jenë të mbrojtura shtesë nga ndikimet reciproke, me përdorimin e ekranit nga fletët metalike. Çiftet e këtilla quhen çifte të ekranizuara. Në literaturën e huaj për kabllot me çifte të ekranizuara përdoret shenja STP (shielded twisted pair), ndërsa për kabllo me çifte të pa ekranizuara shënohem me UTP (unshielded twisted pair).

i

d0 Da a)

b)

c)

ç)

Fig.12.1. Format e dredhjes së përcjellësve të izoluar a) përcjellësi; b) çifti; c) katërshja në yll; ç) katërshja DM

Linjat jo simetrike, të njohura më mirë si linja koaksiale, gjithashtu kanë dy përcjellës, nga të cilët njëri (i brendshmi) ndodhet brenda të tjetrit ( të jashtmit). Koncentrimin e tyre e

193 mundëson izolimi, i cili mund të jetë i plotë ose me seksione. Si material për izolim shfrytëzohet polietileni. Përparësia kryesore e kabllos koaksiale në krahasim me ato simetrike është mbrojtja shumë më e mirë nga ndërlidhjet elektromagnetike me rrethinën. E metë e tyre është konstruksioni më i komplikuar dhe për këtë edhe çmimi më i lartë.

a)

b)

c)

ç)

Fig.12.2. Zgjidhjet konstruktive të çifteve koaksiale: a) polietilen e plotë; b) polietileni porozë; c) polietilen disk; ç) ploetilen balon

Linjat koaksiale ose paraqesin linja të veçanta, ose montohen në struktura kabllore. Shumë shpesh lajmërohen konstruksione kabllore të përbëra, të cilat përmbajnë edhe linja koaksiale dhe simetrike.

a)

b)

Fig.12.3. Zgjidhjet konstruktive të kabllove të telekomunikacionit: a) kabllot me çifte simetrike; b) kabllot koaksial

Për kabllot e telekomunikacionet përdoren shënime të caktuara sipas standardeve përkatëse, dhe në vendin e parë ndodhet shenja bazë (shkronja “T” e cila tregon kabllon e telekomunikacionit). Sipas standardeve të sotme, izolimi dhe mbështjellësi në linjat instaluese dhe kabllot duhet të konstruktohen nga polimerët jo halogjen, të cilët në rast të zjarrit, zhvillojnë sasi të vogla të tymit i cili nuk përmban përmbajtje toksike. Përveç kësaj, prodhohen edhe kabllot speciale të

194 ashtuquajtur kabllo të rezistueshëm në djegie, për të cilët specifikohet koha e integritetit të izolimit ( zakonisht në mes të 30 dhe 180 minuta). Për këtë lloj të kabllove prodhuesit kanë shënime të veçanta. 12.2.4. KARAKTERISTIKAT ELEKTRIKE TË KABLLOVE TË TELEKOMUNIKACIONIT Për analizën dhe projektimin e lidhjeve nëpër linjat telekomunikacionit janë të rëndësishme këto parametra karakteristike të tyre: -

konstanta e mbartjes, dhe inmpedanca karakteristike.

Nga teoria e qarqeve elektrike dihet se për secilën rrjet me dy qasje, konstanta e mbartjes është përkufizuar me shprehjen:

g

a

jb,

(12.1)

ku janë: a konstanta e dobësimit, dhe b konstanta e fazës. Konstanta e dobësimit është përkufizuar si varësia logaritmike e fuqisë së sinjalit në hyrje dhe në dalje të rrjetës së dhënë ( P1 dhe P2 respektivisht), me kusht që në të dy skajet është realizuar përshtatshmëria e impedancën:

10 log P1 / P2 .

a dB

(12.2)

Njësia për shprehjen e dobësimit është (dB). Konstanta e fazës përcakton ndryshimin e fazës së sinjalit në hyrje dhe dalje të rrjetit dhe shprehet në radijan. Linjat e telekomunikacionit janë rast special i rrjetit me dy qasje, sepse paraqesin rrjetin me parametra të ndarë. Për këtë arsye, përdoren parametrat gjatësorë:

j

(12.3)

( është konstanta gjatësore e mbartjes, konstante gjatësore e dobësimit, dhe konstanta gjatësore e fazës). Njësia për konstanten gjatësore të mbartjes është dB/km, ndërsa për konstanten gjatësore të fazës rad/km. Nëse shprehjen (12.3) e zëvendësojmë në shprehjen (12.1) kemi:

g

l

l

j l

(12.4)

(ku l është gjatësia e linjës në kilometra). Parametrat gjatësor të linjës varen nga frekuenca. Dukurin e dobësimit në linjë e shkaktojnë humbjet si në përcjellës ashtu edhe në dielektrik. Për frekuencën mbi 20 kHz varësia e dobësimit gjatësor nga frekuenca është përcaktuar me saktësi të mjaftueshme me shprehjen: dB / km

K0

K1 f

K2 f

(12.5)

në të cilën anëtari i parë përcakton dobësimin i cili nuk varet nga frekuenca, anëtari i dytë dobësimin që ka prejardhjen nga përcjellësit, dhe anëtari i tretë dobësimin që e shkaktojnë humbjet në dielektrik. Parametër tjetër i rrjetit është impedanca karakteristike. Njohja e vlerës së saktë të këtij parametri është qenësore për realizimin e përshtatshmërisë së impedancës së aparaturës e cila kyçet në linjë. Në rast të përshtatshmërisë jo të plotë do të paraqitet dobësimi shtesë, si dhe format e tjera të degradimit të cilësisë së sinjalit të transmetuar.

195

dB/km 24

a

24 20

b

16 12 8 4

0.1

0.2

0.4

0.6 0.8 1

2

4

6

8 10

20

40

60 80 100

f (MHz)

Fig.12.4. Diagrami i varësisë të dobësimit gjatësor nga frekuenca për dy çifte koaksiale tipike

Në rastin e përgjithshëm imedanca karakteristike e linjës është madhësi komplekse, dhe që posaçërisht theksohet në frekuenca të ulëta. Mirëpo, në sistemet e mëdha të cilat do të analizohen frekuencat e punës janë mjaftë të larta dhe me saktësi të pranueshme, mund të merret se komponenti reaktiv i impedancës karakteristike është shumë e vogël në krahasim me atë aktive. Për secilin sistem të transmetimit është përkufizuar shkalla maksimale e lejuar e mospërputhshmërisë, përkatësisht e devijimit të impedancës nga vlera e saj nominale. Si masë për mospërputhshmërisë më së shpeshti përdoret koeficienti i reflektimit. Kjo madhësi caktohet me shprehjen: Z

Z0 / Z

Z0

(12.6)

Ku është Z- impedanca përshtatshmëria e të cilës matet, dhe Z0 – impedanca krahasuese. Në vend të koeficientit të reflektimi shpesh përdoret vlera e tij logaritmike, e cila quhet dobësimi i reflektimit. Kjo është përkufizuar me shprehjen: a r dB

20 log 1 /

(12.7)

Si vlera nominale të impedancave merren impedancat karakteristike të linjave të cilat shfrytëzohen në sistemin e dhënë. Impedancat karakteristike të linjave janë të standardizuara. Për çiftet simetrike, në diapazonin e frekuencave mbi 10 kHz, ato janë 100 -120 , derisa për linjat koaksiale ekzistojnë dy vlera të standardizuara: 50 dhe 75 . Në radio sisteme, për arsye të përshtatshmërisë së matjeve, në vend të koeficientit të reflektimit shfrytëzohet shkalla e valëve qëndruese, e cila përkufizohet si: S

1

/1

(12.8)

Në disa sisteme me rëndësi është të dihet shpejtësia e përhapjes së sinjalit nëpër linjë. Kjo jepet me shprehjen v C0 /

r

(12.9)

ku me C0 është shënuar shpejtësia e përhapjes së sinjalit nëpër hapësirën e lirë, dhe konstanta relative dielektrike e izolimit.

r

196 Në kabllot e telekomunikacionit me çifte simetrike shprehet dukuria e lidhjes parazitë në mes të tyre, çka shkakton degradimin të cilësisë së sinjaleve të transmetuara. Kjo dukuri quhet ndërhyrje ose diafonia. Lidhja parazite ekziston në tërë gjatësinë e linjës, por pasojat e saj konstatohen vetëm në fundet, prandaj edhe kështu analizohen.

P1

~

P2

B

D

Pdb

a)

P1

~

P2

B

D

Pdd

b) Fig.12.5. Modeli i përgjimit në mes të dy linjave a) përgjimi në fundin e afërt b) përgjimi në fundin e largët

Fenomeni i ndërhyrjes do të analizohet duke shfrytëzuar figurën 12.5. Supozohet se ekzistojnë dy çifte në mes të së cilave lajmërohet lidhja parazitë. Në çiften e parë, lartë, në anën e majtë (pika B) është burim i sinjalit, dhe në anën e djathtë (pika D) është shfrytëzuesi. Në çiften e dytë, poshtë, nuk bëhet transmetimi i sinjalit, por vetëm matet efekti i ndërhyrjes. Në atë çifte fundi në pikën B quhet fundi i afërt, dhe fundi në pikën D fundi i largët. Në tekstin e mëtejmë, çiftja e epërme do të quhet pengojcë, ndërsa e poshtmja e penguara. Nëse nisemi nga fuqia e njohur e sinjalit P1 të cilën gjeneratori në pikën B e jep në hyrje të çiftes së parë. Me këtë çifte të parë transmetohet sinjali i dobishëm deri në pikën D. Nëse dobësimi i linjës në mes të pikave B dhe D është A1, fuqia e sinjalit të dobishëm që e merr shpenzuesi është P2 P1 / Al . Nëse bëhen matjet në çiften e penguar, do të konstatohet në fundin e afërt ekzistimi i sinjalit, të arritur me ndërhyrjen, fuqia e të cilit është Pdb. Në fundin e largët gjithashtu ekziston sinjali i ndërhyrjes fuqia e të cilit është Pdd. Në bazë të matjeve të bëra mund të përkufizohen parametrat e ndërhyrjes të cilët quhet dobësimi i ndërhyrjes në fundin e afërt dhe dobësimi i ndërhyrjes në fundin e largët. Këto madhësi caktohen me shprehjet: a db dB

