Test ELE.05 — zestaw 10

Dlaczego tak

Sprzęt izolacyjny ma określone terminy badań okresowych — jeśli termin minął, nie wolno go używać. Przed każdym użyciem sprawdza się też, czy nie ma pęknięć, zabrudzeń czy wilgoci, a wskaźnik napięcia sprawdza się na źródle o znanym napięciu. Kolor, marka czy data zakupu nie świadczą o sprawności sprzętu.

Dlaczego tak

Stała czasowa τ = R · C = 10 000 · 0,0001 = 1 s. Po czasie τ kondensator ładuje się do ok. 63% napięcia źródła: 0,63 · 10 ≈ 6,3 V, a po ok. 5τ uznaje się go za w pełni naładowany. 3,7 V to pozostałe 37% — wartość, do której napięcie spada po τ przy rozładowaniu. 5 V byłoby połową, a 10 V — stanem ustalonym.

Dlaczego tak

Przy symetrycznym obciążeniu prądy fazowe mają jednakowe wartości i są przesunięte o 120°, więc ich suma geometryczna w punkcie neutralnym wynosi zero — przewód N nie przewodzi prądu. 30 A to suma arytmetyczna, która nie uwzględnia przesunięć fazowych. Przy obciążeniu niesymetrycznym lub nieliniowym (harmoniczne rzędu 3) w przewodzie N płynie prąd.

Dlaczego tak

Moc grzałki P = U² / R = 230² / 23 = 52 900 / 23 = 2300 W = 2,3 kW. Energia W = P · t = 2,3 kW · 0,5 h = 1,15 kWh. Wynik 2,3 kWh odpowiada godzinie pracy, 0,58 kWh — kwadransowi, a 1150 kWh powstaje po pomnożeniu watów przez godziny bez przeliczenia na kilowaty.

Dlaczego tak

Za punktem rozdzielenia PEN przewód neutralny przewodzi prąd roboczy, a ochronny ma być wolny od prądu. Ponowne połączenie N z PE sprawia, że prąd roboczy płynie przewodami ochronnymi i obudowami, a wyłączniki różnicowoprądowe wyzwalają lub przestają działać. Tzw. zerowanie w gniazdach to dawna, niebezpieczna praktyka.

Dlaczego tak

Wyłącznik typu AC reaguje tylko na prąd sinusoidalny, typ A — również na pulsujący jednokierunkowy, a typ B — także na prąd stały wygładzony, jaki może płynąć przy uszkodzeniu za prostownikiem trójfazowym. Prąd stały może „nasycić” przekładnik aparatu typu AC lub A i uniemożliwić jego zadziałanie. S oznacza zwłokę czasową, a nie rodzaj wykrywanego prądu.

Dlaczego tak

AFDD analizuje przebieg prądu i rozpoznaje charakterystyczny sygnał iskrzenia szeregowego lub równoległego, np. w nadłamanym przewodzie przedłużacza, i wyłącza obwód, zanim dojdzie do pożaru. Wyłącznik nadprądowy nie zareaguje na małe prądy iskrzenia, wkładka aM chroni silniki przed zwarciem, a ogranicznik przepięć — przed przepięciami.

Dlaczego tak

Odbiorniki nieliniowe pobierają prąd odkształcony z dużą zawartością harmonicznych trzeciego rzędu, które w przewodzie neutralnym sumują się arytmetycznie zamiast się znosić — prąd w N może przekroczyć prąd fazowy. Dlatego w takich instalacjach przekroju N nie zmniejsza się, a czasem go zwiększa. Harmoniczne nie zmieniają kolejności faz ani nie poprawiają izolacji.

Dlaczego tak

Konserwacja rozdzielnicy obejmuje oczyszczenie z kurzu, sprawdzenie i dokręcenie połączeń, ocenę stanu aparatów (przebarwienia, uszkodzenia obudów) oraz sprawdzenie działania wyłączników różnicowoprądowych. Malowanie aparatów zasłania oznaczenia i może pogorszyć ich pracę, odłączanie PE usuwa ochronę, a zmiana prądów znamionowych wymagałaby nowego doboru zabezpieczeń.

