Зміст:

1. Загальні відомості про електростанції та підстанції. …………………………………..4
2. Схеми електропостачання підстанцій. Електромережі підстанцій……………………8
3. Захисне заземлення……………………………………………………………………….16
4. Єдина високовольтна мережа. Провода, кабелі, їх марки та застосування…………...19

5. Тематичне оцінювання…………………………………………………………………… 36

9. Критерії оцінювання ……………………………………………………………………….42

Список використаних джерел…………………………………………………………………43

Вступ

Робочий зошит учня призначений для організації самостійної роботи студентів ІПТ КІ Сум ДУ, проведенню самоконтролю та контролю знань з боку викладача з предмету «Електротехніка з основами електроніки» по темі «Передача та розподіл електроенергії.». Запропонований робочий зошит відповідає змісту навчальної програми з дисципліни «Електротехніка з основами електроніки».

Система завдань в робочому зошиті доповнює та розширює систему завдань навчальних підручників і посібників з предмету «Електротехніка з основами електроніки» по темі «Передача та розподіл електроенергії.». В робочому зошиті подані опорні теоретичні положенння теми, запитання самоконтролю знань, тестові завдання на порівняння, співвідношення, завдання на розвиток технічного та логічного мислення, тематичне оцінювання.

Робочий зошит містить велику кількість ілюстрованого матеріалу, електричних схем, таблиць, технічних характеристик, алгоритмів, формул,що підвищує пізнавальну діяльність студентів до вивчення теми «Передача та розподіл електроенергії.»  та якість знань,  допомагає студентам краще засвоїти і закріпити вивчений матеріал.

 Рекомендовано викладачам електротехнічних дисциплін, майстрам виробничого навчання та студентам відділення «Професійна освіта» профілів: «Електротехніка», «Зварювання», «Транспорт», «Будівництво». Зошит також може бути корисним при вивченні дисциплін:  «Електротехніка та електроніка», «Основи електротехніки та електроніки».

Державний навчальний заклад

«Індустріально-педагогічний технікум Конотопського інституту Сумського Державного університету»

РОБОЧИЙ ЗОШИТ

студента з предмету: «Електротехніка з основами електроніки»

Тема:«ПЕРЕДАЧА ТА РОЗПОДІЛ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ »

Студент ______________________________________________________________________

Група ______________________________________________________________________

Курс _______________________________________________________________________

Викладач Сердюк Валентина Василівна

1. Загальні відомості про електростанції та підстанції.

Електрична енергія виробляється на електростанціях, де в електричну енергію перетворюються інші види енергії. Залежно від виду використовуваних енергоресурсів та особливостей основного технологічного процесу перетворення енергії електростанції поділяються на теплові, гідравлічні, атомні, сонячні, вітряні, геотермальні та ін.

Промислового значення набули в основному теплові (ТЕС), атомні (АЕС) та гідроелектростанції (ГЕС). Вони працюють за такою схемою: енергія первинного енергоносія за допомогою спеціальних пристроїв перетворюється спочатку в механічну енергію обертаючого руху, яка передається в генератор, де виробляється електричний струм.

Найпоширеніші теплові електростанції. На них хімічна енергія палива перетворюється в механічну енергію обертання турбіни, яка в свою чергу в генераторі, з'єднаному з турбіною, перетво­рюється в електричну.

За типом первинного двигуна теплові електростанції поділяються на паротурбінні, газотурбінні, парогазотурбінні і дизельні.

Паливом для теплових електростанцій можуть служити газ, торф, вугілля, мазут. Теплові електростанції, призначені для вироблення тільки електричної енергії, називаються конденсаційними, а електростанції, які, крім електричної, виробляють теплову енергію у вигляді гарячої води і пари, називають теплоелектроцентралями.

Коефіцієнт корисної дії конденсаційних електростанцій досягає не більше 30—40%, оскільки значна частина енергії втрачається в охолоджувальних агрегатах.

Коефіцієнт корисної дії теплоелектроцентралей досягає 60— 70%, оскільки частина теплової енергії використовується для теплопостачання.

Найекономічніші гідроенергетичні установки, коефіцієнт корисної дії яких досягає 93%.

Гідроелектростанція виробляє електричну енергію за допомогою падаючого на гідротурбіну потоку води. Колесо гідротурбіни, обертаючись, обертає ротор генератора, який виробляє електричну енергію.

Потужність гідроелектростанцій залежить від витрат і напору води. Це передбачає будівництво греблі для накопичення у во­досховищі необхідної кількості води.

Для покриття «пікових» навантажень та заповнення «провалів» у графіках споживання електроенергії призначені гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС). Вони оснащені оборотними агрегатами і можуть працювати у зміні двох різних за часом режимів. Під час найменшого споживання електроенергії гідроакумулююча електростанція перекачує воду в спеціальний басейн (акумулює гідроенергію і працює в режимі двигуна), а в потрібний час перетворює цю енергію в електричну (працює в режимі генератора).

На атомних електростанціях теплова енергія виділяється в реакторах, де відбувається процес розщеплення ядер атомного палива.

Основні напрями розвитку атомної енергетики — це винахід та застосування таких технічних засобів, які б забезпечили повніше використання й відновлення атомного палива, забезпечуючи при цьому безпеку та екологічну чистоту.

В умовах вичерпання паливних ресурсів, а також для вирішення екологічних проблем усе більшої ваги набувають відновлювальні джерела енергії (сонячні, вітрові, геотермальні та ін.).

Сонячні електростанції поділяються на машинні (генераторні) та безмашинні. При машинному способі одержання електроенергії використовують сонячний парогенератор, який через турбіну приводить в дію генератор електричного струму.

При безмашинному способі електрична енергія на сонячних електростанціях виробляється за допомогою фотоелектричних пе­ретворювачів.

Широкі перспективи відкривають можливості використання енергії вітру. Її можна використовувати тоді, коли швидкість вітру перевищує 3 м/сек.

Вітрові агрегати — це електричні генератори з пропелером (горизонтальна вісь) або генератори з лопатями, встановленими на вертикальній осі.

Геотермальне джерело енергії можна одержати в геотермальних районах, де є природний вихід на поверхню Землі гарячої води або пари. У таких районах можна встановлювати парогідротермальні електростанції (ГеоТЕС).

Використання відновлювальних джерел енергії для виробництва електроенергії зводить до мінімуму шкідливий вплив на навколишнє середовище. Ці енергії народжуються неперервними процесами природи і постійно відновлюються, тому і є невичерпними.

Електричні станції об'єднуються в електроенергетичну систему, яка є сукупністю електричних станцій, підстанцій та споживачів електроенергії, пов'язаних між собою лініями електропередачі та електричними мережами при загальному централізованому оперативному керуванні.

Паралельна робота електростанцій на загальну електричну мережу забезпечує раціональний розподіл навантаження між ними, краще використання встановленої потужності електростанцій, підвищення надійності електропостачання споживачів, а також якості електроенергії.

Підвищення і зниження напруги в електричних мережах здійснюється трансформаторами, які встановлюються на підстанціях.

Залежно від призначення підстанції поділяються на трансформаторні, перетворювальні й тягові.

Електрична трансформаторна підстанція призначена для перетворення електричної енергії однієї напруги в енергію іншої напруги з допомогою трансформаторів.

Електрична перетворювальна підстанція призначена для випрямлення змінного струму або перетворення постійного струму в змінний.

Електрична тягова підстанція призначена для живлення транспортних засобів на електричній тязі через контактну мережу.

Залежно від місця розташування підстанції поділяються на закриті, відкриті, вбудовані, опорні, щоглові.

У закритій електричній підстанції все або основне устаткування розміщене в приміщенні.

У відкритій електричній підстанції основне устаткування розміщене на відкритому повітрі.

Опорна електрична підстанція — підстанція, з якої здійснюють керування й контроль за роботою інших підстанцій даної електричної мережі.

Щоглова електрична підстанція — підстанція, устаткування якої встановлено на конструкціях або на опорі повітряної лінії електропередачі, яка не потребує наземної огорожі.

Знижувальні підстанції поділяються на районного та місцевого значення.

Районні підстанції призначаються для електропостачання великих районів з промисловими, міськими та сільськими споживачами. Вони мають первинну напругу 500, 220 ПО кВ а вторинну — 220, ПО, 35, 10, 6 кВ.

Підстанції місцевого значення призначаються для електропостачання окремих підприємств або районів міста. Вони живляться від розподільних мереж високої напруги і мають первинну напругу 220, ПО, 10, 6 кВ, а вторинну — 10, 6, 0,38 кВ.

Електроустановки, призначені для приймання та розподілу електроенергії без трансформації та перетворення, називаються розподільними пристроями.

