of 41/41
Universitatea DU NAREA DE JOS GALAŢ I Facultatea de AUTOMATICĂ,C ALCULATOARE,  INGINERIE ELECTRICĂ ŞI ELECTRONICĂ  Specializarea ELECTROMECANICĂ PROIECT PTFI ÎNTRERUPĂTOARE CU ULEI PUŢIN Îndrumător: Student: Prof.dr.ing. FETECĂU Grigore COMAN Daniel -Robert Grupa 2441, AN IV - EM -2012-

96489952 Intrerupătoare de Medie Şi Inaltă Tensiune de Tip IUPbun

  • View
    220

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 96489952 Intrerupătoare de Medie Şi Inaltă Tensiune de Tip IUPbun

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    1/41

    Universitatea DUNAREA DE JOS GALAIFacultatea de AUTOMATIC,CALCULATOARE,INGINERIEELECTRIC I ELECTRONICSpecializarea ELECTROMECANIC

    PROIECT PTFI

    NTRERUPTOARE CU ULEI PUIN

    ndrumtor: Student:Prof.dr.ing. FETECU Grigore COMAN Daniel-RobertGrupa 2441, AN IV - EM

    -2012-

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    2/41

    CUPRINS

    Cap.1. Generaliti1.1.Clasificare1.2.ntreruptoarecu ulei mult1.3.ntreruptoarecu ulei puin

    Cap. 2.Construciantreruptoarelor cu ulei puin.Caracteristici.Funcionare.2.1.Caracteristici constructive i funcionale. Parametri nominali.2.2.Construcia i funcionarea ntreruptoarelor de tip IUP

    Cap.3.Fabricarea ntreruptoarelor cu ulei puin3.1. Procesul tehnologic de fabricaie a contactelor electrice.

    3.2. Procesul tehnologic de fabricaie a izolatoarelor electrice.3.3. Procesul tehnologic de fabricaie a camerelor de stingere.

    Cap.4.Tehnologia de asamblare antreruptoarelor cu ulei de tip IUP.4.1. Procesul tehnologic de asamblare a principalelor pri constructive.4.2. Asamblarea general a ntreruptoruluiI0-220.4.3. Mecanismul de acionare oleopneumatic MOP-1.

    Cap.5.ncercrile i verificrile ntreruptoarelor.

    Cap.6.Tehnologia de reparare a ntreruptoarelor de tip IUP

    Cap.7.Concluzii.

    Cap.8.Bibliografie.

    Cap.9. Anexe.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    3/41

    ntreruptoare demedie inalttensiune de tip IUP

    Cap. 1. Generaliti

    ntreruptorul este un aparat electric de comutaie destinat nchiderii i deschideriicircuitelor electrice cnd acestea sunt parcurse, fie de cureni normali de lucru, fie de curenianormali cum sunt cei de suprasarcin sau de scurtcircuit.

    Funcia cea mai important a unui ntreruptor este deschiderea automata circuitelorelectrice n momentul apariiei scurtcircuitelor. Importanaacestei funciuni const n faptulc, n acest mod, se asigur ntreruperea poriunii de reea defect ntr-un timp ct mai scurt,

    prevenindu -se astfel avarierea i distrugerea echipamentelor electrice datorit curenilor descurtcircuit.

    Cap1.1. ClasificareDup numrul de poli:- monopolare- bipolare- tripolare.

    Dupfelul instalaiei:- de interior- de exterior .

    Dup nivelul de izolaie- cu izolaie normal- cu izolaie mrit.

    Dup tensiunea nominal:-de joastensiune-de medie tensiune-de nalttensiune.

    Dup mediul de stingere :-ntreruptoare cu mediu de stingere gazos: cu aer comprimat, cu hexaflorur

    de sulf;-ntreruptoare cu mediu de stingere lichid;-ntreruptoare cu mediu de stingere solid: cu material solid gazogenerator;-ntreruptoare cu vid.

    ntreruptoarele cu lichid sunt:ntreruptoare cu ulei multntreruptoare cu ulei puinntreruptoare cu apa.

    Cap1.2.ntreruptoare cu ulei mult

    ntreruptoarele cu ulei multau fost primele pe scara evoluiei(1920). Utilizarea uleiuluipentru stingerea arcului electric ct i pentru izolarea cilor de curent necesita cantiti maride ulei. Datorit cantitii mari de ulei se opereazgreu cu acest tip de aparat, uleiul fiind uncombustibil, e supus probabilitii de a exploda. Uleiul din cuva metalica se descompune sub

    influena energiei din arc formnd gaze i vapori de ulei n amestec la presiune ridicatfavoriznd stingerea deoarece are conductibilitatea termicde 17 ori mai mare ca a aerului i

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    4/41

    prezint o cdere de tensiune pe unitatea de lungime a arcului electric de cca. 13 ori mai maredect a arcului electric produs n aer. Dacnu se stinge arcul electric volumul gazelor se totmrete i ntreruptorul e supuspericolului de explozie datoritpresiunii din camera destingere.Datorit formrii carburii de cupru din acetilena rezultat n urma arcului electric format n

    ulei i al cuprului se evitfolosirea acestor tipuri de ntreruptoare fiind instabile exploziv ifoarte poluante. Actualmente nu se mai folosesc.

    Cap1.3.ntreruptoarele cu ulei puin

    ntreruptoarele cu ulei puinau luat locul celor de mai sus. Volumul mic de ulei estefolosit numai la stingerea arcului electric iar , izolaia pieselor aflate sub tensiune fiindasigurat de aer i al materialelor dielectrice, ceramice sau organice.

    La noi n aruzinele Electroputere Craiova au fabricat ntreruptoare cu ulei puin ntr-ogam larg de tensiuni i capacitate de rupere, n douserii:a) ntreruptoare cu ulei puin de medie tensiune:

    ntreruptoare tip IUP-M10-20/630,1000ntreruptoare tip IO 10-20kV/630,1250,2500,4000

    b) ntreruptoare cu ulei de nalttensiunentreruptoare IUP - 35ntreruptoare IUP -110ntreruptoare IO110, 220,400

    n cele ce urmeazse vor prezenta numai ntreruptoarele de tip IUP.

    Cap.2.Construcia ntreruptoarelor IUP. Caracteristici. Funcionare.

    Mai jos se va descrie construcia ntreruptoarelor de tip IUP,se vor da caracteristicilefuncionale precum i definirea parametrilor caracteristici.

    Cap. 2.1Caracteristici constructive i funcionale. Parametrii nominali.

    Principalii parametri nominali ai ntreruptoarelor de nalt tensiune sunt:1. Tensiunea nominal, [kV].

    Reprezint tensiunea de funcionare n regim nominal a echipamentului i corespundevalorii maxime de serviciu a tensiunii reelei. Tensiunea nominal a ntreruptoarelor de nalttensiune fabricate i utilizate n Romnia, are una din valorile: 123,245,420 kV (valoareefectiv, msurat ntre faze);

    2.Nivelul izolaieinominal.Se exprim prin valoarea tensiunii de inere la und normal de impuls de1,2/5 s, lacare se adaug fietensiunea de inere la supratensiuni de frecven industrial (pentru1 kV 300kV);3.Curentul nominal n serviciu continuu.

