96489952 Intrerupătoare de Medie Şi Inaltă Tensiune de Tip IUPbun

7/23/2019 96489952 Intrerupătoare de Medie Şi Inaltă Tensiune de Tip IUPbun

http://slidepdf.com/reader/full/96489952-intrerupatoare-de-medie-si-inalta-tensiune-de-tip-iupbun 1/41

Universitatea DUNAREA DE JOS GALAŢIFacultatea de AUTOMATICĂ,CALCULATOARE, INGINERIEELECTRICĂ ŞI ELECTRONICĂ Specializarea ELECTROMECANICĂ

PROIECT PTFI

ÎNTRERUPĂTOARE CU ULEI PUŢIN

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

-2012-



CUPRINS

Cap.1. Generalităţi

1.1.Clasificare1.2.Întrerupătoare cu ulei mult1.3.Întrerupătoare cu ulei puţin

Cap. 2.Construcţia întrerupătoarelor cu ulei puţin.Caracteristici.Funcţionare.2.1.Caracteristici constructive şi funcţionale. Parametri nominali.2.2.Construcţia şi funcţionarea întrerupătoarelor de tip IUP

Cap.3.Fabricarea întrerupătoarelor cu ulei puţin3.1. Procesul tehnologic de fabricaţie a contactelor electrice.

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

Cap.4.Tehnologia de asamblare a întrerupătoarelor cu ulei de tip IUP.4.1. Procesul tehnologic de asamblare a principalelor părţi constructive.4.2. Asamblarea generală a întreruptorului I0-220.4.3. Mecanismul de acţionare oleopneumatic MOP-1.

Cap.5.Încercările şi verificările î ntreruptoarelor.

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

Cap.7.Concluzii.

Cap.8.Bibliografie.

Cap.9. Anexe.



Întrerupătoare de medie şi înaltă tensiune de tip IUP

Cap. 1. Generalităţi

Întrerupătorul este un aparat electric de comutaţie destinat închiderii şi deschideriicircuitelor electrice când acestea sunt parcurse, fie de curenţi normali de lucru, fie de curenţianormali cum sunt cei de suprasarcină sau de scurtcircuit.

Funcţia cea mai importantă a unui întrerupător este deschiderea automată a circuitelorelectrice în momentul apariţiei scurtcircuitelor. Importanţa acestei funcţiuni constă în faptulcă, în acest mod, se asigură întreruperea porţiunii de reţea defectă într -un timp cât mai scurt,

prevenindu -se astfel avarierea şi distrugerea echipamentelor electrice datorită curenţilor descurtcircuit.

Cap1.1. ClasificareDupă numărul de poli:- monopolare- bipolare- tripolare.

După felul instalaţiei:- de interior- de exterior .

După nivelul de izolaţie- cu izolaţie normală - cu izolaţie mărită.

După tensiunea nominală:-de joasă tensiune-de medie tensiune-de înaltă tensiune.

După mediul de stingere :-întrerupătoare cu mediu de stingere gazos: cu aer comprimat, cu hexaflorură

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

Întrerupătoarele cu lichid sunt:întrerupătoare cu ulei multîntrerupătoare cu ulei puţinîntrerupătoare cu apa.

Cap1.2.Întrerupătoare cu ulei mult

Întrerupătoarele cu ulei mult au fost primele pe scara evoluţiei(1920). Utilizarea uleiului pentru stingerea ar cului electric cât şi pentru izolarea căilor de curent necesita cantităţi maride ulei. Datorită cantităţii mari de ulei se operează greu cu acest tip de aparat, uleiul fiind uncombustibil, e supus probabilităţii de a exploda. Uleiul din cuva metalica se descompune sub

influenţa energiei din arc formând gaze şi vapori de ulei în amestec la presiune ridicatăfavorizând stingerea deoarece are conductibilitatea termică de 17 ori mai mare ca a aerului şi



prezintă o cădere de tensiune pe unitatea de lungime a arcului electric de cca. 13 ori mai maredecât a arcului electric produs în aer. Dacă nu se stinge arcul electric volumul gazelor se totmăreşte şi întreruptorul e supus pericolului de explozie datorită presiunii din camera destingere.Datorită formării carburii de cupru din acetilena rezultată în urma arcului electric format în

ulei şi al cuprului se evită folosirea acestor tipuri de întrerupătoare fiind instabile exploziv şifoarte poluante. Actualmente nu se mai folosesc.

Cap1.3.Întrerupătoarele cu ulei puţin

Întrerupătoarele cu ulei puţin au luat locul celor de mai sus. Volumul mic de ulei estefolosit numai la stingerea arcului electric iar , izolaţia pieselor aflate sub tensiune fiindasigurată de aer şi al materialelor dielectrice, ceramice sau organice.

La noi în ţară uzinele Electroputere Craiova au fabricat întrerupătoare cu ulei puţin într -ogamă largă de tensiuni şi capacitate de rupere, în două serii:a) întrerupătoare cu ulei puţin de medie tensiune:

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

b) Întrerupătoare cu ulei de înaltă tensiuneîntrerupătoare IUP - 35întrerupătoare IUP -110întrerupătoare IO — 110, 220,400

În cele ce urmează se vor prezenta numai întrerupătoarele de tip IUP.

Cap.2.Construcţia întrerupătoarelor IUP. Caracteristici. Funcţionare.

Mai jos se va descrie construcţia întrerupătoarelor de tip IUP,se vor da caracteristicilefuncţionale precum şi definirea parametrilor caracteristici.

Cap. 2.1Caracteristici constructive şi funcţionale. Parametrii nominali.

Principalii parametri nominali ai întrerupătoarelor de înaltă tensiune sunt:1. Tensiunea nominală, [kV].

Reprezintă tensiunea de funcţionare în regim nominal a echipamentului şi corespundevalorii maxime de serviciu a tensiunii reţelei. Tensiunea nominală a întrerupătoarelor de înaltătensiune fabr icate şi utilizate în România, are una din valorile: 123,245,420 kV (valoareefectivă, măsurată între faze);

2.Nivelul izolaţiei nominal .Se exprimă prin valoarea tensiunii de ţinere la undă normală de impuls de 1,2/5 μs, lacare se adaugă fie tensiunea de ţinere la supratensiuni de frecvenţă industrială (pentru 1 kV <Un < 300 kV), fie tensiunea de ţinere la undă normală de impuls 250/2500 μs (pentru Un> 300kV);3.Curentul nominal în serviciu continuu.

Are valorile limitate de temperaturile admisibile ale căilor de curent, stabilite pentrusolicitarea termică de lungă durată. Intensitatea curentului nominal poate lua una din valorile:400-630-800-1250-1600- 2000-2500-3150-4000-5000-6000A.Valorile nominale ale tensiunii şi intensităţii curentului sunt date pentru frecvenţa nominală,care poate fi de 50 Hz sau de 60 Hz.



