SEMINARSKI RAD IZ ELEKTRONIKE
/ ELEKTROTEHNIKE
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
SUVE NEIZOLOVANE PROSTORIJE
Stambene prostorije svih vrsta koje imaju provodljiv pod (beton, kamen) ili na dohvat ruku prema električnim potrošačima imaju uzemljene metalne mase (vodovodne, gasne i instalacije centralnog grijanja). U ovu grupu prostorija spadaju: - stambene kuhinje, - frizerske radnje, - mesnice, - radionični i fabrički pogoni u kojima se ne radi sa mokrim i vlažnim predmetima.
Električne instalacije u ovim prostorijama u odnosu na suve izolovane prostorije ne izvode se golim provodnicima. Obavezna je zaštita od previsokog napona dodira za portošače do 10 A pojedinačnim zaštitnim uzemljenjem. U cilju korišćenja električne energije za različite namjene neophodno je da postoje: – izvori električne energije ili informacija – prijemnici i – sredstva za njihov prenos od izvora do prijemnika.
Sredstva za prenos električne energije ili informacija kroz objekat se predstavljaju električnim instalacijama (EI). EI se sastoje iz skupa provodnika i drugih električnih komponenti koje omogućavaju siguran i kvalitetan prenos električne energije ili informacije do prijemnika. Elektroenergetske instalacije čine svi djelovi, koji predstavljaju funkcionalnu cjelinu, počevši od mjesta napajanja objekta električnom energijom. 2. SNABDIJEVANJE ELEKTRIČNOM ENERGIJOMElektrična energija je jedna od najvažnijih
transformisanih oblika energije. Ona se relativno jednostavnim aparatima
i uređajima može pretvoriti u sve korisne oblike energije, a većina nekonvencionalnih
primarnih oblika energije može se iskoristiti tek nakon pretvaranja u
električnu energiju. Električna energija se proizvodi u elektranama, a
u njima su postrojenja za transformaciju u mehaničku energiju koja se
transformiše u el.energiju pomoću sinhronih generatora. Prema obliku energije
koja se transformiše u mehaničku energiju razlikuju se termoelektrane
i hidroelektrane. 3. ELEKTRIČNE INSTALACIJE
3.1. Podjela električnih instalacija po naponskom nivou (visini napona)Elektroenergetske instalacije mogu se podijeliti u tri grupe (prema naponu između faznog i nultog provodnika): – visokog napona (3, 6, 10, 20, 35, 110, 220, 380 kV) – niskog napona (niži od 250V) u domaćinstvu – malog napona (nije veći od 50 V između bilo koja dva provodnika) signalizacija, telekomunikacije i električne ograde za stoku.
3.2. Podjela električnih instalacija po načinu korišćenjaElektrične instalacije po načinu korišćenja se dijele na: 1. instalacije jake struje: - osvjetljenja- (cilj im je da se u objektu dobije vještačko osvetljenje za normalan rad), - priključnica- (u prostorijama gdje je neophodan priključak za uređaje i aparate koji mogu biti pokretni i stabilni), - motornog pogona, - građevinske i - pomoćnih izvora električne energije (dizel elektr. , benzinski agregati, ručni ili nožni agregati i akumulatorske baterije); 2. instalacije zaštite: - zaštita od napona dodira, - zaštita od udara groma u objekat ili vazdušni vod i - zaštita od eksplozije plinova. 3. specijalne instalacije.