    Are valorile limitate de temperaturile admisibile ale cilor de curent, stabilite pentrusolicitarea termic de lung durat. Intensitatea curentului nominal poate lua una din valorile:400-630-800-1250-1600- 2000-2500-3150-4000-5000-6000A.Valorile nominale ale tensiunii i intensitii curentului sunt date pentru frecvena nominal,care poate fi de 50 Hz sau de 60 Hz.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    5/41

    4.Capacitatea nominal de rupere la scurtcircuit.Este definit ca valoarea maxim a intensitii curentului de scurtcircuit pe care

    ntreruptorul l poate ntrerupe funcionnd la tensiunea nominal i n condiii prescriseprivind tensiunea tranzitorie de restabilire .Capacitatea nominal de rupere la scurtcircuit seexprim prin dou valori ale curentului de rupere, msurate n momentul separrii contactelor;

    valoarea efectiv a componentei periodice,Ipr, respectiv valoarea componentei aperiodice,consideratprocentual, prin raportare la valoarea de vrfIpr

    Aprecierea capacitii de rupere la scurtcircuit se poate face i n funciede puterea derupere, SPr,definit prin relaia:

    unde Uneste tensiunea nominal.

    Drept parametri ai unui ntreruptor se consider de asemenea capacitile nominalede rupereprivind ntreruperea liniilor electrice aeriene i n cablu funcionnd n gol,ntreruperea n cazul discordanei de faz i ntreruperea bateriilor de condensatoare.5.Capacitatea nominal de nchidere la scurtcircuit,I

    L.

    Reprezint valoarea de vrf maxim a curentului de scurtcircuit (curent de oc) pe carentreruptorul l poate stabili fr sudarea contactelor, sau alte degradri mecanice.

    ntre capacitile de nchidere, respectiv rupere la scurtcircuit exist relaia:IL=2,5Ipr

    Verificarea condiiei privind capacitatea de nchidere nominal la scurtcircuit coincidecu ndeplinirea condiiilor referitoare la stabilitatea electrodinamic a ntreruptorului .6.Durata admisibil nominal de meninere a curentului de scurtcircuit .

    Precizeaz valoarea admisibil a solicitrii termice la scurtcircuit a ntreruptorului ireprezint intervalul de timp n care cile de curent pot suporta un curent de scurtcircuit avndintensitatea Ipr; valorile standardizate ale acestei durate limitate de momentul atingerii

    temperaturii admisibile la scurtcircuit sunt de 1 s i 3 s.7.Secvena nominal de manevre.Reprezint posibilitile admise pentru acionarea ntreruptorului n caz de defect

    (scurtcircuit). ntreruptoarele fabricate n Romnia trebuie s execute, n general, urmtoarelesecvene de manevre:

    a)D- 180 s - ID- 180 s - ID, pentru ntreruptoarele ce nu funcioneaz n regimde reanclanare automat rapid (RAR);

    b) D03 sID180 sID (ID-15 s-lD), pentru ntreruptoarele ce urmeaz sfuncioneze n ciclu RAR.

    D reprezint operaia de deschidere, iar ID o operaie de nchidere, urmat imediat dedeschiderea ntreruptorului.

    8.Durata nominalde nchidere.Este intervalul de timp dintre momentul n care mrimea ce lucreaz asupradispozitivului de acionare al ntreruptorului atinge valoarea de lucru i momentul n carecontactele de lucru ale ntreruptorului se nchid, stabilind circuitele pe toi polii.9.Durata nominal de deschidere.

    Este intervalul de timp dintre momentul n care mrimea ce lucreaz asupradispozitivului de acionare al ntreruptorului atinge valoarea de lucru i momentul n carecontactele ntreruptorului se separ, ntrerupnd circuitele la toi polii.10.Durata nominal de ntrerupere.

    Este intervalul de timp n care mrimea ce lucreaz asupra dispozitivului de acionareatinge valoarea de lucru i sfritul circulaiei de curent la toi polii.

    Durata nominal de ntrerupere reprezint suma dintre durata nominal de deschiderei durata arderii arcului electric de deconectare.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    6/41

    Problemele fundamentale n construcia, funcionarea i exploatarea ntreruptoarelorsunt:

    - problema contactelor;-problema comutaiei;-problema izolaiei;

    -problema siguranei n funcionare.

    Cap.2.2 Construcia i funcionarea ntreruptoarelor de tip IUP

    n figura 1 se arat schia simplificat a unui ntreruptor cu ulei puin de tip IUP-110kV. Schema cuprinde principalele pri componente ale unui astfel de ntreruptor :

    asiu de susinere cu dispozitiv de acionareModul carter i izolator inferiorTija izolant de acionareBloc contacte fix (tulipa) i mobilCamera de stingere cu ulei puin

    Modul izolator superiorCilindru izolantBorne de conectare superioar i inferioar.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    7/41

    Fig.1.Schia simplificat a unui ntreruptor IUP- 110kV

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    8/41

    n anexa A2 este prezentato seciune detaliat a unui astfel de ntreruptor.

    Construcia acestor ntreruptoare se caracterizeazprintr-un grad nalt demodularizare i tipizare.

    ntreruptoarele IUP de tip IO de nalt tensiune se caracterizeaz printr-un nalt grad de

    tipizare, ntreaga serie (Un= 110, 220, 400 kV) avnd la baz o singur camer de stingeremodul, cu parametrii U=85 kV, ln= 1600 A, Ipr= 31,5 kA. Sunt echipamente cu comandunipolar, fiind realizate cu poli independeni, fiecare pol avnd mecanism de acionare

    propriu. Pentru tensiunea nominal de110 kV exist variante att bipolare ct i tripolare, cuun singur mecanism de acionare fiind posibil comutarea a doi, respectiv trei poli.Mecanismul de acionare este cu comand oleopneumatic, de tip MOP.

    Stingerea arcului electric n camera modul se obine pe seama expandrii uleiului,deionizarea coloanei arcului fiind activat sub aciunea suflajului combinat, longitudinal itransversal, produs de cureni turbuleni de ulei i vapori de ulei.Acest proces se face ncamera de stingere pe seama suflajului.

    La deconectare, prin deplasarea tijei 1 a contactului mobil, figura 2, extremitile

    arcului electric sunt preluate de inelul 3, respectiv de vrful tijei 1, ambele confecionate dinaliaj Cu-W, rezistent la uzur electric.

    Alungirea arcului electric n camera de stingere conduce la expandarea uleiului, procescare iniiaz un autosuflaj longitudinal intens de gaze i vapori de ulei, dirijat n sens contrardeplasrii tijei contactului mobil; aceti compui prsesc volumul uleiului, trecnd prin

    jiclorul de eapare5 n camera de detent 6, incint n care gazele se rcesc, parial fiindeapate n atmosfer, iar vaporii condenseaz; uleiul rezultat este recirculat prin valva cu sensunic 7 n camera de stingere.

    Dup ce contactul mobil 1 elibereaz orificiile transversale 13, prin acestea se producedetenta gazelor ce nsoesc arcul electric, presiunea scznd brusc; drept urmare are locexpandarea uleiului reinut n niele circulare 14, arcul electric fiind supus astfel unui suflajtransversal de cureni turbuleni coninnd ulei ivapori, sub aciunea cruia se obinestingerea definitiv. Durata de ardere a arcului electric este de 10-K30 ms.

    ntreruptoarele de nalt tensiune tip IO sunt prevzute cupiston diferenialanticavitaie (fenomenul de cavitaie const n formarea unei pungi vidate n urma tijeicontactului mobil, care mpiedic accesul uleiului la extremitatea arcului). Dispozitivulanticavitaional, figura 2 este constituit din pistonul 12 care, sub aciunea resortului 11,urmrete pe o curs limitat deplasarea tijei 1 a contactului mobil, injectnd ulei laextremitatea arcului electric.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    9/41

    a) b)Fig.2 Schia pentru descrierea funcionrii unui IUPa)Seciune prin camera de stingere IUP ;b)Mecanism de acionare de tip MOP.