4.Capacitatea nominală de rupere la scurtcircuit .Este definită ca valoarea maximă a intensităţii curentului de scurtcircuit pe care

întrerupătorul îl poate întrerupe funcţionând la tensiunea nominală şi în condiţii prescrise privind tensiunea tranzitorie de restabilire .Capacitatea nominală de rupere la scurtcircuit seexprimă prin două valori ale curentului de rupere, măsurate în momentul separării contactelor;

valoarea efectivă a componentei periodice, Ipr, respectiv valoarea componentei aperiodice,considerată procentual, prin raportare la valoarea de vârf Ipr √

Aprecierea capacităţii de rupere la scurtcircuit se poate face şi în funcţie de puterea derupere, SPr, definită prin relaţia:

√ unde Un este tensiunea nominală.

Drept parametri ai unui întrerupător se consideră de asemenea capacităţile nominalede rupere privind întreruperea liniilor electrice aeriene şi în cablu funcţionând în gol,întreruperea în cazul discordanţei de fază şi întreruperea bateriilor de condensatoare. 5.Capacitatea nominală de închidere la scurtcircuit , I

L .

Reprezintă valoarea de vârf maximă a curentului de scurtcircuit (curent de şoc) pe careîntreruptor ul îl poate stabili fără sudarea contactelor, sau alte degradări mecanice.

Între capacităţile de închidere, respectiv rupere la scurtcircuit există relaţia: IL=2,5I pr

Verificarea condiţiei privind capacitatea de închidere nominală la scurtcircuit coincidecu îndeplinirea condiţiilor referitoare la stabilitatea electrodinamică a întrerupătorului .6.Durata admis ibilă nominală de menţinere a curentului de scurtcircuit .

Precizează valoarea admisibilă a solicitării termice la scurtcircuit a întrerupătorului şireprezintă intervalul de timp în care căile de curent pot suporta un curent de scurtcircuit avândintensitatea I pr ; valorile standardizate ale acestei durate limitate de momentul atingerii

temperaturii admisibile la scurtcircuit sunt de 1 s şi 3 s. 7.Secvenţa nominală de manevre. Reprezintă posibilităţile admise pentru acţionarea întrerupătorului în caz de defect

(scurtcircuit). întrerupătoarele fabricate în România trebuie să execute, în general, următoarelesecvenţe de manevre:

a) D- 180 s - ID- 180 s - ID, pentru întrerupătoarele ce nu funcţionează în regim de reanclanşare automată rapidă (RAR);

b) D – 03 s – ID – 180 s – ID (ID-15 s-lD), pentru întrerupătoarele ce urmează săfuncţioneze în ciclu RAR.

D reprezintă operaţia de deschidere, iar ID o operaţie de închidere, urmată imediat dedeschiderea întrerupătorului.

8. Durata nominală de închidere. Este intervalul de timp dintre momentul în care mărimea ce lucrează asupradispozitivului de acţionare al întrerupătorului atinge valoarea de lucru şi momentul în carecontactele de lucru ale întrerupătorului se închid, stabilind circuitele pe toţi polii. 9. Durata nominală de deschidere.

Este intervalul de timp dintre momentul în care mărimea ce lucrează asupradispozitivului de acţionare al întrerupătorului atinge valoarea de lucru şi momentul în carecontactele întrerupătorului se separă, întrerupând circuitele la toţi polii. 10. Durata nominală de întrerupere.

Este intervalul de timp în care mărimea ce lucrează asupra dispozitivului de acţionareatinge valoarea de lucru şi sfârşitul circulaţiei de curent la toţi polii.

Durata nominală de întrerupere reprezintă suma dintre durata nominală de deschidereşi durata arderii arcului electric de deconectare.



Problemele fundamentale în construcţia, funcţionarea şi exploatarea întreruptoarelorsunt:

- problema contactelor;- problema comutaţiei; - problema izolaţiei;

- problema siguranţei în funcţionare.

Cap.2.2 Construcţia şi funcţionarea î ntrerupătoarelor de tip IUP

În figura 1 se arată schiţa simplificată a unui întreruptor cu ulei puţin de tip IUP-110kV. Schema cuprinde principalele părţi componente ale unui astfel de întrerupător :

Şasiu de susţinere cu dispozitiv de acţionareModul carter şi izolator inferiorTija izolantă de acţionareBloc contacte fix (tulipa) şi mobilCamera de stingere cu ulei puţin

Modul izolator superiorCilindru izolantBorne de conectare superioară şi inferioară.



Fig.1.Schiţa simplificată a unui întrerupător IUP- 110kV



În anexa A2 este prezentată o secţiune detaliată a unui astfel de întrerupător.

Construcţia acestor întrerupătoare se caracterizează printr-un grad înalt demodularizare şi tipizare.

Întrerupătoarele IUP de tip IO de înaltă tensiune se caracterizează printr -un înalt grad de

tipizare, întreaga serie (Un = 110, 220, 400 kV) având la bază o singură cameră de stingeremodul, cu parametrii U„=85 kV, ln= 1600 A, I pr = 31,5 kA. Sunt echipamente cu comandăunipolară, f iind realizate cu poli independenţi, fiecare pol având mecanism de acţionare

propriu. Pentru tensiunea nominală de 110 kV există variante atât bipolare cât şi tripolare, cuun singur mecanism de acţionare fiind posibilă comutarea a doi, respectiv trei poli.Mecanismul de acţionare este cu comandă oleopneumatică, de tip MOP.

Stingerea arcului electric în camera modul se obţine pe seama expandării uleiului,deionizarea coloanei arcului fiind activată sub acţiunea suflajului combinat, longitudinal şitransversal, produs de curenţi turbulenţi de ulei şi vapori de ulei. Acest proces se face încamera de stingere pe seama suflajului.

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

arcului electric sunt preluate de inelul 3, respectiv de vârful tijei 1, ambele confecţionate dinaliaj Cu-W, rezistent la uzură electrică.

Alungirea arcului electric în camera de stingere conduce la expandarea uleiului, procescare iniţiază un autosuflaj longitudinal intens de gaze şi vapori de ulei, dirijat în sens contrardeplasării tijei contactului mobil; aceşti compuşi părăsesc volumul uleiului, trecând prin

jiclorul de eşapare 5 în camera de detentă 6, incintă în care gazele se răcesc, parţial fiind eşapate în atmosferă, iar vaporii condensează; uleiul rezultat este recirculat prin valva cu sensunic 7 în camera de stingere.

După ce contactul mobil 1 eliberează orificiile transversale 13, prin acestea se producedetenta gazelor ce însoţesc arcul electric, presiunea scăzând brusc; drept urmare are locexpandarea uleiului reţinut în nişele circulare 14, arcul electric fiind supus astfel unui suflajtransversal de curenţi turbulenţi conţinând ulei şi vapori, sub acţiunea căruia se obţinestingerea definitivă. Durata de ardere a arcului electric este de 10-K30 ms.