Залежно відвимагаємої надійності живлення споживачі електроенергії поділяються на три категорії. До першої категорії відносяться такі споживачі перерив в електропостачанні яких пов'язаний з небезпекою для життя людей або несе великі матеріальні збитки (доменні цехи, котельні виробничої пари, піднімальні і вентиляційні установки шахт, аварійне освітлення та інше). Вони повинні працювати безперервно. Для споживачів другої категорії допускають перерив в електропостачанні на обмежений час. До споживачів третьої категорії відносяться допоміжні цехи та інші об’єкти перерив в електропостачанні для яких допускають на одну добу.

Самоконтроль

Модуль 2.Виберіть правильну групу пропущених слів.

Підстанцією називається (1), що служить для (2) і розподілу електроенергії та складається з (3) або інших перетворювачів енергії, розподільних (4) до і вище 1000 В, акумуляторної батареї,(5) управління та допоміжних споруд. 

  Група АГрупа Б  Група В

1. електроустановка         1. електроустановка 1. електроустановка

2. перетворення 2. пристроїв 2. трансформаторів

3. трансформаторів 4. пристроїв                             3. пристроїв

5. пристроїв 4. трансформаторів 4. перетворення

5. пристроїв 5. перетворення 5. пристроїв

Відповідь: Група __________

Модуль 3.Який тип електростанції наведений на малюнку?

а) теплова електростанція;    б) гідроелектростанція;     в) атомна електростанція

Відповідь: ____________.

2.Схеми електропостачання підстанцій. Електромережі підстанцій.

Промислові підприємства отримують електроенергію від енергосистем. На потужних промислових підприємствах з великим споживанням теплової енергії споруджуються власні ТЕЦ. В цьому випадку підприємства отримують електроенергію від двох джерел – заводської ТЕЦ і енергосистеми. В залежності від передаваємої потужності і відстані передача електроенергії здійснюється напругою 35, 110 або 220 кВ.

Мал.1. Схема електропостачання великого заводу, що має власну ТЕЦ.

На мал.1. наведено спрощений варіант однієї з можливих схем електропостачання великого заводу, що має власну ТЕЦ. Електроенергія від енергосистеми передається по двох повітряних лініях електропередачі напругою 110кВ до головної понижуючої підстанції (ГПП) заводу. Трансформатори Тр1 і Тр2, що встановлені на ГПП, понижують напругу до 10кВ. Потім електроенергія по кабельним лініям передається до цехових підстанцій (ЦП). Кожний генератор Г заводської ТЕЦ під’єднаний до своєї  секції шин 10кВ. Шини ТЕЦ з’єднані кабельними лініями з шинами 10кВ ГПП. Це дозволяє забезпечити безперебійність електропостачання найбільш відповідальних споживачів при відключенні енергосистеми. Від шин ТЕЦ електроенергія передається також до ЦП, що розташовані порівняно близько до ТЕЦ.

Мал.2. Схема електропостачання великого промислового підприємства.

Схема електропостачання промислового підприємства, що не має власної  ТЕЦ наведена на мал..2. Для забезпечення безперебійності електропостачання зв’язок з енергосистемою здійснюється двома лініями електропередачі, а на ГПП підприємства встановлені два трансформатори Тр1 і Тр2 з власними системами шин високої і низької напруги (35…220кВ та 6…10кВ). По території підприємства електроенергія від ГПП передається по кабельним лініям до ЦП.

На ЦП встановлені трансформатори (один або два), що понижують напругу до 0,4…0,23кВ. Від них по внутрішньо цеховим електричним мережам енергія поступає до приймачів, що працюють на напрузі 380 і 220В. Високовольтні двигуни Д отримують живлення безпосередньо від шин високої напруги ЦП.

При живленні промислового підприємства від енергосистеми напругою 6,10 або 35кВ електроенергії може розподілятись між споживачами без трансформації напруги. В цьому випадку для прийому і передачі електроенергії призначена центральна розподільча підстанція (ЦРП), яка зв’язана з енергосистемою однією або двома лініями  в залежності від вимог до безперебійності електропостачання (мал.3). Від ЦРП електроенергія передається до ЦП, а також до високовольтних електродвигунів (якщо вони є на промисловому підприємстві).

Мал.3. Схема розподілу електроенергії через центральну розподільчу підстанцію підприємства.

Підприємства з порівняно невеликим споживанням електроенергії підключаються до понижуючих підстанцій енергосистеми на напругу 6 або 10крВ. Електроенергія поступає на заводську трансформаторну підстанцію, напруга понижується до 0,4…0,23кВ і передається до цехових розподільчих пунктів.

Дрібні підприємства зазвичай отримують енергію напругою 0,4…0,23кВ, яка поступає на розподільчий пункт і від нього передається до електроприймачів.

Електроенергія від ГПП або ЦРП передається до цехових підстанцій по розподільчим мережам промислових підприємств. Ці мережі виконуються по одній з наступних схем: радіальній, магістральній або змішаній.

Мал.4. Схема розподілу електроенергії по території промислового підприємства:

а – радіальна; б – магістральна.

При радіальній схемі до кожної цехової підстанції електроенергія підводиться по своїй лінії. Переваги радіальної схеми – простота обслуговування, захисту і автоматизації. До її недоліків відноситься велика витрата кабелів і апаратури, а також недостатньо висока надійність електропостачання, оскільки при аварії на лінії припиняється передача електроенергії до відповідної ЦП.

В магістральній розподільчій мережі ЦП під’єднані до повітряних або кабельних магістралей послідовно, одна за іншою. Перевага магістральної схеми – менша витрата кабелів і комутаційних апаратів. Недолік схеми з однією магістраллю – низька надійність електропостачання. Для підвищення надійності електропостачання застосовують магістральні схеми з двома або більшим числом магістралей, замкнених в кільце.

При змішаній схемі розподільчої мережі одна частина цехових підстанцій отримує електроенергію по радіальним лініям, а інша – під’єднується до магістралей.

Електричні мережі — це сукупність підстанцій, розподільних пристроїв та з'єднувальних електричних ліній, розміщених на території району, населеного пункту споживача електроенергії.

До електричної мережі входять повітряні та кабельні лінії.

Повітряні лінії служать для передачі електричної енергії по проводах, які за допомогою ізоляторів та арматури прикріплені до опор або кронштейнів і розміщені на відкритому повітрі. До складу повітряної лінії входять також елементи, які забезпечують неперервне електропостачання споживачів та нормальну роботу лінії. Це грозозахисні троси, заземлення, розрядники.

Повітряні лінії класифікуються за родом струму, призначенням, напругою, електричним режимом роботи.

За родом струму розрізняють лінії постійного та змінного струму.

За призначенням повітряні лінії розрізняють: ультрависокої напруги вище 1000кВ – виключно для зв'язку окремих енергосистем;

наддалекі(надвисокі), напругою 500-750 кВ — для зв'язку в основному окремих енергосистем;

магістральні, напругою 220 і 330 кВ — для передачі електроенергії від потужних електростанцій, а також для зв'язку всередині енергосистем;

розподільні, напругою 35, 100 і 150 к В — для електропостачання підприємств і населених пунктів великих районів;

лінії електропередачі 20 кВ і нижче — для підведення електроенергії до споживачів.

За напругою повітряні лінії поділяються на дві групи: до 1 кВ і вище 1 кВ.

За електричним режимом роботи повітряні лінії можуть бути з ізольованою та глухозаземленоюнейтраллю. В електричних мережах з ізольованою нейтраллю загальна точка обмоток генератора або трансформатора — нейтраль — не приєднана до заземлюючого пристрою або приєднана до нього через апарати, які мають великий опір.

В електричних мережах із глухозаземленою нейтраллю нейтраль наглухо з'єднана з землею.

Особливості режиму роботи повітряної лінії мають важливе значення при виборі ізоляції проводів. Так, у мережах з ізольованою нейтраллю ізоляція повітряних ліній розраховується на лінійну напругу, оскільки при замиканні фази на землю напруга двох інших фаз відносно землі дорівнює лінійній. При пошкодженні однієї фази в мережах з глухозаземленою нейтраллю виникає коротке замикання через землю, і захисні пристрої лінії вимикають пошкоджену ділянку.

Основними елементами повітряної лінії є опори, проводи, ізолятори, арматура.

Залежно від призначення опори поділяються на проміжні, анкерні, кутові, кінцеві та спеціальні.

Проміжні опори призначені для підтримування проводів на прямих ділянках траси і не розраховані на навантаження від тяжіння проводів вздовж лінії.

Анкерні опори встановлюють на прямих ділянках траси для переходу повітряної лінії через інженерні споруди (автошляхи, лінії зв'язку) або природні перешкоди (річки, яри). Вони сприймають поздовжнє навантаження від тяжіння проводів і тросів.

Кутові опори встановлюють у місцях повороту траси повітряної лінії.

Кінцеві опори є різновидом анкерних, їх встановлюють на початку та в кінці лінії. При нормальних умовах роботи лінії вони сприймають навантаження від одностороннього тяжіння проводів.

