Instalacje elektryczne. Budowa, projektowanie i eksploatacja Sułkowice

Praca zawiera niezbędne wiadomości potrzebne do wykonywania przez studentów projektów instalacji elektroenergetycznych. W podręczniku, poza budową i projektowaniem instalacji omówiono również takie zagadnienia, jak montaż i eksploatacja. Znajomość tych zagadnień pozwala studentom na przystąpienie do egzaminu na uprawnienia eksploatacyjne instalacji elektroenergetycznych, urządzeń napędowych i oświetlenia elektrycznego w zakresie prac elektromontażowych, konserwacyjnych i naprawczych. Podręcznik jest przeznaczony dla studentów studiów inżynierskich I stopnia wydziałów elektrycznych wyższych szkół technicznych. Może służyć jako pomoc dydaktyczna do przedmiotów: „instalacje elektryczne” i „bezpieczeństwo użytkowania urządzeń elektrycznych” dla kierunku Elektrotechnika. Spis treści: Przedmowa 13 WPROWADZENIE (Mirosław Parol) 15 W.1. Wymagania stawiane instalacjom elektrycznym 15 W.1.1. Wymagania ogólne 15 W.1.2. Wymagania dotyczące wyposażenia instalacji elektrycznych w urządzenia i aparaty elektryczne 17 W.1.3. Wymagania dotyczące sposobów układania i prowadzenia tras przewodów, liczby i rodzajów obwodów oraz wyposażenia pomieszczeń w gniazda wtyczkowe i wypusty oświetleniowe 19 W.1.4. Wymagania dotyczące oświetlenia awaryjnego pomieszczeń 20 W.1.5. Wymagania ze względu na warunki pożarowe 21 W.1.6. Wymagania napięciowe 22 W.1.7. Wymagania dotyczące zasad łączenia (zamykania i przerywania) obwodów elektrycznych 22 W.2. Kategorie użytkowania łączników 23 W.3. Warunki środowiskowe pracy instalacji i urządzeń elektrycznych 24 BUDOWA 1. ELEMENTY I URZĄDZENIA INSTALACJI (Janusz Pasternakiewicz) 31 1.1. Przewody i kable 31 1.1.1. Wiadomości ogólne 31 1.1.2. Obciążalność przewodów i kabli w zakresie napięć znamionowych do 1 kV . 32 1.1.3. Przewody szynowe 41 1.2. Sprzęt instalacyjny 43 1.2.1. Osprzęt instalacyjny 43 1.2.2. Przybory instalacyjne 46 1.2.3. Łączniki 47 1.3. Rozdzielnice 73 1.3.1. Wiadomości ogólne 73 1.3.2. Rozdzielnice tablicowe 73 1.3.3. Rozdzielnice skrzynkowe 74 1.3.4. Rozdzielnice szafowe 76 1.3.5. Rozdzielnice instalacyjne 77 1.4. Kondensatory energetyczne do kompensacji mocy biernej 77 1.4.1. Budowa kondensatorów niskiego napięcia 77 4.2. Budowa baterii kondensatorów niskiego napięcia 78 ODBIORNIKI ENERGII ELEKTRYCZNEJ (Stefan Niestępski) 79 2.1. Wiadomości ogólne 79 2.2. Elektryczne źródła światła 79 2.2.1. Wprowadzenie 79 2.2.2. Żarówki 80 2.2.3. Lampy fluorescencyjne 82 2.2.4. Lampy rtęciowe 85 2.2.5. Lampy metalohalogenkowe 85 2.2.6. Lampy sodowe 86 2.2.7. Lampy rtęciowo-żarowe 87 2.2.8. Lampy LED 87 2.3. Oprawy oświetleniowe 88 2.3.1. Wiadomości ogólne 88 2.3.2. Oprawy do żarówek 90 2.3.3. Oprawy do świetlówek 94 2.3.4. Oprawy do lamp wyładowczych 102 2.4. Silniki elektryczne 111 2.4.1. Wprowadzenie 111 2.4.2. Silniki indukcyjne klatkowe 112 2.4.3. Silniki indukcyjne pierścieniowe 117 2.4.4. Silniki synchroniczne 118 2.5. Urządzenia elektrotermiczne 119 2.5.1. Wiadomości ogólne 119 2.5.2. Urządzenia grzejne oporowe 119 2.5.3. Elektrodowe urządzenia grzejne 121 2.5.4. Piece łukowe 121 2.5.5. Piece indukcyjne 122 2.5.6. Pojemnościowe urządzenia grzejne 122 2.5.7. Urządzenia grzejne promiennikowe 122 2.5.8. Piece elektronowe 123 2.6. Inne odbiorniki energii elektrycznej 123 2.6.1. Prostowniki 123 2.6.2. Urządzenia