Întrerupătoarele de înaltă tensiune tip IO sunt prevăzute cu piston diferenţialanticavitaţie (fenomenul de cavitaţie constă în formarea unei pungi vidate în urma tijeicontactului mobil, care împiedică accesul uleiului la extremitatea arcului). Dispozitivulanticavitaţional, figura 2 este constituit din pistonul 12 care, sub acţiunea resortului 11,urmăreşte pe o cursă limitată deplasarea tijei 1 a contactului mobil, injectând ulei laextremitatea arcului electric.



a) b)Fig.2 Schiţa pentru descrierea funcţionării unui IUPa)Secţiune prin camera de stingere IUP ; b)Mecanism de acţionare de tip MOP.

Camerele de stingere modul sunt susţinute de către ansamblul mecanism,aflat înconstrucţia întrerupătorului. Acest ansamblu bloc conţine un mecanism bielă-manivelă 9,care transmite mişcarea de la dispozitivul cu dublu efect 2, la tija 1 a contactului mobil şi unmecanism de zăvorâre, prevăzut cu resortul tumbler 4. La sfârşitul cursei de deschidere,mişcarea tijei 1 este frânată de amortizorul 7. Celelalte notaţii au următoarele semnificaţii: 3,5- buşoane de umplere, respectiv golire, 6- carter, 8- vizor striat, 10- tijă de ghidare.

Gama întrerupătoarelor tip IO(întreruptor ortojector) de înaltă tensiune se obţine princonectarea în serie a unui număr convenabil de camere de stingere modul, izolaţia faţă de

pământ asigurându-se prin coloanele electroizolante, de asemenea tip modul. Astfel, pentru întrerupătorul de 123 kV, figura3 a, sunt utilizate camerele de stingere 1, 2,având contactele în senate şi prevăzute cu bornele de racord 3; izolaţia faţă de pământ esteasigurată prin coloana electroizolantă 4, cu 5 fiind notat mecanismul de acţionare cu comandăoleopneumatică.

În figurile 3 b şi 3 c sunt reprezentate grafic construcţiile corespunzătoar e unui pol pentru întrerupătoarele I0-245 kV/1600 A (cu patru camere de stingere şi tot atâtea locuri deîntrerupere pe pol), respectiv I0-400 kV/1600A, având şase camere modul înseriate; notaţiileau specificaţiile de la figura 3 a.

În paralel cu camerele modul se conectează condensatoare, cu rol de uniformizare acăderilor de tensiune pe acestea, în diferite regimuri de funcţionare.



Fig.3.(a,b,c) .Gama constructivă a întrerupătoarelor de tip IUP

Problemele fundamentale în construcţia, funcţionarea şi exploatarea acestor

întrerupătoare sunt:• problema contactelor;• problema comutaţiei; • problema izolaţiei;• problema siguranţei în funcţionare.

Solicitări ale întrerupătoarelor în funcţionare sunt:• solicitări termice pe seama efectului Joule-Lenz ;• solicitări mecanice datorate forţelor sau cuplurilor electrodinamice ;• solicitări specifice comutaţiei, datorate amorsării, arderii şi stingerii arcului electric .

Ţinând cont de aceşti factori fabricarea ,exploatarea şi întreţinerea întrerupătoarelor de tipIUP este destul de complexă .

Cap. 3. Fabricarea întrerupătoarelor cu ulei puţin

Fabricarea acestor întrerupătoare este grupată după tipul şi mărimea acestora astfel încâtsă se obţină produse cu calităţi superioare , specializarea raţională a producţiei precum şimecanizarea , automatizarea şi robotizarea diverselor faze ale procesului tehnologic pentrurealizarea acestora.

Procesul de fabricaţie a întrerupătoarelor presupune realizarea următoarelor operaţii: A.Tehnologia de fabricaţie a suportului;B. Tehnologia de fabricaţie a modulelor izolante inferior şi superior;

C. Tehnologia de fabricaţie a camerelor de stingere cu ulei puţin;D. Tehnologia de fabricaţie a contactelor de lucru şi de legătura cu exteriorul;E. Tehnologia asamblării şi încercările întrerupătoarelor;F. Instalarea şi punerea în funcţiune a întrerupătoarelor.

Fabricaţia se face conform unui flux de fabricaţie . Fluxul reprezintă succesiuneaoperaţiilor tehnologice prin care trec materiile prime, materialele, semifabricatele,su bansamblele etc. în procesul de fabricaţie a unui produs sau de execuţie a unei lucrări. Înfuncţie de soluţiile adoptate se cunosc trei tipuri de fluxuri tehnologice :

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

Fluxul tehnologic se determină în cadrul elaborării planului general de organizare aîntreprinderii industriale pentru fabricarea aparaturii electrice.



Pentru realizarea acestor întrerupătoare se întâlnesc toate cele trei tipuri de fluxuritehnologice.

În cele ce urmează se descriu succint câteva exemple de procese de fabricaţie aelementelor componente a întrerupătoarelor electrice.

Cap.3.1.Procesul tehnologic de fabricaţie a contactelor electrice

Întrerupătorul cu ulei puţin are în componenţa sa contacte mobile şi contacte fixeconfecţionate din aliaj Cu-W (rezistent la uzura electrică) care se argintează pe suprafaţalaterală,în zonele de contact.

Pentru confecţionarea contactelor din material tras sub formă de sârme sau bare se întrebuinţează, în principiu, trei procese tehnologice:

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

conduce la un consum ridicat de material, având si o productivitate scăzută.

Contactele astfel realizate sunt confecţionate pentru intensităţi foarte mari.Pentru a asigura o bună funcţionare a aparatelor electrice se utilizează pentru

construcţia contactelor electrice materiale ce satisfac cerinţele impuse de regimurile defuncţionare şi anume: rezistivitatea redusă, rezistenţă de contact mică, stabilitate ridicată contra oxidărilor, sudurii şi uzurii, proprietăţi elastice bune.

Dintre metalele, aliajele şi amestecurile folosite se utilizează cel mai frecvent: – cuprul electrolitic (CuE) cu stări de ecruisare HA, HB şi OL tare, sub formă de benzi, bare, ţevi, table, sârmă sau lingouri, STAS 270-74; – argintul electrolitic pur (AgE) şi aliajele lui cu metale nobile, sub formă desârmă, benzi si table, STAS 270-74;

– bimetale cu argint-cupru sau argint-oţel, laminate împreună sub formă desârmă, benzi sau bare;

– aluminiu electrolitic (AlE) şi aliajele sale (Al-Mg-Si, Al-T-Si); – wolfram W, sub forma contactelor sinterizat; – materiale metaloceramice, obţinute din pulberi presate şi tratate termic la temperaturiînalte, sub formă de plăci şi discuri;

– alămuri, mai ales turnate, pentru piese de formă complicată, care cer o rezistenţă mecanică ridicată şi for ţe de frecare reduse la contactele alunecătoare;

– compoziţii din cărbune-cupru grafitat, turnate în diferite forme; – metale rare şi aliajele lor.Alegerea corectă a materialului din care se confecţionează un contact electric

trebuie să aibă în vedere :- proprietăţile mecanice şi electrice;- considerente economice.

