Název a adresa školy:

Transkript

1 ROZVODNÁ ZAŘÍZENÍ 3 Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební Pardubice s. r. o., Černá za Bory 110, Pardubice Autoři: Jan Svatoň, Lenka Štěrbová AJ, Jan Bartoš NJ Název projektu: Inovace odborné výuky odborných oborů Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/

2 Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební Pardubice s. r. o., Černá za Bory 110, Pardubice Zřizovatel: Ing. Milan Randák, Jiránkova 2285, Pardubice název ŠVP: Elektrikář - silnoproud platnost ŠVP: od Délka a forma vzdělání: 3 roky v denním studiu Dosažený stupeň vzdělání: střední vzdělání s výučním listem Odborné cíle vzdělávání v předmětu rozvodná zařízení Cílem vyučovacího předmětu rozvodná zařízení je poskytnout žákům odborné vědomosti v oblasti pracovních metod a technologických postupů souvisejících s používáním nářadí, strojů a zařízení pro elektrikářské práce. Žáci se seznámí s přípravou a organizací pracoviště, stanovením spotřeby materiálu i počtu pracovníků, s potřebným nářadím, pracovními pomůckami a mechanizačními prostředky. Nejdůležitější učební látkou jsou pak znalosti z problematiky rozvodu elektrické energie, postupy a normy, které žák musí při elektrikářských pracích správně používat. Důraz je kladen na znalosti předpisů bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, protipožárních předpisů. Předmět rozvodná zařízení je důležitým předmětem oboru. Je úzce mezipředmětově vázán na předměty technologie a odborný výcvik. Ve výuce jsou využívány i poznatky z všeobecně vzdělávacích předmětů, především matematiky, chemie a fyziky. Obsahem učiva 3. ročníku jsou tyto tematické celky: bezpečnost a ochrana zdraví při práci, hygiena práce, hromosvody a zemniče, rozvodná soustava VN a VVN, sítě VN a VVN, rozvodny a transformovny Vn a VVN, požadavky na rozvody NN, rozvaděče NN, revize EZ, el. zařízení pracovních strojů, elektrické svařovací zdroje, uzemnění a ochranné vodiče, přehled ochran neživých a živých částí EZ. 2

3 Obsah 1 Bezpečnostní a hygienické předpisy ČSN a ostatní předpisy k BP Vyhláška č. 50/ První pomoc při úrazu elektrickou energií První pomoc při úrazech Hromosvody a zemniče Význam a účel ochrany před bleskem + AJ Druhy soustav, rozdělení hromosvodů + AJ Rozmístění jímačů, svodů, ochranný prostor + AJ Náhodné zemniče + AJ Strojené zemniče + AJ Rozvodná soustava VN a VVN Rozvodné soustavy a napětí Mechanika venkovního vedení Elektrické vlastnosti RCL vedení Ochrany vedení VN a VVN Vliv účiníku, vznik nebezpečných proudů a napětí ve vedení Sítě vn a vvn Materiál pro stavby sítí Montáž vedení Kapacita, svod, koróna Uvedení sítí do provozu Pravidelné revize druhy Bezpečnost práce, B příkaz Rozvodny a transformovny VN a VVN Spotřebitelské rozvodny a transformovny Spínací a měřicí přístroje Ochrany transformátorů + NJ Akumulátorovna Vybavení distribučních trafostanic Požadavky na rozvody nn Elektroenergetika Kalibrace měřících přístroj

4 5.3 Rozsah a základní hlediska na elektrických zařízeních Přípojky a silnoproudé rozvody Provedení přípojky od hlavního vedení k elektroměru Přípojky nn provedené venkovním vedením Přípojky nn provedené kabelem Přípojky nn provedené z části venkovním vedením a z části kabelovým vedením Rozvody za elektroměrem a rozvaděčem ProzatImní elektrická a stavební zařízení Rozdělení, všeobecné požadavky a podmínky Rozvaděče NN Vybavení, druhy, krytí + NJ Zvláštní požadavky na rozvaděče pro laiky a staveništní rozvaděče Revize EZ Revize elektrických instalací Revize elektrického ručního nářadí Revize elektrických spotřebičů Úkony prováděné při kontrolách a revizích Elektrická zařízení pracovních strojů Základní požadavky na vypínání a zastavování strojů Ochrana před úrazem elektrickým proudem neživých a živých částí Elektrické svařovací zdroje Druhy a zaměření na ochranu před úrazem el. energií Uzemnění a ochranné vodiče Základní pojmy a druhy zemničů Volba a způsob uložení zemničů Ochrana proti korozi Přehled druhů ochran neživých a živých částí EZ Definice jednotlivých pojmů Podstata, působení a princip jednotlivých ochran Opakování a shrnutí učiva, ročníková písemná práce PRO připuštění k ZZ Doplnění a shrnutí učiva za celý ročník Exkurze do rozvodny, nebo výrobny EE dle možností Vypracování závěrečné ročníkové práce Použité zdroje informací

5 5

6 1 BEZPEČNOSTNÍ A HYGIENICKÉ PŘEDPISY 1.1 ČSN a ostatní předpisy k BP Střídavý proud vzniká v elektrárnách ve střídavých generátorech. V rozvodech střídavého napětí ho získáme například ze zásuvky elektrické elektroinstalace. O časovém průběhu tohoto střídavého napětí se můžeme přesvědčit pomocí osciloskopu. V evropské energetice se používá střídavé napětí o frekvenci 50 Hz. Protože se v průběhu jedné periody mění směr napětí dvakrát, mění se i směr střídavého proudu a to stokrát za sekundu. Konstrukce alternátoru upravena tak, že cívka, v níž se indukuje střídavé napětí, je v klidu (tvoří tzv. stator) a otáčí se magnet (rotor). Odběr střídavého proudu je zajištěn pomocí pevných svorek. V energetice se požívají alternátory, které jsou zdrojem trojfázových střídavých proudů. Působení elektrického proudu na lidský organizmus Lidské tělo obsahuje velké množství vody, přesto klade průchodu elektrického proudu určitý odpor. Velikost odporu závisí na cestě, kudy proud prochází. Měřením bylo zjištěno, že lidské tělo klade v normálním prostředí odpor asi 2 kω. Uvedená hodnota je průměrná, protože každý jedinec je jiný. Z toho je patrné, že více ohroženi elektrickým proudem jsou lidé se sklonem k pocení nebo s jemnou pokožkou (ženy, děti). Vezmeme-li průměrnou reakci muže za 100 %, pak ženy reagují při 66 % hodnoty proudu, děti při 50 %. Kromě individuálních vlastností člověka bude při úrazu elektrickým proudem záležet na druhu proudu. Střídavý proud je z hlediska úrazu horší než proud stejnosměrný, nejnepříznivější je střídavý proud o kmitočtu do 500 Hz. Se zvyšováním kmitočtu nad Hz jsou účinky elektrického proudu na lidský organizmus méně nepříznivé a při frekvenci nad Hz se pronikavě snižují. Na mechanizmus úrazu střídavým elektrickým proudem o kmitočtu 50 Hz má vliv: 1. velikost proudu, který člověkem projde. Velikost protékajícího proudu lidským tělem vypočítáme podle Ohmova zákona. Bezpečná hranice práh odpoutání - se uvádí pro zdravého dospělého člověka v normálním prostředí u střídavého napětí 10 ma, pro stejnosměrné napětí pak 25 ma. Účinky velikostí trvale působícího proudu (ma): 1 ma práh vnímání elektrického proudu 1 8 ma podráždění v nervech, stoupání krevního tlaku 6 15 ma stahování svalů, vůlí lze zpravidla svaly uvolnit ma způsobuje tetanickou křeč, člověk se nemůže uvolnit 25 ma tetanická křeč dýchacího svalstva 6