Спеціальні опори поділяються на:

транспозиційні — для зміни порядку розміщення проводів на опорах;

перехресні — для перехрещення двох повітряних ліній різних напрямів;

відгалу'жувальні— для відгалуження від магістральної лінії;

противітрові— для підсилення механічної міцності повітряної лінії;

перехідні — використовують при переходах повітряних ліній через природні перешкоди та штучні споруди й ін.

Опори встановлюють безпосередньо в грунт і на спеціально підготовлені фундаменти.

Виготовляють опори з металу, залізобетону, дерева.

Для передачі електроенергії від джерела живлення до споживачів використовують алюмінієві, сталеалюмінієві проводи та з алюмінієвого сплаву — залежно від умов розміщення повітряної лінії. Діаметр проводів, їхній переріз і матеріал визначаються електричними розрахунками мережі, її параметрами. Основним чинником при виборі матеріалу проводів є розміщення лінії в населеному або ненаселеному пункті, у різних районах залежно від ожеледиці й вітру, в середовищі з різним ступенем агресивних фракцій. Проводи на повітряних лініях розміщують в один ряд (одноланцюгові повітряні лінії) та у два ряди (дволанцюгові повітряні лінії).

Потужні повітряні лінії споруджують із розщепленими фазами, на яких замість одного фазного проводу великого перерізу підвішують декілька скріплених між собою проводів меншого перерізу. Так, у кожній фазі повітряної лінії напругою 220 кВ підвішують по одному проводу, на повітряній лінії 330 кВ — по два проводи у кожній фазі, які розміщені горизонтально, на повітряній лінії 500 кВ по три проводи, які розміщені по вершинах трикутника, на повітряній лінії 750 кВ — по чотири або п'ять проводів, які розміщені відповідно по вершинах квадрата або п'ятикутника.

Над фазними проводами підвішують по одному або по два грозозахисні троси.

Ізолятори на повітряних лініях перебувають під електричною напругою й одночасно сприймають навантаження від маси проводів, їхнього тяжіння, напору вітру, вібрації проводів, ожеледиці. Тому вони повинні мати як електричну, так і механічну міцність, яка характеризується допустимим механіч­ним навантаженням.

Ізолятори виготовляють з електротехнічної порцеляни або із спеціально загартованого скла. Електротехнічну порцеляну покривають шаром глазурі та випалюють у печах. Механічна міцність скляних ізоляторів значно вища, ніж порцелянових.

За способом кріплення на опорах розрізняють штирові й підвісні ізолятори. Штирові ізолятори закріплюють на гаках або штирях, а підвісні складають у гірлянду і спеціальною арматурою закріплюють до опори.

На повітряних лініях до 20 кВ використовують в основному штирові ізолятори, на повітряних лініях 35 кВ — штирові й підвісні, а на лініях 110 кВ і вище — тільки підвісні.

Для забезпечення необхідної ізоляції проводів підвісні ізолятори складають у гірлянди. Кількість ізоляторів у гірлянді залежить від напруги лінії електропередачі, а також від типу ізоляторів та опор.

Кабельна лінія служить для передачі електричної енергії або окремих її імпульсів. Вона складається з одного або декількох паралельних кабелів з муфтами різного призначення (з'єднувальними, стопорними, кінцевими) та кріпильними деталями.

Електричний кабель — одна або більше ізольованих жил (провідників), розміщених всередині металевої або неметалевої оболонки, зверху якої залежно від умов прокладання та експлуатації може бути відповідний захисний покрив (в окремих випадках він містить броню).

Залежно від умов, в яких експлуатуються кабелі низької напруги, а також від місць прокладання кабельної траси, вибирають спосіб прокладання кабельної лінії.

Найбільш доступним є спосіб прокладання кабельної лінії у траншеях. Він не потребує великого обсягу будівельних робіт, сприяє створенню сприятливих умов для охолодження кабелів. Недолік цього способу полягає у тому, що можливі механічні пошкодження кабелю під час виконання різних земляних робіт.

В одній траншеї, як правило, прокладають не більше шести силових кабелів.

Найбільш прогресивним є спосіб прокладання кабелів на естакадах і галереях. Його переваги: зручність монтажу та експлуатації, менша імовірність механічних пошкоджень кабелю, триваліше збереження оболонок кабелю через відсутність руйнуючих чинників, які мають місце в грунті (блукаючі струми, ґрунтова корозія, хімічні реагенти).

Якщо немає можливості спорудити галереї та естакади, то прокладають кабелі в тунелях. Спорудження тунелів потребує великих капітальних вкладень, і в місцях, де густо розгалужені інженерні мережі, важко їх споруджувати. Проте тунелі забезпечують надійну роботу кабельних ліній.

У місцях з інтенсивно блукаючими струмами або з грунтами особливого ступеня агресивності кабельні лінії прокладають у блоках.

По стінах будівель та споруд, які виготовлені з негорючих матеріалів, прокладають також кабелі.

Внутрішньоцехові електричні мережі призначені для передачі електроенергії від джерела живлення цеху (ЦП) до кожного приймача електроенергії в цеху. Як правило, для цехових мереж застосовують трифазну змінну напругу 380В, що дає можливість підключати двигуни на трифазну напругу, а для живлення освітлювального навантаження використовують фазний і нульовий провода.

Внутрішньоцехові електромережі поділяються на живлячі і розподільчі. Живлячі мережі призначені для передачі електроенергії від ЦП до розподільчих пристроїв (РП) низької напруги (380), а розподільчі – для підведення електроенергії до окремих приймачів в цеху.

Живлячі мережі  бувають трьох видів: радіальні, магістральні і змішані.

Мал.5. Цехові живлячі мережі:

а – радіальна; б – магістральна; в – блок трансформатор-магістраль.

Радіальна схема застосовується для живлення достатньо потужних споживачів, по відношенню до яких ЦП займає центральне положення.

Магістральна схема забезпечує найкоротший шлях передачі електроенергії від джерела до приймача. Її зручно застосовувати для живлення навантажень, що розташовані вздовж прольоту цеху.

Змішана схема є об’єднанням двох попередніх, коли частина приймачів живиться від магістралі, а частина по радіальним лініям від ЦП.

Одним із різновидів магістральних схем є схема «блок трансформатор-магістраль». Ця схема широко застосовується в механічних цехах машинобудівничих заводів  з поточним виробництвом. Вона забезпечує економію в матеріалах і апаратурі, крім того спрощується конструкція ЦП на стороні низької напруги.

Розподільчі мережі від РП до окремих приймачів зазвичай виконують радіальними. Тільки для живлення приймачів невеликої потужності, віддалених від РП, але розташованих близько один від одного, застосовується магістральна схема.

Вузлами внутрішньо цехових електромереж є РП. Вони призначені для прийому електроенергії від ЦП на напрузі 380В і розподілу її між споживачами цеху. РП виконуються в вигляді щитів або шаф, в яких встановлюються рубильники з запобіжниками або автоматичні вимикачі, а також вимірювальна апаратура і пристрої для з’єднання з лінією, що живить електроенергією РП і лініями, що йдуть до приймачів.

Для електропроводок всередині цеху застосовують ізольовані дроти, шнури, контрольні і силові кабелі, а також голі дроти і шини.

Провід являє собою дріт або скручену з окремих дротів жилу, що вкрита ізоляцією. Система з декількох з’єднаних разом гнучких дротів називається шнуром.

Контрольні кабелі відрізняються від силових меншим перетином і більшим числом жил. Контрольні кабелі з мідними жилами мають перетин від 0,75 до 6мм² і число жил від 4 до 52, а алюмінієвими жилами – перетином 2,5…10мм² і числом жил від 4 до 37. Зазвичай вони використовуються в колах вимірювання, контролю і сигналізації.

Шини – це неізольовані полоси із алюмінію або міді. В якості шин використовують також стальний прокат: квадрат, кутик і т.д.

Основними способами прокладки силових мереж в цехах є: повітряна по фермам і колонам будівель, підземна в трубах, кабельна з прокладанням кабелів в каналах в підлозі цеху або по стінам і стелям. Іноді застосовуються кабельні тунелі  для прокладання великої групи кабелів поперек цеху.

Для внутрішньо цехових магістральних ліній застосовують повітряне прокладання голими шинами або проводами на ізоляторах. Відкриті шинні магістралі прокладають по фермам цеху з високими прольотами, де шини віддалені на необхідну відстань від обладнання, комунікацій і транспортних пристроїв цеху. В іншому випадку застосовують закриті шинопроводи.

Спуски від магістралей до РП або приймачів електроенергії виконують проводами марок ПРТО або ПВ, прокладеними в трубах.