Cap. 3.2. Procesul tehnologic de fabricaţie a izolatoarelor electrice

Întrerupătorul cu ulei puţin are în componenţa sa module izolatoare precum şimodulul camerei de stingere.

Pentru fabricarea componentelor electroizolante care intr ă în construcţiaechipamentelor electrice de înaltă tensiune, cum ar fi distanţierele, tijele, pârghiile,suporturile etc. pentru care nu se cere o precizie dimensională deosebită, se utilizează

cel mai frecvent procedeul turnării la rece a r ăşinilor epoxidice utilizându-se forme dinPVC, simple sau profilate, f ăr ă a fi necesar ă utilizarea demulanţilor. Temperatura de



lucru la turnare la rece a r ăşinii epoxidice este cuprinsă între 20-80 °C. Procesul deturnare are loc la presiune normală, piesele r ămânând în cochilă circa 6 ore. După decofrare, piesele electroizolante se lasă timp de 20-25 ore la temperatura mediuluiambiant pentru polimerizare.

Piesele electroizolante având ca suport pânza de sticlă şi realizate sub turnare

sub vid prezintă proprietăţi mecanice şi dielectrice foarte bune. Ele se confecţionează sub diverse forme, cele mai uzuale fiind barele, ţevile, tuburile, plăcile şi se utilizează în principal în construcţia întrerupătoarelor de medie si înaltă tensiune, ca tijeelectroizolante, cilindrii electroizolanţi, camere de stingere.

Piesele obţinute prin acest procedeu pot fi strunjite, găurite, filetate, lustruite,lăcuite şi vopsite.

Materialul de bază este ţesătura de sticlă, cu o împletitur ă având un număr deochiuri determinat pe unitatea de suprafaţă, cu fir simplu sau dublu r ăsucit. Pânza desticlă trebuie să aibă o transparenţă adecvată care să asigure impregnarea corectă,uniformă, cu rezultate favorabile în ceea ce priveşte etanşarea la uleiul mineral sauaerul comprimat şi rezistenţă mecanică la presiunile ridicate ce apar la stingerea

arcului electric. În ţar ă a fost asimilată, pânza de sticlă tip ROVING, firele folosite latesere având diametrul de (10-13,7 μm), adaosul de compuşi siliconici fiind sub 1%.

Pentru confecţionarea cilindrilor simpli, pentru camerele de stingere se folosesc: – dornuri metalice; – maşini de înf ăşurat cu presor drept; – cochilă metalică, în care se introduce dornul metalic înf ăşurat în ţesătur ă desticlă;

– maşină de mandrinat, ce permite extragerea dornului din interiorul cilindruluiimpregnat.

Se înf ăşoar ă un strat de ţesătur ă de sticlă, după care lasă presorul cu o for ţă de2 kgf/cm2, reglată prin reductorul de presiune al maşinii. Se înf ăşoar ă pânza pe dorn.

Se introduce dornul înf ăşurat prin rotire în cochilă, după care se centrează prin brideUltima operaţie o constituie lăcuirea cilindrilor, prin care se asigur ă acoperirea

superficială cu un strat electroizolant stabil şi etanş la umezeală.Impregnarea insuficientă cu r ăşină a ochiurilor pânzei de sticlă cu implicaţii

asupra etanşărilor.Acesta se poate datora fie:

a) insuficientei fluidităţi a r ăşinii (din cauza temperaturii prea scăzute sau aduratei prea lungi de amestecare);

b) calitatea necorespunzătoare a pânzei de sticlă (ochiuri prea mici sau prezenţaunor enzime în ţesătur ă);

c) vidului şi presiunii de lucru cu valori sau durată necorespunzătoare, etc.Metoda pentru determinarea aplicării unei tehnologii corecte de impregnare estecântărirea.

O altă defecţiune poate apărea când cilindrul conţine prea multă r ăşină şi puţină pânză, ceea ce reduce considerabil rezistenţa mecanică a cilindrului. Se recomandă cântărirea înainte de impregnare cu refacerea corespunzătoare a înf ăşur ării.

Ultima operaţie o constituie lăcuirea cilindrilor, prin care se asigur ă acoperireasuperficială cu un strat electroizolant stabil şi etanş la umezeală.

Fabricaţia modulelor izolatoare se poate face din mase ceramice,răşini epoxidice etc.Procesul de fabricaţie a izolatoarelor ceramice (porţelan) cuprinde următoarele operaţii

tehnologice:

• prepararea pastei; • modelarea;



• uscarea; • aplicarea glazurii; • arderea; • prelucrările după ardere; • armarea;

• încercările de control final.

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

Pentru executarea camerelor de stingere pentru întreruptoare de medie si înaltă tensiune se folosesc materialele de umplutur ă cum sunt talcul şi praful de cuar ţ (Un ≤ 30 kV),respectiv fibrele de sticlă pentru tensiuni de serviciu peste 30 kV.

Plăcile sub formă de discuri se prelucrează cu atenţie astfel încât să nu prezinteexfolieri şi bavuri la margini.

Se sortează discurile şi se înlătur ă cele necorespunzătoare; verificarea după ştanţare se face vizual, ştanţa fiind astfel proiectată încât să asigure configuraţia

discului conform desenului de execuţie. Se rebutează discurile la care apar defecte dematerial, exfoliere.

– Montarea discurilor în ansamblul camerei de stingere, utilizând o placă de bază încare se înşurubează prezoanele de strângere ale camerei de stingere. Se verifică

perpendicularitatea acestora pe placa de bază. – Se introduce camera în dispozitivul de presat şi se verifică cota de înălţime H,

după care se strâng piuliţele pe prezoane.Prezoanele se execută din poliamidă electrotehnică prin injecţie. Se evită

folosirea materialelor izolante stratificate la care există pericolul exfolierii filetului laapariţia presiunii gazelor datorată arcului electric. Un astfel de defect poate duce laumflarea camerei de stingere în zona pe lungimea prezonului exfoliat producând

blocajul tijei de contact mobil în timpul cursei de deschidere şi posibila explozie aîntreruptorului.

– Strunjirea ansamblului camer ă de stingere – diametrul exterior este adus lacotele finale, cu toleranţe strânse iar în placa de bază din sticlostratitex se prelucrează orificiul pentru montarea tulipei de contact fix. Existenţa unui joc larg între tulipă şilăcaşul strunjit, pe lăţime, are efect nefavorabil asupra funcţionării camerei de stingere lacomutaţie, datorită depresurizării acesteia.

– Se ajustează bavurile de la prelucrare, după care camera se cur ăţă cu aercomprimat pentru înlăturarea aşchiilor de la prelucrare.

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

100...105 °C. – După uscare se scot camerele de stingere din cuve şi se strâng prezoanele pentrua evita jocurile create între discuri.