7 60 ma nad 80 ma chvění srdeční komory (fibrilace), přechodná zástava srdce zpravidla trvalá zástava srdce 2. doba průchodu proudu, a to jak z hlediska trvání průchodu, tak i vzhledem k okamžité funkci srdce. Srdce je nejcitlivější na průchod elektrického proudu v okamžiku, kdy vypuzuje krev ze srdeční komory. Jedna srdeční perioda trvá 0,8 s. Vzhledem k tomu, že při průchodu proudu srdcem při prvním stahu snese člověk průchod proudu o velikosti 1 A, při druhém stahu pak hodnotu 0,1 A a dále pak hodnotu stále nižší, nezpůsobuje poměrně velký proud, který prochází jen 1s lidských tělem, většinou žádnou podstatnou újmu na zdraví. Otázky: 1. Jaký může mít vliv střídavý proud na lidský organismus? 2. Jaká je velikost bezpečného proudu pro člověka?. 3. Která hlediska mají vliv na vznik úrazu elektrickou energií? 1.2 Vyhláška č. 50/78 Účelem níže uvedené vyhlášky bylo rozdělení pracovníků v elektrotechnice do určitých kategorií s ohledem na dosažený stupeň elektrotechnického vzdělání a získané praxe. Toto rozdělení mělo sloužit k tomu, aby nebyli pověřováni určitými pracemi ti pracovníci, kteří na tyto práce nemají odpovídající kvalifikaci a praxi. Vyhláška měla zmenšit rizika nebezpečí úrazu elektrickou energií a zároveň dát možnost lepšího ohodnocení kvalifikovaným pracovníkům. V současné době je stále využívána, i když s některými změnami od původního vydání. Pro informovanost uvádím základní ustanovení vyhlášky začínající 1 a končící 11. Tuto vyhlášku vydal Český úřad bezpečnosti práce podle 5 odst. 1 písm. d) zákona č. 174/1968 Sb., o státním odborném dozoru nad bezpečností práce a Český báňský úřad podle 57 odst. 1 písm. d) zákona č. 41/1957 Sb., o využití nerostného bohatství (horní zákon), a podle 10 písm. a) zákona České národní rady č. 24/1972 Sb., o organizaci a rozšíření dozoru státní báňské správy, stanoví v dohodě s Českou odborovou radou a ostatními ústředními orgány. I. oddíl Úvodní ustanovení 1 Vyhláška stanoví stupně odborné způsobilosti (dále jen "kvalifikace") pracovníků, kteří se zabývají obsluhou elektrických zařízení nebo prací na nich (dále jen "činnost"), projektováním těchto zařízení, řízením činnosti nebo projektování elektrických zařízení v organizacích, které vyrábějí, montují, provozují nebo projektují elektrická zařízení, nebo provádějí na elektrických zařízeních činnost dodavatelským způsobem; dále stanoví podmínky pro získání kvalifikace a povinnosti organizací a pracovníků v souvislosti s kvalifikací. 7

8 Za elektrická zařízení se pro účely této vyhlášky považují zařízení, u nichž může dojít k ohrožení života, zdraví nebo majetku elektrickým proudem, a zařízení určená k ochraně před účinky atmosférické nebo statické elektřiny. 2 Pracovníci uvedení v 1 odst. 1 musí být tělesně a duševně způsobilí a musí splňovat podmínky stanovené touto vyhláškou. II. oddíl Kvalifikace pracovníků 3 Pracovníci seznámení jsou ti, kteří byli organizací v rozsahu své činnosti seznámeni s předpisy o zacházení s elektrickými zařízeními a upozorněni na možné ohrožení těmito zařízeními. 4 Pracovníci poučení jsou ti, kteří byli organizací v rozsahu své činnosti seznámeni s předpisy pro činnost na elektrických zařízeních, školeni v této činnosti, upozorněni na možné ohrožení elektrickými zařízeními a seznámeni s poskytováním první pomoci při úrazech elektrickým proudem. Organizace je povinna stanovit obsah seznámení a dobu školení s ohledem na charakter a rozsah činnosti, kterou mají pracovníci uvedení v odstavci 1 vykonávat, a zajistit ověřování znalostí těchto pracovníků ve lhůtách, které předem určí. 5 Pracovníci znalí jsou ti, kteří mají ukončené odborné vzdělání a po zaškolení složili zkoušku v rozsahu stanoveném v 14 odst. 1. Zaškolení a zkoušku je povinna zajistit organizace s ohledem na charakter a rozsah činnosti, kterou mají pracovníci vykonávat. Dále je povinna zajistit nejméně jednou za tři roky jejich přezkoušení. Pracovníci pro samostatnou činnost jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří: 6 a) splňují požadavky pro pracovníky uvedené v 5 odst. 1, b) mají alespoň nejkratší požadovanou praxi uvedenou v příloze 1, c) prokázali složením další zkoušky v rozsahu stanovené znalosti potřebné pro samostatnou činnost. Zkoušku uvedenou v odstavci 1 je povinna zajistit organizace; dále je organizace povinna zajistit nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro samostatnou činnost. Pracovníci pro řízení činnosti jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří: a) splňují požadavky pro pracovníky uvedené v 6 včetně požadované praxe, b) prokázali složením další zkoušky znalosti potřebné pro řízení činnosti. 7 Zkoušku uvedenou v odstavci 1 je povinna zajistit organizace; dále je povinna zajistit nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro řízení činnosti. 8 Pracovníci pro řízení činnosti prováděné dodavatelským způsobem a pracovníci pro řízení provozu jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří a) splňují požadavky pro pracovníky uvedené v 7, 8