spawalnicze 124 3. SPOSOBY UKŁADANIA PRZEWODÓW I KABLI (Janusz Pasternakiewicz) 125 4. MONTAŻ ELEMENTÓW I URZĄDZEŃINSTALACJI ELEKTROENERGETYCZ- NYCH (Janusz Pasternakiewicz) 128 4.1. Przewody i osprzęt instalacyjny 128 4.1.1. Wymagania ogólne 128 4.1.2. Instalacje wykonywane przewodami wielożyłowymi na uchwytach po wierzchu 129 4.1.3. Instalacje wykonywane przewodami wielożyłowymi w korytkach 130 4.1.4. Instalacje wykonywane przewodami wielożyłowymi na drabinkach 131 4.1.5. Instalacje wykonywane przewodami wielożyłowymi w wiązkach 132 4.1.6. Instalacje wykonywane przewodami gołymi lub jednożyłowymi izolowanymi na podporach izolacyjnych 132 4.1.7. Instalacje wykonywane przewodami jednożyłowymi w rurach z tworzywa układanych po wierzchu, w wykonaniu zwykłym lub szczelnym 133 4.1.8. Instalacje wykonywane przewodami jednożyłowymi w rurach stalowych układanych po wierzchu lub w podłodze 135 4.1.9. Instalacje wtynkowe 135 4.1.10. Instalacje wykonywane przewodami jednożyłowymi w rurach z tworzywa zatapianych w monolicie 136 4.1.11. Instalacje wykonywane przewodami w listwach lub kanałach naściennych . 136 4.1.12. Instalacje wykonywane przewodami grzejnymi 138 4.1.13. Instalacje kanałowe w podłogach 139 4.1.14. Instalacje wykonywane przewodami szynowymi 139 4.1.15. Instalacje elektryczne w obiektach zagrożonych wybuchem lub pożarem 140 4.2. Oprawy oświetleniowe 140 4.2.1. Wymagania ogólne 140 4.2.2. Instalowanie opraw oświetleniowych 141 4.2.3. Mocowanie i przyłączanie opraw oświetleniowych 141 4.3. Rozdzielnie (stycznikownie) 143 4.3.1. Pomieszczenia rozdzielni (stycznikowni) 143 4.3.2. Wymagania ogólne 144 4.3.3. Montaż rozdzielnic 145 4.4. Baterie kondensatorów 147 4.4.1. Montaż jednostek kondensatorowych do kompensacji indywidualnej 147 4.4.2. Montaż kompletnych baterii kondensatorów 147 PROJEKTOWANIE 5. DOKUMENTACJA TECHNICZNA (Mirosław Parol, Tadeusz Wiśniewski) 151 5.1. Rodzaje i przeznaczenie dokumentacji 151 5.2. Uczestnicy procesu budowlanego 151 5.3. Charakterystyka projektowej dokumentacji technicznej 152 5.3.1. Koncepcja projektowa 153 5.3.2. Projekt budowlany 155 5.3.3. Projekt przetargowy 157 5.3.4. Projekt wykonawczy 158 5.3.5. Projekty warsztatowe i powykonawcze 158 5.4. Dane wyjściowe do projektowania 159 5.5. Uzgadnianie i zatwierdzanie dokumentacji 160 5.5.1. Uzgodnienia w trakcie projektowania 160 5.5.2. Uzgodnienia końcowe 161 5.5.3. Zatwierdzanie dokumentacji 162 5.6. Rysunek techniczny elektryczny 162 5.6.1. Klasyfikacja rysunku technicznego elektrycznego 162 5.6.2. Ogólne zasady wykonywania technicznego rysunku elektrycznego 170 5.7. Dokumentacja projektowa 196 6. USTALANIE ZAPOTRZEBOWANIA MOCY I ENERGII ELEKTRYCZNEJ (Stefan Niestępski) 199 6.1. Uwagi ogólne 199 6.2. Ustalanie obciążeń instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych 200 6.3. Ustalanie obciążeń sieci oświetleniowej 204 6.3.1. Wiadomości ogólne 204 6.3.2. Ograniczenie olśnienia przykrego i oddawanie barw 208 6.3.3. Zasady rozmieszczania opraw 209 6.3.4. Metoda sprawności 210 6.3.5. Metoda punktowa 214 6.3.6. Metoda strumienia jednostkowego 219 6.3.7. Metoda mocy jednostkowej 221 6.3.8. Komputerowe projektowanie oświetlenia 223 6.4. Ustalanie obciążeń instalacji siłowych 225 6.4.1. Wprowadzenie 225 6.4.2. Metoda jednostkowego zużycia energii elektrycznej 226 6.4.3. Metoda średniówek powierzchniowych 227 