10 log A db

dhe

a dd dB

10 log A dd

(12.10)

Nëse supozohet se në të dy linjat bëhet transmetimi, dhe atë ashtu që pengohet reciprokisht, mund të përcaktohen raportet e fuqive të sinjaleve të dobishme dhe produktet e ndërhyrjes, çka është shumë e rëndësishme për vlerësimin e kualitetit të transmetimit. Supozimi ka të bëj me atë që linjat janë të njëjta dhe fuqitë e sinjaleve të dobishme të njëjtë, që në praktikë gati çdo herë plotësohet. Në të parin transmetimi në të dy linjat është në të njëjtin kah, pra të dy gjeneratorët janë në të njëjtin fund, dhe të dy shpenzuesit në të dytin. Në rastin e dytë

197 gjeneratorët janë në anët e kundërta ( gjithashtu edhe shpenzuesit), ashtu që transmetimi të bëhet në të dy kahet. Në rastin e parë si pengesë shfaqet ajo e cila fillon me ndërhyrje në fundin e largët, dhe masa e cilësisë shprehet si raporti i sinjalit të dobishëm dhe pengesës: A nd

P2 / Pdd

(12.11)

Në rastin e dytë masën e cilësisë e përcakton pengesa e filluar në fundin e afërt, ashtu që ajo caktohet me shprehjen:

A nb

(12.12)

P2 / Pdb

Në formën logaritmike janë: a nd

10 log A nd

(12.13)

a nb

10 log A nb

(12.14)

Në bazë të kësaj mund të konstatohet se, nga aspekti i projektimit të instalimeve, parametër më i rëndësishëm i të gjitha linjave me përcjellës nga bakri është dobësimi gjatësor. Përveç kësaj, për linjat simetrike me çifte të pa ekranizuara (UTP) janë të rëndësishme gjithashtu edhe shënimet për dobësimet e ndërhyrjes. Vlerat orientuese të tyre mund të përcaktohen nga fig.12.6. (dB) 140 120 100

add

80 60

adb

40

ak

20

10

100

1000

10000

f (kHz)

Fig.12.6. Diagrami orientues i varësisë së dobësimit të pjesës së çiftes simetrike të linjës me gjatësi 2km (a k ). dobësimi i përgjimit në fundin e afërt (a db ) dhe dobësimsin e përgjimit në fundin e largët (add ) nga frekuenca

12.2.5. LINJAT OPTIKE TË TELEKOMUNIKACIONIT

Elementet themelore të linja optike të telekomunikacionit janë fijet optike, si medium për përcjelljen e valëve elektromagnetike. Materiali nga i cili ndërtohen fijet është dyoksidi i silicit, me pastërti të madhe. Fijet optike janë në formë të cilindrit, diametri i jashtëm standard i të cilave është 100 dhe 200 mikrometra. Pjesa qendrore e fijes quhet bërthamë, e cila ka indeks më të lartë të thyerjes nga pjesa e jashtme, i cili quhet mbështjellës. Konstruksioni i këtillë i fijes mundëson përhapjen e valëve elektromagnetike me dobësim shumë të vogël.

198 Linjat optike të telekomunikacionit rrallë përdoren si të vetëm. Zakonisht sipas standardit disa fije grupohen në një tërësi kompakte konstruktive- kabllo optik. Numri i fijeve në kabllo zakonisht është shumëfishi i numrit gjashtë, ndërsa në treg lajmërohen edhe kabllo me 192 fije dhe më shumë. Parametër i rëndësishëm i konstruksionit të fijeve optike është raporti i diametrit të bërthamës dhe mbështjellësit, nga i cili në mënyrë të drejtpërdrejtë varen kushtet e përhapjes së valëve elektromagnetike. Kështu, ekzistojnë dy konstruksione themelore: fija monomode dhe fija multimode. Në fijet monomode diametri i bërthamës është rreth 10 mikrometra dhe nëpër këto mund të përhapet vetëm një tip i valëve, ndërsa në fijet multimode diametrat standarde të bërthamave janë 50 dhe 62.5 mikrometra dhe nëpër këto përhapen më shumë tipa të valëve. Gjatë përhapjes së valëve elektromagnetike nëpër fije, shfaqen dy fenomene: dobësimi dhe dispersioni. Dobësimi i sinjalit në fije ndodh për shkak të humbjeve të ndryshme në material, si dhe për shkak shpërndarjes nga bërthama në mbështjellës. Në fijet optike, e sidomos në ato monomode, vlerat e dobësimit gjatësor janë shumë të vogla ( zakonisht janë në kufijtë 0.2-0.5 dB/km). Në instalimet ku gjatësisë e linjave janë nën 1 km, fenomeni i dobësimit në fije mund të mos merret parasysh. Fenomeni i dispersionit ka zanafillën për shkak të shpejtësive të ndryshme të përhapjes të komponentëve të veçanta të sinjaleve. Si pasoj e kësaj vjen deri të zvogëlimi i amplitudës dhe kohëzgjatja e elementeve të sinjalit, që është treguar në fig. 12.7. Në këtë figurë është dhënë shembulli i përhapjes nëpër fijen multimode, nëse efekti i dobësimit nuk është marr dhe me supozimin që në mbartje marrin pjesë tri tipa të valëve, të cilat përhapen me shpejtësi të ndryshme.

të gjitha modet 0 modi 1 0

1

modi 2 0

2

modi 3 0

3

Fig.12.7. Modeli i transmetimit të impulsit nëpër fije multimode

Figura 12.7 tregon rastin hipotetik ( të supozuar) të përhapjes të impulsit optik i cili përbëhet nga tri komponenta, të cilat quhen mode. Diagramet tregojnë ndryshimet e fuqive optike të impulseve në kohë, dhe diagrami i epërm tregon ndryshimin e fuqisë rezultante, dhe diagramet e poshtme ndryshimet e fuqive të modeve të veçantë. Pika zero në abshisë përcakton kohën maksimale të fuqisë, dhe atë si të modeve të veçanta ashtu edhe të fuqisë rezultante. Modet përhapen nëpër fije me shpejtësi të ndryshme dhe në fund të fijes arrijnë në momente të ndryshme, çka shihet në anën e djathtë të figurës. Kohët 1, 2 dhe 3përcaktojnë

199 çastin e arritjes së maksimumeve të fuqisë të modeve të veçanta në fund të fijes, deri sa koha në diagramin e epërm përcakton çastin e arritjes të maksimumit rezultues. Në çastin fillestar modet janë rreptësishtë sinkron dhe impulsi rezultues ka amplitudë të madhe dhe skaje të pjerrëta. Në fund të fijes, për arsye të kohëve të ndryshme të arritjes së modeve, impulsi rezultues ka amplitudë më të ulët dhe gjerësi më të madhe ( si të kishte pësuar dobësim relativisht të madh). Në kushte e transmetimit digjital, kur sinjalet paraqiten me seri të impulseve, kjo dukuri zvogëlon mundësinë e njohjes së rregullt të vlerave të amplitudave të tyre, çka sjell deri te rritja e shkallës së gabimit në transmetim. Dispersioni shumë shpesh shprehet si faktor kufizues vendimtar gjatë projektimit të sistemeve optike të telekomunikacionit. Si masë e cilësisë së fijeve më së shpeshti theksohet diapazoni lëshues, i shprehur si prodhim i frekuencës dhe gjatësisë së trasesë, me dimensione MHz-km ose GHz-km. Vlerat tipike të diapazonit lëshues të këtillë për fije multimode janë të rendit disa qindra MHzkm, deri sa te fijet monomode janë më të mëdha për një deri në dy rende të madhësive. Është e qartë se në instalimet me fije monomode dispersioni mund të mospërfilljet. Në rrjetet lokale kompjuterike shfrytëzohen edhe kabllot me fije multimode dhe në ato raste ndikimi I dispersionit mund ta kufizon ose rrjedhjen binare ose gjatësinë e vijave. 12.2.6. NDËRLIDHJET NDIHMËSE DHE ELEMENTET

Ndërlidhjet ndihmëse dhe elementet më të shumtë në instalimet e telekomunikacionit janë: -

panelet për klasifikim, ndërçelësit (komutatorët), ndarësit e fuqisë (pasiv), dhe lidhjet e abonentëve.

Në praktikë shpesh haset në shprehjen ndarës dhe atë në dy kuptime: ndonjë herë mendohet për panelin për klasifikim e ndonjëherë në ndarësin e fuqisë. Panelet për klasifikim shfrytëzohen në rrjetet e ndryshme si nyje për shpërndarjen e kabllove në pjesët e ndërtesës dhe nëpër hapësirat e veçanta. Aplikimi tipik i tij është në rastin kur nga jashtë në ndërtesë vjen kabllo i telefonit me disa dhjeta çifte, dhe në atë panel bëhet ndarja në kabllo me kapacitete më të vogla ose në çifte të veçanta. Në princip, lidhjet në panel janë fikse, por sipas nevojës mund të bëhen intervenimet e duhura. Panelet për klasifikim nuk shkaktojnë kurrfarë dobësime, e as nuk shkaktojnë ndryshime të tjera të sinjaleve të cilat transmetohen. Ndërçelësit shfrytëzohen atëherë kur shfrytëzuesit e veçantë duhet të mund të kenë qasje në shërbimet e ndryshme të cilat i ofron sistemi. Më së shpeshti përdoren në sistemet të cilat ofrojnë shërbime multimediale, ashtu që shfrytëzuesve ju ofrojnë mundësinë e përzgjedhjes së sinjalit që merret nga rrjeti shpërndarës lokal nga një apo më shumë satelitëve difuz. Aksionet komutuese ndërmerren me komandë nga largësia, nëpërmjet pajisjeve përkatëse që ndodhen te shfrytëzuesi. Ndërçelësit gjithashtu nuk ndikojnë në asnjërin parametër të sinjalit. Ndarësit pasiv të fuqisë gjithashtu më së shpeshti përdoren në sistemet e shpërndarjes kabllore. Qëllimi i tyre është që sinjali i cili vjen nga niveli i lartë i sistemit ndahet në më shumë shfrytëzues, përkatësisht sinjalet nga shumë shfrytëzues të grupohen dhe përcillen në nivel më të lartë. Këta ndarës përdoren si në rrjetat me linjat nga bakri ( në radhë të parë koaksiale), gjithashtu edhe në rrjetat optike. Në rrjetat koaksiale si njësi themelore në këta ndarës është ndërruesja simetrike diferenciale. Kjo është rrejti me tri qasje, e treguar në skemën në fig.12.8.