    Camerele de stingere modul sunt susinute de ctre ansamblul mecanism,aflat nconstrucia ntreruptorului. Acest ansamblu bloc conine un mecanism biel-manivel 9,care transmite micarea de la dispozitivul cu dublu efect 2, la tija 1 a contactului mobil i unmecanism de zvorre, prevzut cu resortul tumbler 4. La sfritul cursei de deschidere,micarea tijei 1 este frnat de amortizorul 7. Celelalte notaii au urmtoarele semnificaii: 3,5-buoane de umplere, respectiv golire, 6- carter, 8- vizor striat, 10- tij de ghidare.

    Gama ntreruptoarelor tip IO(ntreruptor ortojector) de nalt tensiune se obine princonectarea n serie a unui numr convenabil de camere de stingere modul, izolaia fa de

    pmnt asigurndu-se prin coloanele electroizolante, de asemenea tip modul.Astfel, pentru ntreruptorul de 123 kV, figura3 a, sunt utilizate camerele de stingere 1, 2,avnd contactele n senate i prevzute cu bornele de racord 3; izolaia fa de pmnt esteasigurat prin coloana electroizolant 4, cu 5 fiind notat mecanismul de acionare cu comandoleopneumatic.

    n figurile 3 b i 3 c sunt reprezentate grafic construciile corespunztoare unui polpentru ntreruptoareleI0-245 kV/1600 A (cu patru camere de stingere i tot attea locuri dentrerupere pe pol), respectiv I0-400 kV/1600A, avnd ase camere modul nseriate; notaiileau specificaiile de la figura3 a.

    n paralel cu camerele modul se conecteaz condensatoare, cu rol de uniformizare acderilor de tensiune pe acestea, n diferite regimuri de funcionare.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    10/41

    Fig.3.(a,b,c) .Gama constructiv a ntreruptoarelor de tip IUP

    Problemele fundamentale n construcia, funcionarea i exploatarea acestor

    ntreruptoare sunt: problema contactelor; problema comutaiei; problema izolaiei; problema siguranei n funcionare.

    Solicitri ale ntreruptoarelor n funcionaresunt: solicitritermice pe seama efectului Joule-Lenz ; solicitri mecanice datorate forelor sau cuplurilor electrodinamice; solicitri specifice comutaiei, datorate amorsrii, arderii i stingerii arcului electric .

    innd cont de aceti factori fabricarea ,exploatarea i ntreinerea ntreruptoarelor de tipIUP este destul de complex.

    Cap. 3. Fabricarea ntreruptoarelor cu ulei puin

    Fabricarea acestor ntreruptoare este grupat dup tipul i mrimea acestora astfel ncts se obin produse cu caliti superioare , specializarea raional a produciei precum imecanizarea , automatizarea i robotizarea diverselor faze ale procesului tehnologic pentrurealizarea acestora.

    Procesul de fabricaie antreruptoarelorpresupune realizarea urmtoarelor operaii:A.Tehnologia de fabricaie a suportului;B. Tehnologia de fabricaie a modulelor izolante inferior i superior;

    C. Tehnologia de fabricaie a camerelor de stingere cu ulei puin;D. Tehnologia de fabricaie a contactelor de lucru i de legtura cu exteriorul;E. Tehnologia asamblrii i ncercrilentreruptoarelor;F. Instalarea i punerea nfunciune a ntreruptoarelor.

    Fabricaia se face conform unui flux de fabricaie.Fluxul reprezintsuccesiuneaoperaiilor tehnologice prin care trec materiile prime, materialele, semifabricatele,subansamblele etc. n procesul de fabricaie a unui produs sau de execuie a unei lucrri. nfuncie de soluiile adoptate se cunosc trei tipuri de fluxuri tehnologice :

    - de tip orizontal (ce se pot realiza n trei variante: longitudinal, transversal i mixt);- de tip vertical;- de tip mixt (orizontal-vertical).

    Fluxul tehnologic se determin n cadrul elaborrii planului general de organizare antreprinderii industriale pentru fabricarea aparaturii electrice.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    11/41

    Pentru realizarea acestor ntreruptoare se ntlnesc toate cele trei tipuri de fluxuritehnologice.

    n cele ce urmeazse descriu succint cteva exemple de procese de fabricaie aelementelor componente a ntreruptoarelor electrice.

    Cap.3.1.Procesul tehnologic de fabricaie a contactelor electrice

    ntreruptorul cuulei puin aren componena sa contacte mobile i contacte fixeconfecionate din aliaj Cu-W (rezistent la uzura electric) care se arginteaz pe suprafaalateral,n zonele de contact.

    Pentru confecionarea contactelor din material tras sub form de srme saubare se ntrebuineaz, n principiu, trei procese tehnologice:

    refularea la rece, la prese de refulat;presarea la cald, cu ciocane de presat, pe maini orizontale de forjat sau la prese;strunjirea, pe strunguri automate sau strunguri revolver; acest ultim procedeu

    conduce la un consum ridicat de material, avnd si o productivitate sczut.

    Contactele astfel realizate sunt confecionate pentru intensiti foarte mari.Pentru a asigura o bun funcionare a aparatelor electrice se utilizeazpentru

    construcia contactelor electrice materiale ce satisfac cerinele impuse de regimurile defuncionare i anume: rezistivitatea redus, rezisten de contact mic, stabilitate ridicatcontra oxidrilor, sudurii i uzurii, proprieti elastice bune.

    Dintre metalele, aliajele i amestecurile folosite se utilizeazcel mai frecvent:cuprul electrolitic (CuE) cu stri de ecruisare HA, HB i OL tare, sub form debenzi, bare, evi, table, srm sau lingouri, STAS 270-74;argintul electrolitic pur (AgE) i aliajele lui cu metale nobile, sub form desrm, benzi si table, STAS 270-74;

    bimetale cu argint-cupru sau argint-oel, laminate mpreun sub form desrm, benzi sau bare;

    aluminiu electrolitic (AlE) i aliajele sale (Al-Mg-Si, Al-T-Si);wolfram W, sub forma contactelor sinterizat;materiale metaloceramice, obinute din pulberi presate i tratate termic la temperaturinalte, sub form de plci i discuri;

    almuri, mai ales turnate, pentru piese de form complicat, care cer o rezistenmecanic ridicat i fore de frecare reduse la contactele alunectoare;

    compoziii din crbune-cupru grafitat, turnate n diferite forme;metale rare i aliajele lor.Alegerea corect a materialului din care se confecioneaz un contact electric

    trebuie s aib n vedere :- proprietile mecanice i electrice;- considerente economice.

    Cap. 3.2. Procesul tehnologic de fabricaie a izolatoarelor electrice

    ntreruptorul cuulei puin aren componena sa module izolatoare precum imodulul camerei de stingere.