Dlaczego tak

Wyłącznik C16 wyzwala bezzwłocznie przy 10 · 16 = 160 A, więc Z_s ≤ 230 / 160 ≈ 1,44 Ω. Zmierzone 2,1 Ω jest większe — prąd zwarcia wyniesie ok. 110 A i może nie zapewnić wyłączenia w wymaganym czasie. 2,88 Ω dotyczyłoby wyłącznika B16. Rozwiązaniem może być zmiana charakterystyki na B, większy przekrój lub dodatkowy wyłącznik różnicowoprądowy.

Dlaczego tak

Przeciążenie oznacza, że przez sprawny przewód płynie prąd większy od dopuszczalnego — przewód się nagrzewa, izolacja starzeje się szybciej, a w skrajnym przypadku może się zapalić. Chronią przed tym zabezpieczenia przeciążeniowe. Zwarcie i doziemienie to połączenia przez uszkodzoną izolację, a przerwa — brak ciągłości przewodu.

Dlaczego tak

Prąd obliczeniowy grzejnika I_B = 3200 / 230 ≈ 13,9 A. Najmniejszy wyłącznik spełniający I_n ≥ I_B to B16 — przewód musi mieć obciążalność co najmniej 16 A. B10 wyzwalałby przy pracy grzejnika, a B20 i B25 wymagałyby przewodu o większej obciążalności i gorzej chroniłyby obwód. Nie istnieje zasada stałego zapasu 50%.

Dlaczego tak

Wyłącznik różnicowoprądowy wykryje uszkodzenie, gdy prąd uszkodzeniowy popłynie przewodem ochronnym; jego ciągłość i czas zadziałania są więc warunkami skuteczności. Brak PE powoduje, że przy przebiciu izolacji obudowa będzie pod napięciem aż do chwili dotknięcia, a połączenie N z PE w gniazdach powoduje zbędne wyzwalanie lub zaburza działanie aparatu. Brak zadziałania przy 60 mA oznacza niesprawny aparat.

Dlaczego tak

Ładowarka pobiera przez wiele godzin duży prąd, dlatego trzeba sprawdzić, czy przyłącze i zabezpieczenie przedlicznikowe to wytrzymają, wykonać osobny obwód o odpowiednim przekroju i dobrać ochronę różnicowoprądową zgodną z zaleceniami producenta (często z wykrywaniem prądów stałych). Podłączenie do istniejącego obwodu gniazd grozi jego przeciążeniem.

Dlaczego tak

Uzwojenie Dahlandera można przełączyć tak, by zmienić liczbę par biegunów w stosunku 2:1 — silnik ma dwie prędkości, np. 1500 i 3000 obr/min przy 50 Hz. Silniki z magnesami trwałymi to silniki synchroniczne, komutator ma maszyna prądu stałego, a regulacja rezystorem w stojanie nie jest sposobem regulacji prędkości silnika indukcyjnego.

Dlaczego tak

Prąd rozruchowy to iloczyn prądu znamionowego i krotności: 7 · 20 A = 140 A. Tak duży prąd, choć trwa krótko, trzeba uwzględnić przy doborze zabezpieczeń (charakterystyka lub wkładka dobrana do rozruchu) i ocenie spadków napięcia. 27 A to suma zamiast iloczynu, a 2,9 A — iloraz.

Dlaczego tak

Prąd płynący w uzwojeniu twornika wytwarza własne pole, które nakłada się na pole wzbudzenia — przesuwa i zniekształca je, co pogarsza komutację i powoduje iskrzenie. Ogranicza się je biegunami komutacyjnymi i uzwojeniem kompensacyjnym. Rezonans prądów dotyczy obwodów LC, efekt Seebecka — termopar, a polaryzacja — dielektryków.