3.3. Dijelovi električnih instalacijaDijelovi električnih instalacija su: - priključak objekta, - glavna razvodna tabla, - napojni vodovi, - razvodni ormari-u njemu se nalaze elementi koji služe za osiguranje, komandovanje, kontrolu pojedinih veličina i regulaciju, - razvodne table-koriste se samo u stanovima i mogu biti izrađene od metala ili PVC mase -strujna kola (krugovi) - napajanje električnih prijemnika - uzemljenje - uzemljenje metalnih djelova od previsokog napona dodira. 3.4. Osnovni elementi električnih instalacijaOsnovni elementi električnih instalacija su: - provodnici, kablovi sa odgovarajućim priborom, - elementi zaštite, - prekidački elementi, - sitan materijal (priključnice, mjerni elementi, elementi signalizacije,..) i - elementi gromobranske instalacije. 3.5. Neelektrične komponente električnih instalacijaNeelektrične komponente električnih instalacija su: - instalacione cijevi (PVC i metalne), - metalne i plastične razvodne ili instalacione kutije manjih i većih dimenzija - razvodni ormani (samostojeći, viseći, ugradni) - nosači provodnika i kablova - gvozdena i pocinčana traka 20x3 i 25x4za povezivanje metalnih djelova u cilju izjednačavanja potencijala.
Pod uzemljenjem se podrazumijeva povezivanje neke tačke električnih instalacija sa zemljom, koja predstavlja geološki električni provodnik zanemarljivog otpora i kondenzator veoma velikog kapaciteta. Ovo povezivanje ima dva razloga- potencijal svih tačaka određuje se u odnosu na nepromjenljiv zemljin potencijal – referentni potencijal (radno uzemljenje) da bi se tačke koje u normalnom potencijalu nisu na nekom potencijalu, ali bi usled kvara mogle da dođu na nedozvoljeno veliki potencijal zaštite povezivanjem sa zemljom (zaštitno uzemljenje). Uzemljenje se kao elektroprovodna veza neke tačke električnih instalacija sa zemljom sastoji iz od dva osnovna dijela: - uzemljivač (elektroprovodni dio smješten ispod površine zemlje) i - zemljovod (elektroprovodni dio iznad zemlje).
4. RAZVODNE ELEKTRIČNE INSTALACIJE
Razvodne električne instalacije čine provodnici i kablovi. 4.1. ProvodniciProvodnici se proizvode od aluminijuma i bakra. Bakar je povoljniji za izradu električnih provodnika jer je: - elastičniji, - otporniji na spoljne uticaje (kisjela i bazna isparenja), - ima bolju provodnost, - tačka topljenja je znatno viša nego kod aluminijuma, - čvrstoća na kidanje je veća pa se može mehanički više opteretiti. Po obliku poprečnog presjeka provodnici mogu biti: - okrugao pun provodnik od Cu ili Al 1-16 najčešće izolovani - pravougaoni pun presjek- sabirnica ili šina Cu ili Al presjek 15x3 do 120x10 - okrugao oblik u vidu nekompaktnog užeta – upredanjem žica okruglog oblika 16 do 180,ako je provodnik izolovan onda se izrađuje od 0,75do 240. - okrugao oblik – kompaktno uže koje se izrađuje kao prethodni tip samo se još mehaničkom kompresijom sabije 2,5do240. - sektorski oblik- kompaktno uže u vidu sektora 90ili 120, 35 do 400 U električnim instalacijama koriste se izolovani provodnici i instalacioni i energetski kablovi. Kabl se sastoji od više izolovanih provodnika pod jednim zajedničkim plaštom preko koga može biti jedan ili više omotača. Provodnici i kablovi se označavaju sa sedam karakterističnih grupa slova ili brojeva. 1 -nije obavezno ako kabl ili provodnik nisu za posebne namjene: A-automobilski, B- brodski, D-dizalični, S-svjetiljke, Z-zavarivanje, Ž- željeznički;
2 - označavaju vrstu izolacije izolovanih provodnika iomotača oko izolovanih provodnika P-PVC (polivinilhlorid), G- guma, A-aluminijumski plašt, O- olovni plašt;
3 - konstruktivne karakteristike provodnika: A- otporan na atmosferske uticaje, R- sa razmaknutim provodnicima u jednoj ravni, V- visokonaponski, O- samonosiv. 4.2. KabloviZa kablove se koriste i brojne oznake: 00-bez mehaničke zaštite 4 - Y označava da je zaštitni vod žuto-zelene boje 5 - materijal i oblik (samo kod kablova ako nijesu od bakra kružnog pop. presjeka) A- aluminijum, S-sektorski, SJ- sektor puni provodnik 6 - oznaka broja provodnika pod zajedničkim omotačem i njihov presjek; npr. 4x16 vrijednost nominalnog napona, ukoliko je on viši od 1000V. Da bi se odredio presjek provodnika odnosno kabla u električnim instalacijama potrebno je poznavati sledeće podatke: - vrstu opterećenja, - podatke o prijemniku ili prijemnicima, - vrste napajanja i - uslove pod kojima se provodnici i kablovi ugrađuju.