200

(1)

(1)

(2)

(2)

(3)

a)

(3)

b)

Fig.12.8. Skema principiele e ndërruese difeneciale a) skema principiele; b) simboli

Sinjali i sjell në qasjen (1) ndahet në qasjet (2) dhe (3), deri sa në qasjet (2) dhe (3) dobësimi është i madh (teorikisht pambarimisht). Në mes të qasjes (1) dhe (2), si dhe në mes të qasjes (2) dhe (3), dobësimi është përcaktuar si shuma e dobësimeve sistemore dhe të futura. Dobësimi sistemor është pasojë e faktit se fuqia hyrëse ndahet në dalje në dy qasje dhe tek ndërruesja simetrike është 3dB. Dobësimi i futur shkaktohet nga humbjet në elementet e ndërrueses dhe është në kufijtë 0.5-1dB. Ndarësi me faktor më të madh të ndarjes realizohet si lidhje kaskade e ndërrueses diferenciale.

1:4

1

2

1:8

3

4

1

2

8

Fig.12.9. Simbolet skematike të ndarësve 1:4 dhe 1:8

201 Në realizimet e këtilla ndarësit me faktor të ndarjes 1:N fusin dobësime sistemore 10 log N , ndërsa dobësimi i futur është 1-2 dB. Në rrjetet optike, në vend të ndërrueseve diferenciale, përdoren ndërlidhja e orientuar, e formuar me dy apo më shumë fije optike të përpunuara në mënyrë të veçantë. Për dobësimet që i fusin këta ndarës vlejnë shprehjet e njëjta si edhe për ndërrueset diferenciale. Lidhjet e abonentëve janë elementet përfundimtare të instalimit – në këto drejtpërdrejt kyçen 1:4

1:2

CE

1:8

CE

CE

Fig.12.10. Ndarësit 1:2, 1:4 dhe 1:8 për shpërndarje të kabllove koaksial

pajisjet e abonentëve. Në varësi nga qëllimi i instalimeve lidhjet (kyçjet) mund të jenë të llojllojshme. Në objektet e banimit më së shpeshti hasen prizat trepolare standarde për telefon TV dhe radio. Në objektet e punës në kohët e fundit përdoren prizat tetë polare për shumë qëllime në të cilat mund të kyçen aparate të ndryshme kompjuteri por edhe aparate e telefonit standard dhe digjital. 12.2.7. STRUKTURAT THEMELORE TË INSTALIMEVE TË TELEKOMUNIKACIONIT

Pavarësisht nga qëllimi i caktuar i instalimeve të veçanta, mund të paraqitet një skemë tipike instalimeve të telekomunikacionit në një objekt mesatarisht të madh. Në këtë rast, duhet të merren disa supozime fillestare, të cilat kanë të bëjnë me konstruksionin e objektit ( katet, numri i shkallëve- hyrjeve, etj.), si dhe mënyra e lidhjes me rrethinën.

202 Në shembullin e treguar në fig. 12.11 është treguar bllok skema e një instalimi tipik për

Fig.12.11. Bllok skema e një instalimi të telekomunikacionit

objektin P+10 ( përdhes dhe dhjetë kate) me një hyrje. Komunikimi me rrethinë e jashtme është bërë me kabllon i cili në objekt është futur nga toka dhe ka përfunduar në përdhes në kuadrin shpërndarës. Nga kuadri shpërndarës e deri te lidhjet e shfrytëzuesve instalimi shpërndahet me kanalet ose gypat ngritëse dhe të katit. Në objektet e vogla në përdhes ndahen linjat e veçanta të shfrytëzuesve dhe shpërndahen deri në lidhëset nëpër lokale. Në objektet e mëdha, e sidomos në ato me shumë kate, në kate të caktuara ekzistojnë kuadrot shpërndarës të kateve, të cilët janë të lidhur me kuadrin shpërndarës në përdhes me kabllo të veçantë. Në kuadrin shpërndarës në përdhes formohet tufa e linjave të shfrytëzuesve për përdhesen dhe për tri katet e para, dhe për lidhjen e kateve të tjera shtrihen dy kabllo të veçantë. Në secilin kat, nga tufa ngritëse, në kutinë shpërndarëse të katit ndahen linjat për shfrytëzuesit të cilët ndodhen në atë kat. Në katin e katërt është kuadri shpërndarës i katit në të cilin formohen tufat e linjave të shfrytëzuesve për katin e katërt, të pestë dhe të gjashtë, dhe të shtatin formohet ndarja për katet shtatë deri në të dhjetin. Shembulli i treguar është i përgjithshëm. Në varësi nga dedikimi i instalimeve, elementet e shpërndarjes mund të dallohen shumë a pak. Nëse është fjala për rrjetin e telefonit, linjat e shfrytëzuesve janë çiftet standarde, ndërsa kabllot janë me shumë çifte. Kalimi nga kabllo në çiftet e shfrytëzuesit bëhet në regleta në kuadrot shpërndarës. Në rast të instalimeve për shpërndarjen e programe TV dhe radiofonisë, të gjitha linjat janë koaksiale, dhe ndarja bëhet me ndarës pasiv. Në fig.12.12 është treguar pamja e kuadrove shpërndarës.

203

Fig.12.12. Pamja e kuadrove shpërndarës

12.3. INSTALIMET KABLLORE TË PËRGJITHSHME 12. 3. 1. RRJETET KOMPJUTERIKE

Zhvillimi i teknikës së informacionit ka imponuar, diku para dyzet vjetëve, nevojën për lidhjen e kompjuterëve të ndryshëm të vendosur në hapësira të ndryshme si dhe pajisjeve të tjera të ngjashme në tërësi të vetme funksionale. Kjo ka bërë paraqitjen dhe zhvillimin e shpejtë e lëmit të veçantë të telekomunikacionit, të njohur me emrin rrjeta kompjuterike dhe të telekomunikacion. Sistemi i cili përmban më shumë kompjuter, në mes veti të lidhur me rrjetin kompjuterik të telekomunikacionit, quhen sisteme tele-informative TI. Sistemet bashkëkohore tele-informative TI kanë përmasa të ndryshme hapësinore, duke filluar nga ato të cilat përfshijnë vetëm një objekt ose kompleksin e objekteve në të njëjtin lokacion, deri në ato më të mëdhatë që përhapen edhe në më shumë kontinente. Për këtë, rrjetet teleinformative TI, ndahen në tri kategori: -

rrjetet lokale, të kufizuara në një objekt ose në një mikro lokalitet, të cilat në literaturën botërore njihen si LAN ( Local Area Network).

-

rrjetet regjionale, të cilat mbulojnë territorin e qyteteve të mëdha ose territore të kufizuara, të njohura si MAN (Metropoliten Area Network).

-

Rrjetet ndërurbane dhe ndërshtetërore, WAN (Wide Area Network).

204 Në vazhdim do të analizohen instalimet e rrjeteve kompjuterike lokale, si dhe segmentet lokale të rrjeteve të kategorive të larta. 12. 3. 1. 1. Rrjetet kompjuterike lokale

Sistemet kompjuterike të para kanë qenë të centralizuar: të gjitha funksionet rregulluese të sistemit dhe të gjitha përpunimet kanë qenë të përqendruara në kompjuterin qendror, deri sa njësitë periferike ( të ashtuquajtur terminale) kryesisht i kanë kryer funksionet e komunikimit me rrethinën. Për këtë arsye edhe volumi i këmbimit të shënimeve në mes të qendrës dhe njësive periferike ka qenë relativisht i thjeshtë, dhe të këtilla kanë qenë kërkesat në raport me rrjetet e telekomunikacionit: vlera maksimale e rrjedhjeve binare rrallë herë kanë tejkaluar disa kbit/sec. Paraqitja e kompjuterëve personal ka ndikuar në ndryshimin e strukturës së sistemit: modelet me memorie të centralizuar po tërhiqen, dhe në vend të tyre paraqiten sistemet me memorie të shpërndarë dhe shpërndarje të njëtrajtshme të volumit të funksioneve të përpunimit dhe rregullimit. Kjo njëherësh bënë rritjen e konsiderueshme të volumit të këmbimit të informatave në mes të entiteteve të veçanta në sistem, çka shfaqet me rritjen e rrjedhjeve binare në rrjetet e telekomunikacionit. Në rrjetet lokale bashkëkohore më së shpeshti përdoren protokollet e komunikacionit Ethernet me rrjedhjet standarde të binarëve 10 dhe 100 Mbit/sec, dhe gjithnjë e më shumë hasen zgjidhjet me rrjedhje të rendit Gbit/sec, dhe atë mbi 1000 Mbit/sec. 12. 3. 1. 2. Instalimet e telekomunikacionit në rrjetet lokale të kompjuterëve