    Pentru fabricarea componentelor electroizolantecare intr n construciaechipamentelor electrice de nalt tensiune, cum ar fi distanierele, tijele, prghiile,suporturile etc. pentru care nu se cere o precizie dimensional deosebit, se utilizeaz

    cel mai frecvent procedeul turnrii la rece a rinilor epoxidice utilizndu-se forme dinPVC, simple sau profilate, fr a fi necesar utilizarea demulanilor. Temperatura de

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    12/41

    lucru la turnare la rece a rinii epoxidice este cuprins ntre 20-80 C. Procesul deturnare are loc la presiune normal, piesele rmnnd n cochil circa 6 ore. Dupdecofrare, piesele electroizolante se las timp de 20-25 ore la temperatura mediuluiambiant pentru polimerizare.

    Piesele electroizolante avnd ca suport pnza de sticl i realizate sub turnare

    sub vid prezintproprieti mecanice i dielectrice foarte bune. Ele se confecioneazsub diverse forme, cele mai uzuale fiind barele, evile, tuburile, plcile i se utilizeazn principal n construcia ntreruptoarelor de medie si nalt tensiune, ca tijeelectroizolante, cilindrii electroizolani, camere de stingere.

    Piesele obinute prin acest procedeu pot fi strunjite, gurite, filetate, lustruite,lcuite i vopsite.

    Materialul de baz este estura de sticl, cu o mpletitur avnd un numr deochiuri determinat pe unitatea de suprafa, cu fir simplu sau dublu rsucit. Pnza desticl trebuie s aib o transparen adecvat care s asigure impregnarea corect,uniform, cu rezultate favorabile n ceea ce privete etanarea la uleiul mineral sauaerul comprimat i rezistenmecanic la presiunile ridicate ce apar la stingerea

    arcului electric. n ar a fost asimilat, pnza de sticl tip ROVING, firele folosite latesere avnd diametrul de (10-13,7 m), adaosul de compui siliconici fiind sub 1%.

    Pentru confecionarea cilindrilor simpli, pentru camerele de stingere se folosesc:dornuri metalice;maini de nfurat cu presor drept;cochil metalic, n care se introduce dornul metalic nfurat n estur desticl;

    main de mandrinat, ce permite extragerea dornului din interiorul cilindruluiimpregnat.

    Se nfoar un strat de estur de sticl, dup care laspresorul cu o for de2 kgf/cm2, reglatprin reductorul de presiune al mainii. Se nfoarpnza pe dorn.

    Se introduce dornul nfurat prin rotire n cochil, dup care se centreazprin brideUltima operaie o constituie lcuirea cilindrilor, prin care se asigur acoperirea

    superficial cu un strat electroizolant stabil i etanla umezeal.Impregnarea insuficient cu rin a ochiurilor pnzei de sticl cu implicaii

    asupra etanrilor.Acesta se poate datora fie:

    a) insuficientei fluiditi a rinii (din cauza temperaturii prea sczute sau aduratei prea lungi de amestecare);

    b) calitatea necorespunztoare a pnzei de sticl (ochiuri prea mici sau prezenaunor enzime n estur);

    c) vidului i presiunii de lucru cu valori sau durat necorespunztoare, etc.Metoda pentru determinarea aplicrii unei tehnologii corecte de impregnare estecntrirea.

    O alt defeciune poate aprea cnd cilindrul conine prea mult rin i puinpnz, ceea ce reduce considerabil rezistena mecanic a cilindrului. Se recomandcntrirea nainte de impregnare cu refacerea corespunztoare a nfurrii.

    Ultima operaie o constituie lcuirea cilindrilor, prin care se asigur acoperireasuperficial cu un strat electroizolant stabil i etanla umezeal.

    Fabricaia modulelor izolatoare sepoate face din mase ceramice,rini epoxidice etc.Procesul de fabricaie aizolatoarelor ceramice (porelan) cuprinde urmtoarele operaii

    tehnologice:

    prepararea pastei; modelarea;

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    13/41

    uscarea; aplicarea glazurii; arderea; prelucrrile dup ardere; armarea;

    ncercrile de control final.

    Cap. 3.4.Procesul tehnologic de fabricaie a camerelor de stingere

    Pentru executarea camerelor de stingerepentru ntreruptoare de medie si nalttensiune se folosesc materialele de umplutur cum sunt talcul i praful de cuar(Un 30 kV),respectiv fibrele de sticlpentru tensiuni de serviciu peste 30 kV.

    Plcile sub form de discuri se prelucreaz cu atenie astfel nct s nu prezinteexfolieri i bavuri la margini.

    Se sorteaz discurile i se nltur cele necorespunztoare; verificarea duptanare se face vizual, tana fiind astfel proiectat nct s asigure configuraia

    discului conform desenului de execuie. Se rebuteaz discurile la care apar defecte dematerial, exfoliere.

    Montarea discurilor n ansamblul camerei de stingere, utiliznd o plac de baz ncare se nurubeazprezoanele de strngere ale camerei de stingere. Se verific

    perpendicularitatea acestora pe placa de baz.Se introduce camera n dispozitivul de presat i se verific cota de nlime H,

    dup care se strng piuliele pe prezoane.Prezoanele se execut din poliamid electrotehnicprin injecie. Se evit

    folosirea materialelor izolante stratificate la care existpericolul exfolierii filetului laapariia presiunii gazelor datorat arcului electric. Un astfel de defect poate duce laumflarea camerei de stingere n zona pe lungimea prezonului exfoliat producnd

    blocajul tijei de contact mobil n timpul cursei de deschidere i posibila explozie antreruptorului.

    Strunjirea ansamblului camer de stingerediametrul exterior este adus lacotele finale, cu tolerane strnse iar n placa de baz din sticlostratitex se prelucreazorificiul pentru montarea tulipei de contact fix. Existena unui joc larg ntre tulip ilcaul strunjit, pe lime, are efect nefavorabil asupra funcionrii camerei de stingere lacomutaie, datorit depresurizrii acesteia.

    Se ajusteazbavurile de la prelucrare, dup care camera se cur cu aercomprimat pentru nlturarea achiilor de la prelucrare.

    Uscarea sub vid (0,3...0,1 torr) n cuve special amenajate, timp de 8 ore la

    100...105 C.Dup uscare se scot camerele de stingere din cuve i se strng prezoanele pentrua evita jocurile create ntre discuri.

    Impregnarea cu ulei sub vid la 40...60 C, 0,3...0,5 torr.Se scot camerele de stingere din cuva de impregnat i se introduc ntr-o cuv cu

    ulei deschis, unde rmn pn cnd sunt preluate de atelierul de montaj. Pn lamontarea n ansamblu pol i carter al ntreruptorului, camerele de stingere se pstreazn pungi de polietilencu silicagel pentru absoria umiditii.

    Camera de stingere de form cilindric (n care sunt amplasate contactele) esteconstituitdeci din estura de sticla impregnat cu rin epoxidic (sticlotextolit rulat)

    pentru a oferi o rigiditate dielectrica ridicat i o rezistena mecanicmare. n camera de

    stingere sunt amplasate ntre contactele fixe i mobile plci electroizolante mbinate cubuloane astfel nct n interior s se obin nie circulare,avnd un orificiu central strbtut de

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    14/41

    tija contactului mobil confecionat la rndul ei din bara cilindrica din Cu(tras la rece).Pepartea frontal a cilindrului se aflsituat indicatorul de nivel al uleiului sub forma unui vizorconfecionat din geam striat.Cilindri au amplasai la capete materiale electroizolante defixare confecionate din ceramic. Barele de legtur suntconfecionate din Cu(bara tras,laminat la rece) mrimea lor avnd o strnslegtur cu cureni suportai de ntreruptor

    Mecanismul de acionare de tip MOP este de tipul BIEL- MANIVEL are ncomponen roi dinateprelucrate mecanic pe maini achietoare,lanuri de transmisie ,arcuri elicoidale de diferite forme i mrimi. Pentru comanda automata acestuia se foloseteun montaj electric secundar n care un motor acionat la 110V c.c. anclaneaz sistemul.