9 b) mají alespoň nejkratší požadovanou praxi, c) prokázali složením další zkoušky znalosti potřebné pro řízení činnosti prováděné dodavatelským způsobem. Zkoušky je povinna zajistit organizace; dále je povinna zajistit nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro řízení činnosti. 9 Pracovníci pro provádění revizí elektrických zařízení (dále jen "revizní technici") jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří mají ukončené odborné vzdělání uvedené v přílohách 1 a 2, práci uvedenou v příloze 1 a složili zkoušku před některým z příslušných orgánů dozoru. Pro provádění zkoušek a přezkoušení revizních techniků platí zvláštní předpisy vydané příslušnými orgány dozoru. 10 Pracovníci pro samostatné projektování a pracovníci pro řízení projektování jsou ti, kteří mají odborné vzdělání a praxi určené zvláštními předpisy a složili zkoušku ze znalosti předpisů k zajištění bezpečnosti práce a technických zařízení a z předpisů souvisejících s projektováním. Dále jsou povinni zúčastnit se nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro samostatné projektování a pracovníků pro řízení projektování. 11 Kvalifikace ve zvláštních případech (doznívající paragraf nově se neuděluje) Absolventi vysoké školy elektrotechnické a absolventi přírodovědecké fakulty oboru fyziky, kteří pracují jako asistenti v laboratořích škol všech stupňů, se považují na svých pracovištích za pracovníky pro řízení činnosti, pokud složili zkoušku v požadovaném rozsahu. Jejich znalosti musí být ověřovány přezkoušením nejméně jednou za tři roky. Pracovníci vědeckých, výzkumných a vývojových ústavů, kteří mají vysokoškolské vzdělání, v rámci výuky složili zkoušky z elektrotechniky, elektroniky nebo fyziky, nebo složili závěrečnou zkoušku z elektrotechniky nebo jaderné fyziky na střední odborné škole a kteří vykonávají experimentální práci na vymezených vědeckých, výzkumných nebo vývojových pracovištích, se považují za pracovníky pro samostatnou činnost, pokud složili po zaškolení zkoušku v požadovaném rozsahu. Jejich znalosti musí být ověřovány nejméně jednou za tři roky. Učitelé, kteří používají při výuce na školách elektrická zařízení pod napětím, se považují pro tuto činnost za pracovníky pro samostatnou činnost; musí však být v používání zařízení prokazatelně zaškoleni a jejich znalosti bezpečnostních předpisů souvisejících s jejich činností musí být ověřovány přezkoušení nejméně jednou za tři roky. Zkoušení nebo přezkoušení pracovníků uvedených v jednotlivých odstavcích provede tříčlenná zkušební komise, jejíž nejméně jeden člen musí mít některou z kvalifikací uvedených v 7 až 9. Otázky 1. Jaký je účel vydání vyhlášky 50/78 a kterého roku byla vydána? 2. Co je obsahem jednotlivých této vyhlášky 3. Jaké jsou termíny přezkušování? Popiš č První pomoc při úrazu elektrickou energií Příznaky zasažení elektrickým proudem jsou místní a celkové. Místní nejsou podstatné, důležitý je celkový stav. U zasaženého při kontaktu s vodičem dojde k tetanickému sevření vodiče, Elektrošoku 9

10 s křečemi svalstva a ztrátě vědomí. Následuje pád, zástava dýchání a oběhu. Totéž se s člověkem odehrává při zasažení bleskem. Postup při poskytnutí první pomoci Přerušit spojení těla postiženého se zdrojem proudu (nevodivou holí, suchým oděvem nebo botami, u vysokého napětí nutno vypnout proud!), nepodlehnout zmatku, aby nedošlo k zasažení zachránce! 1. Orientačně vyšetřit postiženého a při zástavě dechu i oběhu ihned zahájit oživování, ve kterém je nutné pokračovat do příjezdu záchranné služby (zavolat). Oživování postiženého a) postiženého prudce uhodíte úderem pěstí (malíkovou hranou) do krajiny srdeční z výše asi 20 cm do hrudní kosti ve středu hrudníku (přibližně uprostřed mezi bradavkami) - viz obr. níže b) zkontrolujete na krkavici (největší tepně po straně krku), zda se neobjevil tep c) neobjeví-li se, zahájíte dýchání z plic do plic a zevní srdeční masáž obr. Úder do krajiny srdeční Otázky 1. Popiš správný postup při vyprošťování postiženého od zdroje elektrické energie při zásahu elektrickým proudem. 2. Jakým způsobem poskytnete první pomoc člověku zasaženému elektrickým proudem po jeho vyproštění? 3. Jak dlouho má probíhat oživování postiženého člověka? 1.4 První pomoc při úrazech První pomoc při úrazech - šokový stav, krvácení, úraz páteře, zlomeniny a popáleniny K úrazům může dojít kdekoli a ve chvíli, kdy to nejméně čekáte a nejste na to připraveni. Nejlepší je se snažit jakýmkoli úrazům předcházet na výlety a turistické pochody chodit ve třech, aby jeden za všech okolností mohl s postiženým zůstat. Je potřebné mít vám svěřené děti pod stálým dohledem tak, aby se jim nic nestalo. Pokud se stanete svědky úrazu, je třeba zachovat chladnou hlavu, zjistit, jak na tom pacient je a přivolat záchrannou službu. Před příjezdem záchranářů však můžete pomoci i vy. 10

11 Nejdůležitější je zjistit, zda je ohrožen pacientův život U každého zraněného musíme zjistit, jaký je stav jeho vědomí, jak postižený dýchá, zda krvácí, a dále podle mechanismu pádu odhadnout pravděpodobnost dalších poranění a ty ošetřit. Začneme tím, že zjistíme, zda je pacient při vědomí, zda dýchá. Zda je při vědomí zjistíme tím, že se s postiženým snažíme navázat kontakt a pokud nereaguje, zkusíme mírný bolestivý podnět (zatřesení či stisknutí lalůčku). Vědomí žádným postupem první pomoci neobnovíme, musíme však zmírnit jeho dopady. V bezvědomí (bez ohledu na jeho vyvolávající příčinu) dochází k neprůchodnosti dýchacích cest zapadnutím kořene jazyka a tím k omezení dýchání. Časté je také zvracení a nebezpečí vdechnutí zvratků. Správný postup u bezvědomého pacienta je zprůchodnění dýchacích cest a případné dýchání z úst do úst. Jak pomoci při šokovém stavu pacienta Nejzávažnějším úrazovým stavem je mnohočetné poranění, kdy dochází k poranění více orgánů a tento stav bezprostředně ohrožuje život. Při těchto mnohočetných poraněních je pacient často v bezvědomí. Pacient se také často dostává do šokové stavu. Šok je zdravotní stav, při kterém dochází k většímu krvácení, dochází tak k poklesu krevního tlaku a snižuje se krevní průtok v orgánech. Krvácení může být vnější (tepenné, žilní krvácení nebo z rány) nebo vnitřní (při vnitřním krvácení člověk krvácí většinou do dutiny břišní a zvenku není na pacientovi vidět žádné poranění). Organismus se brání následkům krevní ztráty tím, že přesměruje snížený objem krve do orgánů, zásadních pro přežití do mozku, srdce, plic. Ostatní orgány začínají trpět nedostatkem kyslíku, který je krví přenášen. Mezi příznaky šoku patří bledost, pocení, slabý puls na zápěstí, zrychlený tep, pacientovi je zima, třese se a může být zmatený nebo má dokonce poruchy vědomí. První pomocí při šokovém stavu je tzv. protišoková poloha pacienta položíte na zem a zvednete mu nohy do výšky cm a podložíte např. židlí. Pokud máte podezření na poranění břicha, nohy zvednete pokrčené. Je také potřeba postiženého přikrýt pacient má pocit chladu, který ještě prohlubuje šokový stav. Zraněnému nepodáváme ústy žádné tekutiny a žádné prášky na zmírnění bolesti. První pomoc při krvácení Krvácení je dvojího typu vnitřní a vnější. U vnitřního krvácení je jedinou první pomocí protišoková poloha. Při zevním krvácení nezáleží na tom, zda je krvácení tepenné nebo žilné v každém případě je nutné krvácení zastavit. Na krvácející ránu přiložíme tlakový obvaz. Jestliže krev po obvázání prosakuje, přidáme další vrstvu. Je-li zdroj krvácení na končetině, zvedneme ji tak, aby rána byla nad úrovní srdce, a tím snížíme krvácení. Škrtidlo se používá pouze ve výjimečných případech, kdy ani po přiložení tří vrstev tlakové obvazu krvácení neustává. Většina krvácení se zvládne použitím tlakových obvazů. Pokud však ani ty nepomohou, přiložíme škrtidlo. Lze použít pouze na končetině, končetina pak musí být bledá, bez hmatného tepu za místem přiložení škrtidla. Je nutné zaznamenat čas přiložení škrtidla, protože končetina může být zaškrcená nejdéle hodinu, škrtidlo nepovolujeme a znovu nepřikládáme. Máte-li podezření na úraz páteře K úrazům páteře může dojít při dopravních nehodách, při pádech z kola a pádech z výšky ze střech, žebříků nebo při skocích do vody. Poranění páteře je velice závažný stav, může také dojít k poranění 11