Для освітлення виробничих і побутових приміщень промислових підприємств прокладаються освітлювальні мережі напругою не більше 380/220В змінного струму при заземленій нейтралі і 220В при ізольованій нейтралі і постійному струмі. В цехах світильники підвішують на трубних підвісах і встановлюють на стойках, що кріпляться до перил виробничих площадок. Для освітлення цеху з широкими прольотами зазвичай застосовують тросові електропроводки, які виконуються спеціальними тросовими проводами АРТ з несучим тросом або кабелями з полівінілхлоридною оболонкою, що кріпляться до стальної проволоки (тросу).

В цехах з крановими прольотами світильники не підвішують до тросової лінії, а встановлюють на фермах за допомогою тримачів.

Для освітлювальних мереж побутових приміщень зазвичай застосовують скриту проводку (під штукатуркою), яку виконують проводами ППВС або АППВС, або відкриту – плоскими проводами ППВ або АППВ.

Крім проводів, основними елементами освітлювальних мереж є групові щитки з автоматичними вимикачами (автоматами) або плавкими запобіжниками (пробками), які призначені для захисту мережі від к.з., вимикачі, штепсельні розетки, світильники.

Самоконтроль

Модуль 1.  Виберіть правильну відповідь.

Відповідь: 1 - ____ ,   2 - ____  ,  3 - ____ , 4 - ____ .  

Модуль 2.  Допишіть речення:

1.Змішана схема є………………………………..………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………….……..

2.Для освітлення виробничих і побутових приміщень промислових підприємств прокладаються …………………………………………………………………………………………………...………………………………………………………………………………………………………………………...

3.В якості шин використовують ………………………...........................................................................

……………………………………………………………………………………………………………...

4.Основними способами прокладки силових мереж в цехах є: …......................................................

……………………………………………………………………………………………………………...

Модуль 3.Яка схема електричної мережі зображена на малюнку?

а) кільцева мережа;    б) подвійна магістральна лінія;    в) іскладнозамкнена мережа (для живлення відповідальних споживачів за двома і більше напрямками);   

Відповідь: ____________.

 3. Захисне заземлення.

Електричний струм може бути небезпечним для життя людини. Струм 0,1А, що діє протягом 1…2с, є смертельним, 0,05А – небезпечним для життя.

Опір сухої шкіри людини досить великий  (до 100кОм), але він сильно знижується при зволоженні (до 800Ом).  Отже напруга 220В є небезпечною. Тому для живлення переносних електроінструментів і ламп в сухих приміщеннях з дерев’яними підлогами допускається напруга до 36В, а в сирих і жарких приміщеннях, металевих баках, котлах і т.д. – до12В. При користуванні з більш високою напругою  слід обов’язково застосовувати діелектричні рукавички. Середнє значення опору сухої шкіри людини, що береться для розрахунків складає 1000 Ом.

При пошкодженні ізоляції може відбутись замикання струмопровідних частин на корпус і нормально ізольовані частини електрообладнання (корпуси електродвигунів, каркаси пультів і шаф управління, освітлювальна арматура) можуть потрапити під напругу. Для попередження ураження електричним струмом в таких випадках застосовують захисне заземлення і занулення.

Способи забезпечення безпеки обслуговування електроустановок залежать від режиму нейтралі – проводу, приєднаного до нейтральної точки джерела живлення  (трансформатора або генератора).

Розрізняють ЕУ з ізольованою нейтраллю, тобто такі ЕУ в яких нейтраль силових трансформаторів і генераторів ізольована від землі, або з’єднана з нею через великий опір (трансформатори напруги і т.д.)

Розрізняють також електроустановки з заземленою (глухозаземленою) нейтраллю, тобто такі у яких нейтраль трансформатора ( нульовий провід) безпосередньо з’єднана з заземлюючим пристроєм або через малий опір (трансформатор струму і т.д.)

Заземлюючий пристрій складається із заземлювача,який являє собою металевий листок, стержень, або іншу деталь, що надійно дотикається до землі і заземлюючих провідників, які з’єднують корпус ЕУ безпосередньо з заземлювачем. Ними можуть бути мідні і сталеві провідники або сталеві шини. Завдяки такому заземлюючому пристрою виникає паралельне коло, по якому протікає струм паралельно тілу людини. Таким чином тіло людини шунтується заземлюючим пристроєм і оскільки опір цього пристрою в багато разів менший ніж опір тіла людини, то по тілу людини протікає дуже малий струм, який не досягає смертельної величини.

Заземлювачі поділяються на штучні і природні.

В якості природних заземлювачів використовують: прокладені в землі стальні водопровідні труби, що з’єднані на стиках газовим або електрозварюванням; труби артезіанських свердловин, стальна броня силових кабелів прокладених в землі, при їх кількості не менше 2; металеві конструкції і фундаменти будівель і споруд, що мають надійне з’єднання з землею; різні трубопроводи прокладені під землею; свинцеві оболонки кабелів, прокладених в землі.

В якості  штучних заземлювачів застосовують вертикально забиті в землю відрізки кутової сталі довжиною 2,5-3м і горизонтально прокладені круглі і стальні полоси, які призначені для зв’язку вертикальних заземлювачів. Також часто застосовують поглиблені пруткові заземлювачі із круглої сталі діаметром 12-14мм  і довжиною до 5м (стержні).

Штучні заземлювачі виконані із вертикальних електродів, розташовують так щоб їх вертикальний кінець знаходився біля поверхні землі, або нижче рівня землі на 0,5-0,7м.

Заземлювачі приєднують до металевих частин електрообладнання, що підлягають заземленню зварюванням або болтами. Зварювання зазвичай застосовують для приєднання до магістралей заземлення, болтові з’єднання – для приєднання до корпусів і каркасів.

Для того, щоб заземлюючий пристрій виконував свої функції він повинен мати певну величину опору розтікання струму в землю. Ця величина опору залежить від величини напруги, і режимів роботи нейтралі.

В електроустановках до 1000В з ізольованою нейтраллю, яка використовується для заземлення електрообладнання опір не повинен перевищувати 4 Ом. У заземлюючих пристроїв до яких приєднані нейтралі генераторів і трансформаторів потужністю до 100 кВА і нижче, опір заземлення повинен бути не більше 10 Ом.

Самоконтроль

Модуль 2.Виберіть правильну відповідь:

Відповідь: 1 - ____ ,   2 - ____  ,  3 - ____ , 4 - ____ .  

Модуль 3.В указаному прямокутнику накресліть електричні схеми:

А.Мережа з двостороннім живленням:

Б.Кільцева мережа:

В.Складнозамкнена мережа (для живлення відповідальних споживачів за двома і більше напрямками):

4. Єдина високовольтна мережа. Провода, кабелі, їх марки та застосування.

 В даний час у складі 6 об’єднаних енергосистем України працює паралельно 74 районних системи, які складають єдину високовольтну мережу. 

КЛАСИФІКАЦІЯ, ЗАСТОСУВАННЯ ПРОВОДІВ І КАБЕЛІВ

Кабелі

Кабельні вироби підрозділяються на:

0.    силові;
1.    контрольні;
2.    монтажні;
3.    управління і зв'язку.

Конструктивна відмінність кабелів від проводів полягає в тому, що жили кабелів мають герметичну свинцеву, алюмінієву або пластмасові оболонки.

Кабелі, що мають поверх герметичної захисну (броньову) оболонку називаються броньованими. Броня виготовляється із сталевих стрічок, оцинкованого сталевого круглого або плоского дроту. Кабелі без броньованої оболонки відносяться до категорії голих. Ізоляція кабелів виконується з паперових стрічок, просочених маслоканіфольним складом, гумою або пластмасою.

Кабелі силові - кабелі з алюмінієвими або мідними струмопровідними жилами з паперовою ізоляцією, просоченою в’язкою сполукою, в алюмінієвій або свинцевій оболонці, із захисним покривом або без нього. Призначені для передачі і розподілу електроенергії в стаціонарних установках в електричних мережах напругою до 10кВ змінного струму частотою 50Гц або в електричних мережах постійного струму. Силові кабеліпризначенідля прокладання безпосередньо в землі (траншеї), в спеціальних спорудах (канали, тунелі), а так само усередині приміщень для передачі енергії напругою понад 1000 В.

Кабелі контрольні - кабелі з алюмінієвими або мідними струмопровідними жилами з пластмасовою ізоляцією в пластмасовій оболонці, із захисним покривом або без нього. Призначені для нерухомого приєднання до електричних приладів, апаратів та розподільчих пристроїв з номінальною змінною напругою до 660В частотою до 100Гц або постійною напругою до 1000В при температурі навколишнього середовища від -50°C до +50°C. Кабелі марок АКВВГ, КВВГ використовуються для прокладання в сухому і вологому виробничих приміщеннях, на спеціальних кабельних естакадах, у блоках, у тому числі в умовах впливу агресивних середовищ, але за відсутності істотних механічних впливів.