– Impregnarea cu ulei sub vid la 40...60 °C, 0,3...0,5 torr. – Se scot camerele de stingere din cuva de impregnat şi se introduc într-o cuvă cu

ulei deschisă, unde r ămân până când sunt preluate de atelierul de montaj. Până lamontarea în ansamblu pol şi carter al întreruptorului, camerele de stingere se păstrează în pungi de polietilenă cu silicagel pentru absor ţia umidităţii.

Camera de stingere de formă cilindrică (în care sunt amplasate contactele) esteconstituită deci din ţesătura de sticla impregnată cu răşină epoxidică (sticlotextolit rulat)

pentru a oferi o rigiditate dielectrica ridicată şi o rezistenţa mecanică mare. În camera de

stingere sunt amplasate între contactele fixe şi mobile plăci electroizolante îmbinate cu buloane astfel încât în interior să se obţină nişe circulare,având un orificiu central străbătut de



tija contactului mobil confecţionată la rândul ei din bara cilindrica din Cu(tras la rece).Pe partea frontală a cilindrului se află situat indicatorul de nivel al uleiului sub forma unui vizorconfecţionat din geam striat. Cilindri au amplasaţi la capete materiale electroizolante def ixare confecţionate din ceramică. Barele de legătură sunt confecţionate din Cu(bara trasă,laminată la rece) mărimea lor având o strânsă legătură cu curenţi suportaţi de întrerupător

Mecanismul de acţionare de tip MOP este de tipul BIELĂ- MANIVELĂ are încomponenţă roţi dinţate prelucrate mecanic pe maşini aşchietoare,lanţuri de transmisie ,arcuri elicoidale de diferite forme şi mărimi. Pentru comanda automată a acestuia se foloseşteun montaj electric secundar în care un motor acţionat la 110V c.c. anclanşează sistemul.

Cap. 4.Tehnologia de asamblare a întrerupătoarelor cu ulei de tip IUP

Aceste aparate, datorită ,în general,caracterului de serie al fabricaţiei cât şi aldimensiunilor acceptabile se montează după procedeul de asamblare mobilă cu ritm libersau impus ( în special , asamblarea polilor şi dispozitivelor de acţionare). Din varietateade tipuri constructive ,în cele ce urmează se va avea în vedere întrer upătoarele cu ulei

puţin tip IO fabricate în Întreprinderea Electroputere Craiova,ca fiind cele mai frecventutilizate. Procesul tehnologic de asamblare care cuprinde numai principalele operaţii seva referi mai întâi la montarea subansamblelor de bază ,apoi ,în continuare,la asamblareagenerală a întrerupătorului şi este următorul.

Cap. 4.1.Procesul tehnologic de asamblare a principalelor părţi constructive(fără ansamblul mecanism — cu rol pur mecanic de acţionare) şi de montaj general, de

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



Fig.4 Ansamblul cameră de stingere pentru întreruptorul de înaltă tensiune tip IO.

Operaţii pregătitoare : - se montează contactul su perior 3 pe portcontactul fix 4 ;

- se montează camera de stingere cu discuri 5 pe portcontactul fix 4 cu ajutorul şuru- burilor 6 (s-a obţinut astfel ansamblul portcontact fix) ;- se asamblează colierul su perior 8 şi inelul inferior 14 pe cilindrul izolant 7 ; - se montează garnitura 10 pe carterul superior 9;- se introduce cilindrul izolant cu colierul superior şi prin împingere în interiorulgarniturii 10 se asamblează cu carterul superior 9. Se fixează apoi cu şuruburile 11 . S-aobţinut, astfel, ansamblul cilindrului izolant cu carter.

Asamblarea propriu-zisă a ansamblului cameră de stingere (fig.4 ): - se montează contactul inferior 2 pe portcontactul glisant 1; - se aşează izolatorul 12 pe portcontactul glisant 1, prin intermediul garniturii 13

(inferioară) ; - se pune garnitura 13 (superioară), apoi se introduce ansamblul cilindru izolant în

interiorul izolatorului, se centrează bine şi se fixează prin înşuru barea ineluluiinferior 14 pe portcontactul glisant 1;

- se introduce ansamblul portcontact fix în cilindru, se centrează pe tija de contactmobilă 21, apoi se fixează de carterul superior 9, prin intermediul garniturii 15, cuşuruburile 1 6 ;

- se montează vizorul 1 7 ; - se umple camera cu ulei ;- se montează capacul 19 (prin intermediul garniturii 18) şi bor na 20 a întreruptorului.



a) b)

Fig.5 Întreruptor cu ulei puţin de înaltă tensiune IO-220 kVa) Ansamblul coloană izolantă al întreruptorului IO-220 kV;

b)Ansamblu întrerupător IUP de tip IO-220 kV cu:1 - cameră de stingere (un braţ al V-ului) ; 2 - ansamblul mecanism propriu de acţionare ; 3 - ansamblul coloană izolantă ; 4 - soclu; 5 - mecanism de acţionare MOP ;

6 şi 7 - bornă de intrare respectiv de ieşire ; 8 - legătură de înseriere a celor două camere (V-uri).

Asamblarea ansamblului coloană izolantă (fig.5 a) : — armarea flanşelor metalice pe izolatoarele suport; — asamblarea tubului de înaltă presiune 3, apoi montarea lui pe soclu prin intermediul

garniturilor 6;— montarea izolatorului inferior 2 pe soclul 1, a platoului cu inele gardă 4 şi a inelului de

gardă interior 5 ; — montarea izolatorului superior 7 cu cel inferior 2 prin intermediul garniturilor 8, cu

ajutorul şuruburilor 9 ; — montarea carterului superior 10 prin intermediul garniturii 11; — asamblarea ţevilor de racord 12 ale subansamblului tub 3, cu ajutorul piuliţelor cu inel

„ermeto" 1 3 ; — montarea vizorului 1 4 ; — montarea capacului 15 prin intermediul garniturii 1 6 ; — executarea probei de etanşeitate şi, apoi, umplerea sub vid a ansamblului coloană cu

ulei ;—

montarea buşonului de umplere 17 şi a inelului de gardă exterior 18.



Observaţie:

Din procesul tehnologie prezentat se reţine faptul că asamblarea ansamblului coloanaizolantă 3 (fig. 6.) se face direct pe soclul 4 , aşa încât la montajul general se va ţine seama deacest lucru.

Cap.4.2 .Asamblarea generală a întreruptorului I0-220 kV (fig. 5b) :

Montarea ansamblului camera de stingere 1 (două bucăţi) pe ansamblul mecanism 2 (se obţine astfel forma în V);

Montarea ansamblului în V (camera de stingere + mecanism) pe coloana izolantă 3; Executarea racordurilor de înaltă presiune între ansamblul mecanism 2 şi ansamblul

coloană 3 ; Amplasarea şi racordarea mecanismului de acţionare 5 tip MOP (mecanism

oleopneumatic);Înserierea celor două ansambluri în V (camere de stingere) prin legătura 8.