Detyrë e rrjetit lokal të komunikacionit është të realizoj shkëmbim cilësor dhe të sigurt të informatave në mes të entiteteve të ndryshme të sistemit kompjuterik. Nocion cilësi nënkupton aftësinë e rrjetit që të mundësoj transmetimin e sinjalit të informatës me rrjedhjet binare të kërkuar, me të cilin rast shkalla e gabimit në sinjalet e transmetuara nuk guxon të kaloj vlerat e lejuara. Elementet themelore të secilit rrjet kompjuterik janë terminalet e komunikacionit dhe strukturat transmetuese në mes të tyre. Terminalet e komunikacionit mund të janë pak a shumë të komplikuar, por çdo herë kanë funksione të caktuara saktë: në një anë duhet të marrin sinjalet nga pajisja e kompjuterit i cili i gjeneron dhe t‘i përshtatë kushteve të transmetimit, dhe në anën tjetër sinjalet që janë transmetuar duhet të transformohen në formën që i përgjigjet pajisjes kompjuterike të cilës i janë dedikuar. Kërkesa universale që pajisjet kompjuterike, pa marrë parasysh se çfarë janë dhe ku ndodhen, të mund të komunikojnë në mes veti, ka kushtëzuar ekzistimin e rregullave shumë të sakta, të njohura si protokollet e komunikacionit. Përshtatja e sinjalit kushteve të transmetimit nënkupton harmonizimin e tyre me standardet e protokolleve të komunikacionit. Me këto protokolle, në mes tjerash, përcaktohen rrjedhjet standarde të binarëve, format e sinjalit në transmetim, si dhe format dhe përmbajtjet e sinjaleve përcjellëse ( adresat, mbrojtja nga gabimet,...). Strukturat transmetuese, nëpërmjet të së cilave bëhet transmetimi në mes të terminaleve të komunikacionit, mund të janë, shumë të ndryshme dhe atë sipas gjatësisë, kapaciteteve, mediumeve të transmetimit etj. Për shembull gjatësitë janë në distancat prej disa dhjetë metrave në rrjetet lokale deri mbi 10 000 kilometra në komunikacionet transkontinentale dhe interkontinentale. Kapacitetet gjithashtu janë në diapazonet prej 10 Mbit/sec në relacionet lokale deri në rendin Tbit/sec ( 1Tbit/sec=1000 Gbit/sec) në sistemet optike speciale. Të gjitha struktura transmetuese janë të formuara nga dy grupe themelore të elementeve: mediumit të transmetimit dhe pajisjeve aktive ( elektronike). Mediumet e transmetimit janë

205 linjat fizike dhe hapësira e lirë. Lista e pajisjeve elektronike të cilat përdoren në telekomunikacione është shumë e gjatë dhe e llojllojshme. Transmetimi i sinjalit mund të bëhet nëpërmjet linjave fizike ( me përcjellës nga bakri ose linjat optike) ose nëpër hapësirën e lirë, prandaj rrjetet ndahen në atë “me tela”, “pa tela” dhe të kombinuara. Në rrjetet lokale, në të cilat komunikacioni bëhet brenda një objekti, transmetimi nëpër hapësirën e lirë shumë rrallë përdoret. Në rrafshet lokale komunikimet kompjuterike, si dhe në segmentet terminale të rrafsheve më të larta, realizohen në bazë të ndonjë protokolli Ethernet, dhe ata do të merren si reprezentativ. Klasifikimi i protokollit Ethernet është bërë sipas rrjedhjes binare dhe sipas mediumeve transmetuese. Në rrjetet lokale më të përhapura janë këto protokolle: 10BASE-5: rrjedhja prej 10Mbit/sec nëpër kabllon koaksial “të trashë”, 10BASE-2: rrjedhja prej 10Mbit/sec nëpër kabllon koaksial “të hollë”, 10BASE-T: rrjedhja prej 10Mbit/sec nëpër çiftet e dredhuar, 10BASE-F: rrjedhja prej 10Mbit/sec nëpër kabllon optike, 100BASE-T: rrjedhja prej 100Mbit/sec nëpër çiftet e dredhuar, 100BASE-F: rrjedhja prej 100Mbit/sec nëpër kabllon optik. Në kohët e fundit është futur standardi për rrjedhjen binare 100 Mbit/sec, i cili aplikohet si në rrjetet lokale, ashtu edhe në rrjetet e rrafsheve më të larta. Në këto raste si medium transmetues zakonisht përdoren kabllot optike. Në fazat e para të aplikimit të këtyre standardeve, për rrjedhjet 10Mbit/sec, janë përdorur kryesisht kabllot koaksial. Për shkak të çmimit të lartë, dhe punët montuese të komplikuara këto zgjidhje janë lënë, dhe përdoren kabllot me çifte të dredhuar, të pa ekranizuar dhe të ekranizuar. Për këto rrjedhje kabllot optike përdoren shumë rrallë ( vetëm kur kemi të bëjmë me largësitë më të mëdha disa qindra metra), ose kur rrjeti punon në kushtet e ndikimeve intensive të stabilimenteve elektromagnetike ose zbrazjeve atmosferike). Për të ashtuquajturin “ethernet i shpejtë”, me rrjedhje 100Mbit/sec, për distanca të shkurtra deri në 100m përdoren kabllot me çifte të dredhuar, ndërsa për distanca të gjata kabllot optik.

12. 3. 2. RRJETET E TELEKOMUNUKACIONET ME SHUMË SERVISE

Në objektet bashkëkohore të biznesit, por edhe në atë të banimit, paraqiten nevojat për ofrimin e të gjitha apo vetëm disa nga tyre të shërbimeve të “rrymës së dobët”, të përmendura më herët. Është treguar që është joracionale të bëhen instalimet të veçanta për secilën prej tyre. Përveç kësaj, për arsye të njëjtë ka filluar procesi i bashkimit të pajisjeve teknike për afrimin e këtyre shërbimeve, të njohur me ermin “konvergjenca”. Ideja themelore e këtij procesi se për disa shërbime të ndryshme shfrytëzohen pajisjet e njëjta dhe instalimet e njëjta, çka sjell deri te cilësia më e mirë e funksioneve dhe zvogëlimi i ndjeshëm i investimeve dhe shpenzimeve të mirëmbajtjes. Si shembull mund të theksohen të ashtuquajturat centrale të telefonisë konvergjente, të cilat njëkohësisht bëjnë procedimin e telefonisë konvencionalen dhe telefonisë IP sipas protokollit Ethernet. Përveç komunikacionit të telefonisë dhe kompjuterëve, rrjetet e tilla mund të kryejnë edhe shërbime të tjera ( lloje të ndryshme të sigurisë, mbajtja e proceseve të ndryshme teknologjike, etj.) Për këtë edhe rrjetet e tilla thirren rrjete për shumë shërbime. Për instalimet të cilat janë në funksion të rrjeteve për shumë shërbime është përvetësuar termi “instalimet kabllore të përgjithshme”.

206 12. 3. 2. 1. Instalimet e sistemit kabllor të përgjithshëm

Sistemi i përgjithshëm kabllor është përkufizuar me standardin ndërkombëtar ISO/IEC 11810, si dhe standardin Evropian EN 50173. Standardet e cekuar përkufizojnë se çfarë strukture kabllore duhet të jetë në objektin e dhënë dhe cilat karakteristike elektrike dhe të tjera duhet ti plotësojnë komponentet e veçanta të sistemit ( kabllot, lidhëset, etj.). Me standardizim është arritur që topologjia e rrjetit dhe komponentet e sistemit janë plotësisht të pavarura nga prodhuesi i pajisjeve të cilat do të lidhen në instalim. Kjo gjithashtu tregon se është e mundur që në procesin e zgjerimit ose modernizimit të sistemit, ndërrohen disa (apo të gjitha) pajisjet, pa nevojën e asnjë intervenimi në instalimet. Kjo ka përparësi të rëndësishme, si shfrytëzuesve të sistemit, ashtu edhe projektuesve dhe prodhuesve të pajisjeve. Struktura e sistemit të përgjithshëm kabllor është standardizuar dhe e përkufizuar me saktësi. Për këtë arsye edhe këto sisteme shpesh herë quhen sisteme strukturale kabllore. Struktura e përgjithshme është përkufizuar për një kompleks të objekteve ( kampus ), me madhësi deri në 3000m në diametër. Bllok skema hierarkike është treguar në fig. 12.13. Pajisjet e terminalit

CD

BD

Skeleti i sistemit kabllor të kompleksit

FD

Skeleti i sistemit kabllor të objektit

TO

Shpërndarja horizontale kabllore

Kabllimi në hapësirën e punës

Sistemi kabllor i përgjithshëm Fig.12.13. Struktura e sistemit kabllor të përgjithshëm

Elementet funksionale të sistemit të përgjithshëm kabllor janë: -

Kuadrot shpërndarës të kompleksit –CD, Skeleti e sistemit kabllor të kompleksit, Kuadrot shpërndarës i objektit –BD, Skeleti e sistemit kabllor të objektit ( shpërndarja vertikale), Kuadrot shpërndarës i katit –FD, Shpërndarja kabllor horizontale, Priza e telekomunikacionit –TO.

Skeleti i sistemit kabllor të kompleksit lidh kuadrin shpërndarës të kompleksit (CD) me kuadrot shpërndarës në të gjitha objektet (BD). Kjo përfshinë edhe kabllot e skeletit të kompleksit, duke kyçur edhe elementet përfundimtare, si dhe fushën për ndarje në kuadrin CD. Kjo realizohet kryesisht me kabllo optik. Gjatësia maksimale e kabllos në skelet të kompleksit është 1500m. Skeleti i sistemit kabllor të objektit lidh kuadrin shpërndarës të objektit (BD) me kuadrin shpërndarës të katit (FD) në objekt. Përfshinë kabllot e skeletit të objektit, duke përfshirë edhe elementet përfundimtare, si dhe fushat për ndarje në kuadrin BD. Realizohet me kabllo optik

207 ose me kabllo me çifte simetrike nga bakri. Gjatësia maksimale e secilit prej këtyre kabllove është 500m. Shpërndarja horizontale ( e katit) e kabllove lidh kuadrin shpërndarës të katit (FD) me të gjitha prizat e telekomunikacionit (TO) në atë kat. Përfshinë të gjithë kabllot në katin e shikuar si edhe elementet përfundimtare të tyre. Kabllot janë me çifte nga bakri dhe simetrik. Kabllot optik përdoren më rrallë ( vetëm atëherë kur i kërkojnë kushtet e mjedisit). Kjo shpërndarje e përfshinë edhe fushën për ndarje në kuadrin FD. Gjatësia maksimale e lejuar e kabllove në shpërndarjen e katit është 90m.