Dlaczego tak

Strumień magnetyczny w silniku jest proporcjonalny do stosunku U/f. Obniżenie częstotliwości przy stałym napięciu zwiększa strumień, rdzeń się nasyca, a prąd magnesujący gwałtownie rośnie, co przegrzewa silnik. Dlatego przemienniki obniżają napięcie proporcjonalnie do częstotliwości. Niższa częstotliwość zmniejsza, a nie zwiększa prędkość.

Dlaczego tak

W UPS on-line prostownik zamienia napięcie sieci na stałe, ładując akumulator, a falownik stale wytwarza z niego napięcie przemienne dla odbiorników — przy zaniku sieci falownik po prostu zasila się z akumulatora, więc nie ma przerwy. Samoczynne załączanie rezerwy przełącza źródła z krótką przerwą, a transformator i ogranicznik przepięć nie dostarczają energii przy zaniku sieci.

Dlaczego tak

Informacja o poziomie wraca do sterownika i decyduje o pracy pompy — to układ zamknięty; ponieważ pompa jest tylko załączona lub wyłączona, regulacja jest dwustawna, z histerezą między poziomem minimalnym a maksymalnym. Układ otwarty nie korzysta z pomiaru wielkości sterowanej, regulacja PID płynnie zmienia wydajność, a sterowanie ręczne wymaga operatora.

Dlaczego tak

Rozporządzenie w sprawie BHP przy urządzeniach energetycznych określa organizację prac, rodzaje poleceń, obowiązki poleceniodawcy, dopuszczającego i kierującego zespołem oraz sposób przygotowania miejsca pracy. Ustawy drogowe i o ochronie danych nie dotyczą eksploatacji urządzeń elektrycznych.

Dlaczego tak

Przy prądzie przemiennym uzwojenie o dużej indukcyjności ma reaktancję wielokrotnie większą od rezystancji, więc pomiar dałby impedancję, a nie rezystancję. Prądem stałym mierzy się rezystancję czynną, ale trzeba poczekać na ustalenie prądu, bo obwód ma dużą stałą czasową. Metoda techniczna wymaga woltomierza i amperomierza, a izolację mierzy się osobno.

Dlaczego tak

Wycieki obniżają poziom oleju, który izoluje i chłodzi uzwojenia, a ciemny, mętny olej świadczy o jego starzeniu, zawilgoceniu lub wyładowaniach wewnątrz. Należy usunąć nieszczelności i zbadać olej (np. wytrzymałość elektryczną, zawartość wody). Zwiększanie obciążenia pogorszy sytuację, a grupa połączeń nie ma związku z tymi objawami.

Dlaczego tak

Prąd rozruchowy silnika jest kilkukrotnie większy od znamionowego, ale trwa krótko; wkładka musi go przepuścić, a jednocześnie szybko przerwać zwarcie. Ochronę przed przeciążeniem przejmuje przekaźnik termiczny lub wyłącznik silnikowy. Wkładka przepalająca się przy rozruchu uniemożliwia pracę, a o prądzie znamionowym równym zwarciowemu — nie chroni.

Dlaczego tak

Zabezpieczenie zwarciowe chroni cały obwód — przewody i aparaty — dlatego umieszcza się je na początku obwodu, zwykle w rozdzielnicy, przed stycznikiem i przekaźnikiem termicznym. Zabezpieczenie przy silniku nie chroniłoby przewodu od rozdzielnicy. W przewodzie PE nie instaluje się zabezpieczeń, a między silnikiem a maszyną jest sprzęgło, nie aparat elektryczny.

Dlaczego tak

W sieci TN ochrona polega na samoczynnym wyłączeniu zasilania: przy zwarciu do obudowy prąd płynie pętlą przez przewód PE i musi być na tyle duży, by zabezpieczenie zadziałało w wymaganym czasie. Sprawdza się to pomiarem impedancji pętli i porównaniem z wartością dopuszczalną. Farba, tabliczka i prędkość nie mają wpływu na skuteczność ochrony.