12 míchy, což by znamenalo i ztrátu hybnosti končetin. Příznakem poranění míchy je porucha citlivosti a hybnosti horních či dolních končetin. Při podezření na poranění páteře se vyvarujte nevhodné manipulace. Nejlépe je poraněného nechat v poloze, ve které byl nalezen a v součinnosti čtyř až pěti pacienta šetrně vyzvednout jako jeden kus. Potom je dobré zraněného položit na záda v na tvrdé rovné místo nosítka, zem. Zároveň je dobré fixovat krční páteř simulovat krční límec například přiložením polštáře nebo deky z obou stran. Pokud člověk nedýchá, opatrně zakloňte zraněnému hlavu, aniž byste s hlavou hýbali do stran zachovejte osu páteře. Fixování zlomenin Zlomeniny rozlišujeme na zavřené a otevřené. Otevřené zlomeniny jsou ty, které v místě zlomeniny mají tržnou ránu (nemusí se nutně jednat o kost, která protrhla kůži). Zlomeniny za žádných okolností nenarovnáme, končetinu ponecháme ve stejné poloze a fixujeme ji dlahou. Dlahu přiložíme ke zlomené končetině a ovážeme dlaha musí dosahovat až za další kloub. Pokud má zraněný zlomené předloktí, dlahu je nutné přiložit až nad loket. Pokud nemáte originální dlahu, je jednoduché vyrobit si improvizovanou. Za dlahu poslouží dostatečně silný klacek, deštník, dlouhé pravítko, trubka. Pokud dojde ke zlomení dolní končetiny, můžete ji fixovat přivázáním ke druhé noze. Při znehybňování horních končetin se také používá trojcípí šátek, na který poraněnou ruku zavěsíte. U otevřených zlomenin sterilně ránu zakryjeme, abychom zamezili znečištění, a fixujeme ji stejným způsobem jako zlomeniny zavřené. První pomoc při popáleninách Popáleniny vznikají krátkodobým působením extrémně vysokých teplot na kůži, ale i dlouhodobým působením relativně nižších teplot. Popálení vzniká působením slunečního záření, ohněm, horkou páru a plyny, dotykem horkých předmětů (kamen, žehličky). Popáleniny vzniklé vlhkým horkem párou a horkými tekutinami nazýváme opařeniny. Závažnost popálenin je podle délkou působení a teplotou při popálení. Popálení ohrožuje člověka rozvojem šoku, popálením dýchacích cest, celkovou intoxikací jedovatými zplodinami a infekcí. Přímé ohrožení života u malých dětí je při popálení 5-10 procent těla, u dospělých při popálení přes 15 procent těla (samozřejmě, že je také důležité, jak je popálení závažné). První stupeň popálenin se projevuje zčervenáním, zduřením a bolestivostí kůže. Druhý stupeň se pozná podle toho, že jsou na popálenině puchýře, kůže bolí a je též zarudlá. Nejzávažnější třetí stupeň je typický nekrózou, přiškvařením, šedým, bílým nebo černým zbarvením kůže a tím, že pacient necítí bolest. Před tím než začnete postiženému poskytovat první pomoc, je nutné eliminovat zdroj popálení (oheň, hořící oděv atd.). Pokud není oděv k tělo přiškvařen, sundáme jej. Okamžitě chladíme popálené plochy těla nejlépe pod proudem tekoucí vody, popáleninu poléváme, ponoříme do studené vody nebo na ní přiložíme studený obklad. Nechladíme ledovou vodou, ideální je 8 stupňů Celsia. Po ochlazení ránu sterilně kryjeme. 12

13 Otázky 1. Vyjmenuj druhy zlomenin a popiš, jak bys provedl jejich ošetření. 2. Jaké druhy popálenin znáš a jak je ošetříš? 3. Co je to šok a jaké znáš protišoková opatření? 13

14 2 HROMOSVODY A ZEMNIČE 2.1 Význam a účel ochrany před bleskem + AJ Hromosvody chrání objekty před účinky atmosférického přepětí. Energie elektrického výboje se v uzemnění přemění na tepelnou energii ohřeje okolí zemniče. Tyčový jímač na Eiffelově věži v Paříži 14

15 Hromosvod - zařízení, které vytváří umělou vodivou cestu k přijetí a svedení bleskového výboje - vynalezl ho v druhé polovině 18. století v Evropě premonstrát Prokop Diviš, který ve své farní zahradě v Příměticích blízko Znojma umístil v roce 1754 první hromosvod. - za vynálezce hromosvodu americký vědec a politik Benjamin Franklin, který kolem roku 1750 prováděl odpovídající experimenty - první hromosvod na území Českého království, který byl umístěn na stavbě, byl instalován na zámku Měšicích roku každý musí být opatřen funkčním uzemněním o minimálním přechodovém odporu 10 Ω. Hromosvod se zřizuje zejména na objektech, kde by mohl výboj blesku: - ohrozit zdraví nebo životy osob (bytové domy, nemocnice, školy) - způsobit poruchu (elektrárny, plynárny, vodárny, nádraží) - způsobit hospodářské či kulturní škody (výrobní haly, muzea, archivy) - mohl ohrozit významné sousedící objekty požárem Otázky 1. Kdo je vynálezcem hromosvodu? 2. Které objety musí být opatřeny hromosvodem? 3. Na čem je založen princip ochrany hromosvodem a jaká je minimální požadovaná hodnota přechodového odporu uzemnění? 2.2 Druhy soustav, rozdělení hromosvodů + AJ Vnější hromosvod (LPS - lighting protection system) má tři hlavní části 1. jímací soustavu, 2. svod (y), 3. uzemnění. Uzemnění může být provedeno: 1. zemnícími tyčemi 2. deskami 3. dráty 4. pásky Meteorologický stroj Prokopa Diviše 15