Nga kjo shihet se rrjeta e këtillë është e karakterit yll, me tri nivele të veçanta. Shpërndarja e katit është yll me nyje në FD. Shpërndarja në shumë kate formon yllin me nyje në BD. Përfundimisht, disa objekte gjithashtu lidhen në yll në nyje të kompleksit CD. 12. 3. 2. 2. Elementet e instalimit të sistemit kabllor të përgjithshëm

Në instalimin standard kabllor të përgjithshëm dallohen tri grupe të elementeve: elementet në kuadrot shpërndarës, kabllot (optik dhe të bakrit) dhe prizat e shfrytëzuesit. Në rastin e përgjithshëm, kuadrot shpërndarës mund të përbëjnë aparaturat aktive dhe elemente pasive, nëpërmjet të së cilëve bëhet drejtimi i komunikacionit. Aparaturat aktive nuk duhet të trajtohen si pjesë përbërëse e instalimeve, sepse ato pak a shumë janë të përcaktuara me sistemin e telekomunikacionit ose kompjuterik i cili e shfrytëzon instalimin. Elementet pasive janë panelet e ndryshme për ndarje me të cilët fillojnë ose përfundojnë seksionet e kabllove. Pjesa më delikate e projektimit të këtyre sistemeve është zgjidhja e llojit dhe përkufizimi i karakteristikave të kabllove të cilët duhet të përdoren. Në përcaktimin ndikojmë shumë faktor, në mes të së cilëve më i rëndësishmi është frekuenca maksimale e sinjalit që duhet të transmetohet nëpër këta. Për këtë sinjalet janë të klasifikuar në këto pesë klasë, si në tabelën 12.1. Tabela 12.1 varësia e kufirit të lartë të frekuencës nga klasa e sinjalit Klasa e sinjalit A B C D E

Kufiri i epërm e frekuencave 100Khz 1Mhz 16Mhz 100Mhz Mbi 100Mhz

Për sinjalet digjitale, vlerat kufitare të rrjedhjes së binarëve, përafërsisht, numerikisht janë të njëjta me frekuencat kufitare. Në literaturën e vjetër, klasa E quhet “klasa optike, sepse për këto frekuenca ( apo rrjedhje binarësh) kabllot optike paraqesin zgjidhjen më të mirë, e shpesh edhe zgjidhje të vetme. Kabllot optike të cilët shfrytëzohen në instalimet brenda objekteve kanë fije standarde, monomode 0 dhe shumë mode. Përcaktimi për njërin tip apo tjetrin të kabllos optike varet nga gjatësia e seksionit dhe rrjedhjeve binare në sistem. Kriter shumë i besueshëm për përcaktim është prodhimin maksimal i lejuar i frekuencës dhe gjatësisë së seksionit për fijen e dhënë, i cili jepet në specifikimet e kabllove. Për fije me shumë mode vlera tipike e këtij prodhimi është rreth 600 MHz-km.

208 Në programet prodhuese të prodhuesve të kabllove optike paraqiten ndaras kabllot për montim të jashtëm dhe ata për montim të brendshëm. Në të dy konstruksionet fijet janë të njëjta- dallimi është vetëm në strukturën dhe dimensionet e mbrojtjes së jashtme. Aplikimi më i rëndësishëm i kabllove me përcjellës nga bakri është në shpërndarjen horizontale të katit. Për këtë aplikim janë përkufizuara rregullat specifike dhe janë zhvilluar konstruksione përkatëse të kabllove. Rregull themelore është që nga kuadri shpërndarës i katit deri në secilën prizë duhet të shtrihet kabllo i veçantë, me konstruksion përkatës. Gjatësia e këtij kabllo nuk guxon të jetë më e madhe se 90 m dhe në atë gjatësi nuk guxon të jetë i vazhduar. Në të dy fundet duhet të ekzekutohen lidhëset standarde. Kabllot janë simetrik dhe zakonisht përmbajnë katër çifte të dredhura, nga të cilat secila ka hap të ndryshëm të dredhjes. Çiftet mund të janë të pa ekranizuara (UTP) ose, me ekran të plotë ose në formë rrjete ( të rendit STP dhe FTP). I tërë kabllo është i ekranizuar me folije të aluminit të dyfishtë. Pamja e jashtme dhe prerja tërthore e këtij kabllo është treguar në fig. 12.14. Përcjellësi për kontrollin e vijushmërisë (kontinuitetit) Ekrani i dyfishtë i aluminit Mbështjellësi i jashtëm Përcjellësi nga bakri Përcjellësi për kontrollin e vijushmërisë (kontinuitetit)

Fig.12.14. Pamja e jashtme dhe prerja tërthore e kabllos simetrike me 4 çifte të dredhura

Edhe pse parametrat konstruktive të kabllove janë të standardizuara, në varësi nga kushtet në prodhimin e karakteristikave elektrike mund të dallohen në kufij të caktuar, çka ndikon në lëmin e aplikimit të mundshëm. Kështu, kabllot janë të klasifikuar në kategori, të shënuar me numra 3 deri në 6 ( deri më sot). Ndryshimet në kategoritë shprehen në vlerat e dobësimit gjatësor dhe dobësimin në ndërhyrje, e sidomos në fundin e afërt. Parametër i rëndësishëm është edhe dobësimi i reflektimit, si masë e devijimit të impedancën karakteristike nga vlera nominale, të cilat mund të janë 100,120 ose 150 . Në tabelat në vijim jepet paraqitja krahasuese e vlerave të dobësimit gjatësor dhe dobësimit të ndërhyrjes në fundin e afërt në frekuencat karakteristike. Tabela 12.2. varësia e dobësimit gjatësor (në dB/100m) nga frekuenca për kategori të ndryshme të kabllove Frekuenca (MHz) 1 4 10 30 100 300

3 2.6 5.6 9.8 / / /

Kategoria e kabllos 4 5 2.1 2.1 4.3 4.3 7.2 6.6 / 11.8 / 22.0 / /

6 1.7 3.3 5.2 9.3 17.0 30.7

209 Tabela 12.3. varësia e dobësimit të ndërhyrjes në fundin e afërt (në dB/100m) nga frekuenca për kategori të ndryshme të kabllove Frekuenca (MHz) 1 4 10 30 100 300

Kategoria e kabllos 4 5 56 62 47 53 41 47 / 40 / 32 / /

3 41 32 26 / / /

6 72 63 57 50 42 35

Sipas këtyre tabelave lehtë mund të përcaktohen kufijtë e përdorimit të kabllove të kategorive të caktuara. Nëse, për shembull, kërkohet që sinjali me frekuencën kufitare 10 MHz transmetohet me raportin e sinjalit- ndërhyrje 26 dB, shihet se kategoria 3 nuk vjen në konsiderim, për kategorinë e 4 diapazoni është rreth 200m, me kategorinë 5 rreth 320m, deri sa me kategorinë 6 lejon rreth 600m. Pastaj mund të shtrohet pyetja sa janë rrjedhjet kufitare të binarëve në gjatësitë e normuara të kabllove në mes të kuadrove shpërndarës të kateve dhe pajisjeve të shfrytëzuesve, në rreth 100m. Për kërkesën e njëjtë sinjalit- ndërhyrje 26 dB, për kategorinë 3 është rreth 4 Mbit/sec, për kategorinë 4 rreth 20 Mbit/sec, për kategorinë 5 rreth 30 Mbit/sec, dhe kategoria 6 mund ta transmeton eternetin e shpejtë pra100 Mbit/sec. Nëse shënimet e dhëna transponohen në modelin hierarkik të sistemit të përgjithshëm kabllor, mund të thuhet se për skeletin e rrjetit kabllor të objektit vijnë në konsiderim vetëm kabllot e kategorisë së 6 ( përjashtimisht 5), deri sa shpërndarja horizontale mund të shfrytëzohen edhe kategoritë më të ulëta, në varësi në pajisjeve të cilat kyçen në to. Për kyçjen e kabllove të shpërndarjes së katit në të dy fundet përdoren lidhëset tetë polare. Në fig. 12.15 është treguar prerja e një lidhëse RJ-45 dhe skema e lidhjes e përcjellësve të kabllos në daljet e veçanta.

1 2 3 4 5 6 7 8

Fig.12.15. Lidhësja (konektori) RJ-45

12.4. SISTEMET MULTINEDIALE Sistemet multimediale janë sisteme për shumë qëllime, sistemet e telekomunikacionit me brez të gjerë nëpërmjet të cilave, nga një apo më shumë qendra, i ofrohen shërbime të ndryshme numrit të madh të shfrytëzuesve. Sisteme bashkëkohore multimediale kanë dalë nga sistemet e para për shpërndarje kabllore televizive dhe radio programeve. Në shumë sisteme aktuale këto shërbime edhe sot janë dominuese, dhe i vetmi shërbim që ofrohet. Mirëpo, gjithnjë e më

210 shumë po aktivizohen edhe shërbimet tjera, nga të cilat është më atraktive është qasja në internet me rrjedhe binare të rendit disa qindra kbit/sec. Ekzistojnë edhe shërbime të tjera, kryesisht me karakter interaktiv, si janë: porosia e shumë programeve sipas kërkesave, distribucioni i informatave komerciale dhe programeve propaganduese, “ blerja në largësi“, etj. Është e dobishme që së pari të tregohen ngjashmëritë dhe ndryshimet në mes të sistemeve multimediale dhe atyre për shumë shërbime të përshkruar më parë, sepse edhe të parët dhe të dytit mund të ofrojnë shërbime të njëjta apo të ngjashme. Në kohën e sotme dallimet janë të mëdha dhe kanë të bëjnë me natyrën, vëllimin dhe rrjedhjen e komunikacionit. Shërbime multimediale ofrojnë operatorët e sistemeve shpërndarëse kabllore dhe pjesë dominuese në volumin e tyre të komunikacionit paraqet përmbajtje informative dhe argëtuese. Shërbime me shumë servise tek ne kanë filluar të ofrojnë disa operator të ndryshëm, prandaj edhe shfrytëzuesit kanë mundësi të zgjedhin operatorin përkatës. 12. 4. 1. DISTRIBUCIONI KABLLOR I PROGRAMEVE TË TV-së DHE RADIOS