Prema tehničkim propisima za izvođenje elektroenergetskih instalacija niskog napona vodovi se moraju dimenzionisati na : - mehaničku čvrstoću (najmanji presjeci) i - da su osigurani od pregrijavanja (guma 600C, PVC 700C) osiguračima ili motornim zaštitnim sklopkama da pad napona ostane u propisanim granicama.
Za proračun napojnih vodova za stambene zgrade ili razne druge objekte, potrebno je imati određene podatke na osnovu kojih se može uraditi proračun. Potrebni podaci su uglavnom sledeći: Pi - instalisana snaga, Pj -jednovremeno vršno opterećenje i n-broj stanova. Instalisana snaga je ona koja je predviđena projektom, tj. zbir svih snaga za osvjetljenje i priključnice. Jednovremena vršna snaga je snaga koja je jednovremeno uključena, tj . u pogonu. Prosječno vršno opterećenje jednog stana uzima se kao 70% instalisane snage od zbira nazivnih snaga svih električnih prijemnika u prosječnom stanu. 4.3. PrekidačiPrekidači služe za uspostavljanje ili prekid strujnog toka između izvora i prijemnika Osnovni element su kontakti čijim se pomjeranjem odnosno zatvaranjem i otvaranjem uspostavlja ili prekida tok električne struje. Pomjeranje se obezbjeđuje silom: - neposredno (čovječija ruka) - posredno (opruga ili elektromagnet) Prekidači mogu biti jednopolni ili višepolni, dvo i tropoložajni. Oni koji imaju dva položaja mogu biti samopovratni ili monostabilni i nepovratni ili bistabilni. Prekidač sa elektromagnetom kao posrednikom zatvara kontakte kada se magnet pobudi nekom strujom, a otvara ih oprugom zategnutom pri zatvaranju, kada se prekine ta struja. Nazivaju se još i “kontaktori”. Prekidači sa elektro ili pneumatskim motorom kao posrednikom izrađuju se za velike jačine struje ( i do nekoliko hiljada ampera) – specijalne instalacije. 4.4. Zaštitne komponente od prevelike strujeElektrični provodnici i druge komponente koje čine električne instalacije, kao i sami prijemnici , izrađeni su za neku jačinu struje koja se naziva nominalnom. Za nešto veće vrijednosti, provodnici, komponente i prijemnici će se pregrijavati i toplotno naprezati, a za još veće vrijednosti počeće se i mehanički naprezati. Da bi se to spriječilo, u neke dijelove električnih instalacija se postavljaju zaštitne komponente od prevelike struje. To su topljivi osigurači i prekidači sa vremenski zavisnom (bimetalnom) i vremenski nezavisnom (prekostrujnom) zaštitnom karakteristikom. Topljivi osigurači - jedina zaštitna komponeneta od prevelike struje koja struju prekida sama bez posredstva prekidača. To je postignuto posebnom konstrukcijom njegovog topljivog umetka. 5. MJERE ZAŠTITE
5.1. Mjere zaštite od električnog udaraPod električnim udarom se podrazumijeva proticanje električne struje kroz čovječije tijelo. Prilikom proticanja struja izaziva: remećenje električnih impulsa neurovegetativnog sistema, toplotno i elektrohemijsko dejstvo. Stepen opasnosti od dejstva električne struje koja protiče kroz čovječije tijelo zavisi od njene jačine, učestanosti i dužine trajanja. Do pojave protoka električne struje kroz čovječije tijelo dolazi kada se između pojedinih njegovih djelova pojavi potencijalna razlika. Ona se može pojaviti pri dodiru elektroprovodnih djelova koji se u normalnom pogonu nalaze na potencijalu različitom od nultog (direktan dodir), ili pak pri dodiru elektroprovodnih djelova kojise na potencijal različit od nultog mogu naći usled nekog kvara (indirektni dodir). Najčešće se ta potencijalna razlika javlja između ruke i tačke oslonca (stopala). Ona se naziva napon dodira.