Кабелі гнучкі силові (КГ) призначені для приєднання пересувних механізмів до електричних мереж номінальною змінною напругою 660 В частотою до 400 Гц або постійною напругою 1000 В. Застосовуються для встановлення всередині сухих і вологих приміщень, у т.ч. в житлових і промислових спорудах, щитах управління. Можуть використовуватися для періодичного використання поза будинками, рухомого застосування і стаціонарного монтажу.

Експлуатуються на суші, ріках і озерах у макрокліматичних районах з помірним, холодним (КГ-ХЛ) і тропічним (КГ-Т) кліматом, на відкритому повітрі та у приміщеннях. Кабелі стійкі до впливу сонячного випромінювання. Кабелі марки КГ-Т стійкі до ураження цвілевими грибами.

ПРИНЦИП ДІЇ І БУДОВА ДРОТІВ І КАБЕЛІВ

Важливою частиною електроустановок є електрична проводка (ЕП). Вона складається з проводів і кабелів з кріпленнями, що відносяться до них, підтримуючими і захисними конструкціями.

Для монтажу ЕП застосовують силові і настановні дроти. Використовують для з'єднання електроустановок (ЕУ) і їх частин при прокладці усередині приміщення, на відкритому повітрі, в трубах і так далі Ізоляція проводів розрахована на напругу 380, 660 і 3000 В змінного струму. І може бути гумовою або пластмасовою.

Дроти розділяються на:

4.      ізольовані і неізольовані;
5.      захищені і не захищені.

Дроти, що мають поверх ізоляції зовнішню захисну оболонку у вигляді х/б або металевого обплетення називаються захищеними. Для прокладки повітряних ліній застосовують:

6.      алюмінієві;
7.      сталеалюмінієві;
8.      сталеві не ізольовані дроти.

Струмоведуча частина дроту - жила, може бути одно або багатодротяною.

Жили проводів мають стандартний перетин в мм:

0,5; 0,75; 1; 1,0; 1,5; 2,5; 4,6; 10; 16; 25; 35; 70;

95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 325; 800.

Різновид дроту -- шнур. Це дріт з особливо гнучкими ізольованими мідними жилами. Перетином на більше 1,5 мм² кожна. Їх використовують для приєднання до мережі напругою до 220 В побутових електроприладів і виробів (чайники, праски, телевізори і так далі).

Дроти і кабелі розрізняють так само по:

9.     кількості жив (від 1 до 4, контрольних кабелів від 4 до 61); 4
10.     по перетину (від 0,5 до 800 мм²);
11.     по номінальній напрузі, на яку розраховані жили.

Маркування настановних проводів і шнурів складається з букв і цифр.

Перша буква - матеріал жили

А - алюміній. За відсутності цієї букви жила мідна;

Друга буква

П - дріт;

ПП - дріт плоский;

Третя і подальші букви- матеріал ізоляції і захисту:

Р - гумова;

У - полівінілхлоридна

П - поліетилен;

Про - ізольовані жили в обплетенні з Х/б пряжі;

Н - негорюча гумова оболонка;

Ф - фальцьована (металева) оболонка.

Г - з гнучкою жилою;

Д - дріт двожильний;

Т - з тросом, що несе.

Цифрова частина приклад: 3 × 2,5, де 3 - кількість жив; 2,5 - перетин кожної мм²

У маркуванні сполучних шнурів повинна бути присутньою буква Ш. При виборі настановних проводів враховують:

1. умови прокладки;
2. необхідна кількість жив;
3. їх перетин (мм);
4. напруга, при якій дроти експлуатуватимуться.

Обмотувальні емальовані дроти (ОП)

ОП призначені для виготовлення електричних машин, трансформаторів невеликої потужності, реле, контакторів і інших електротехнічних пристроїв. Класифікацію цих проводів пов'язують з температурним індексом, тобто температурою, при якій емалева ізоляція проводів зберігає свої властивості протягом гарантованого ресурсу часу 20000 годин.

ОП виготовляють в основному з міді з жилами з невеликим перетином, тому їх розрізняють по діаметру (0,02 - 2,5 мм).

Маркування обмотувальних проводів

Перша буква - дріт (П)

Подальша буква - матеріал ізоляції

ЕЛ - з лакостійкий емалі;

ЕВ - з високоміцної емалі;

ЕТ - з теплостійкої емалі;

Би - з х/б пряжі (волокна);

Ш - з натурального шовку;

Л - з лавсану;

До - з капрону;

ШК - з штучного шовку - капрону;

Про - один шар ізоляції;

Д - два шаруючи ізоляції.

Позначення кабелів

Маркування кабелю з ізоляцією із СПЕ

Контрольні кабелі призначені для прокладки в приміщеннях, в пересувних ЕУ. Використовується для передачі низьковольтних сигналів управління в колах вторинної комутації.

Розраховані на напругу до 660 В змінного струму і до 1000 В постійного. Жили контрольних кабелів виготовляють з міді перетином від 0,75 до 6 мм і алюмінію перетином від 2,5 до 10 мм.

Маркування контрольних кабелів

2.1 Обмотувальні дроти. Їх види, маркування, призначення.

Мал.: Обмотковий провід марки ПВДП Обмотковий провід марки ПЭПТ-В-100

Обмотувальні дроти- призначені для виготовлення обмоток електричних машин, апаратів і різних приладів. Залежно від матеріалів,, що застосовуються для виготовлення струмопровідних жил, вони діляться на: мідні, алюмінієві і із сплавів опору.

Залежно від виду ізоляції обмотувальних проводів їх можна класифікувати таким чином: емалева, волокниста, емалево-волокниста, паперова, пластмасова, плівкова, скловолокниста, склоемалева, суцільна скляна.

Переваги обмотувальних проводів з емалевою ізоляцією:

1.     Мають малу товщину ізоляції.
2.     Мають гарні фізико-механічні і електроізоляційними характеристики.
3.     Нагрівостійкі.

Маркування з ізоляцією на основі масляних і високоміцних синтетичних лаків: ТІ-105, 120, 130, 155, 180 і вище.

Мідні емальовані дроти з ізоляцією на основі масляних лаків(марка ПЕЛ) випускаються в діапазоні діаметрів 0,02- 2,5 мм. Ці дроти мають достатньо високі електроізоляційні характеристики, які зберігаються навіть в умовах дії підвищених температур і вологості. Дроти мазкі ПЕЛ застосовуються, для виготовлення котушок електричних апаратів, рамок приладів і тому подібне.

Дроти з ізоляцією на полівінілацеталевій основі відрізняються механічними характеристиками, хорошими електроізоляційними властивостями, стійкістю до дії агресивних середовищ, що дозволяє з успіхом використовувати їх для виготовлення обмоток електричних машин і апаратів без додаткових покриттів.

Емальовані дроти з ТІ-120 випускаються з марок ПЕВТЛ-1,ПЭВТЛ-2 діаметром 0,05-1,6 мм з ізоляцією на основі поліуретанового лаку. Особливістю цих проводів є можливість обслуговування їх без попередньої зачистки емалі, що значно полегшує паяння.

Застосовуються в приладобудуванні і радіотехнічній промисловості.

Круглі дроти випускаються в діапазоні діаметрів 0,50-2,5 мм, а прямокутні – в діапазоні перетинів від 1,6 до 11,2 мм. Крім високої нагрівостійкості ці дроти відрізняються підвищеними механічними характеристиками, стійкістю до струмових перевантажень, мають достатньо хороші електричні властивості. Ці дроти використовуються в тих випадках, коли необхідно забезпечити надійну роботу електроустаткування з ТІ-180 і вище, особливо за важких умов виготовлення обмоток.

Обмотувальні дроти з поліамідною ізоляцією мають найвищу нагрівостійкість серед емальованих проводів, достатньо хороші електричні характеристики, які практично не змінюються при їх нагріванні до температури 230 °С.

Дроти з волокнистою ізоляцією на основі бавовняної пряжі, натурального шовку, а також синтетичних волокон виготовляються, як правило, методом двошарової обмотки струмопровідних жил.

Для волокнистої ізоляції, яка має ТІ-105, характерні велика товщина ізоляції і гігроскопічність, невисока електрична міцність, що обмежує їх використання без додаткових покриттів, якими, як правило, є емаль-лаки на масляній полівінілусталевій, поліефірній і інших основах.

Обмотувальні дроти з волокнистої і емалево-волокнистої ізоляцій використовуються, як правило, для намотування електричних машин, апаратів і приладів в тих випадках, коли при виготовленні обмоток дріт випробовує підвищені механічні навантаження і немає жорстких обмежень по товщині ізоляції.

Обмотувальні дроти з паперовою ізоляцією відносяться до ТІ-105 і випускаються головним чином для виготовлення обмоток масляних трансформаторів.

Обмотувальні дроти з пластмасовою ізоляцією відносяться до ТІ-105 і застосовуються в основному для виготовлення обмоток зовнішніх електродвигунів, які працюють в середовищі перекачуваної рідини при підвищених температурах і тиску.