Në periodat e para të difuzionit të programeve radio dhe televizive nuk kanë ekzistuar nevojat për instalime të veçanta për abonentët. Marrësit kanë pasur të montuara antenat ose antenat e jashtme janë lidhur me marrësit me kabllo të improvizuar. Paraqitja e numrit më të madhe të programeve të emituar në territorin e njëjtë, duke i përfshirë edhe emisionet satelitore, si dhe rritja e kërkesave në pikëpamje të cilësisë së pranimit, kanë imponuar nevojën e ekzistimit të instalimeve specifike me qëllim të pranimit të këtyre sinjaleve. Në fillim këto instalime janë formuar si tërësi të veçanta, brenda objekteve të veçanta. Për këtë në kulmet e shumë objekteve ndodhte sistemi i përbashkët i antenave me ndërlidhjet përkatëse për lidhje dhe përforcim. Sinjali i pranuar, i grupuar dhe i përforcuar, përcillet deri të prizat e shfrytëzuesve në ndërtesa nëpërmjet instalimit përkatës. Këtë instalim e përbëjnë kabllot koaksial dhe ndërlidhjet përkatëse shpërndarëse dhe përcjellëse. Në disa raste sistemi i përbashkët i antenave ka përfshirë edhe disa ndërtesa. Në kohët e fundit, numri i TV dhe radio programeve arrin në disa dhjeta, me çka tejkalohet mundësia e sistemit të antenave të përbashkëta në pikëpamje të cilësisë së pranimit të sinjalit. Njëkohësisht, ekzistimi i TV marrësve më cilësor imponon kërkesat për cilësi më të lartë të sinjalit të pranuar ( nivel të lartë dhe stabilitet, mungesë e pengesave dhe zhurmave,...), që gjithashtu i tejkalon mundësin e sistemeve standarde të antenave të përbashkëta. Problemet e cekuar zgjidhen me ndërtimin e të ashtuquajturin sistemin shpërndarës kabllor (SSHK), të cilët përfshijnë disa mija deri në disa dhjeta mijë abonentë. Sistemi SHK tipik bashkëkohor përmban stacionin qendror, rrjetin shpërndarës primar dhe sekondar dhe rrjetin e shfrytëzuesit. Në stacionin qendror bëhet pranimi i programeve TV dhe radio, drejtpërdrejt nga studiot ose me pranimin e sinjalit nga sateliti ose nga transmetuesi e afërt të radio dhe TV-së. Sinjali i pranuar transponohet në pikëpamje të frekuencës, kështu formohet paketa i unifikuar nga disa dhjeta programe, i cili nëpërmjet rrjeteve shpërndarëse i përcillet shfrytëzuesve. Territoret të cilat mbulojnë sistemet SHK mund të janë shumë të gjera, ashtu që distanca prej stacionit qendror deri te abonentët më të largët arrijnë disa dhjeta kilometra. Për këtë arsye, rrjetet primare shpërndarëse realizohen në bazë të sistemeve transmetuese optike, me të cilat arrihet cilësi shumë e lartë e transmetimit dhe kapaciteti transportues i duhur. Rrjetet primare shpërndarëse përfundojnë në nyjat optike, në të cilat bëhet kalimi në rrjetet sekondare që realizohen me kabllo koaksial. Nyja optike zakonisht përfshinë disa qindra abonentë, ashtu që distanca deri te abonenti më i largët nuk e kalon rreth 300m. Sipas rregullës, fundet e rrjetit sekondar merren hyrjet në ndërtesat e veçanta, ku vazhdon rrjeti i shfrytëzuesit.

211 Në fillim rrjetet e sistemeve SHK kanë qenë të ndërtuara për transmetim vetëm në një drejtimnga qendra deri të shfrytëzuesit. Vizioni i zhvillimit të sistemeve të këtilla në ato multimediale ka imponuar nevoja për ekzistimin e mundësive të komunikimit në dy kahe, apo transmetimi nga shfrytëzuesi deri në qendër. Për këtë qëllim në nivelin ndërkombëtar është bërë ndarja e brezit të frekuencave të cilin e shfrytëzon sistemi SHK, në brezin në të cilin bëhet transmetimi nga qendra deri te shfrytëzuesit, i cili quhet transmetim i drejtpërdrejt, dhe në brezin për transmetimin nga shfrytëzuesit në qendër, i cili quhet transmetimi kthyes. Për transmetim të drejtpërdrejtë janë caktuar brezat në kufijtë 85-860 MHz, dhe për transmetimin kthyes 15-65 MHz. Me standarde ndërkombëtare dhe nacionale janë specifikuar kërkesat sa i përkasin cilësisë së sinjaleve radiofonike dhe televizive të cilat ju ofertohen shfrytëzuesve. Në bazë të këtyre kërkesave janë caktuar kufijtë e nivelit të sinjaleve në lidhëset e shfrytëzuesve, si dhe nivelet maksimale të lejuara të zhurmave dhe pengesave. Në fillim këto sisteme janë përdorur për shpërndarjen e TV dhe radio sinjaleve, ndërsa kohët e fundit edhe për internet, por standardet aktuale janë të konceptuara që instalimet në tërësi të ju përgjigjen të gjitha funksioneve të mundshme të multimediale. Instalimet standarde realizohen për komunikime që janë në funksion të shpërndarjes të TV dhe radio sinjaleve, si dhe shërbimeve të tjera multimediale, çka nënkupton që trafiku i tërë, në të dy kahet, është i orientuar sipas operatorit të sistemit. Gjithashtu është e mundur që instalimi të mbaj edhe pranimin shtesë nga një apo më shumë satelitë. Në ato raste është e nevojshme aplikimi i aparaturës shtesë, dhe rrjeti kabllor duhet të jetë transparente për frekuenca deri rreth 2000 MHz. 12. 4. 2. INSTALIMI KABLLOR PËR SISTEME MULTIMEDIALE

Instalimi për shërbime multimediale paraqet segmentin e fundit të shfrytëzuesit të sistemit të rrjetit transmetues. Pika fillestare e instalimet merret kuadri shpërndarës i objektit (ndërtesës), në të cilin përfundon kabllo koaksiale i cili vjen nga nyja optike. Në ndonjë rast në atë kuadër mund të ndodhet grupi për përforcim, por ajo sipas rregullës është pjesë e rrjetit sekondar, e jo pjesë e instalimit. Nga ky kuadër nëpërmjet kabllove vertikale shkohet deri në kuadrot e kateve, dhe nga ta, me shpërndarje horizontale, deri në lidhëset e shfrytëzuesve. Në praktiken aktuale përdoren dy mënyra të kabllimit nëpër ndërtesa trung dhe yll. Në ndërtesat me numër të madh të shfrytëzuesve, instalimit mund të jetë i realizuar edhe si kombinim i dy mënyrave. Në fig. 12.16 është treguar realizimi i kabllimit të tipit trung. Si model është marr ndërtesa e banimit me përdhes dhe tetë kate, me nga katër apartamente në kat. Principi i njëjtë shfrytëzohet edhe gjatë projektimit të ndërtesave të biznesit.

Kati i VIII-të Lidhësja e shfrytëzuesit (priza)

kanali i plastikës

kuadri shpërndarës i katit

M

IT4W-12

212

anëtari përfundues

kanali metalik IT4W-16

Kati i VII-të M

Degëzuesi me katër degë

IT4W-16

Kati i VI-të M

IT4W-20

Kati i V-të M

IT4W-20

Kati i IV-të M

IT4W-24

Kati i III-të

M

IT4W-24

Kati i II-të M

IT4W-24

Kati i I-rë

Përdhesa

Sistemi i shpërndarjes i objektit M

Grupi për përforcim IT4W-24

M

Fig.12.16. Relizimi i kabllimit lokal të tipit trung

Në fillim duhet të bëhet përshkrimi i dy elementeve specifike: grupit për përforcim në kuadrin shpërndarës të objektit dhe degëzuesit në këtë kuadër dhe në kuadrot e kateve. Grupi për përforcim duhet të siguroj nivele të caktuara të sinjaleve për shpërndarje në lidhëset e shfrytëzuesve. Gjithashtu, duhet të përforcohen edhe sinjalet të cilët nga shfrytëzuesi transmetohen në qendër. Pra duhet të ekzistojnë dy përforcues, nga një për secilin kah të transmetimit, për sinjale me brez të ndryshëm të frekuencës. Që kjo të mundësohet përforcuesit lidhen në linja nëpërmjet ndërruesve të filtrave, sipas bllok skemës së treguar në fig. 12.17.

213 Ndërrueset me filtër janë rrjet me tri qasje, nga të cilën në njërin, të përbashkët, lidhen linjat, e

Nyja optike

Instalimi

Fig.12.17. Simboli skematik dhe bllok skema e grupit të përforcuesve

në dy të tjerat hyrjet dhe daljet e përforcuesit. Në fig. 12.17. elementet e epërme të ndërruesve janë filtrat lëshuesit e frekuencave të ulëta, me frekuencën kufitare mbi 65 MHz, e filtrat e poshtëm janë lëshuesit e frekuencave të larta me frekuencën kufitare pak mbi 80 MHz. Prandaj, dega e epërme e grupit i transmeton sinjalet nga shfrytëzuese në qendër, e ajo e poshtmja nga qendra në shfrytëzues. Degëzuesi është ndarësi pasiv i fuqisë me konstruksioni të posaçëm, i cili është përshkruar në mënyrë të përgjithshme në 12. 2. 6. Komponentë specifike në degëzues është ndërruesi diferencial jo simetrik. Kjo është një rrjet me tri qasje , si është treguar në fig. 12.8. Njëjtë sikur se te ndërruesja simetrike, sinjali i sjell në qasjen (1) ndahet në qasjet (2) dhe (3), deri sa në mes të qasjeve (2) dhe (3) dobësimi është i madh ( teorikisht pakufi ). Në mes të qasjeve (1) dhe (2), si dhe qasjeve (1) dhe (3), dobësimi rezultues paraqet shumën e dobësimit të sistemit dhe të futur. Dobësimi i sistemit është si pasojë e faktit që fuqia në hyrje ndahet në dy qasje në dalje dhe tek ndërruesja simetrike ajo është 3dB. Te ndërruesja jo simetrike ndarja e fuqisë në mes të qasjeve (2) dhe (3) nuk është e njëllojtë, por më së shpeshti, në një qasje trashëgohet një pjesë më e madhe e fuqisë se sa në të dytën. Në rastet e këtilla qasje me fuqi në dalje më të madhe thirren kalimtare, dhe ato më të vogël degëzuese. Në pajtim me këtë edhe dobësimi në mes të qasjes hyrëse dhe asaj kalimtare quhet dobësim kalimtarë, dhe ai në mes të qasjes hyrëse dhe asaj degëzuese quhet dobësim degëzues. Kombinimet tipike të dobësimeve kalimtare dhe degëzuese , të shprehur në decibelë janë: Kalimtarë: 1.0 Degëzues: 7.0

0.5 10.0

0.2 (dB) 20.0 (dB)

Zakonisht edhe këtu paraqitet dobësimi i futur, i cili në kahun kalimtar është deri në 0.5 dB, dhe në atë degëzues deri në 1.0 dB.Nëse nevojitet të bëhet degëzimi me dy apo më shumë dalje, atëherë në qasjen e degëzimit kyçet në kaskadë ndarësi simetrik përkatës. Nëse, për shembull shikohen degëzuesit me katër lidhëse të shfrytëzuesve, dobësimet e tëra të tyre janë: Kalimtarë: 1.5 Degëzues: 15.0

0.7 18.5

0.4 (dB) 28.0 (dB)

Dobësimi i tërë të cilin e fut instalimi, nga dalja e përforcuesit deri te lidhësja e shfrytëzuesit në katin e N-të, është përcaktuar si shuma e këtyre dobësimeve: -

N dobësime kalimtare të degëzimeve, Dobësimin i degës së një degëzimi, N dobësimi i seksione ndërlidhëse të kabllove vertikale, dhe Dobësimi i kabllos së shfrytëzuesit në mes të degëzuesit dhe lidhëses.