    Cap. 4.Tehnologia de asamblare antreruptoarelor cu ulei de tip IUP

    Aceste aparate, datorit ,n general,caracterului de serie al fabricaiei ct i aldimensiunilor acceptabile se monteaz dupprocedeul de asamblare mobil cu ritm libersau impus ( n special , asamblarea polilor i dispozitivelor de acionare).Din varietateade tipuri constructive ,n cele ce urmeaz se va avea n vedere ntreruptoarele cu ulei

    puin tip IO fabricate n ntreprinderea Electroputere Craiova,ca fiind cele mai frecventutilizate. Procesul tehnologic de asamblare care cuprinde numai principalele operaii seva referi mai nti la montarea subansamblelor de baz ,apoi ,n continuare,la asamblareageneral a ntreruptorului ieste urmtorul.

    Cap.4.1.Procesul tehnologic de asamblare a principalelor pri constructive(fr ansamblul mecanismcu rol pur mecanic de acionare) i de montaj general, de

    exemplu, pentru varianta de 220kV, este urmtorul :Asamblarea ansamblului camer de stingere(fig. 4 ) :

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    15/41

    Fig.4 Ansamblul camer de stingere pentru ntreruptorul de nalt tensiune tip IO.

    Operaii pregtitoare :- se monteaz contactul superior3pe portcontactul fix4 ;

    - se monteaz camera de stingere cu discuri5pe portcontactul fix 4 cu ajutorul uru-burilor 6 (s-a obinut astfel ansamblul portcontact fix) ;- se asambleaz colierul superior8i inelul inferior 14 pe cilindrul izolant 7 ;- se monteaz garnitura10pe carterul superior 9;- se introduce cilindrul izolant cu colierul superior i prin mpingere n interiorulgarniturii 10 se asambleaz cu carterul superior9.Se fixeaz apoi cu uruburile11 .S-aobinut, astfel, ansamblul cilindrului izolant cu carter.

    Asamblarea propriu-zis a ansamblului camer de stingere (fig.4 ):- se monteaz contactul inferior 2 peportcontactulglisant 1;- se aeaz izolatorul12pe portcontactul glisant 1, prin intermediul garniturii13

    (inferioar) ;- se pune garnitura13(superioar), apoi se introduce ansamblul cilindru izolant n

    interiorul izolatorului, se centreaz bine i se fixeaz prin nurubarea ineluluiinferior14pe portcontactul glisant 1;

    - se introduce ansamblul portcontact fix n cilindru, se centreaz pe tija de contactmobil21,apoi se fixeaz de carterul superior9,prin intermediul garniturii15,cuuruburile1 6 ;

    - se monteaz vizorul 1 7 ; - se umple camera cu ulei ;- se monteaz capacul19(prin intermediul garniturii18)i borna20a ntreruptorului.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    16/41

    a) b)

    Fig.5 ntreruptor cu ulei puin de nalt tensiune IO-220 kVa) Ansamblul coloan izolant al ntreruptoruluiIO-220 kV;

    b)Ansamblu ntreruptor IUP de tip IO-220 kV cu:1 - camer de stingere (un bra al V-ului) ; 2- ansamblul mecanism propriu de acionare ;3 -ansamblul coloan izolant ;4 -soclu;5 - mecanism de acionare MOP ;

    6i 7 - born de intrare respectiv de ieire ;8- legtur de nseriere a celor dou camere (V-uri).

    Asamblarea ansamblului coloan izolant(fig.5 a) : armarea flanelor metalice pe izolatoarele suport; asamblarea tubului de nalt presiune3,apoi montarea lui pe soclu prin intermediul

    garniturilor 6; montarea izolatorului inferior2pe soclul 1, a platoului cu inele gard4i a inelului de

    gard interior 5 ; montarea izolatorului superior 7 cu cel inferior2prin intermediulgarniturilor8,cu

    ajutorul uruburilor9 ; montarea carterului superior 10 prin intermediul garniturii11; asamblarea evilor de racord12ale subansamblului tub3,cu ajutorul piulielor cu inel

    ermeto" 1 3 ; montarea vizorului 1 4 ; montarea capacului 15 prin intermediul garniturii 1 6 ; executarea probei de etaneitate i, apoi, umplerea sub vid a ansamblului coloan cu

    ulei ;

    montarea buonului de umplere 17 i a inelului de gard exterior18.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    17/41

    Observaie:

    Din procesul tehnologie prezentat se reine faptul c asamblarea ansamblului coloanaizolant3(fig. 6.) se face direct pe soclul4, aa nct la montajul general se va ine seama deacest lucru.

    Cap.4.2 .Asamblarea general a ntreruptoruluiI0-220 kV(fig. 5b) :

    Montarea ansamblului camera de stingere 1 (dou buci) pe ansamblul mecanism2(se obine astfel forma n V);

    Montarea ansamblului n V (camera de stingere + mecanism) pe coloana izolant 3;Executarea racordurilor de nalt presiune ntre ansamblul mecanism 2 i ansamblul

    coloan3 ;Amplasarea i racordarea mecanismului de acionare5tip MOP (mecanism

    oleopneumatic);nserierea celor dou ansambluri n V (camere de stingere) prin legtura8.

    Cap. 4.3.Mecanismul de acionare oleopneumatic MOP-1

    La ntreruptoarele de nalt tensiune tip IO, contactul mobil trebuie s efectueze curse mari pedurate scurte; mecanismele oleopneumatice sunt capabile s satisfacaceste cerine, dispunnd de oenergie acumulat mare (9,8 kJ), ce poate fi eliberat rapid.

    Mecanismul MOP-1 este un dispozitiv de acionare cu acumulare de energie n azotcomprimatcare, odat eliberat, se transmite pe cale hidraulic mecanismului cu piston cu dublu efect, montat pepolul ntreruptorului.

    Dup funcia ndeplinit, prile componente ale mecanismului MOP-1 se mpart n dispozitivehidraulice, respectiv electrice (de comand).

    Acumulatorul de energie, figura6 este constituit din cilindrul 10 n care se deplaseaz pistonulliber 12, avnd rolul de a separa uleiul din partea inferioar de azotul sub presiune, aflat n parteasuperioar.

    Fig. 6. Sistemul oleopneumatic de acionare a ntreruptoarelor de .t.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    18/41

    Cap. 5.ncercrilei verificrile ntreruptoarelor

    Aceste ncercri au drept scop verificarea calitii execuiei, att a ntreruptoarelor ct i amecanismului de acionare.

    ncercrile intermediareale ntreruptoarelor sunt urmtoarele : determinarea cursei contactelor mobile ; se face vizual sau cu msurtori ale distaneidintre cele dou poziii extreme ocupate de tija contactului mobil ; verificarea rezistenei de izolaie, dup asamblarea principalelor elemente componente ; ncercarea de etaneitate a ansamblurilor cu garnituri; verificri vizuale ale fiecrui element asamblat.

    ncercrile finaleale ntreruptoarelor, acionate direct de mecanismele proprii, sunturmtoarele : determinarea caracteristicilor cinematice att statice ct i dinamice care constau ndeterminarea curselor ntreruptorului : cursa total a contactului mobil; cursa n contact.