16 Uzemnění může být uloženo 1. v zemi 2. v základovém betonu Hromosvod může být 1. spojený s konstrukcí budovy 2. izolovaný od chráněné budovy Dělení hromosvodů 1. klasické (Franklinova typu hřebenové, mřížové, tyčové, oddálené, stožárové, závěsové, klecové) 2. aktivní (zařízení se včasnou emisí výboje, PDA.) - PDA nezávislými laboratořemi u nich nebyla nikdy naměřena nebo prokázána praxí jejich zvýšená účinnost považovány za úspěšný komerční trik, případně podvod. - s ionizujícími radioaktivními zářiči, sice určitou účinnost vykazuje, ale s větrem jeho skutečný ochranný prostor prudce klesá - současná platná norma použití aktivních hromosvodů sice nezakazuje, ale pohlíží na ně pouze jako na pasivní tyčové jímače daných geometrických rozměrů Druhy střech Pozn.: Převýšení u všech typů střech musí být větší, než 1m, jinak je střecha jakéhokoliv typu považována za rovnou. Otázky 1. Vyjmenuj hlavní části vnějších hromosvodů. 2. Jaké znáš základní druhy střech? 3. Jaký je význam uzemnění hromosvodu a jakou má hodnotu? 16

17 2.3 Rozmístění jímačů, svodů, ochranný prostor + AJ Jímací soustavy dělíme dle provedení 1. mřížové soustavy 2. tyčové jímače, 3. hřebenové vedení 4. náhodné jímače (jiné konstrukční prvky, použitelné jako jímací zařízení, např. plechová krytina) Umístění jímačů: - aby byly v ochranném prostoru, který je tvořen u tyčového jímačem kuželem s úhlem cca 120 o. Počet jímačů na budovu - dán jeho půdorysem - určuje ho příslušná norma Svody 1. strojené 2. vodiči vedenými na povrchu 3. vodiči skrytými 4. náhodné (ocelové sloupy, výztuž atd.), které splňují minimální průřez 120 mm 2 Otázky: 1. Jak dělíme jímací soustavy? 2. Jaké jímací soustavy používáme podle typu střechy? 3. Vyjmenuj podmínky pro použití náhodných svodů. 2.4 Náhodné zemniče + AJ - trvale v zemi uložené nosné konstrukce, ocelové výztuže a armatury, kovová vodovodní vedení o minimálním průřezu 120 mm 2 - jako NZ nelze používat plynová potrubí, kovové zábradlí a zařízení ČD ( ostatních případech je nutné respektovat ustanovení příslušných ČSN o spojování náhodných a strojených zemničů) Otázky 1. Co lze považovat za NZ? 2. Co nelze použít za NZ? 3. Kdy se mohou spojovat strojené a náhodné zemniče? 17

18 2.5 Strojené zemniče + AJ - součásti vyrobené pro účely uzemnění Uzemnění může být provedeno: 1. zemnícími tyčemi 2. deskami 3. dráty 4. pásky Uzemnění může být uloženo 1. v zemi 2. v základovém betonu Materiály (v Česku nejvíce používané) na jímací vedení, svody a uzemnění 1. žárově zinkovaná ocel (železo a zinek) 2. měď 3. slitiny hliníku, např. dural (hliník, hořčík, křemík), ale nikdy ne čistého AL po čase by se v zemi rozpustil. 4. nerezavějící ocel Otázky 1. Vyjmenuj druhy strojených zemničů. 2. Jaký je nejběžnější materiál na strojené zemniče? 3. Lze použít jako zemniče Al? 18

19 Dílenský list RZ3/1 Popiště princip spoje, jeho použití v hrosvodových zařízeních. 19

20 Dílenský list RZ3/2 Popiště princip spoje, jeho použití v hrosvodových zařízeních. 20

21 ROZVODNÁ SOUSTAVA VN A VVN 2.6 Rozvodné soustavy a napětí Jmenovitá napětí elektrických střídavých zdrojů na napětí do 1 kv: Napětí Zkratka Velikost Malé napětí MN 6, 12, 24, 48 V Nízké napětí NN 110, 230, 380, 500, 600 V Vysoké napětí VN 3, 6, 10, 22, 35 kv Velmi vysoké napětí VVN 110 kv, 220 kv Zvlášť vysoké napětí ZVN 400 kv, 750 kv Kategorie napětí Označení napětí Název napětí Jmenovitá napětí V uzemněné soustavě mezi vodičem a zemi mezi vodiči I MN Malé napětí do 50 V do 50 V do 50 V II NN Nízké napětí A VN Vysoké napětí B C D VVN ZVN UVN Velmi vysoké napětí Zvlášť vysoké napětí Ultra vysoké napětí nad 50 V do 600 V od 0,6 kv do 30 kv od 30 kv do 171 kv od 50 V do 1000 V od 1 kv do 52 kv od 52 kv do 300 kv od 300 kv do 800 kv nad 800 kv V izolované soustavě mezi vodiči od 50 V do 600 V od 1 kv do 52 kv od 52 kv do 300 kv Elektrická přenosová soustava je systém zařízení, která zajišťují přenos elektrické energie od výrobců k odběratelům, čímž se míní přenos ve velkých měřítcích, od velkých zdrojů (elektráren) k velkým rozvodnám. Část od rozvoden k jednotlivým uživatelům, například domácnostem, se nazývá distribuce elektrické energie a odpovídající zařízení distribuční soustava. Přenosová soustava by se dala zhruba přirovnat k dálniční síti tvoří páteř přenosu elektrické energie a zajišťuje přenosy na velké vzdálenosti a ve velkých objemech. Alternátory v elektrárnách obvykle pracují se jmenovitým napětím pouze několika tisíc voltů. Při výkonech stovek MW pak z alternátoru teče proud v řádu desítek tisíc ampérů. Vedení pro takové proudy musí však mít extrémně velké průřezy vodičů a musí být schopno mechanicky odolávat působení značných magnetických sil. Na činném odporu takového vedení pak vznikají úbytky napětí, 21

22 přímo úměrné protékajícímu elektrickému proudu, které by při delších vedeních představovaly podstatné ztráty přenášeného výkonu, úměrné druhé mocnině proudu. Pro přenos na velké vzdálenosti je proto výhodnější použít vyšší napětí, kdy pro přenesení stejného výkonu postačí úměrně menší proud. Kromě omezení ztrát je pak i realizace dálkových vedení nesrovnatelně jednodušší i levnější. Nadzemní vedení velmi vysokého napětí. Červeně je značeno vedení 400 kv, zeleně vedení 220 kv. Černými body jsou značeny elektrárny a rozvodny Napětí alternátorů se zvyšuje pomocí transformátorů, umístěných zpravidla přímo v areálu elektrárny, na vyšší přenosové napětí. Za přenosová napětí se obvykle považují hodnoty nad 110 kv a ve světě jsou provozována i vedení s napětím nad 1 MV. Na výstupu z přenosové soustavy jsou zařazeny snižující transformátory, dodávající elektřinu do distribuční sítě, na napětích např. 22 kv. Přenosovou soustavu tvoří především soustava dlouhých nadzemních vedení velmi vysokého napětí. Dále pak kabely, transformátory, odpojovače, vypínače, bleskojistky, kompenzační prvky a systémy řízení a regulace sítě. Cílem řízení sítě je udržení konstantních standardních parametrů dodávané energie (především dodržení jmenovité frekvence, což je v Evropě 50 Hz, a jmenovitého napětí) a samozřejmě nepřerušená dodávka energie ke spotřebiteli. Přenosovou soustavu v České republice provozuje státní společnost ČEPS, a. s. Síť tvoří vedení vvn 400 kv, 220 kv, vybraná vedení 110 kv a třicet transformačních stanic. Mezinárodně je síť šestnácti vedeními propojena se sítěmi dalších členů ENTSO-E (Evropská síť provozovatelů přenosových soustav elektřiny). V roce 2006 se přenášený výkon pohyboval od 4,9 GW do 11,4 GW (rekordní hodnota v zimní špičce). ČEPS zajišťuje regulaci soustavy jednak vlastními prostředky, jednak dálkovým ovládáním výkonu dobře regulovatelných zdrojů, jako jsou vodní a přečerpávací elektrárny (např. Dlouhé Stráně). 22