Cap. 4.3.Mecanismul de acţionare oleopneumatic MOP-1

La întrerupătoarele de înaltă tensiune tip IO, contactul mobil trebuie să efectueze curse mari pedurate scurte; mecanismele oleopneumatice sunt capabile să satisfacă aceste cerinţe, dispunând de oenergie acumulată mare (9,8 kJ), ce poate fi eliberată rapid.

Mecanismul MOP-1 este un dispozitiv de acţionare cu acumulare de energie în azot comprimatcare, odată eliberată, se transmite pe cale hidraulică mecanismului cu piston cu dublu efect, montat pe polul întrerupătorului.

După funcţia îndeplinită, părţile componente ale mecanismului MOP-1 se împart în dispozitivehidraulice, respectiv electrice (de comandă).

Acumulatorul de energie, figura 6 este constituit din cilindrul 10 în care se deplasează pistonulliber 12, având rolul de a separa uleiul din partea inferioară de azotul sub presiune, aflat în parteasuperioară.

Fig. 6. Sistemul oleopneumatic de acţionare a întrerupătoarelor de î.t.



Cap. 5.Încercările şi verificările î ntreruptoarelor

Aceste încercări au drept scop verificarea calităţii execuţiei, atât a întreruptoarelor cât şi amecanismului de acţionare.

Î ncercările intermediare ale întreruptoarelor sunt următoarele : — determinarea cursei contactelor mobile ; se face vizual sau cu măsurători ale distanţeidintre cele două poziţii extreme ocupate de tija contactului mobil ;— verificarea rezistenţei de izolaţie, după asamblarea principalelor elemente componente ;— încercarea de etanşeitate a ansamblurilor cu garnituri; — verificări vizuale ale fiecărui element asamblat.

Încercările finale ale întreruptoarelor, acţionate direct de mecanismele proprii, sunturmătoarele : — determinarea caracteristicilor cinematice atât statice cât şi dinamice care constau îndeterminarea curselor întreruptorului :— cursa totală a contactului mobil; — cursa în contact.

O dată cu caracteristicile cinematice, dinamice, după curbele de închidere şi dedeschidere a întreru ptorului, se determină, grafic, vitezele de acţionare la închidere şideschidere ;— determinarea timpilor de acţionare ai întreruptorului care se face prin măsurarea cusecundometrul electronic sau cu ajutorul unui oscilograf;— verificarea simultaneităţii închiderii contactelor pe fiecare pol (fază); — determinarea rezistenţei de contact pe calea de curent, care urmăreşte verificareacalităţii şi a presiunii contactelor ; — determinarea rezistenţei de izolaţie pe fiecare fază (cu ajutorul inductorului) ;

—

încercarea rigidităţii dielectrice la 50 Hz.Î ncercările şi verificările mecanismelor de acţionare urmăresc buna funcţionare aacestora şi depind de tipul şi caracteristicile constructive. În general, aceste verificări au în vedere următoarele aspecte :— verificarea diferitelor blocaje mecanice sau electrice a căror nefuncţionare provoacăneajunsuri mari; — verificarea funcţionării sigure la închidere şi deschidere a întregului mecanism ; funcţionarea silenţioasă a întregului ansamblu mecanism-întreruptor .

La mecanismul MOP (pentru acţionarea întreruptoarelor IO de înaltă tensiune) se mai facîn plus şi următoarele încercări :

— determinarea timpului maxim de creştere a presiunii la valoarea nominală (după

efectuarea unei manevre);— determinarea presiunii reziduale (rămase după efectuarea a trei manevre de închidere-

deschidere, pe care trebuie să le asigure mecanismul în ex ploatare) ;— măsurarea timpului de revenire a presiunii (după executarea unei manevre);

verificarea funcţionării mecanismului la tensiuni minime de acţionare.

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

Tehnologia de reparare şi recondiţionare este tehnologia aplicată pentru restabilireacaracteristicilor constructive şi funcţionale ale fondurilor fixe prin înlocuirea sau refacerea(renovare sau restaurare) unor piese sau părţi defecte sau uzate din componenţa acestora.

Mai jos se prezintă pe scurt defectele ce pot apare la întrerupător ,cauzele acestora şiremedierile necesare.



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

Defecte comune tuturor întreruptoarelor.1.Străpungerea izolaţiei pieselor electroizolante.Cauze:

- încălzirea pieselor electroizolante peste temperatura admisă;- umiditate mărită;- îmbătrânirea materialului electroizolant;

- fisurarea pieselor izolante.Remedieri:

- înlocuirea piesei defecte dacă este posibil sau înlocuirea aparatului.2.Conturnarea izolaţiei pe suprafaţa exterioară.

Cauze:- depunerea de praf pe izolaţie;- umiditate mărită;- încălzirea pieselor izolante în funcţionare peste limita admisă;

Remedieri:- curăţirea izolaţiei.

3.Lipirea contactelor:Cauze:

- scăderea forţei de apăsare pe contact, datorită oboselii sau ruperii arcurilor careasigură presiunea de contact;

- formarea de cratere sau picături de metal topit pe contacte în urma întreruperiiunui curent foarte mare.

Remedieri;- înlocuirea arcurilor şi contactelor;

4.Încălzirea excesivă a contactelor:Cauze:

- scăderea forţei de apăsare pe contact datorită oboselii sau ruperii arcurilor careasigură presiunea de contact;

Remedieri:- înlocuirea elementelor defecte.

5.Arderea sau întreruperea bobinelor:Cauze:

- defecte ale izolaţiei conductorului;- vibraţii ale spirelor bobinei ( bobina nu este corect impregnată sau str ânsă);- supratensiuni care duc la încălzirea bobinei.

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

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

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

Remedieri:

- Înlocuirea sau repararea elementelor defecte



Cap. 7.Concluzii

Întrerupătoarele de tip IUP tind să fie scoase din producţie din cauza proprietăţilor lor şiînlocuite cu întrerupătoare cu stingere a arcului cu SF6 sau vid .

Mai jos se arată următoarele concluzii asupra construcţiei şi funcţionării acestora

Siguranţă:

Riscul de explozie şi foc dacă presiunea creşte (operaţii multiple).

Mărime:

Volumul aparatului este destul de mare.

Întreţinere:

Înlocuirea regulată a uleiului (descompunerea ireversibilă a uleiului la fiecare rupere).

Influenţa mediului:

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

Ciclu rapid de rupere:

Timpul lung de reducere a presiunii necesită o subevaluare a capacităţii de rupere dacăexistă riscul unor ruperi succesive.

Rezistenţa:

Mediocră.



8.Bibliografie:[1] G. Iacobescu, M. Tudose, E. Balaurescu – Utilajul şi tehnologia instalaţiilor din centrale şi

reţelele electrice - Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1978; [2] Cioc, N. Catrina, N. Cristea – Tehnologia fabricării, întreţinerii şi reparării maşinilor şiaparatelor electrice – Ed. Didactică şi Pedagogică, 1977.[3] *** – www. Electroputere .ro[4] G. Fetecău – Notiţe de curs,Galaţi,2012[5]M. Iordache s.a. – Elemente moderne în realizarea staţiilor electrice.[6] Standardul de Performanţă pentru Serviciul de Distribuţie a Energiei Electrice – ANRE.[7] Codul Tehnic al Reţelor Electrice de Distri buţie - ANRE[8] Regulamentul de Conducere şi Organizare a Activităţii de Mentenanţă – ANRE[9] Instrucţiune tehnică internă de exploatare a întrerupătoarelor IO 110-400kv şi dispozitive

de acţionare MOP din staţia 400/110/20 kV Smârdan.