5.2. Zaštitne mjere od direktnog dodiraZaštitne mjere od direktnog dodira: - električno izolovanje, - postavljanje pregrada i kućišta, - postavljanje prepreka, - postavlanje van dohvata ruke i - dopunskim zaštitnim uređajem (prekidačem) diferencijalne struje.
5.3. Zaštitne mjere od indirektnog dodiraZaštita od indirektnog dodira: - automatskim isključivanjem napajanog strujnog kola ili dijela električnih instalacija u kome je došlo do kvara, - upotrebom prijemnika i komponenti II klase koji imaju dopunsku električnu izolaciju, - izradom elektroprovodnih prostorija, - lokalnim izjednačavanjem potencijala, bez spajanja sa zemljom i - električnim (galvanskim) odvajanjem.
5.4. Zaštitne mjere od atmosferskih pražnjenjaAtmosferski elektricitet se javlja kao posledica međusobnog trenja djelova atmosfere koji se nalaze u stalnom kretanju. Probojna čvrstoća vazduha 30 kV/cm. Pražnjenje prema zemlji se sastoji od nekoliko uzastopnih pražnjenja. Najčešće ih ima 3-5. Svako od njih trasira put glavnom pražnjenju. Tek kada “lider” stigne na oko 100m od zemlje postaje određena tačka prema kojoj se prazni. Maksimalna struja pražnjenja nije ista na svim geografskim širinama i kreće se od nekoliko desetina do nekoliko stotina kA. Ova instalacija štiti objekte i ljude od direktnih i indirektnih atmosferskih pražnjenja prihvatajuci direktna pražnjenja, bezbjedno i brzo odvodeći u zemlju struju pražnjenja. Takođe sprečava pojavu štetnih sekundanih efekata stvarajući svojom zaštitnom zonom određeni stepen sigurnosti u objektu. Novim propisima instalacije zaštite od atmosferskih pražnjenja sastoji se od: - spoljašnje zaštitne instalacije od atmosferskog pražnjenja i - unutrašnje zaštitne instalacije od atmosferskog pražjenja.
5.5. Spoljašnje zaštitne instalacijeOsnovni dijelovi spoljašnje zaštitne instalacije su: - prihvatni sistem, - spusni sistem i - sistem uzemljenja. Prihvatni sistem čine djelovi spoljašnje zaštitne instalacije namijenjeni za prihvatanje atmosferskog pražnjenja. Mogu biti u obliku štapne hvataljke (Franklinova hvataljka), vodovi na krovu (krovni vodovi) ili metalni djelovi krova uopšte. Spusni provodnici su djelovi spoljašnje gromobanske instalacije namijenjeni za provod struje atmosferskog pražnjenja od prihvatnog sistema do sistema uzemljenja. Spusni provodnici na objektu se izvode sa FeZn 2Ox3 mm trakom. Sistem za uzemljenje ima funkciju da obezbjedi dovodenje struje direktnog atmosferskog praznjenja u zemlju bez stvaranja opasnih prenapona na području uzemljivača. Važno je napomenuti da oblik i dimenzija sistema za uzemljenje igraju važniju ulogu i od otpornosti uzemljivača. Mogu se upotrijebiti sledeći uzemljivači: - jedan ili više prstenastih uzemljivača, - vertikalni uzemljivači, - radijalni uzemljivači i - temeljni uzemljivači.