214 12. 4. 3. LIDHJET E SHFRYTËZUESVE

Në instalimet e vjetra lidhëset e shfrytëzuesve kanë qenë të paraparë për pranimin e vetëm TV dhe radio sinjaleve. Kutitë kyçëse (prizat) për këtë qëllim kanë pas nga dy priza për kabllo koaksial dhe degëzuese me filtër të cilat kanë ndarë sinjalin. Në instalimet bashkëkohore shfrytëzohen prizat e veçanta, dhe ndarjen e sinjalit e bënë vet aparatet e shfrytëzuesit. Për këtë edhe përdoren zgjidhje të ndryshme. Një zgjidhje më e thjeshtë e cila përdoret shpesh është treguar me bllok skemën në fig. 12.18, dhe kjo mundëson pranimin e njëkohshëm të TV dhe radio programeve dhe mbajtjen e komunikimit me kompjuter (interneti).

TV

Modemi

P.C.

Fig.12.18. Bllok skema e lidhjes së kompjuterit në rrjetin SHK

Kabllo e shfrytëzuesit sillet deri në hyrje të ndërrueses filtër, e cila ndan brezat për transmetim të drejtpërdrejtë dhe kthyes. Në dalje për transmetim të drejtpërdrejtë kyçen TV dhe radio aparatet, dhe në dalje për transmetim kthyes kompjuteri, i cili duhet të përmbaj modemin përkatës. 12. 4. 4. MBROJTJA E INSTALIMEVE MULTIMEDIALE NGA NDIKIMET E JASHTME

Koncepti aktual i ndërtimit të rrjeteve multimediale përcaktohet që në mes të nyjave optike dhe lidhjeve të shfrytëzuesve transmetimi të bëhet nëpërmjet kabllove koaksial. Këta kabllo, si dhe linjat e tjera me përcjellës nga bakri janë të ekspozuat ndikimeve të ndryshme të fushave elektromagnetike të jashtme. Këto ndikime mund të provokojnë pasoja të dëmshme, të cilat klasifikohen në rreziqe dhe pengesa. Gjatë projektimit dhe realizimit të sistemeve të këtilla është e domosdoshme të merren masa për evitimin e pasojave të këtyre ndikimeve ose për reduktim në kufijtë të lejuar. Kërkesat në pikëpamje të sigurisë të këtyre sistemeve janë të përkufizuar me standarde Evropiane CENELEC EN 50083-1. Paraqitja e rreziqeve bëhet për shkak të ndikimeve të stabilimenteve elektromagnetike dhe zbrazjeve atmosferike. Në të shumtën e rasteve këto ndikimet janë të shprehura në rrjete sekondare, pra në mes të nyjës optike dhe hyrjes në objekt, apo fillimit të instalimit të shfrytëzuesit. Në fakt nyja optike dhe objekti i shfrytëzuesve ndodhen në lokacione të ndara, çka do të thotë se mund të janë, përkohësisht ose gjithnjë, në potenciale të ndryshme. Zgjidhje standarde e problemeve të tilla është tokëzimi lokal i elementeve të rrjetit, por në rastin e rrjeteve multimediale kjo nuk është e përshtatshme, sepse me këtë formohet laku që formohet nga përcjellësi i jashtëm i kabllove dhe toka. Ekzistimi i lakut të këtillë parazit mundësojnë ndërlidhjen e fushave të jashtme dhe pjesëve të kabllos, çka shkakton prezencën e pengesave në brezat e frekuencave të sinjaleve të transmetuara. Zgjidhja më e mirë e këtij problemi është që në hyrje të objekteve të instalohen lidhëset izoluese. Këto janë komponent të cilat bëjnë ndarje galvanike të plotë të traseve të linjave. Ato janë plotësisht transparente ( nuk fusin kurrfarë dobësimi) për sinjale të frekuencave të larta. Në këtë rast përcjellësi i jashtëm i kabllos koaksial është i tokëzuar vetëm në nyjën optike,

215 dhe mbetet izoluar deri në fund të trasesë (fig. 12.19). Në anën tjetër lidhësja izoluese e instalimit mund të kyçet në tokëzimin lokal. Zgjidhje e mundur, por e keqe, është që instalimet në objekte të kyçen në tokëzimin lokal nëpërmjet lëshuesve të mbitensioneve. Gjatë kushteve normale nuk ekzistojnë lake parazit, sepse lëshuesit sillen si izolator. Mirëpo, nëse në objekt ekziston çfarëdo lidhje në mes të përcjellësit të jashtëm të kabllos koaksiale dhe tokës, do të ekzistojnë edhe lake parazit. Në lidhje me këtë problem duhet të ceket se është e domosdoshme të pengohet formimi i lakut parazit nëpër aparaturat e shfrytëzuesve, të cilat formohen nëse ekzistojnë lidhjet galavanike në mes të përcjellësit të jashtëm të kabllos koaksial dhe linjës të nulit të mbrojtur të rrjetit elektrik.

(6)

(6) (6)

(5)

(1)

(4) (3)

(2) (1) - Lidhësja izoluese (2) - Tokëzuesi (3) - Zbarra për barazimin e potencialit (4) - Përcjellësit për barazimin e potencialit (5) - Grupi për përforcim (6) - Ndarësi i fuqisë Fig.12.19. Shembulli i realizimi të tokëzimit të instalimeve të S.SH.K. me lidhëse izoluese

12.5. SISTEMET E INTERFONISË PËR DERËN E HYRJES Këto instalime elektrike të rrymës së dobët shfrytëzohen si për komunikimin me të folur në mes të mysafirëve të cilët ndodhen përpara derës së hyrjes, në ndonjë objekt dhe folësit në adresën e thirrur, si dhe për zhbllokimin e asaj dere. Këto më së shpeshti realizohen në objektet e banimit. Komunikimi me të folur mund të jetë i realizuar: -

lidhja e dyanshme dhe jo simultane ( jo e njëkohshme), ose simplexe, lidhja e dyanshme simultane ( e njëkohshme) ose duplexe, dhe lidhja e përzier.

216 Te instalimet e interfonisë për derën e hyrjes zakonisht përdoret lidhja e dyanshme jo e njëkohshme, ose lidhja simplexe, dhe në vazhdim do të bëhet përshkrimi i kësaj. Komponente elektrike të cilat e përbëjnë instalimet e këtilla janë: -

-

në derën e hyrjes ndodhet kutia për thirrje, në pjesën e përparme të së cilës, në pllakë, ndodhet tastet thirrëse për aq adresa sa ndodhen në objekt dhe një kombinim mikrofoni dhe altoparlanti, në derën e hyrjes ndodhet një elektromagnet për zhbllokimin e derës, me tension të vogël (12 ose 24V=), i cili e bënë këtë kur të ngacmohet, Në secilën adresë ndodhet nga një kuti, e cila thirret kuti e adresës, dhe në pjesën e përparme të së cilës/ në pllakë ndodhen dy taste, nga të cilët njëri është ndërruesja komutator për orientimin e bisedës (kur është i shtypur kahu është nga adresa në derën në hyrje, e kur është i lëshuar, kahu është i kundërt) e tasti i dytë shërben, për ngacmimin e elektromagnetit për zhbllokimin e derës. Në pllakë është edhe një kombinim mikrofon altoparlant, si dhe burim i sinjalit të zërit apo të dritës. Në disa raste në vend të kutisë përdoret receptori i telefonit, në të cilën ndodhet të tastet e përmendura; Në afërsi të derës së hyrjes, përkatësisht pllakës thirrëse te dera e hyrjes, vendoset burimi i tensionit të vogël të vazhduar dhe përforcuesi i sinjaleve të bisedave, dhe Shpërndarja të cilët e përbëjnë linjat simetrike IY(St) Y 2x0.6 (0.8), i futur në gypa ose kanale dhe kutitë të ndryshme shpërndarëse.

Ekzistojnë disa zgjidhje elektrike për këto instalime. Në fig. 12.20 është treguar skema themelore elektrike e një zgjidhjeje. Sipas skemës së treguar në fig. 12.20 instalimi

KSH 2

4+n-m

(4) 4'

KSH 1

4'

4'

mx4

4' (n)

3(4)

(3) (1) 1,N~50,220V

(2) (n)

Fig.12.20. Skema elektrike e instalimit të interfonisë për derën e hyrjes në objektet e banimit; 1- pllaka për thirrje në hyrje, 2- brava me elektromagnet, 3- përforcuesi i zërit dhe burimi i tensionit të vogël, 4pllaka marrëse në adresë, n- numri i tërë i adresave, m- numri i adresave për vendin shpërndarsës, KSH- kutia shpërndarëse

funksionon si në vijim: Mysafiri në derën e hyrjes me shtypje në tastin përkatës në pllakën

217 thirrëse e thërret adresën e duhur. Ajo thirrje në adresë lajmërohet si një zë në altoparlant ose në burimin përkatës të zërit ose sinjalit të dritës, i cili mund të jetë i vendosur larg nga pllaka e adresës. Folësi në adresë me shtypje në tast-ndërruese e orienton sinjalin e bisedës nga adresa kah dera e hyrjes, duke dërguar në atë drejtim pyetje për identifikim. Që të dëgjoi përgjigjen, folësi në adresë duhet ta lëshoj tast-ndërruesen, me çka ndërrohet kahu i transmetimit të sinjalit të bisedës, nga dera në hyrje në adresë. Pas identifikimit, me shtypje në tastin tjetër, folësi nga adresa zhbllokon derën në hyrje.