    O dat cu caracteristicile cinematice, dinamice, dup curbele de nchidere i dedeschidere a ntreruptorului, se determin, grafic, vitezele de acionare la nchidere ideschidere ; determinarea timpilor de acionare ai ntreruptorului care se face prin msurarea cusecundometrul electronic sau cu ajutorul unui oscilograf; verificarea simultaneitii nchiderii contactelor pe fiecare pol (faz); determinarea rezistenei de contact pe calea de curent, care urmrete verificareacalitii i a presiunii contactelor ; determinarea rezistenei de izolaie pe fiecare faz (cu ajutorul inductorului) ;

    ncercarea rigiditii dielectrice la 50 Hz.ncercrile i verificrile mecanismelor de acionareurmresc buna funcionare aacestora i depind de tipul i caracteristicile constructive.n general, aceste verificri au n vedere urmtoarele aspecte : verificarea diferitelor blocaje mecanice sau electrice a cror nefuncionare provoacneajunsuri mari; verificarea funcionrii sigure la nchidere i deschidere a ntregului mecanism ;funcionarea silenioas a ntregului ansamblu mecanism-ntreruptor.

    La mecanismul MOP (pentru acionarea ntreruptoarelor IO de nalt tensiune) se mai facn plus i urmtoarele ncercri :

    determinarea timpului maxim de cretere a presiunii la valoarea nominal (dup

    efectuarea unei manevre); determinarea presiunii reziduale (rmase dup efectuarea a trei manevre de nchidere-

    deschidere, pe care trebuie s le asigure mecanismul n exploatare) ; msurarea timpului de revenire a presiunii (dup executarea unei manevre);

    verificarea funcionrii mecanismului la tensiuni minime de acionare.

    Cap.6.Tehnologia de reparare a ntreruptoarelor de tip IUP

    Tehnologia de reparare i recondiionare este tehnologia aplicat pentru restabilireacaracteristicilor constructive i funcionale ale fondurilor fixe prin nlocuirea sau refacerea(renovare sau restaurare) unor piese sau pridefecte sau uzate din componena acestora.

    Mai jos se prezint pe scurt defectele ce pot apare la ntreruptor ,cauzele acestora iremedierile necesare.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    19/41

    Cele mai importante defecte care pot apare n exploatarea acestor aparate sunt:

    Defecte comune tuturor ntreruptoarelor.1.Strpungerea izolaiei pieselor electroizolante.Cauze:

    - nclzirea pieselor electroizolante peste temperatura admis;- umiditate mrit;- mbtrnirea materialului electroizolant;

    - fisurarea pieselor izolante.Remedieri:

    - nlocuirea piesei defecte dac este posibilsau nlocuirea aparatului.2.Conturnarea izolaiei pe suprafaa exterioar.

    Cauze:- depunerea de praf pe izolaie;- umiditate mrit;- nclzirea pieselor izolante n funcionare peste limita admis;

    Remedieri:- curirea izolaiei.

    3.Lipirea contactelor:Cauze:

    - scderea forei de apsare pe contact, datoritoboselii sau ruperii arcurilor careasigurpresiunea de contact;

    - formarea de cratere sau picturi de metal topit pe contacte n urma ntreruperiiunui curent foarte mare.

    Remedieri;- nlocuirea arcurilor i contactelor;

    4.nclzirea excesiva contactelor:Cauze:

    - scderea forei de apsare pe contact datoritoboselii sau ruperii arcurilor careasigurpresiunea de contact;

    Remedieri:- nlocuirea elementelor defecte.

    5.Arderea sau ntreruperea bobinelor:Cauze:

    - defecte ale izolaiei conductorului;- vibraii ale spirelor bobinei (bobina nu este corect impregnatsau strns);- supratensiuni care duc la nclzirea bobinei.

    Remedieri:- nlocuirea elementelor defecte.6.Ruperi de piese:

    Cauze:- eforturi mecanice mari;- defecte de fabricaie.

    7.Defecte specifice :- spargerea izolatoarelor suport;- deteriorarea camerei de stingere;- defecte de acionare;

    Remedieri:

    - nlocuirea sau repararea elementelor defecte

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    20/41

    Cap. 7.Concluzii

    ntreruptoarele de tip IUP tind s fie scoase din producie din cauza proprietilor lor inlocuite cu ntreruptoare cu stingere a arcului cu SF6 sau vid .

    Mai jos se arat urmtoarele concluzii asupra construciei i funcionrii acestora

    Siguran:

    Riscul de explozie i foc dac presiunea crete (operaii multiple).

    Mrime:

    Volumul aparatului este destul de mare.

    ntreinere:

    nlocuirea regulata uleiului (descompunerea ireversibila uleiului la fiecare rupere).

    Influena mediului:

    Mediul de rupere poate fi schimbat de mediul nconjurtor (umiditate, praf, etc.).

    Ciclu rapid de rupere:

    Timpul lung de reducere a presiunii necesit o subevaluare a capacitii de rupere dacexistriscul unor ruperi succesive.

    Rezistena:

    Mediocr.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    21/41

    8.Bibliografie:[1]G. Iacobescu, M. Tudose, E. BalaurescuUtilajul i tehnologia instalaiilor din centrale i

    reelele electrice - Ed. Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1978;[2] Cioc, N. Catrina, N. CristeaTehnologia fabricrii, ntreinerii i reparrii mainilor iaparatelor electriceEd. Didactic i Pedagogic, 1977.[3] *** www. Electroputere .ro[4] G. Fetecu Notie de curs,Galai,2012[5]M. Iordache s.a. Elemente moderne n realizarea staiilor electrice.[6] Standardul de Performan pentru Serviciul de Distribuie a Energiei ElectriceANRE.[7] Codul Tehnic al Reelor Electrice de Distribuie - ANRE[8] Regulamentul de Conducere i Organizare a Activitii de MentenanANRE[9]Instruciunetehnicinternde exploatare a ntreruptoarelor IO 110-400kv idispozitive

    de acionareMOP din staia400/110/20 kV Smrdan.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    22/41

    AnexeAnexa A1

    Calculul simplificat de proiectare a camerei de stingere pentru ntreruptor IUP

    Date iniiale:

    vc- viteza medie a contactului mobil

    s

    m

    s1- distana parcurs de tij din momentul n care a parsit contactul fix pnn momentul n care a ie it din camera de stingere[m].Criteriul de proiectare este dat de presiunea care solicit camera de stingere.

    Proiectarea camerei de stingere, la ntreruptoarele cu ulei puin, cuprinde

    calculul urmtoarelor elemente:a) Calculul lungimii arcului electricMomentul cel mai favorabil pentru stingerea arcului este cel n care contactul mobil (2)

    figura A1.1 prsete camera de stingere, momentul cnd intensitatea suflajului este maxim;dacacest fapt nu se produce la distana 1S dintre contactul fix i cel mobil, din cauza cla

    distana 1S curentul nu a trecut prin zero, atunci contactul mobil mai parcurge o distan pnla prima trecere naturalprin zero. Deci durata de ardere a arcului electric va fi

    Fig.A1.1. Seciune prin camera de stingere a unui ntreruptor cu ulei pu in

    SV

    St

    C

    1a 1

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    23/41

    unde: CV - viteza medie a contactului mobil

    s

    m

    mS1 - distana parcurs de tij din momentul n care a prsit contactulfix pn n momentul n care a ie it din camera de stingere.