Обмотувальні дроти з плівковою ізоляцією так само дуже широко застосовуються для зовнішніх проводів з плівковою ізоляцією застосовується для обмоток високовольтних електричних машин. До їх числа відносяться прямокутний дріт марки ППЛБО, ізоляція якого складається з 3 шарів лавсанової плівки і одного шару бавовняної пряжі.

Обмотувальні дроти з скловолокнистою ізоляцією набули дуже широкого поширення зважаючи на високу надійність, підвищену нагрівостійкість, стійкість до струмових перевантажень. Вони застосовуються в основному для обмоток електродвигунів для кранів: морських судів і сухих трансформаторів. Випускаються вони з мідними і алюмінієвими жилами як круглого, так і прямокутного перетину.

Для тривалої експлуатації при 400С випускаються обмотувальні дроти із склоемалевою ізоляцією марки ПЕЖБ. Для роботи (500С) випускають дріт з жилою з біметалічного дроту срібло-нікель, марка ПЕЖБ-700.

Обмотувальні дроти з суцільною скляною ізоляцією виходять методом витягування тонкої металевої нитки з розігрітого струмами високої частоти прутка металу, що знаходиться в скляній трубці, і відноситься до класу іскро проводів. Дроти з манганіновою жилою мають марку ПССМ і використовуються в основному для приготування резисторів (діаметр 3-100 мкм) Мідні дроти марки ПМС мають діаметр 5-200 мкм, а товщина ізоляції складає 1-35 мкм.

Види ізоляції обмотувальних проводів

Таблиця 1

Як волокниста ізоляція застосовується пряжа бавовняна, шовкова, з капронових, азбестових, лавсанових і скляних волокон.

Найбільша нагрівостійкість обмотувальних проводів досягається застосуванням скляної і азбестової пряжи, що підклеюється до поверхні проводів за допомогою гліфталевих і кремнійорганічних лаків, що відрізняються підвищеною стійкістю до нагріву.

Обмотувальні дроти з емалево-волокнистою ізоляцією

У цих проводів поверх шару емалі наноситься обмотка з бавовняної, шовкової, капронової, лавсанової або скляної пряжі.

У таблиці приведений основний сортимент обмотувальних проводів з емалево-волокнистою ізоляцією.

Таблиця 2.

Основні вимоги, що пред'являються до обмотувальних проводів з волокнистою ізоляцією, складаються з того, щоб у проводів з волокнистою ізоляцією:

•       Не повинно спостерігатися просвітів між нитками обмотки, накладеної на дріт
•       Не повинно бути розривів ниток при навиванні дроту на сталевий стрижень діаметром, рівним п'ятикратному діаметру (але не менше 3мм) дроту з волокнистою ізоляцією в два шари (ПБД), або при навиванні дроту з одношаровою ізоляцією (ПБО) на стрижень, рівним десятиразовому діаметру дроту (але не менше 6мм).

Електроізоляційні властивості обмотувальних проводів з волокнистою ізоляцією відносно невисокі, оскільки всі види волокнистої ізоляції гігроскопічні, тобто поглинають вологу з повітря. Обмотки, виконані з проводів з волокнистою ізоляцією, потребують ретельної сушки і просочення ізоляційними лаками. Найбільшу механічну міцність має обмотка з лавсанових волокон, підвищеною нагрівостійкістю відрізняється обмотка зі скляної пряжі.

Такі види обмотувальних дротів застосовують для важких умов роботи в тягових шахтних електродвигунах і в інших електричних машинах і апаратах, де для емалевої ізоляції потрібне захисне покриття з волокнистих матеріалів. Окрім мідних і алюмінієвих проводів з емалевою, волокнистою і емалево-волокнистою ізоляцією, випускаються також обмотувальні дроти із сплавів високого опору (манганін, константан і ніхром).

2.2 Установчі дроти. Їх види, маркування, призначення.

Мал.:Установчий провід марки ПВ Провід марки АПВ

Мал.: Провода установочні побутового призначення: ПУНП (ПБПП) ПУГНП (ПБППГ)

Установчі дроти і шнури застосовуються для нерухомих прокладок в силових і освітлювальних установках. Вони служать для розподілу електричної енергії, а також для приєднання до мережі електродвигунів, світильників і інших споживачів струму. Струмопровідні жили настановних проводів виготовляють з мідного або алюмінієвого дроту. Жили ізолюють електроізоляційною гумою, поліетиленом або поліхлорвініловим пластиком. Поверх ізоляції накладають захисний покрив у вигляді обплетення з бавовняної або шовкової пряжі. У деяких проводів захисний покрив просочують протигнильним складом. У окремих конструкціях проводів зовнішнє обплетення виготовляють із сталевих оцинкованих проволікав для захисту від легких механічних дій. У таблиці приведений основні марки настановних проводів з гумовою і поліхлорвініловою ізоляцією.

                                                                                Таблиця 3.  

ОСНОВНІ МАРКИУСТАНОВЧИХ ПРОВОДІВ З ГУМОВОЮ ІЗОЛЯЦІЄЮ

Монтажні проводи. Призначення, маркування і застосування.

Мал.: Маркування проводів по ГОСТу: 1) Жила; 2) Ізоляція з поліефірних ниток; 3) Ізоляція з ПВХ пластикату;4) Екран з мідних луджених проволок.

Монтажні дроти застосовуються в основному короткими відрізками для нерухомої прокладки при внутрішніх і міжблочних з'єднаннях приладів і апаратів і інших електричних і радіотехнічних пристроїв. Для кращого розпізнавання монтажних проводів їх зовнішні ізоляційні оболонки зазвичай забарвлюють в різні кольори. У таблиці приведені основні марки монтажних проводів.

                                                                       Таблиця 4 

Монтажні дроти загального застосування випускаються зазвичай з мідними лудженими жилами з волокнистою, пластмасовою і комбінованою ізоляцією в капроновій оболонці або без неї і призначені для роботи при змінній напрузі до 1000В в діапазоні температур від -50 до +70 С.

Нагрівостійкі монтажні дроти виготовляються із застосуваннями ізоляції із зшитого поліетилену, кремнійорганічної гуми, фторопластів, а також комбінацій скловолокна з фторопластовою плівкою, що дозволяє їх використовувати в інтервалі температур від -60 до +250С. Високовольтні монтажні дроти (ПВМП-2) з поліетиленовою ізоляцією використовуються при напрузі 2;2,5 і 4 кВ при температурах від -60 до +85 С.

Найбільшу гнучкість мають багатожильні дроти, жила яких складається з великого числа тонких проволок. Монтажні дроти випускають з лудженими мідними жилами. Це полегшує припаювання проводів до різних частин електричних апаратів і пристроїв.

Силові кабелі. Їх класифікація, маркування застосування. 

Силові кабелі призначені для передачі і розподілу електричної енергії при напрузі промислової частоти і постійній напрузі і є найбільш відповідальними виробами кабельної галузі.

Основну класифікацію силових кабелів складає значення номінальної напруги, при якій кабель може працювати тривалий час.

Силові кабелі:

1.Низької напруги: 2. Високої напруги:

а) з паперовою просоченою ізоляцією 1) з пластмасовою ізоляцією

-двужильный 2) з паперовою просоченою

-одножильный  ізоляцією

б) з пластмасовою ізоляцією 3) маслонаповнені і  

- двожильний  газонаповнені

- трижильний  - низького тиску

в) з гумовою ізоляцією  - високого тиску

- трижильний

- чотирижильний

Система маркування: мідні струмопровідні жили не позначаються спеціальною буквою, а алюмінієві жили позначаються буквою А, яка ставиться на початку марки кабелю: П. – поліетилен, В – полівінілхлоридний пластикат, Р. - гума, Пс – самозатухаючий поліетилен, Пв – вулканізований поліетилен.

Паперова просочена ізоляція не має літерного позначення. Третя літера марки кабелю позначає тип захисної оболонки: А – алюмінієва, З - свинцева, П – поліетиленова, В – полівінілхлоридна, Р – гумова, НР – оболонка з гуми, що не підтримує горіння. Останні букви позначають і захисне покриття: Б – броня з двох сталевих оцинкованих стрічок з антикорозійним захисним покривом, Бі – те ж, але не з горючим захисним покривом, Р – відсутність захисних покривів поверх броні або оболонки, До – броня з круглих сталевих оцинкованих проволікав із захисним покривом, П – броня з плоских сталевих оцинкованих проволок із захисним покривом, Бб – броня з профільованої сталевої стрічки, Шв (Шп) – захисний покрив з впресованого шлангу з полівінілхлоридного пластика (поліетилену).

Силові кабелі низької напруги з паперовою просоченою ізоляцією, діляться на кабелі з поясною ізоляцією (до 10 кВ) і з жилами покритими свинцем (20 і 35 кВ). Силові кабелі з поясною ізоляцією випускаються трижильного типу з секторними жилами з міді або алюмінію в діапазоні перетинів 6-240 мм.