AnexeAnexa A1

Calculul simplificat de proiectare a camerei de stingere pentru întreruptor IUP

Date iniţiale:

vc- viteza medie a contactului mobil

s

m

s1 - distanţa parcursă de tijă din momentul în care a parăsit contactul fix pânăîn momentul în care a ieş it din camera de stingere[m].Criteriul de proiectare este dat de presiunea care solicită camera de stingere.

Proiectarea camerei de stingere, la întreruptoarele cu ulei puţin, cuprinde

calculul următoarelor elemente:a) Calculul lungimii arcului electric Momentul cel mai favorabil pentru stingerea arcului este cel în care contactul mobil (2)

figura A1.1 părăseşte camera de stingere, momentul când intensitatea suflajului este maximă;dacă acest fapt nu se produce la distanţa 1S dintre contactul fix şi cel mobil, din cauza că la

distanţa 1S curentul nu a trecut prin zero, atunci contactul mobil mai parcurge o distanţă pânăla prima trecere naturală prin zero. Deci durata de ardere a arcului electric va fi

Fig.A1.1. Secţiune prin camera de stingere a unui î ntreruptor cu ulei puţ in

SV

St

C

1a

1



unde: CV - viteza medie a contactului mobil

s

m

mS1 - distanţa parcursă de tijă din momentul în care a părăsit contactul

fix până în momentul în care a ieş it din camera de stingere.

Conform relaţiei (1) rezultă:

mS46,3675,10

392,0ta ;

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

de semiperioa st a 4104 2 ;

În aceste condiţii se poate determina lungimea arcului electric în regimul

pungii de gaze şi vapori închise (adică până în momentul când contactul mobil se

află în poziţia punctată din figura 1 în care se deschide comunicarea între camera

de stingere şi restul uleiului din întreruptor ş i anume:

2

ac1aCa

tVmtVL ; 2

unde: 11 m25,015,0m - coeficient ce ia în considerare influenţa forţelor

electrodinamice din camera de stingere; valorile mai mari corespund camerelor de

stingere ce au volum mai mare:

m La 448,01072,110475,1010475,102,0

10475,10 32

222



b) Calculul energiei dezvoltate în arcul electric Calcul se efectuează cu ajutorul următoarei relaţ ii:

ta

0 aca

ta

0 aaa

dttiVEdtiUW; 3

unde: VtVEU caa - valoarea eficace a tensiunii de la bornele arcului electric

în momentul t al cursei contactului mobil;

ai - valoarea instantanee a curentului din arc;

cm

V

Ea - gradientul tensiunii din arcul electric a cărui valoare o

găsim ta belată în funcţie de mediul de st ingere şi modali ta tea de ră cire ale arculuielectric.

Spre a facilita stingerea arcului electric în întreruptoarele cu ulei, energia din

arcul electric aW trebuie să aibă o valoare cât mai mică ceea ce se obţine reducând

durata at de ardere. Prin urmare m inaa WW , dacă contactul mobil efectuează

cursa 1S într-o semiperioadă (la frecvenţa f=50Hz corespunde210

f 2

1t ); caz

în care viteza contactului mobil va fi :

s/mt

SV 1

c ; 4

s

m2,39

10

392,0V

2c ;

Deci constructia cea mai reuşită de întreruptor cu ulei puţin va fi aceea la care:

s10210t2tt 22

a

; 5

De asemenea din relaţ ia 4 putem observa că dacă 1S se micşorează în aceeaşi

măsură se va micşora şi CV deoarece în această relaţie ctt .



Dacă se aproximează curentul din arc (considerat sinusoidal) prin valoarea

medie a capacităţii de rupere:

R R Rmed

I222I ; 6

din expresia 3 se obţine:

swtVEI2

tdtVEI22

W 2

aCaR

ta

0Ca

R a

; 7

deci:

kWs79,487710410752005,31

2W

22

a

;

Energia maximă dezvoltată de către arcul electric în ultima semiperioadă

înaintea stingerii, se poate calcula pentru curenţi întrerupţi I>1000A cu relaţia

emirică a lui Wogelsanger:

5,0

r

2,1

r m a xa UIk W ; 8

unde:

3

102,2

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

AIr - capacitatea de rupere

n3

r U25,1U n

r

- mărimea componentei 9 de frecvenţă industrială a tensiunii de

restabilire;

în care: nU - tensiunea nominală a întreruptorului;n – numărul camerelor de stingere;

T≈1,8 – factorul de supratensiune.

kV969,14663

8,140025,1Ur

;

deci:

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

m axa .



c) Calculul căderii de tensiune de la bornele arcului electric

Căderea de tensiune pe arcul electric, însumează căderea de tensiune din

vecinatatea anodului, a catodului cât şi că derea de tensiune din lungul coloanei dearc.În acest caz o relaţie mai corectă pentru calculul tensiuni i de arc, este cea a

lui Kesselring.

1em

Eatu tVc1m

1

a ; 10

Prin reţinerea primilor trei termeni din dezvoltarea în serie a exponenţialei

vom obţine următoarea relaţie 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 şi vapori de ulei;

în care:kWs

cm60C

3

0 - constanta lui Bauer pentru ulei la presiunea bar 1 p0 şi

temperatura K T 2930 ;



K 25001800T - temperatura medie a amestecului de gaze şi

vapori; limita inferioară corespunde absenţei camerei de stingere iar cea superioară

cazului când camera de stingere există ;

K 293T0

- temperatura normală (20°C)

UK - coeficient ce ia în considerare prezenţa vaporilor de

ulei în gazele formate prin descompunere de că tre arcul electric a uleiului;

U

0

K T

T - valoare ce se găseşte tabelată în funcţ ie de condiţiile de

stingere a arcului electric;

pentru cazul nostru 5,9K T

TU

0

.

deci:

kWs

cm57050,960C

3

Conform relaţiei (12) vom avea :

3cm9,2780410913,4877570V

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

kgWq a1 ; 14

unde:

kWs

kg102 4

1 - o funcţie de constanta lui Bauer

kg10582,975913,4877102q 34 .