    Conform relaiei (1) rezult:

    mS46,3675,10

    392,0ta ;

    deci durata de ardere a arcului electric va fi, pentru camera de stingere ale creicaracteristici le-am propus ( 1C S,V ), urmtoarea:

    desemiperioasta 4104 2 ;

    n aceste condiii se poate determina lungimea arcului electric n regimul

    pungii de gaze i vapori nchise (adic pn n momentul cnd contactul mobil se

    afl n poziia punctat din figura 1 n care se deschide comunicarea ntre camera

    de stingere i restul uleiului din ntreruptor i anume:

    2

    ac1aCa

    tVmtVL ; 2

    unde: 11 m25,015,0m - coeficient ce ia n considerare influena forelorelectrodinamice din camera de stingere; valorile mai mari corespund camerelor de

    stingere ce au volum mai mare:

    mLa 448,01072,110475,1010475,102,0

    10475,10 3222

    2

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    24/41

    b)Calculul energiei dezvoltate n arcul electricCalcul se efectueaz cu ajutorul urmtoarei rela ii:

    ta

    0 aca

    ta

    0 aaa

    dttiVEdtiUW; 3

    unde: VtVEU caa - valoarea eficace a tensiunii de la bornele arcului electricn momentul t al cursei contactului mobil;

    ai - valoarea instantanee a curentului din arc;

    cm

    V

    Ea - gradientul tensiunii din arcul electric a crui valoare o

    gsim tabelat n funcie de mediul de st ingere i modali ta tea de r cire ale arculuielectric.

    Spre a facilita stingerea arcului electric n ntreruptoarele cu ulei, energia din

    arcul electric aW trebuie s aib o valoare ct mai mic ceea ce se obine reducnd

    durata at de ardere. Prin urmare m inaa WW , dac contactul mobil efectueaz

    cursa 1S ntr-o semiperioad (la frecvena f=50Hz corespunde210

    f2

    1t ); caz

    n care viteza contactului mobil va fi :

    s/mt

    SV 1c

    ; 4

    s

    m2,39

    10

    392,0V

    2c ;

    Deci constructia cea mai reuit dentreruptor cu ulei puin va fi aceea la care:

    s10210t2tt 22a ; 5

    De asemenea din rela ia 4 putem observa c dac 1S se micoreaz n aceeai

    msur se va micora i CV deoarece n aceast relaie ctt .

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    25/41

    Dac se aproximeaz curentul din arc (considerat sinusoidal) prin valoarea

    medie a capacitii de rupere:

    RR

    RmedI222I ; 6

    din expresia 3 se obine:

    swtVEI2

    tdtVEI22

    W 2aCaR

    ta

    0Ca

    Ra

    ; 7deci:

    kWs79,487710410752005,31

    2W

    22

    a

    ;

    Energia maxim dezvoltat de ctre arcul electric n ultima semiperioad

    naintea stingerii, se poate calcula pentru cureni ntrerupi I>1000A cu relaia

    emirica lui Wogelsanger:

    5,0

    r

    2,1

    rm a xa UIkW ; 8

    unde:

    3

    102,2

    k o constant ce depinde de dimensiunea camerei de stingere iviteza contactului mobil;

    AIr - capacitatea de rupere

    n3

    rU25,1U nr

    - mrimea componentei 9 de frecven industriala tensiunii de

    restabilire;

    n care: nU - tensiunea nominal a ntreruptorului;n numrul camerelor de stingere;

    T1,8 factorul de supratensiune.

    kV969,14663

    8,140025,1Ur

    ;

    deci:

    kWs193,6668969,14631500102,2W 5,02,13m axa

    .

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    26/41

    c) Calculul cderii de tensiune de la bornele arcului electric

    Cderea de tensiune pe arcul electric, nsumeaz cderea de tensiune din

    vecinatatea anodului, a catodului ct i c derea de tensiune din lungul coloanei dearc.n acest caz o relaie mai corect pentru calculul tensiuni i de arc, este cea a

    lui Kesselring.

    1em

    Eatu tVc1m

    1

    a

    ; 10

    Prin reinerea primilor trei termeni din dezvoltarea n serie a exponenialei

    vom obine urmtoarea relaie de calcul:

    V2

    tVmtVEU

    2

    ac1aCaa

    ; 11

    V8,8969

    2

    10475,102,010475,1020000U

    222

    a

    d) Calculul volumului gazelor produse prin descompunerea uleiului

    Acest calcul se face cu ajutorul expresiei lui Bauer:

    3cmcWaV 12

    unde:

    kWs

    cm

    kuT

    T

    CC

    3

    00 - constanta lui Bauer 13

    la temperatura T a amestecului de gaze i vapori de ulei;

    n care:kWs

    cm60C

    3

    0 - constanta lui Bauer pentru ulei la presiunea bar1p0 i

    temperatura KT 2930 ;

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    27/41

    K25001800T - temperatura medie a amestecului de gaze i

    vapori; limita inferioar corespunde absenei camerei de stingere iar cea superioar

    cazului cnd camera de stingere exist ;

    K293T0 - temperatura normal(20C)

    UK - coeficient ce ia n considerare prezena vaporilor de

    ulei n gazele formate prin descompunere de c tre arcul electric a uleiului;

    U

    0

    KT

    T - valoare ce se gsete tabelat n func ie de condiiile de

    stingere a arcului electric;

    pentru cazul nostru 5,9KT

    TU

    0

    .

    deci:

    kWs

    cm57050,960C

    3

    Conform relaiei (12) vom avea :

    3cm9,2780410913,4877570V

    Masa uleiului descompus de arcul electric n timpul at va fi:

    kgWq a1 ; 14unde:

    kWs

    kg102 41 - o funcie de constanta lui Bauer

    kg10582,975913,4877102q 34 .

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    28/41

    f) Durata de ardere a arcului electric n punga de gazDupa cum se poate observa n figuraA1.2 sub aciunea arcului electric (A) de

    comutaie ce apare ntre contactul fix(1) i cel mobil (2), are loc descompunereauleiului (4) coninut n cuva (3) ; n acest desen este prezentat cazul ruperii simplea arcului n ulei, adic n absena dispozitivelor de antistingere (arcul deschis sub

    ulei). Dup cum se observ, n imediata vecin tate a coloanei A de arc electric seafl nveliul de hidrogen B urmat de zona C de disociere a gazelor n ioni, zona Dn care vaporii de ulei s-au descompus n gaze, E zona de vapori de ulei i zona devaporizare a uleiului F; gazele formeaza 60% din volumul pungii iar vaporii de uleirestul. Gazele sunt compuse din (7080)% hidrogen atomic i molecular, (1520)%acetilena , (510)% metan i etilen.

    Fig. A1.2

    Hidrogenul avnd conductivitate termica de circa 17 ori mai mare dect cea aaerului i vscozitatea mai mic dect a oricrui alt gaz, asigur prelucrarea intens a cldurii din arcul electric.