6.4.4. Metoda współczynnika zapotrzebowania 228 6.4.5. Metoda dwuczłonowa 230 6.4.6. Metoda zastępczej liczby odbiorników 233 6.4.7. Metoda statystyczna 239 7. DOBÓR PRZEWODÓW I KABLI (Janusz Pasternakiewicz) 243 7.1. Wybór rodzaju przewodów i kabli 243 7.2. Dobór przekroju przewodów i kabli 244 7.3. Dobór rur 255 8. ZABEZPIECZENIA ELEMENTÓW I URZĄDZEŃINSTALACJI ELEKTROENER- GETYCZNYCH (Mirosław Parol, Tadeusz Wiśniewski) 259 8.1. Wprowadzenie 259 8.1.1. Zasady zabezpieczania przetężeniowego 259 8.1.2. Selektywność działania zabezpieczeń nadprądowych 260 8.2. Zabezpieczenie przetężeniowe przewodów 263 8.2.1. Wstęp 263 8.2.2. Zabezpieczenie przed prądem przeciążeniowym 264 8.2.3. Zabezpieczenia przed prądem zwarciowym 265 8.3. Zabezpieczenia silników 273 8.3.1. Wstęp 273 8.3.2. Zabezpieczenie zwarciowe 274 8.3.3. Zabezpieczenie przeciążeniowe 275 8.3.4. Zabezpieczenia zanikowe 276 8.4. Zabezpieczanie baterii kondensatorów elektroenergetycznych na napięcie do 1 kV 277 8.4.1. Wstęp 277 8.4.2. Zabezpieczenie zwarciowe 277 9. DOBÓR ŁĄCZNIKÓW (Janusz Pasternakiewicz) 279 10. STEROWANIE (Janusz Pasternakiewicz) 282 10.1. Układy sterowania i blokady 282 10.2. Urządzenia i elementy układów sterowania 283 10.3. Układy sterowania silników 285 10.4. Układy załączania rezerwy 288 10.5. Układy sterowania oświetleniem elektrycznym 290 11. KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ (Stefan Niestępski) 293 11.1. Uwagi ogólne 293 11.2. Dobór mocy i lokalizacji urządzeń kompensacyjnych 295 12. INSTALACJE ELEKTROENERGETYCZNE W BUDYNKACH (Stefan Niestępski) 297 12.1. Wiadomości ogólne 297 12.2. Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych 299 12.2.1. Wprowadzenie 299 12.2.2. Instalacje odbiorów mieszkaniowych 301 12.2.3. Instalacje odbiorów administracyjnych 304 12.3. Instalacje w budynkach niemieszkalnych 304 12.3.1. Zasilanie budynków niemieszkalnych 304 12.3.2. Instalacje oświetleniowe 305 12.3.3. Instalacje siłowe 306 12.4. Projektowanie instalacji elektrycznych 306 12.4.1. Projektowanie instalacji w budynkach mieszkalnych 306 12.4.2. Projektowanie instalacji w budynkach niemieszkalnych 309 13. INSTALACJE ELEKTRYCZNE W ZAKŁADACH PRZEMYSŁOWYCH (Stefan Niestępski) 311 13.1. Wiadomości ogólne 311 13.2. Rozdzielnice oddziałowe 311 13.3. Projektowanie instalacji siłowej 313 13.4. Projektowanie instalacji oświetleniowej 314 13.5. Dobór głównej stacji transformatorowej 318 14. OCHRONA PRZECIWPORAŻ ENIOWA (Stefan Niestępski) 318 14.1. Uwagi ogólne 318 14.2. Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzki 320 14.3. Impedancja ciała człowieka 323 14.4. Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektrycznych o napięciu do 1 kV . 326 14.4.1. Wprowadzenie 326 14.4.2. Rodzaje napięć 327 14.4.3. Typy układów sieci 330 14.4.4. Klasyfikacja urządzeń elektrycznych 333 14.4.5. Ochrona podstawowa 333 14.5. Środki ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach elektrycznych o napięciu do 1 kV 335 14.5.1. Wprowadzenie 335 14.5.2. Samoczynne wyłączenie zasilania 336 14.5.3. Podwójna lub wzmocniona izolacja 357 14.5.4. Separacja elektryczna 358 14.5.5. Bardzo niskie napięcie SELV i PELV 360 14.5.6. Ochrona uzupełniająca 361 14.6. Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektroenergetycznych o napięciu powyżej 1 kV 362 14.7. Uziomy i przewody ochronne 366 14.7.1. Uziomy 366 14.7.2. Przewody ochronne 367 14.7.3. Główna szyna uziemiająca i połączenia wyrównawcze 369 15. OCHRONA PRZED PRZEPIĘCIAMI (Stefan Niestępski, Mirosław Parol) 372 15.1. Wprowadzenie 372 15.2. Wymagania dotyczące ochrony przeciwprzepięciowej 372 15.3. Zasady instalowania ograniczników przepięć 375 15.4. Wielostopniowe systemy ochrony przeciwprzepięciowej 378 16. NOWOCZESNE INSTALACJE ELEKTROENERGETYCZNE TYPU KNX (Mirosław Parol) 381 16.1. Wprowadzenie 381 16.2. Podstawy systemu KNX TP 382 16.3. Uwarunkowania sieciowe systemu KNX TP 385 16.4. Topologia i organizacja systemu KNX TP 386 16.5. Techniczna realizacja systemu KNX TP 388 16.6. Projektowanie instalacji typu KNX TP 391 EKSPLOATACJA 17. EKSPLOATACJA URZĄDZEŃ ELEKTROENERGETYCZNYCH (Janusz Pasternakiewicz) 397 17.1. Prawo energetyczne 397 17.2. Wymagania kwalifikacyjne. 397 17.3. Ogólne zasady eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych 401 17.4. Szczegółowe zasady eksploatacji 403 17.4.1. Wprowadzenie 403 17.4.2. Instalacje elektroenergetyczne 403 17.4.3. Urządzenia oświetlenia elektrycznego 405 17.4.4. Urządzenia napędowe 406 17.4.5. Rozdzielnice 407 17.4.6. Baterie kondensatorów do kompensacji mocy biernej 409 18. PODSTAWY PRAWNE OCHRONY PRACY (Janusz Pasternakiewicz) 410 18.1. Zagadnienia ogólne 410 18.2. Obowiązki pracodawcy w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy 410 18.3. Prawa i obowiązki pracowników w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy 411 18.4. Ochrona pracy kobiet 412 18.5. Ochrona zatrudnienia młodocianych 412 18.6. Szkolenie pracowników 412 18.7. Profilaktyczne badania pracowników 414 19. ORGANIZACJA I WYKONYWANIE PRAC PRZY URZĄDZENIACH ELEKTRO- ENERGETYCZNYCH (Janusz Pasternakiewicz) 415 19.1. Wprowadzenie 415 19.2. Polecenie wykonania pracy 416 19.3. Obsługa urządzeń elektroenergetycznych 419 19.4. Przygotowanie miejsca pracy 420 19.5. Dopuszczenie do pracy 422 19.6. Przebieg wykonywania pracy 423 19.7. Zakończenie pracy 423 19.8. Organizacja pracy pod napięciem (PPN) 424 19.9. Narzędzia pracy i sprzęt ochrony osobistej 425 19.9.1. Narzędzia pracy 425 19.9.2. Sprzęt ochrony osobistej 426 20. ZASADY RATOWANIA OSÓB PORAŻ ONYCH PRĄDEM ELEKTRYCZNYM (Janusz Pasternakiewicz) . 429 20.1. Uwalnianie porażonych spod działania prądu elektrycznego 429 20.1.1. Wiadomości ogólne 429 20.1.2. Uwalnianie porażonych spod napięcia do 1 kV 429 20.2. Udzielanie pomocy przedlekarskiej osobom porażonym prądem elektrycznym 431 20.2.1. Wiadomości ogólne 431 20.2.2. Czynności wstępne 431 20.2.3. Ocena stanu porażonego i wybór metody postępowania 432 20.2.4. Sztuczne oddychanie 432 20.2.5. Pośredni masaż serca 435 21. OCHRONA PRZECIWPOŻ AROWA (Janusz Pasternakiewicz) 436 21.1. Wiadomości ogólne 436 21.2. Organizacja ochrony przeciwpożarowej 436 21.3. Zadania i obowiązki pracowników w przypadku powstania pożaru 437 21.4. Profilaktyka przeciwpożarowa w budownictwie 439 21.4.1. Uzgadnianie dokumentacji projektowej pod względem wymagań przeciwpożarowych 439 21.4.2. Zasady określania zagrożenia przeciwpożarowego i zagrożenia ludzi 440 21.4.3. Zasady ustalania wymaganej klasy odporności ogniowej budynku 440 21.5. Ochrona przeciwpożarowa urządzeń elektroenergetycznych 441 21.5.1. Zjawiska pożarowo niebezpieczne 441 21.5.2. Przyczyny pożarów i wybuchów 441 21.6. Sprzęt przeciwpożarowy oraz środki gaśnicze 443 Literatura 446