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

comutaţie ce apare între contactul fix(1) ş i cel mobil (2), are loc descompunereauleiului (4) conţinut în cuva (3) ; în acest desen este prezentat cazul ruperii simplea arcului în ulei, adică în absenţa dispozitivelor de antistingere (arcul deschis sub

ulei). După cum se observă, în imediata vecină tate a coloanei A de arc electric seaflă învelişul de hidrogen B urmat de zona C de disociere a gazelor în ioni, zona Dîn care vaporii de ulei s-au descompus în gaze, E zona de vapori de ulei ş i zona devaporizare a uleiului F; gazele formeaza 60% din volumul pungii iar vaporii de uleirestul. Gazele sunt compuse din (70÷80)% hidrogen atomic şi molecular, (15÷20)%acetilena , (5÷10)% metan şi etilen.

Fig. A1.2

Hidrogenul având conductivitate termica de circa 17 ori mai mare decât cea aaerului şi vâscozitatea mai mică decât a oricărui alt gaz, asigură prelucrarea intensă a căldurii din arcul electric.

Durata de ardere a arcului electric în punga închisă de gaz (înaintea eliberăriide către contactul mobil a unuia din orificiile de suflaj ale camerei de stingere) vafi dată de formula:

S9VIEaC

SL5,0t

C

U

23

001

; 15

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

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



alegându-se constructiv ca fiind distanţa parcursă de contactul mobil până la primul

orificiu de suflaj transversal;

2

2

C cm4DS ; 16

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

funcţie de diametrul tijei mobile de contact,

deci:2

2

cm309,54

6,2S

;

3UU

cmdaN9 ; 17

în care:

3

3

Ucm

kg109,0 - densitatea maximă a uleiului de transformare;

2S

cm981g - acceleraţia gravitaţională;

deci:2233

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

1Sf 2 ; 18

în care: f=50Hz – frecvenţa curentului alternativ,

deci:1S314502f 2

KAI2I R ; 19

în care : KAIR

- capacitatea de rupere a întreruptorului,

deci: KA547,445,312I

În aceste conditii conform relatiei 15 vom avea:

2

S4

323

01 10800,19811075547,44200570314

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



Observăm că T2t01 deci din acest punct de vedere vom avea o

construcţie reuşită a în treruptorului.

g) Calculul presiunii din interiorul camerei de stingere

Acest calcul se va efectua în două ipostaze după cum urmează:

g1. Calculul presiunii maxim posibile din camera de stingere

În cazul uleiului, în ipoteza că întregul volum de gaze dezvoltat de arculelectric ocupă tot volumul camerei de stingere vom avea următoarea formulă decalcul:

bariA

VT106,2 p

6

ma x

20

unde: T≈2500°K – temperatura medie a gazelor din camera de stingere;

4

dnA 0

21

A- aria orificiilor de evacuare a gazelor;

în care: n – numărul orificiilor de evacuare a gazelor;

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

prezentat o secţ iune prin camera de stingere;

deci:2

2

cm137,144

)5,1(A

;



Fig.A1.3

S

cm

2

T

CWV

3

0m axa - debitul de gaz, evacuat; 22

la presiunea atmosferică bar 1 p0

în care: Sf

1T - perioada curentului alternativ,

S02,050

1T ,

deci:S

cm40009158

2

102

60193,6668V

3

2

;

În aceste condiţii conform relaţ iei 20 vom avea:

bari913,367137,14

400091582500106,2 p 6

m ax .

g2. Calculul presiunii în regimul de umplere al camerei de stingere cu ulei, după

ruperea arcului electric



După stingerea arcului electric, amestecul de gaze şi vapori va cont inua săiasă din camera de stingere înca un timp datorită faptului că presiunea î n interiorulcamerei este mai mare decât cea în exteriorul ei, ea scăzând înca un timp după care

presiunea din camera de stingere atinge valoarea:

U10K zz p ; 23

amestecul de gaze şi vapori începe să se evacueze prin orificiile superioare cu

viteza aV , iar uleiul sa pătrundă cu viteza UV prin orif ic iul inferior aşa cum se

poate observa din figura A1.4.

Fig.A1.4.

Conform relaţiei 23 vom avea:

bari7,12882,04,14 pK

Observăm că această presiune îndeplineşte condiţ ia:

m a xK p p , 24

deoarece: 12,7<367,913 bari



h)Calculul de dimensionare a discurilor

Camera de stingere, de construcţie r igidă este compartimentată cuajutorul unor discuri din material izolant (carton pentru transformator) în scopulmenţinerii unei cantităti de ulei în compartimente, după prima deconectare. Astfel onoua declanşare după 0,2s, ca urmare a reclanşării automate, găseşte încompartimente o cantitate de ulei suficientă pentru a stinge arcul electric.

Înainte de trecere a tijei mobile prin primul disc presiunea se execută numai pe faţa superioară a acestuia şi de aceea va fi necesar ca discul să reziste la presiunea pmax:

Fig.A1.5.

În aceste condiţii grosimea discului va fi dat de relaţ ia:

ai

max pD

K

K g 1

0

1

, 25

unde: 45,0K 1 coeficient ;

2cm/daN1300ai - efort unitar admisibil la forfecare.

1D

Dc043,01K 0 , 26



991,013

6,2043,01K 0 .

deci:

cm14,31300

913,36713991,045,0g

i)Calculul de verificare mecanică a camerei de stingere

Folosind valoarea Pmax 22 obţinută pentru presiunea maximă 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.Dacă corpul camerei are forma unui cilindru (cazul cel mai frecvent) atunci

se va determina mărimea eforturilor unitare care tind să rupă cilindrul dupăsecţiunea transversală şi după generatoare:

i 1 . Efortul unitar ce tinde să rupă camera după secţiunea transversală arevaloarea:

1

1

11

2

1

1

1

S4

Dmax p

SD

4

Dmax p

S

p1

; 27

unde: 1D - diametrul interior al corpului cilindric;

1 - grosimea corpului cilindric ;

N p1 - forţa ce acţionează asupra secţ iunii 1S

deci:

144,7975,14

13913,3671

bari.



Fig.A1.6

i2 . Efortul unitar ce tinde să rupă cilindrul după generatoare este:

1

1

1

1

1

2

2

22

2

Dmax p

H

2

HDmax p

H

p

S

p

; 28

unde: H – înălţimea corpului cilindric ;

N p2 - forţa ce acţionează asupra secţ iunii 2S .

289,15945,12

13913,3672

bari



Fig.A1.7.

Pentru starea de solicitare complexă (combinată), condiţia de rezistenţă

mecanică se determină cu expresia:

a dm21

2

2

2

1 29

unde: 2500mm

daN25

2adm bari – valoarea maxim admisă a solicitării de

întindere ,

2500289,1594144,797289,1594144,797 22

sau:

1380,694 bari ≤ 2500 bari .

În afara condiţiei 29 valorile calculate pentru 21si trebuie să satisfacă

şi condiţia:

a dm21,Max

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



Anexa A2

Fig.A2 1 Ansamblu general secţiune pol întrerupător de tip IUP



ANSAMBLU ELECTROMAGNET INCHIDERE



SECTIUNE PRIN AMORTIZOR



ANSAMBLU ELECTROMAGNET DE DESCHIDERE



Documents

96489952 Intrerupătoare de Medie Şi Inaltă Tensiune de Tip IUPbun