12.6. INSTALIMET ELEKTRIKE TË TELEFONISË PUBLIKE Instalimet elektrike të telefonisë publike në ndonjë objekt të banimit janë vetëm pjesë e sistemit për transmetimin e sinjaleve të të folurit, i cili përfshinë hapësirë më të madhe. Në vazhdim do të analizohet në detaje vetëm pjesa e cila është në objekt, ndërsa për atë i cili ndodhet jashtë objektit do të bëhet fjalë sa është e nevojshme që të përshkruhen lidhjet në mes tyre. Lidhja në mes të këtyre pjesëve është vendi i hyrjes në objekt. Në mënyrë që ai të mund të përshkruhet, duhet së pari të njohim pjesën e sistemit jashtë objektit. Nga centrali i fundit i telefonit deri në objekt në të cilin ndodhen marrësit ( aparatet e telefonit), është realizuar rrjeti publik i telefonisë, me kabllo të shtrirë në tokë ose të ngrehur në mbajtës të ndryshëm mbi tokë. Sot shumë rrallë pjesë të kësaj rrjete realizohen me përcjellës të zhveshur, të mbështetur në izolator elektrik, çka janë bërë më parë. Kjo rrjetë quhet rrjetë e abonentëve, e linjat që e përbëjnë quhet linja të abonentëve. Për realizimin e rrjetit të abonentëve përdoren kabllot vetë mbajtës, të cilët kanë shenjën TK 33U, dhe për kabllo nëntokësor kanë shenjën TK 39.. M. Në këta ndodhet numri përkatës i çifteve me diametër 0.6mm, ose 0.8mm. Nëse izolimi elektrik dhe mbështjellësi i përbashkët janë bërë nga polietileni, shenja është 33, dhe nëse mbështjellësi shumë shtresor është bërë edhe nga materialet e ndryshme, atëherë në vend të shifrës së dytë 3 kemi shifrën 9. Në territoret e urbanizuara, rrjeti nëntokësor kabllor i abonentëve bëhet me kabllo TK 39, të cilët futen në kanale për kabllo, dhe për ngrehje të kabllove në mes të mbajtësve të murit dhe kulmit përdoren kabllot TK 33-U. Nëse centrali i telefonit ka numër të vogël të numrave të abonentëve, dhe nuk parashihet kurrfarë zgjerimi, atëherë bëhet rrjeti përfundimtar i abonentëve. Në këtë nuk ka degëzime të linjave jashtë centralit. Nga centrali nisen aq linja të abonentëve sa është numri i objekteve, dhe në secilën linjë ka aq numër të çifteve sa ka numra të abonentëve në objekt. Skema elektrike e rrjetit të këtillë është treguar në fig. 12.21 a. Nëse centrali mbulon hapësirën me një numër të madh të objekteve dhe numra të abonentëve, atëherë realizohet rrjeti elastik dhe i përbërë i abonentëve. Te rrjeti elastik, disa linja të abonentëve të cilët nisen nga centrali i telefonit degëzohen në një vend jashtë centralit, si është treguar në fig. 12.21 b, ndërsa te ajo e përbërë degëzimi bëhet në shumë vende , si është treguar në fig. 12.21 c. Këto vende quhen ndarësit e kabllove dhe ndërtohen në përbërjen e ndonjë objekti ose jashtë tij, si objekt i veçantë nën tokë i cili quhet puset. Kabllot e abonentëve futen në objekt nga pjesa e epërme, nëpërmjet hyrja e epërme, nëse linja është ajrore, dhe nga pjesa e poshtme, nëpërmjet hyrja e poshtme, nëse ajo është nëntokësore. Këta kabllo në këto vende përfundojnë në kuadrot hyrës, me koka të kabllove me bisht ose me çifte të shthurura, të cilat drejtpërdrejt lidhen në lidhëset rendore ( regleta). Nga ky vend fillojnë instalimet e telefonisë (të brendshme) në objekt.

218 Në rrjetet telefonike të abonentëve frekuenca e sinjaleve elektrike është 300 deri 3000 Hz. Ato janë të realizuar në atë mënyrë që dobësimi më i madh në mes të dy pikave lidhëse të çfarëdoshme, të jetë më e i vogël se 3.6 Np ( 31.3 dB). RRJETI I NGURTË I ABONENTËVE

n1x2

n2x2

n3x2

RRJETI ELASTIK I ABONENTËVE

(n1+n 2 +n3)x2

n4x2

n1x2 n2x2 n3x2

(a)

(b)

(n1+n 2 +n3)x2

n1x2 n2x2 n3x2

(n1+n 2 +...+n6)x2

(n 4+n 5 +n6)x2 (c)

- Ndarësit e kabllove në ndonjë objekt - Ndarësit e kabllove jashtë objektit

n4x2 n5x2 n6x2

- Përfundimi i kabllos me kokë të kabllos pa siguresa në objekt - Përfundimi i kabllos me kokë të kabllos pa siguresa jashtë objektit

- Përfundimi i kabllos me kokë të kabllos dhe siguresa në objekt

- Përfundimi i kabllos pa kokë të kabllos në regleta në objekt

- Përfundimi i kabllos me kokë të kabllos dhe siguresa në shtyllë

- Përfundimi i kabllos pa kokë të kabllos në regleta jashtë objektit

Fig.12.21. Skema elektrike të rrjeteve të abonentëve të telefonisë; a) e ngurtë, b) elastike; c)e përbër.

12. 6. 1. PJESËT FUNKSIONALE TË INSTALIMEVE TË BRENDSHME TË TELEFONISË

Instalimet e brendshme të telefonisë fillojnë nga kuadro hyrës, në të cilën përfundon rrjeti telefonik i abonentëve. Nëse numri i marrësve, përkatësisht numrat e abonentëve në objekt është i vogël ( vetëm disa), ky kuadër mund të shërbejë edhe si kuadër shpërndarës dhe nga ai fillon shpërndarja e linjave deri te marrësit. Por nëse numri i marrësve është i madh, dhe për shpërndarje realizohet kuadër i veçantë, në përbërjen e të cilit mund të jetë edhe pjesa hyrëse. Në këtë kuadër vendosen lidhëset rendore (regletat), një anë lidhet me kabllon dhe ana tjetër me linjat shpërndarëse. Në raste të këtilla kabllo mund të përfundoj me kokë të kabllos me bisht, ose me çifte të shthurura. Për vende të këtilla shpërndarëse përdoret termi koncetrimi i epërm, nëse vendi shpërndarës ndodhet në pjesën e epërme të objektit ( gjatë hyrjes në objekt nga rrjeti ajror) dhe koncetrimi i poshtëm, nëse vendi shpërndarës ndodhet në pjesën e poshtme ( gjatë hyrjes në objekt nga rrjeti nëntokësor).

219 Në kuadrot shpërndarës mund të ndodhen edhe aparatura të tjera si janë radhitësit e siguresave, ose ndërçelësi për telefon binjak. Objektet me hyrje ajrore zakonisht janë objekte me numër të vogël të abonentëve, dhe kuadri hyrës do të jetë edhe kudër shpërndarës. Në këtë futet kabllo vetë mbajtës në mënyrën si është treguar në fig. 12. 22 a. Çiftet e shthurura të kabllos përfundojnë në një skaj të radhitësve të siguresave ose lidhëseve rendore (regletave). Objektet me hyrje të poshtme nga rrjeti nëntokësor zakonisht janë objekte me numër të madh të numrit të abonentëve, prandaj edhe duhet të ekzistoj kuadri shpërndarës i veçantë, në të cilin duhet të ndodhen lidhëset rendore. HYRJA E EPËRME E TELEFONIT TK 33-U nx2x0.6mm

Çiftet e shthurura në regleta

IY(st)Y 2x0.6mm/

11mm

(a) HYRJA E EPËRME E TELEFONIT

Koka e kabllos me bisht ose çiftet e shthurura në regleta

TK 39 nx2x0.6mm

(b)

Fig.12.22. Praqitja skematike e hyrjes së epërme (a) dhe poshtme (b) në objekt të abonentëve të telefonisë me kuti hyrëse

Kuadri hyrës mund të jetë i realizuar i veçantë apo në përbërje të kuadrit shpërndarës. Mënyra e futjes së kabllos nëntokësore në objekt është treguar në fig. 12.22. b. Lidhja e siguresave, e cila është e domosdoshme të përdoret kur një pjesë e rrjetit është realizuar me përcjellës të zhveshur nga bakri, por në rastin kur është e realizuar me kabllo nuk është e domosdoshme. Kjo shërben për mbrojtjen e instalimeve të brendshme të telefonisë nga mbitensionet, të cilët janë si pasoj e zbrazjeve atmosferike. Prandaj kjo lidhje përbën edhe lëshuesit e mbitensionit të cilët janë të vrazhdë dhe fin, të cilët shpesh quhen siguresa të mbitensioneve. Përveç tyre në lidhje ekziston edhe siguresa shkrirëse. Skema elektrike e kësaj lidhjeje është treguar në fig. 12.23.

220

LMTV

LMTF

Fig.12.23. Skema elektrike e lidhjes së siguresës për teleoni: LMTVlëshuesi i mbitensionit i vrazhdë LMTF -fin

Nga kuadri shpërndarës, shtrihen linjat shpërndarëse, veçantë për secilin marrës, përkatësisht numër të abonentit. Këto ekzekutohen me përcjellësit IY(st)Y 2x0.6 (0.8mm) të futur në gypa apo kanale. Në një gyp apo kanal mund të futen më shumë çifte secila e destinuar për marrës të veçantë. Gypat apo kanalet vendosen në mur nën suvë. Linjat shpërndarëse përfundojnë me prizë telefoni, e cila vendoset në kutinë instaluese me diametër 55mm.