Dlaczego tak

Po przezwojeniu trzeba sprawdzić, czy uzwojenia są symetryczne (rezystancje faz), czy izolacja względem korpusu jest prawidłowa i czy silnik pracuje poprawnie na biegu jałowym — prąd, hałas, temperatura. Zmiana tabliczki na większą moc bez zmiany konstrukcji jest fałszowaniem danych, a malowanie i ważenie nie potwierdzają jakości naprawy.

Dlaczego tak

Prostownik sterowany zamienia napięcie przemienne na stałe, a zmiana kąta załączenia tyrystorów pozwala płynnie regulować wartość napięcia, czyli prędkość silnika prądu stałego. Zamianę DC na AC wykonuje falownik, przed przepięciami chronią ograniczniki, a prędkość mierzy tachoprądnica lub enkoder.

Dlaczego tak

Metoda dwucęgowa wykorzystuje cęgi indukujące napięcie w pętli uziemienia i cęgi mierzące prąd — nie wymaga sond ani rozłączania zacisku, gdy badany uziom jest częścią sieci wielu uziomów połączonych równolegle. Megaomomierz mierzy izolację, miernik pętli mierzy impedancję pętli, a multimetr nie nadaje się do pomiaru uziemień.

Dlaczego tak

Ograniczniki przepięć przedstawia się jako element nieliniowy (prostokąt z ukośną linią lub strzałką) dołączony między przewód czynny a uziemienie. Licznik energii to prostokąt z opisem kWh, przekładnik prądowy — okrąg lub pętla na przewodzie, a stycznik — symbol zestyków z cewką. Znajomość symboli ułatwia ocenę, czy rozdzielnica ma ochronę przepięciową.

Dlaczego tak

Instalacje podlegają okresowym kontrolom — Prawo budowlane wymaga badania instalacji elektrycznej co najmniej raz na pięć lat, a w niektórych obiektach częściej. Pomiary okresowe pokazują, czy stan izolacji i skuteczność ochrony nie pogorszyły się w czasie. Czekanie na porażenie czy pomiar raz na 50 lat są niedopuszczalne.

Dlaczego tak

Wyłącznik krańcowy informuje jedynie, czy element osiągnął położenie, czy nie — jego sygnał ma dwa stany, np. 0 V i 24 V, i trafia do wejść cyfrowych sterownika. Sygnały analogowe prądowe i napięciowe przenoszą wartości ciągłe, np. temperaturę czy ciśnienie, a przebieg sinusoidalny nie jest sygnałem wyłącznika.

Dlaczego tak

Pirometr i kamera termowizyjna mierzą promieniowanie podczerwone emitowane przez powierzchnię, więc nie wymagają kontaktu z elementami pod napięciem — kamera pokazuje dodatkowo rozkład temperatury, co pomaga znaleźć przegrzane miejsce. Przykładanie termometru do szyn pod napięciem jest niebezpieczne, a megaomomierz i miernik uziemień nie mierzą temperatury.

Dlaczego tak

Do chwili stwierdzenia braku napięcia urządzenie traktuje się jak będące pod napięciem — rękawice elektroizolacyjne chronią przed porażeniem, a osłona oczu i twarzy przed skutkami łuku, gdyby okazało się, że napięcie jest obecne. Rękawice bawełniane i gospodarcze nie mają właściwości elektroizolacyjnych, a fartuch nie chroni oczu.

Dlaczego tak

Moc znamionowa, np. 0,25 W czy 5 W, określa, ile ciepła rezystor odda do otoczenia bez przekroczenia dopuszczalnej temperatury. Dobiera się ją z zapasem względem mocy P = I² · R wydzielanej w układzie. Tolerancja i współczynnik temperaturowy opisują dokładność i stabilność rezystancji, a rezystancja znamionowa — jej wartość.

Dlaczego tak

W układzie TT punkt neutralny sieci jest uziemiony u dostawcy, a części przewodzące dostępne instalacji odbiorcy — przez własny uziom ochronny, niezależny od sieci. Stosuje się go np. na terenach wiejskich zasilanych liniami napowietrznymi. Ochronę zapewniają wtedy głównie wyłączniki różnicowoprądowe. Izolowany punkt neutralny to cecha sieci IT.