23 Na správné funkci přenosové soustavy závisí i značná část primární výroby elektrické energie, většina elektráren potřebuje ke svému spuštění elektrickou energii dodávanou z elektrorozvodné sítě nebo elektřinu, kterou si elektrárna sama přímo vyrábí (tzv. energie vlastní spotřeby). V tepelných elektrárnách je elektrická energie bezpodmínečně nutná k provozu čerpadel chladicí a napájecí vody, palivových kulových mlýnů, dmychadel, pásových dopravníků a dalších pomocných technologických celků. V případě kompletního výpadku sítě je tak obnova jejího provozu náročný a postupný proces (jenž je i poměrně zdlouhavý), kdy se nejprve spustí část vnějších energetických zdrojů, která je schopna fungovat bez dodávky elektrické energie ze sítě, takto získaný výkon se pak použije ke spuštění základních tepelných elektráren a teprve poté se postupně k síti připojují jednotliví odběratelé. Otázky: 1. Jaké jsou hodnoty jmenovitého napětí ss a stř. do 1 kv? 2. Jaké je jmenovité stř. napětí nad 1 kv 3. Vysvětli význam zvyšování napětí pro přenosová vedení. 2.7 Mechanika venkovního vedení Potíže v přenosové soustavě bývají jednou z příčin rozsáhlých výpadků dodávky elektrické energie. Důvodem může být např. poškození důležitých venkovních vedení působením nepříznivých přírodních podmínek (námraza, silný vítr, prudká letní bouře apod.). Těmto mechanickým vlivům musí vedení odolávat. Je však projektováno na střední povětrnostní vlivy, proto se stává, že za kalamitních stavů dochází k rozsáhlým haváriím rozvodných systémů. Nedávno například ve Slovinsku bylo až 200 tisíc lidí bez elektrického proudu. Podle APA to bylo zhruba deset procent slovinských domácností. DPA odpoledne napsala, že bez dodávek proudu je 90 tisíc lidí. Prakticky celou zemi pokryl led a škody na převodových sítích a trafostanicích jsou značné. Otázky 1. Jaké povětrnostní vlivy mohou působit na elektrorozvodné systémy? 2. Na jaké působení povětrnostních vlivů jsou navrženy přenosové trasy? 3. Proč nejsou navrženy na největší možné namáhání? 23

24 2.8 Elektrické vlastnosti RCL vedení Elektrická energie je výjimečná tím, že je v celé síti nutné zajistit rovnováhu mezi její okamžitou výrobou a spotřebou. Elektrickou energii totiž nelze nijak skladovat (náhradou skladů jsou záložní elektrárny). Kvůli energetické efektivitě soustavy je navíc potřebné udržet nízký fázový posuv mezi napětím a proudem, což vyžaduje zařazení zvláštních kompenzačních prvků dodávajících tzv. kompenzační výkon. V blízké budoucnosti se očekává výraznější rozvoj využití stejnosměrných soustav, které eliminují kapacitní ztráty, a pro stejný přenášený výkon zabírají vedení menší prostor. R vedení - vlastnost vedení, která klade průtoku elektrického proudu ohmický odpor - velikost odporu je dána jednak materiálem vodivého jádra Cu, Al, (ρ) dále délkou vedení (m) a průřezem jádra vodiče (mm 2 ) podle vztahu: Rv = ρ. l s - vlastnost vedení, která se projevuje ztrátami výkonu vedení se průchodem proudu ohřívá, můžeme snížit použitím dobře vodivých materiálů nebo zvýšením průřezu vodičů - ve vzdálenější budoucnosti by se při přenosu elektrické energie mohla uplatnit supravodivá vedení C vedení Mezi vodiči, které si můžeme představit jako dvě oddělené elektrody izolované dielektrikem vzduch, nebo izolace kabelů, vzniká elektrický náboj chovají se tedy jako kondenzátor. Těchto pomyslných kondenzátorů je na vedení celkem 6: 3x mezi fázemi a 3x mezi každou fází a zemí. Jelikož jsou zapojeny paralelně, jejich výsledná kapacita se sčítá! Protože se kondenzátor při průchodu střídavého proudu v kladné půlperiodě nabíjí a při záporné půlperiodě vybíjí, prochází jím kapacitní proud, i když na vedení není připojen žádný odběr. Tento proud může dosahovat dosti značných hodnot. Například kapacitní proud na nezatíženém vedení 400 kv o délce 400 km může dosáhnout až hodnoty 16 A, pokud nebude kompenzován indukčností. Vedením tedy protéká neužitečný kapacitní proud, který nekoná žádnou práci, jen snižuje přenosové vlastnosti vedení. Tento nepříznivý stav vedení se odstraňuje zařazením plynule laditelnou indukčností (cívkou), která se zařadí mezi uzel zdroje a zemí. Nazývá se Petersenova zhášecí tlumivka a umožní nastavit tak velkou indukčnost, jak je velká kapacita, tím upraví parametry vedení blízké ke stejnosměrnému rozvodu, tedy s účiníkem 1. Tím se kapacitní proudy ve vedení výrazně sníží. L vedení Vlivem indukčnosti, která vzniká ve vedení (vodiče představují závity v cívce viz ZEL 1. Ročník), dochází k předbíhání napětí před proudem. Výkonové parametry vedení se zhoršují, vedením protéká neužitečný induktivní proud. Je-li indukčnost vedení příliš veliká, odstraňuje se tzv. kroucením, tj. překřížením fází po určité vzdálenosti vedení. K výměně fází slouží speciální uspořádání stožárů, které křížení vodičů umožní. 24

25 Otázky 1. Jak vzniká R ve vedení a jaký je způsob jeho odstraněn, nebo snížení? 2. Jakým způsobem vzniká C ve vedení a jakým způsobem ho odstraníme nebo snížíme? 3. Popiš vznik L ve vedení a způsob jeho odstranění nebo snížení 2.9 Ochrany vedení VN a VVN Na vedeních může nastat celkové přetížení soustavy. Zařízení přenosové soustavy jsou proto vybavena pojistnými prvky, které zajistí odpojení vybraných odběratelů v případě, že by hrozilo zničení nebo rozpad sítě vlivem jejího přetížení. Pokud by se tak nestalo, je zde reálná možnost tzv. kaskádového šíření poruchy po selhání přetíženého vedení vzroste přetížení zbytku sítě, jsou postupně odpojeny další a další prvky sítě, případně až po zcela nežádoucí kompletní rozpad celé přenosové soustavy. Z ekonomických důvodů je vhodné, pokud to je možné, odpojovat nejprve ty odběratele, kde výpadek napájení způsobí nejmenší hospodářské škody. A) Přehled nejdůležitějších proudových ochran 1. Elektromechanické A 15 nadproudové relé střídavé A 15 S1 nadproudové relé stejnosměrné s bočníkem A 283 D nadproudová kontrola při selhání vypínače vvn AG 12 proudové frekvenčně nezávislé relé AKU hlídač dobíjení staničních baterií AM 14 X1 jednofázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým zpožděním bez pomocného napájení AM 22 X1 dvoufázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým zpožděním bez pomocného napájení AM 32 X1 třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým zpožděním bez pomocného napájení AS 31 směrová nadproudová ochrana AT 12 X1 jednofázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 21 X1 dvoufázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 31 X1 třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 32 X1 X4 dvoustupňová třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem (1. stupeň) AT 32 X12, 22,32 dvoustupňová třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovými články (oba stupně) 2. Elektronické A 32 DX třífázová nadproudová ochrana AB 31 DX 1, 2, 3 fázová nadproudová časově nezávislá ochrana motoru 25