Силовий електричний кабель загального застосування з просоченою паперовою ізоляцією складається з:струмопровідних жил (з міді або алюмінію) круглої або сегментної форми; жильної ізоляції з паперу (паперова ізоляція просочена маслоканіфольним складом); заповнювачів з джгутів сульфатного паперу, який прокладений між жилами; поясною ізоляцією з паперу; герметизуючої оболонки зі свинцю або алюмінію; двошарового бітумного складу, між шарами кабельної пряжі, просоченої протигнильним складом. Кабелі покриті бронею із сталевих стрічок, у деяких марок кабелів – з плоских або круглих сталевих оцинкованих проволок, покритих бітумним складом; кабельного покриву з просоченого джуту (пряжа).

Паперова просочена ізоляція має велику гігроскопічність, значить, при її використанні необхідно застосовувати металеві оболонки (свинцеві або алюмінієві), які захищають від механічних пошкоджень і корозії спеціальними покриттями. Недоліком силових кабелів з паперовою просоченою ізоляцією є обмеження при прокладці на місцевості з великим перепадом висот, оскільки в цьому випадку просочувальний склад поступово стікає в нижню частину траси, що приводить до підвищення тиску в кабелі і може викликати пошкодження оболонки. Одночасно верхня ділянка кабелю позбавляється значної частини просочувального складу, що приводить до утворення порожнеч і, отже, до зменшення електричної міцності кабелю. У місцевостях з великим перепадом висот застосовується кабель марки ЦСБ, паперова ізоляція якого просочується нестікаючими просочувальними складами на основі синтетичного церезину, що мають велику в'язкість при робочій температурі кабелю, хорошою адгезією до жили і достатньо високими електроізоляційними властивостями, що дозволяє використовувати їх в мережах з напругою до 10 кВ.

По вигляду ізоляції і оболонки розрізняють наступні силові кабелі: з просоченою паперовою ізоляцією в металевій оболонці; з паперовою ізоляцією просоченою нестікаючим складом, в металевій оболонці; з пластмасовою ізоляцією в пластмасовій або металевій оболонці; з гумовою ізоляцією в пластмасовій, гумовій або металевій оболонках.

Кабелі з окремо освинцьованими жилами перетином 120-150мм, зберігають достатню гнучкість, містять меншу кількість просочувального складу і мають кращі умови для тепловідводу. Недоліком їх є велика маса і підвищена витрата металу для оболонок. Кабелі в свинцевого і алюмінієвого виконання бувають або одножильні, або трижильні, які ізольовані паперовою просоченою ізоляцією жил, кожна з яких має свинцеву оболонку, що дозволяє створити в кабелі радіальне електричне поле (марки: ОСБ, ОСЬК, АОСБ, АОСБГ, АОСЬК).

Силові кабелі з гумовою ізоляцією, які призначені в основному для нерухомої прокладки з малими радіусами вигину в мережах змінної напруги 660В або постійної напруги 1,3,6 і 10 кВ. Дані кабелі можуть мати мідні або алюмінієві струмопровідні жили як круглої, так і секторної форми, ізольовані ізоляційною гумою. Поверх ізольованих жил або сердечника кабелю накладається оболонка зі свинцю, полівінілхлоридного пластикату або шлангової гуми, а також зверху для зміцнення ізоляції покривають сталевими стрічками, захищеними антикорозійним покривом. Основні марки кабелів з гумовою ізоляцією приведені в таблиці 5.

Силові кабелі з пластмасовою ізоляцією призначені для нерухомої прокладки і можуть експлуатуватися в електричних мережах змінної напруги 1-35 кВ. Це найбільш перспективний тип кабелів, оскільки вони достатньо прості у виготовленні, зручні при монтажі і експлуатації. Вони виготовляються в одно- і багатожильному виконанні з мідними і алюмінієвими струмоведучими жилами круглої або секторної форми в діапазоні перетинів 1,5-240мм (таблиця 6). Для кабелю на напругу 1-10 кВ може використовуватися як полівінілхлоридна, так і поліетиленова ізоляція. Кабелі на напругу 35 кВ мають тільки поліетиленову ізоляцію, яка забезпечує вищі електроізоляційні характеристики.

Таблиця 5

В даний час силові кабелі з пластмасовою ізоляцією все ширше приходять на зміну кабелям з просоченою паперовою ізоляцією.

Таблиця 6

На напругу 110-220 кВ виготовляються, як правило, кабелі низького тиску. Ці кабелі мають тільки мідні луджені жили перетином 120-800 мм, поверх яких накладається паперова ізоляція, просочена малов'язким мінеральним маслом. При великій товщині ізоляції (для кабелю на напругу 200 кВ) іноді робляться додаткові канали під оболонкою кабелю. Свинцева оболонка завжди посилюється двома мідними стрічками, накладеними з різними кроками, а алюмінієва покривається більш вологостійким покриттям у вигляді шлангу з полівінілхлоридного пластику. Для додання кабелю з алюмінієвою оболонкою більшої гнучкості іноді застосовують гофрирування оболонки. Поверх оболонок кабелів низького тиску накладаються захисні покриття, при яких визначається умовами прокладки кабелю.

Система маркування кабелів низького тиску відрізняється достатньою простотою і включає наступні буквені позначення: М – маслонаповнений, Н – низького тиску, З – свинцева оболонка, А – алюмінієва оболонка, Аг – гофрована алюмінієва оболонка, Шв – шланг з полівінілхлоридного пластикату, Шву – те ж, але з посиленим захисним шаром під шлангом, До – броня з круглих сталевих оцинкованих проволікав, А – захисний покрив з шарів бітумного складу лавсанових (або гумових) стрічок і просоченої кабельної пряжі.

Маслонаповнені кабелі високого тиску на змінну напругу 110,220,500 кВ випускаються двох марок: МВДТ і Мвдтк. Конструкція кабелю містить три фази, затягнуті в сталевий трубопровід, який заповнюється маслом під тиском 1,5 МПа. Кожна фаза є жилою, скрученою з мідних луджених проволікав і ізольовану просоченим кабельним папером з високою електричною міцністю.

При прокладці кабелю в землі сталевий трубопровід захищається від корозії нанесенням покриву, що складається з шарів тугоплавкого бітуму з каоліном і гідроізолітом. Якщо кабель прокладається в блоках, то зовнішні антикорозійні покриви складаються тільки з шару бітумного лаку завтовшки 0,1-0,25.

Контрольний кабель. Маркування, застосування

  Кабель контрольний з ПВХ - ізоляцією ПВХ - ізоляцією Аквббшв,

  Кабель контрольний з контролю КГВВ

 АКВВГЕ

  Кабелі управління і  КВВГЕ Квббшв

Контрольні кабелі призначені для приєднання електричних приладів і апаратів в електричних розподільних пристроях із змінною напругою до 660В частотою до 100 Гц або постійною до 1000В при температурі навколишнього середовища від -50 до +50 С. Вони можуть прокладатися і на відкритому повітрі за умови захисту їх від механічних пошкоджень і дії прямих сонячних променів. Дані кабелі виготовляються з однопроволочними мідними і алюмінієвими жилами перетином 0,75-10мм, число яких може складати від 4 до 61. Як матеріали для ізоляції струмопровідих жил таких кабелів застосовуються гуми з нормальною і підвищеною нагрівостійкістю, а також пластичні маси (поліетилен, самозатухаючий поліетилен, полівінілхлоридний пластикат, фторопласт).

Система маркування контрольних кабелів практично не відрізняється від системи маркування силових кабелів низької напруги. Відмінність полягає лише в тому, що на першому місці в марці контрольного кабелю ставиться буква До, якщо кабель має мідні жили, і букви АК, якщо алюмінієві.

Спеціальні кабелі. Їх класифікація, маркування.

Спеціальні кабелі, гнучкі високої напруги, призначені для електрозварювання, аеродромів, радіоустановок. В даний час використовуються волокняно-оптичні лінії (ВОЛС), найважливішим елементом яких є волокняно-оптичні кабелі (ВОК). Вузький світловий лазерний промінь, що модулюється відповідним чином, може розповсюджуватися на великі відстані і передавати величезний об'єм інформації. Використання його для передачі в атмосфері утруднене із-за великих втрат світлової енергії, із-за поглинання і розсіяння, обумовлених забрудненням передавального середовища. Розвитку виробництва оптично чистого скла і скляних ниток на їх основі з'явилася можливість передавати світлову енергію по ВОК, основним елементом яких є ОВ (оптичне волокно). Як матеріал для ОВ використовується сткло на основі чистого кварцу. Виготовлення двошарового ОВ, центральна частина якого (сердечник) за рахунок легуючих добавок має показник заломлення трохи більшого зовнішнього шару ОВ (світловідбиваюча оболонка).