5.6. Unutrašnje gromobranske instalacijeUnutrašnje gromobranske instalacije štite opremu i ljude od prenapona u objektima na kojima je postavljena spoljašnja gromobranska instalacija. Posebno se unutrašnjom gromobranskom instalacijom štite osjetljivi elektronski uredaji. Potpuna zaštita unutrašnjosti objekta od spoljašnjeg uticaja direktnih atmosferskih pražnjenja nije moguća. Mjere koje se često koriste su: - izjednačavanje potencijala, - poboljšanje spoljašnje zastite instalacije od atmosferskog pražnjenja, - višestruko povezivanje elemenata sistema uzemljenja, - ugradnja katodnih odvodnika i - korišćenje prirodnih elemenata u spusnom sistemu.
5.7.Električne instalacije signalizacijeInstalacije za prenos električne energije malih snaga ili kao električne instalacije za prenos signala Prenos signala može se vršiti jednosmjernom ili naizmjeničnom strujom (u širokom opsegu učestanosti). Najjednostavnije od ovih instalacija su: - interfonske instalacije, - telefonske instalacije i - RTV instalacije. Skup električnih provodnika i drugih električnih i neelektričnih komponenti, razmještenih tako da omogućavaju siguran i kvalitetan prenos električnih signala. Kvalitet prenos signala u ovim instalacijama određuje se slabljenjem njegove snage, odnosno slabljanjem jačine struje i veličine napona, za razliku od električnih instalacija “jake struje”, gdje se kvalitet prenosa definisao samo slabljenjem napona jer je jačinastruje u čitavom kolu bila ista. Do slabljenja struje u ovim instalacijama dolazi zbog manjih vrijednosti poprečnih impedansi izolovanih električnih provodnika i drugih električnih komponenti prema okolini.aktivni dio impedanse je manji zbog slabije električne izolacije, što je posledica nižeg napona, a reaktivni zbog viših učestanosti električnih signala. U instalacijama “slabe struje” koriste se dvije vrste vodova: - simetrični vodovi - dva izolovana provodnika, niža frekvencija signala - nesimetrični vodovi – jedan izolovani provodnik (odlazni, dok je povratni provodnik zemlja), viša frekvencija signala. ZAKLJUČAK
Zbog energetske krize kao i uticaja proizvodnje i utroška električne energije na okolinu stvara se potreba da se dalji industrijski razvoj dovede na nivo koji je po svom obimu i formi ekološki prihvatljiv. Čistiji načini prozvodnje električne energije uključuju obnovljive i alternativne izvore energije, dok koncept ekološki prihvatljivog razvoja zahtijeva umanjenje gubitaka električne energije, uvođenje metoda i naprava za njenu uštedu, korišćenje uređaja energetske elektronike i primjenu računara i savremenih upravljačkih algoritama i sistema. Prednost električne energije je što se može lako i bez velikih gubitaka prenositi putem električne mreže na male (niski napon) i velike udaljenosti (visoki napon) od mjesta proizvodnje do mjesta potrošnje. Sljedeća prednost je što se kod naizmjenične struje jednostavno i efikasno može transformisati napon u zavisnosti od željene daljine prenosa. Takođe je prednost što se na mjestu potrošnje lako može transformisati u sve pogodne oblike energije pomoću jednostavnih električnih uređaja. Električni prijemnici (uređaji) koriste električnu energiju za svoj rad pa zato moraju biti priključeni na neki od izvora električne energije. Pojedini električni prijemnici priključeni su na izvor električne energije u vidu baterija ili akumulatora, dok je većina prijemnika priključena preko električne mreže na izvore električne energije koji se nalaze u elektranama. Električne instalacije, koliko su neophodne, toliko je potrebno za njihovo rukovanje provoditi zaštitne mjere kako ljudi ne bi stradali. LITERATURA
[ 1 ] Savanović, G. Električne instalacije i osvetljenje [ 2 ] http://www.sau.ac. |