26 AT 12 DX jednofázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 21 DX dvoufázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 31 DX třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem B) Přehled nejdůležitějších napěťových ochran 1. Elektromechanické V 10 X1 napěťová ochrana V 15 napěťové relé střídavé V 15 S1 napěťové relé stejnosměrné V 32 třífázová napěťová ochrana V 32 0 třífázová napěťová ochrana VG 21 B napěťové nebo podpěťové frekvenčně nezávislé relé VN 22 relé na opačný sled fází VS 300 X ochrana mřížových sítí VT 12 X1 jednofázová napěťová ochrana s časovým článkem VTM 15 / S2 ochrana staničních baterií 2. Elektronické V 32 DX 0 třífázová napěťová ochrana VT 12 DX 0 jednofázová napěťová ochrana s časovým článkem C) Přehled nejdůležitějších rozdílových a srovnávacích ochran 1. Elektromechanické R 30 rozdílová ochrana generátoru a transformátoru R 30 P pomocná skříň pro 3 vývody pro R 30 S 103 B1 srovnávací ochrana vedení S 105 F blokovací relé pro S 103 B1 - S 105 U izolační translátor pro S 103 B1 2. Elektronické RAX 1 rozdílová ochrana D) Přehled nejdůležitějších distančních ochran 1. Elektromechanické D 115 distanční ochrana vedení vvn D 400 distanční ochrana vedení vvn D 41 X1 distanční ochrana sítí OZ 33 X třífázové relé opětného zapínání OZ 111 X relé opětného zapínání s odděleným ovládáním jednotlivých pólů 26

27 2. Elektronické DLP 1 lokátor poruch OZ 12 D automatika pro opětné zapnutí E) Přehled nejdůležitějších zemních ochran Elektromechanické F 11 X1 závitová nebo zemní ochrana generátorů GSC / GSS 12 zemní směrová ochrana sítí GSCT 12 X2 ochrana statoru generátoru GSC 13 zpětná wattová ochrana pro malé vodní elektrárny GSST 12 X2 zpětná wattová ochrana generátoru GV 12 KC hlášení zemního spojení střídavých sítí GV 22 KC hlášení zemního spojení stejnosměrných sítí OT 1 izolační transformátor 230 / 230V, 20VA, 6kV NT nulový transformátor (rozšíření měřeného napětí na 1000V izolované sítě pro GZ 12z ) Elektronické G 15 X2 zemní ochrana statoru generátoru GZ 12z hlídač izolace izolované sítě PIZ 50 V proudový injektážní zdroj pro zemní ochrany Všechny výše uvedené ochrany nemohou samostatně vypnout, pouze předají pokyn výkonovému vypínači, který je opatřen takovým zhášením oblouku, že je schopen vypínat i zkratové proudy. Část přenosové soustavy ve Francii - ilustrativní fotografie. Otázky 1. Jaký význam má zařazení ochran do rozvodných systémů? 2. Kolik základních druhů ochran se používá v rozvodných soustavách? 3. Kterému zařízení dá ochrana pokyn k provedení vypnutí? 27

28 Účiník 2.10 Vliv účiníku, vznik nebezpečných proudů a napětí ve vedení - bezrozměrná veličina, označovaná cos φ - užívá se jen pro harmonické průběhy střídavých proudů a napětí nebo pro jednotlivé harmonické složky obecných průběhů - poměr činného a zdánlivého elektrického výkonu v obvodu střídavého proudu a napětí - vyjadřuje, jak velkou část zdánlivého výkonu přeměňuje obvod na činný výkon, tj. na součet užitečného výkonu a ztrát - je to kosinus vzájemného fázového posuvu (úhlu) mezi proudem a napětím elektrického obvodu - vyjadřuje pro daný elektrický obvod také poměr činné a zdánlivé energie i poměr ohmického odporu (rezistance) a impedance Hodnota účiníku spotřebiče se pohybuje od nuly do jedné. (Platí pro obvykle používanou spotřebičovou soustavu. To znamená, že výkon spotřebiče je kladný a výkon zdroje je záporný.) Vliv účiníku na výkon cos φ = 1 celý výkon je činný (fázový posuv je nulový) cos φ = 0 celý výkon je jalový, zátěž je: a) čistě kapacitní (fázový posuv -90 = zpožďuje se napětí za proudem) nebo b) čistě indukční (fázový posuv +90 = zpožďuje se proud za napětím) cos φ < 1 tj. nenulový vzájemný fázový posun proudu a napětí) způsobuje nežádoucí zvýšené ztráty energie na přenosovém vedení obvodu, ve zdroji i spotřebiči Zdánlivý výkon - prostý součin efektivních hodnot napětí U a proudu I procházejícího obvodem - nemá fyzikální význam, ale je používán v technické praxi - značí se S - jednotka: voltampér (VA) Činný výkon - značí se P - jednotka: watt (W) - vyjadřuje energii, která se v obvodu skutečně přemění na jinou užitečnou formu energie - často probíhá přeměna elektrické energie na mechanickou a v konečné formě na tepelnou - u čistě odporových nebo vykompenzovaných spotřebičů je celý výkon přeměněn na užitečnou energii schopnou konat práci (teplo) činný výkon je roven zdánlivém U obecných obvodů obsahujících lineární pasivní součástky akumulující energii tj. s nenulovou kapacitní nebo induktivní reaktancí (např. zářivky, elektromotory, zařízení s transformátorem) 28