Направлене розповсюдження світлового потоку відбувається за рахунок багатократних повних внутрішніх віддзеркалень світлових променів від межі розділу сердечник – оболонка. Діаметр сердечника не перевищує 50 мкм, оболонки – 100-150мкм. Така скляна нитка вимагає зміцнення і захисту від зовнішніх дій, тому ОВ поверх світловідбиваючоїкварцевої оболонки має захисне полімерне покриття.

Достоїнства ВОК: властивість широкосмугової, поодинці ОВ можна передати частоту 1-3 ГГц, забезпечує велику передачу інформації, яка захищена від зовнішніх магнітних полів, передає секретну інформацію, оскільки випромінювання в навколишньому просторі відсутнє. Також ВОК має малі габарити і масу, не містить дефіцитних металів, як мідь, алюміній і свинець. В недалекому майбутньому традиційні кабелі зв'язку замінять на волокняно-оптичні.

Самоконтроль

Модуль 1.У вказаному прямокутнику проілюструйте:

А.Будову силового кабелю з вказанням всіх його елементів:

Б.Будову монтажного проводу з вказанням всіх його елементів:

Модуль 2.  Допишіть речення:

Контрольні кабелі призначені для приєднання електричних приладів і апаратів ………………....

………………………………………………………………………………………………...…………....

Монтажні дроти загального застосування випускаються зазвичай з……………………………....... ……………………………………………………………………………………….………………..........

Силові кабелі з пластмасовою ізоляцією призначенідля………………………………………...……

………………………………………………………………………………………………...…………....

Установчі дроти і шнури застосовуються для………………………………………...………………..

………………………………………………………………………………………………...…………....

Модуль 3. Виберіть правильну відповідь:

Відповідь: 1 - ____ ,   2 - ____  ,  3 - ____ , 4 - ____ .  

8. Тематичне оцінювання

Початковий рівень

Завдання.Підкреслити правильну відповідь.

1.Які задачі вирішуються за допомогою електричної мережі?

        а) передача електроенергії; 

        б) виробництво електроенергії;

 в) споживання електроенергії; 

 г) всі перераховані задачі;

2. Які мережі використовуються для передавання електроенергії?

        а) мережі напругою до 1000 В;

        б) мережі напругою більше 1000 В;

        в) обидва наведені види мереж;

3. Які мережі не використовуються для передавання електроенергії?

        а) мережі постійного струму;

        б) мережі однофазного струму;

 в) мережі трифазного струму;

        г) мережі багатофазного струму; 

4.Які мережі використовуються для передачі електроенергії ?

         а) повітряні мережі;

         б) кабельні мережі;

         в) внутрішні мережі об’єктів;

г) всі перераховані мережі;

5.Який струм буде проходити через тіло людини при дотиканні до кожуха заземленого електродвигуна, що має пробій на корпус?

     а) 76 мА;

      б) 50 мА;

        в) 5 мА;

 г) значно менше 1 мА;

6.Чи використовуються контрольні кабелі для передачі електроенергії на великі відстані?

        а) так;

        б) ні;

фактично______

 Оцінювання:

 За правильну відповідь нараховується 2 бонуси, максимально 12 бонусів.

 Ключ до тестів:1 – г); 2 – в); 3 – г); 4 – г); 5 – г); 6 – а).

Середній  рівень

Завдання. Підкреслити правильну відповідь.

1. В яких проводах висока міцність співпадає з високою електропровідністю?

          а) в стальних;

б) в алюмінієвих;

 в) в сталеалюмінієвих;

2.Який з названих матеріалів не використовується для ізоляції проводів і кабелів?

          а) бавовняна пряжа;

         б) вулканізована гума;

          в) полівінілхлорид;

 г) слюда;

3. На яких річках доцільно споруджувати високонапорні гідроелектростанції?

          а) на гірських;

          б) на рівнинних;

     в) на обох типах річок;

4. Як розшифровується  марка проводу АППВ?

 а) дріт з алюмінієвою жилою ізольованою поліхлорвініловим пластиком;

        б) дріт з алюмінієвою жилою з поліетиленовою ізоляцією;

        в) дріт плоский з алюмінієвими жилами укладеними паралельно і ув’язненими в  поліхлорвінілову ізоляцією;

5. Як розшифровується  марка проводу АПР?

           а) дріт алюмінієвий з гумовою ізоляцією вобплетенні з бавовняної пряжі, просоченої протигнильним складом;

           б) дріт мідний з гумовою ізоляцією вобплетенні з бавовняної пряжі, просоченої протигнильним складом;

           в) дріт мідний гнучкий з гумовою ізоляцією в обплетенні з бавовняної пряжі, просоченийпротигнильним складом;

6.До якого виду проводів відноситься провід марки МРП?

        а) мідних монтажних;

        б) установочних з пластмасовою ізоляцією;

        в) обмотувальний з емалево-волокнистою ізоляцією;

Оцінювання:

За правильну відповідь нараховується 2 бонуси, максимально 12 бонусів.

фактично______

Ключ до тестів:1 – в); 2 – г); 3 – в); 4 – в); 5 – а); 6 – а).

Достатній  рівень

Завдання 1.Вибрати правильну групу слів.

Силові кабелі.

В маркуванні силових кабелів мідні струмопровідні жили(1)не позначаються спеціальною буквою, а алюмінієві жили (2),яка ставиться на початку марки кабелю: П. – поліетилен, В – полівінілхлоридний пластикат, Р. - гума, Пс – самозатухающий поліетилен, Пв – вулканізований поліетилен.

Паперова просочена ізоляція не має буквеного позначення. Третя буква марки кабелю позначає тип захисної оболонки: А – алюмінієва, З - свинцева,(3)– поліетиленова, В – полівінілхлоридна, Р – гумова, (4)– оболонка з гуми, що не підтримує горіння. Останні букви позначають і захисне покриття: Б – броня з двох сталевих оцинкованих стрічок з антикорозійним захисним покривом, Бі – те ж, але не з горючим захисним покривом, Р – відсутність захисних покривів поверх броні або оболонки, До – броня з круглих сталевих оцинкованих проволок із захисним покривом,(5)– броня з плоских сталевих оцинкованих проволок із захисним покривом,(6)– броня з профільованої сталевої стрічки, Шв (Шп) – захисний покрив з впресованого(7)з полівінілхлоридного пластику (поліетилену).

Група А Група Б

1. не позначаються                                          1. позначаються

2. позначаються буквою А                             2. Не позначаються буквою А

3. П3. П

4. НР4. НР

5. П                                                                    5. П

6.  Бб6. Бб

7. шлангу                                                           7. шланга

Група В

1. Не позначаються буквою А

2. позначаються

3. НР

4. П

5. П

6. Бб

7. поліетилену

Відповідь:група ____

Оцінювання:

За правильну відповідь нараховується 6 бонусів.

Фактично ____

Ключ до тесту:група А.

Завдання 2.Встановити  відповідність наведеного принципу дії і фото електростанцій.

Відповідь:  1 - _____  2 - ______   3 - ______

Оцінювання:

За правильну відповідь нараховується 2 бонуса, максимально 6 бонусів.

                Фактично ____

Ключ до тесту:1 – В, 2 – А, 3 – Б.

Високий  рівень

Завдання.Опишітьпослідовність виробництва, передачі та розподілу електроенергії від електростанції до споживачів. Вкажіть назву конструктивних елементів їх призначення. Опишіть процеси, які протікають на кожному етапі виробництва, передачі та розподілу електроенергії.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оцінювання:

За правильну відповідь нараховується максимально 12 бонусів.

9.Критерії оцінювання

За тематичне оцінювання в цілому:максимально 48 бонусів.

Початковий рівень 2 _____   Середній рівень 3_______  Достатній рівень 4_______ 

Високий рівень 5_______

Фактично______

Критерії оцінювання:

  4 бонуса –  1

  8 бонусів – 2

12 бонусів – 3

16 бонусів – 4

20 бонусів – 5

24 бонуса –  6

28 бонусів – 7

32 бонуса –  8

36 бонусів – 9

40 бонусів –10

44 бонуса – 11

48 бонусів –12

Оцінка ______                                    Викладач ___________

Список використаних джерел

1. Данилов И.А. "Общаяэлектротехника с основами электроники", М "ВШ", 2005, 752с.
2. Б.І. Паначевний, Ю.Ф.Свергун «Загальна електротехніка», Київ, «Каравела», 2003, 440с.
3. Ю.Г. Сиднеев «Электротехника с основами электроники», Ростов-на-Дону, «Феникс»2005, 368с.
4. Малинівський С.М. "Загальна електротехніка", "Львів", "Л. політ", 2001, 596с.
5. Будіщев М.С. "Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка", Львів, "Афіша", 2001, 424с.
6. Зорохович А.Е. «Электротехника с основами промышленнойэлектроники», М., «ВШ» 1975г., 432с.