    Durata de ardere a arcului electric n punga nchis de gaz (naintea eliberriide ctre contactul mobil a unuia din orificiile de suflaj ale camerei de stingere) vafi datde formula:

    S9VIEaC

    SL5,0t

    C

    U

    23

    001

    ; 15

    unde: cmL0 - lungimea canalului din care este ndeprtat uleiul n timpul primei

    etape de ardere a arcului electric (regimul pungii nchise); de obicei 10 Sl ,

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    29/41

    alegndu-se constructiv ca fiind distana parcurs de contactul mobil pnla primul

    orificiu de suflaj transversal;

    22

    C cm4DS ; 16

    n care : Dc [cm] diametrul cel mai mic din camera de stingere; se alege n

    funcie de diametrul tijei mobile de contact,

    deci:2

    2

    cm309,54

    6,2S

    ;

    3UU cm

    daN9 ; 17

    n care:

    3

    3

    Ucm

    kg109,0 - densitatea maxima uleiului de transformare;

    2S

    cm981g - acceleraia gravitaional;

    deci:2233

    U Scm/g9,882cm/daN882,0109,0981

    1Sf2 ; 18

    n care: f=50Hz frecvena curentului alternativ,

    deci:1S314502f2

    KAI2I R ; 19

    n care : KAIR

    - capacitatea de rupere a ntreruptorului,

    deci: KA547,445,312I

    n aceste conditii conform relatiei 15 vom avea:

    2

    S4

    323

    01 10800,19811075547,44200570314

    108229,0)309,5()8,24(5,0t

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    30/41

    Observm c T2t01 deci din acest punct de vedere vom avea o

    construcie reuit a n treruptorului.

    g) Calculul presiunii din interiorul camerei de stingere

    Acest calcul se va efectua n douipostaze dup cum urmeaz:

    g1. Calculul presiunii maxim posibile din camera de stingere

    n cazul uleiului, n ipoteza c ntregul volum de gaze dezvoltat de arculelectric ocuptot volumul camerei de stingere vom avea urmtoarea formul decalcul:

    bariAV

    T106,2p 6

    ma x

    20

    unde: T2500K temperatura medie a gazelor din camera de stingere;

    4

    dnA 0

    21

    A- aria orificiilor de evacuare a gazelor;

    n care: n numrul orificiilor de evacuare a gazelor;

    d0- diametrul unui orificiu de evacuare a gazelor figura A1.3 n care s-a

    prezentat o sec iune prin camera de stingere;

    deci:2

    2

    cm137,144

    )5,1(A

    ;

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    31/41

    Fig.A1.3

    S

    cm

    2

    T

    CWV

    3

    0m axa- debitul de gaz, evacuat; 22

    la presiunea atmosferic bar1p0

    n care: Sf

    1T - perioada curentului alternativ,

    S02,050

    1T ,

    deci:S

    cm40009158

    2

    102

    60193,6668V

    3

    2

    ;

    n aceste condiii conform rela iei 20 vom avea:

    bari913,367137,14

    400091582500106,2p 6m ax

    .

    g2.Calculul presiunii n regimul de umplere al camerei de stingere cu ulei, dup

    ruperea arcului electric

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    32/41

    Dup stingerea arcului electric, amestecul de gaze i vapori va cont inua sias din camera de stingere nca un timp datorit faptului c presiunea n interiorulcamerei este mai mare dect cea n exteriorul ei, ea scznd nca un timp dup care

    presiunea din camera de stingere atinge valoarea:

    U10K zzp ; 23

    amestecul de gaze i vapori ncepe s se evacueze prin orificiile superioare cu

    viteza aV , iar uleiul sa ptrund cu viteza UV prin orif ic iul inferior aa cum se

    poate observa din figura A1.4.

    Fig.A1.4.

    Conform relaiei 23 vom avea:

    bari7,12882,04,14pK

    Observm caceast presiune ndeplinete condi ia:

    m a xK pp , 24

    deoarece: 12,7

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    33/41

    h)Calculul de dimensionare a discurilor

    Camera de stingere, de construcie rigid este compartimentat cuajutorul unor discuri din material izolant (carton pentru transformator) n scopulmeninerii unei cantitti de ulei n compartimente, dup prima deconectare. Astfel onoua declanare dup 0,2s, ca urmare a reclanrii automate, gsete ncompartimente o cantitate de ulei suficient pentru a stinge arcul electric.

    nainte de trecere a tijei mobile prin primul disc presiunea se execut numaipe faa superioar a acestuia i de aceea va fi necesar ca discul s reziste lapresiunea pmax:

    Fig.A1.5.

    n aceste condiii grosimea discului va fi dat de rela ia:

    ai

    maxpD

    K

    Kg 1

    0

    1

    , 25

    unde: 45,0K1 coeficient ;

    2cm/daN1300ai - efort unitar admisibil la forfecare.

    1D

    Dc043,01K0 , 26

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    34/41

    991,013

    6,2043,01K0 .

    deci:

    cm14,31300

    913,36713991,045,0g

    i)Calculul de verificare mecanica camerei de stingere

    Folosind valoarea Pmax 22 obinut pentru presiunea maxim din camera de

    stingere se vor verifica din punct de vedere mecanic elementele componente aleacesteia dintre care cel mai important este corpul camerei de stingere.Dac corpul camerei are forma unui cilindru (cazul cel mai frecvent) atunci

    se va determina mrimea eforturilor unitare care tind s rup cilindrul dupseciunea transversal i dup generatoare:

    i 1 . Efortul unitar ce tinde s rup camera dup seciunea transversal arevaloarea:

    1

    1

    11

    2

    1

    1

    1

    S4

    Dmaxp

    SD

    4

    Dmaxp

    S

    p1

    ; 27

    unde: 1D - diametrul interior al corpului cilindric;

    1 - grosimea corpului cilindric ;

    Np1 - fora ce acioneaz asupra sec iunii 1S

    deci:

    144,7975,14

    13913,3671

    bari.

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    35/41

    Fig.A1.6

    i2 .Efortul unitar ce tinde s rup cilindrul dup generatoare este:

    1

    1

    1

    1

    1

    2

    2

    22

    2

    Dmaxp

    H

    2

    HDmaxp

    H

    p

    S

    p

    ; 28

    unde: H nlimea corpului cilindric ;

    Np2 - fora ce acioneaz asupra sec iunii 2S .

    289,15945,12

    13913,3672

    bari

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    36/41

    Fig.A1.7.

    Pentru starea de solicitare complex (combinat), condiia de rezisten

    mecanicse determin cu expresia:

    a dm21

    2

    2

    2

    1 29

    unde: 2500mm

    daN25

    2adm bari valoarea maxim admis a solicitrii de

    ntindere ,

    2500289,1594144,797289,1594144,797 22

    sau:

    1380,694 bari 2500 bari .

    n afara condiiei 29 valorile calculate pentru 21si trebuie s satisfac

    i condiia:

    a dm21,Max

    deci: Max(797,144 ; 1594,289)2500 bari

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    37/41

    Anexa A2

    Fig.A2 1 Ansamblu general seciune pol ntreruptor de tip IUP

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    38/41

    ANSAMBLU ELECTROMAGNET INCHIDERE

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    39/41

    SECTIUNE PRIN AMORTIZOR

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    40/41

    ANSAMBLU ELECTROMAGNET DE DESCHIDERE

  • 7/23/2019 96489952 Intreruptoare de Medie i Inalt Tensiune de Tip IUPbun

    41/41