29 dochází ke vzájemnému fázovému posunu napětí a proudu v obvodu. Kosinus vzájemného fázového posunu φ je označován jako účiník cos φ. Účiník vyjadřuje také podíl užitečného (činného) výkonu ke zdánlivému výkonu. V nevykompenzované napěťové soustavě dochází k nárůstu velikosti proudu, který je ve fázorovém zobrazení dán geometrickým součtem činné a jalové složky. Část výkonu s nulovou střední hodnotou, představující pouhé přelévání energie mezi zdrojem a spotřebičem tam a zpět, je označována jako jalový výkon. Značí se Q, jednotkou je var. Při existenci jalového výkonu tak obvodem pro zajištění přenosu požadovaného činného výkonu musí protékat mnohem větší proud, což má za následek větší tepelné ztráty na přenosovém vedení. Z toho důvodu se používají kompenzátory účiníku a filtrační zařízení elektrické prvky, které umožňují udržovat fázový posun blízko ideální nulové hodnoty (minimálnímu fázovému posunu proudu vzhledem k napětí) a tedy účiník blízký jedné a tvar průběhu proudu blízký harmonickému. Existující zákony a normy a především smluvní vztahy mezi odběratelem a dodavatelem elektrické energie, které (vedle dalších parametrů) stanovují dovolené hodnoty účiníku, které spotřebitelé, odběratelé a dodavatelé musí dodržovat. Obvykle je odběratel povinen udržovat hodnotu účiníku v rozmezích 0,95 až 1 induktivního charakteru. Vznik nebezpečných proudů ve vedení 1. při zkratech 2. při proražení izolátorů 3. při živelných událostech pád stromů na vedení, pád stožárů po velkých námrazách a podobně. Projevy nebezpečných proudů - zvýšený průtok elektrického proudu, na které není vedení dimenzováno Předcházení stavům - postižené úseky vedení prostřednictvím výkonových vypínačů se včas odpojí, aby nedošlo k celkové destrukci postiženého vedení proudem, který může být řádově vyšší ve stovkách i tisících jmenovitého proudu Vznik nebezpečných napětí 1. po zásahu blesku na vedení 2. pádem vodičů z nadřazené (vyšší) soustavy na nižší soustavu vedení 29

30 3. výpadky zatížených sítí 4. špatně provedené manipulace v rozvodné soustavě. Obecně platí, že zvýšením provozního napětí o více, než 2,5 násobek jmenovitého napětí se považuje za přepětí. Tomu čelíme použitím bleskojistek. Přepětí mohou způsobit proražení izolátorů, vinutí transformátorů a ostatních částí elektrického rozvodu. Následně tedy může dojít ke vzniku zkratů. Otázky 1. Jak dochází ke vzniku nebezpečných proudů ve vedení? 2. Čím je způsoben vznik nebezpečných napětí ve vedení? 3. Jak působí ochrany ve vedení? 30

31 3 SÍTĚ VN A VVN 3.1 Materiál pro stavby sítí Stožáry VVN jsou již neodmyslitelně spjaty s vyspělou civilizací, vytváří kostru přenosové sítě venkovního vedení. Namáhání stožárů je rozhodujícím způsobem podmiňováno klimatickými zatíženími (vítr, námraza, teplotní rozdíly), a tím je závislé na klimatických oblastech, kterými trasa vedení prochází, a na rozmístění stožárů v trase. Ve vedení se převážně používají (viz obr.): 1. nosné stožáry - převládají - minimálně každé 3 km (nejsou-li stožáry dimenzovány na kroucení následkem jednostranného přetržení vodičů) nebo každých 5 km (jsou-li stožáry dimenzovány i na kroucení) musí být vložen výztužný stožár 2. výztužné stožáry (kotevní) 3. mohou převládat, jsou-li rozmístěny na velmi různých úrovních, v složitém terénu nebo v důležité oblasti (křižovatkové úseky, průmyslové areály). Výztužné se vkládají mezi nosné v určitých vzdálenostech umožňuje se napínání vodičů a případné mechanické poruchy vedení mají omezené následky. Z funkce stožárů v trase vyplývá i jeho zatížení. Obr. - Trasa s nosnými a výztužnými stožáry Dispozice a geometrie stožárů Funkce stožárů a geometrické uspořádání (konfigurace) vodičů a zemnicích lan podmiňují: a) tvar hlavy stožárů, b) výšky stožárů, které jsou dále závislé na rozestupu stožárů od sebe. Vzdálenosti stožárů velmi vysokého napětí jsou od 300 do 500 m (300 m je nejčastěji při 110 kv, při vyšších napětích a těžších vodičích bývají vzdálenosti větší). 31

32 Výška stožáru závisí na a) vzdálenosti nejspodnějšího vodiče od země b) průvěsu c) délce izolátorových závěsů a armatur d) konfiguraci vodičů a zemnicích lan Při teplotních změnách, zatížení námrazou a větrem se v porovnání s montážním stavem mění poloha vodičů proti zemi a stožáru. Přiblížení k zemi nebo ke stožáru znamená pro lidi smrtelné nebezpečí a může krátkým spojením přivodit zkrat, a tak vypnutí nebo i havárii vedení. Minimální vzdálenost od země závisí na a) na výšce napětí b) na zalidnění terénu (nad nepřístupnými místy je nižší než v hustě zalidněných oblastech a nad veřejnými komunikacemi) Námraza bývá rozhodující u malých průřezů a velkých výpočtových pevností, např. u zemnicích lan, v jiných případech způsobuje větší průvěs zpravidla oteplení lana. Druhy stožárů 1. jednodříkové s konzolami: jeden dřík (nejčastěji členitá čtyřboká konstrukce, která se dá brát jako jeden členitý vetknutý prut) 2. portálové konstrukce: nejčastěji dva dříky spojené s příčníkem (při vyšetřování se dají jednotlivé svislé a vodorovné části uvažovat jako členité pruty jednoduchého rámu) 3. kotvené stožáry: jednodříková nebo portálová konstrukce stabilizována kotevními lany (prostorová soustava tvořená několika pruty a lany) 4. prostorové prutové konstrukce s různým uspořádáním, kde pro vystižení skutečného působení je nutno ji považovat za prostorovou soustavu s uvážením všech tvořících prvků Materiál a konstrukce prvků Pro pruty stožáru a) ostrohranné válcované profily, a to především úhelníky b) trubky, a to buď jako příhradová konstrukce s dlouhými pruty, nebo jako členitá a rámová konstrukce Většinou se používá ocel jakosti 37; ocel 52 se používá jen u málo štíhlých a tažených prutů. Pruty jsou nejčastěji tvořeny jedním úhelníkem. Povrchová ochrana 1. tradiční (základní nátěr + 2 vrstvy vrchního nátěru) 2. pozinkování a použití oceli se zvýšenou odolností proti povětrnostní korozi Pro velkou pracnost a složitost údržby (komplikace při obnovách za provozu) se dnes dává přednost dlouhodobé povrchové ochraně. Především je to žárové zinkování (někdy s utěsňujícím vrchním nátěrem), nebo použití oceli odolné proti atmosférické korozi (ATMOFIX). Volba povrchové ochrany značně ovlivňuje konstrukci prvků. Při žárovém zinkování mají dílce tyčový charakter, profily musí být otevřené, stykování pozinkovaných dílců šroubované. 32

33 Dílenské, dopravní a montážní podmínky Výrobní technologie je při výrobě stožárů přizpůsobena výrobnímu zařízení a zvyklostem výrobny a musí vycházet ze zúženého výběru materiálu. Montáž a) vztyčování klopením okolo pevných kloubů b) pomocí pohyblivých jeřábů s vysokými výložníky Dílenské styky (závisí na velikosti dílců a na povrchové ochraně) a) svařované b) šroubované Montážní styky výhradně šroubované. Druhy vodičů V závislosti na napětí a požadovaných výkonech se odvozují určité dimenze a počet vodičů (dnes převládají AlFe - ocelová duše a hliníkový plášť) a počet zemnicích lan. 33